CN106288522A - 换热装置和具有它的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开换热装置以及具有它的热泵系统，换热装置包括：第一换热器、第二换热器、连通管、第一分配装置、第二分配装置，第一换热器和第二换热器均包括两个集流管、连接在两集流管之间的扁管和设在相邻扁管之间的翅片，每个集流管均设有制冷剂口，连通管的第一端与第一换热器的第二集流管上的制冷剂口相连且连通管的第二端与第二换热器的第三集流管的制冷剂口相连；第一分配装置插入第一集流管内且具有第一分配孔和与第一制冷剂口相连的第一开口；第二分配装置插入第三集流管内且具有第二分配孔和与第三制冷剂口相连的第二开口；第一分配孔的总开口面积为A1，第二分配孔的总开口面积为A2，其中，1<A2/A1≤3.5。该换热装置结霜路径长、制冷剂分配均匀。

Description

换热装置和具有它的热泵系统

技术领域

本发明涉及换热技术领域，具体涉及一种换热装置和具有它的热泵系统。

背景技术

相关技术中广泛使用的空冷商用空调机组通常采用多个单元组合而成，每个单元至少包含两片并联的换热器。空调机组在冬季低温高湿的室外条件下运行时，室外机换热器会结霜。随着霜层的逐渐增厚，翅片之间可供空气通过的间隙变得越来越小，直至堵塞。随着结霜时间的增加，结霜面积增长，即翅片被霜层堵塞的比例变大，换热器的换热能力衰减变严重。尤其是，对于微通道换热器，由于其结构特点，结霜由下而上，霜层向上爬升，底层霜层最厚。并联的换热器的结霜面积同步增长，总的最长结霜路径即与单片换热器的高度一致。当霜层堵塞的面积过大，会导致换热器不能达到设计能力水平。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种换热装置，该换热装置的结霜路径较长，结霜面积小，制冷剂分配更加均匀，换热性能提高。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述换热装置的热泵系统。

根据本发明第一方面实施例的换热装置，包括：第一换热器，所述第一换热器包括第一集流管、第二集流管、连接在所述第一集流管和第二集流管之间的第一扁管和设在相邻第一扁管之间的第一翅片，所述第一集流管上设有第一制冷剂口，所述第二集流管设有第二制冷剂口；第二换热器，所述第二换热器包括第三集流管、第四集流管、连接在所述第三集流管和第四集流管之间的第二扁管和设在相邻第二扁管之间的第二翅片，所述第三集流管设有第三制冷剂口，所述第四集流管上设有第四制冷剂口；连通管，所述连通管的第一端与所述第二制冷剂口相连且所述连通管的第二端与所述第三制冷剂口相连；第一分配装置，所述第一分配装置插入到所述第一集流管内，所述第一分配装置具有第一分配孔和与所述第一制冷剂口相连的第一开口；第二分配装置，所述第二分配装置插入到所述第三集流管内，所述第二分配装置具有第二分配孔和与所述第三制冷剂口相连的第二开口；其中所述第一分配孔的总开口面积为A1，所述第二分配孔的总开口面积为A2，其中，1<A2/A1≤3.5。

根据本发明实施例的换热装置，结霜路径较长，结霜面积小，分配更加均匀，换热性能提高。

优选地，还包括第一切换阀，所述第一切换阀具有第一至第三阀口，所述第一切换阀的第一阀口与所述第二制冷剂口相连，所述第一切换阀的第二阀口与所述第一制冷剂口相连，所述第一切换阀的第三阀口与所述第三制冷剂口相连。

优选地，还包括第二切换阀，所述第二切换阀具有第一至第三阀口，所述第二切换阀的第一阀口与所述第二制冷剂口相连，所述第二切换阀的第三阀口与所述第一制冷剂口相连。

优选地，所述第一制冷剂口为分别形成在所述第一集流管的两端的两个，所述第二制冷剂口为分别形成在所述第二集流管的两端的两个，所述第二切换阀的第三阀口与一个第一制冷剂口相连，所述第一切换阀的第二阀口与另一个第一制冷剂口相连，所述第二切换阀的第一阀口与一个第二制冷剂口相连，所述第一切换阀的第一阀口与另一个第二制冷剂口相连。

优选地，所述第一切换阀和所述第二切换阀均为电磁三通阀。

优选地，所述第一制冷剂口与所述第一开口为同一开口，所述第三制冷剂口与所述第二开口为同一开口。

优选地，所述第一分配装置为第一分配板，所述第一分配板设在所述第一集流管内以将所述第一集流管的内腔分为第一分配腔和第二分配腔，所述第一分配腔与所述第一开口连通且通过所述第一分配孔与所述第二分配腔连通，所述第二分配腔与所述第一扁管连通，所述第二分配装置为第二分配板，所述第二分配板设在所述第三集流管内以将所述第三集流管的内腔分为第三分配腔和第四分配腔，所述第三分配腔与所述第二开口连通且通过所述第二分配孔与所述第四分配腔连通，所述第四分配腔与所述第二扁管连通。

优选地，所述第一分配装置为第一分配管，所述第一分配管的内腔构成第一分配腔，所述第一分配管的外壁与所述第一集流管的内壁之间构成第二分配腔，所述第二分配装置为第二分配管，所述第二分配管的内腔构成第三分配腔，所述第二分配管的外壁与所述第三集流管的内壁之间构成第四分配腔。

优选地，所述第一制冷剂口由所述第一分配管的开口端形成，所述第二制冷剂口由所述第二分配管的开口端形成。

优选地，所述第一集流管的内径为D1，所述第三集流管的内径为D2，所述第一分配管的内径为d1，所述第二分配管的内径为d2，其中：0.2≤(D2×d1)/(D1×d2)≤2.3。

优选地，所述第一分配管的内径为d1，所述第二分配管的内径为d2，其中：1≤d2/d1≤4.5。

优选地，所述第一制冷剂口连接有第一接口管，所述第二制冷剂口连接有第二接口管，所述第三制冷剂口连接有第三接口管，所述第四制冷剂口连接有第四接口管，所述连通管连接在所述第二接口管与所述第三接口管之间。

优选地，所述第一分配装置为第一分配管，所述第一分配管的内腔构成第一分配腔，所述第一分配管的外壁与所述第一集流管的内壁之间构成第二分配腔，所述第二分配装置为第二分配管，所述第二分配管的内腔构成第三分配腔，所述第二分配管的外壁与所述第三集流管的内壁之间构成第四分配腔，所述第一换热器包括第一旁通管，所述第一旁通管上设有第一单向阀，所述第一旁通管的一端与所述第二分配腔连通，所述第一旁通管的另一端与所述第一接口管连通，所述第二换热器包括第二旁通管，所述第二旁通管上设有第二单向阀，所述第二旁通管的一端与所述第四分配腔连通，所述第二旁通管的另一端与所述第三接口管连通。

优选地，所述第一分配装置为第一分配管，所述第二分配装置为第二分配管，所述第三集流管邻近第三制冷剂口的一端与距离该端最近的第二分配孔之间的距离为L2，所述第二分配管的内径为d2，其中：L2/d2≤90。

优选地，所述第一换热器和所述第二换热器均为微通道换热器。

优选地，所述第一换热器和第二换热器构成V形结构。

优选地，所述第一换热器和所述第二换热器均为多个且所述第一换热器与所述第二换热器交替设置，相邻的第一换热器和第二换热器通过所述连通管彼此串联。

优选地，所述第二集流管高于所述第一集流管，所述第四集流管高于所述第三集流管。

优选地，在所述换热装置用作蒸发器时所述第一制冷剂口为所述第一换热器的制冷剂进口且所述第三制冷剂口为所述第二换热器的制冷剂进口。

根据本发明第二方面实施例的热泵系统，包括依次连接的压缩机、第一换热装置、膨胀机构和第二换热装置，所述第一换热装置和所述第二换热装置中的至少一个为所述的换热装置。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的换热装置的示意图。

图2是图1所示实施例的换热装置用作蒸发器时的制冷剂流向示意图。

图3是图1所述实施例的换热装置用作冷凝器时的制冷剂流向示意图。

图4是根据本发明的另一个实施例的换热装置用作蒸发器的示意图。

图5是根据本发明的另一个实施例的换热装置用作冷凝器的示意图。

图6是根据本发明实施例的换热装置的第一换热器的局部示意图。

图7是根据本发明实施例的换热装置的第二换热器的局部示意图。

图8是根据本发明实施例的换热装置的串联压降与并联压降的比值随D2/D1变化的曲线图。

图9是根据本发明实施例的换热装置用作蒸发器时第二换热器内的局部示意图。

图10是根据本发明的再一实施例的换热装置的示意图。

图11是图10所示的换热装置的主视示意图。

附图标记：

换热装置100，

第一换热器10，第一集流管11，第一制冷剂口111，第一接口管112，第二集流管12，第二制冷剂口121，第二接口管122，第一扁管13，第一翅片14，第一旁通管15，第一单向阀151，

第二换热器20，第三集流管21，第三制冷剂口211，第三接口管212，第四集流管22，第四制冷剂口221，第四接口管222，第二扁管23，第二翅片24，第二旁通管25，第二单向阀251，

连通管30，

第一分配装置40，第一分配孔41，第一开口42，第一分配腔43，第二分配腔44，

第二分配装置50，第二分配孔51，第二开口52，第三分配腔53，第四分配腔54，

第一切换阀60，第一切换阀的第一阀口61，第一切换阀的第二阀口62，第一切换阀的第三阀口63，

第二切换阀70，第二切换阀的第一阀口71，第二切换阀的第二阀口72，第二切换阀的第二阀口73。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面描述根据本发明实施例的换热装置。

根据本发明实施例的换热装置包括：第一换热器、第二换热器、连通管、第一分配装置以及第二分配装置。

其中，第一换热器包括第一集流管、第二集流管、连接在第一集流管和第二集流管之间的第一扁管和设在相邻第一扁管之间的第一翅片，第一集流管上设有第一制冷剂口，第二集流管设有第二制冷剂口。相应地，第二换热器包括第三集流管、第四集流管、连接在第三集流管和第四集流管之间的第二扁管和设在相邻第二扁管之间的第二翅片，第三集流管设有第三制冷剂口，第四集流管上设有第四制冷剂口。连通管的第一端与第二制冷剂口相连且连通管的第二端与第三制冷剂口相连。

具体地，第一分配装置插入到第一集流管内，第一分配装置具有第一分配孔和与第一制冷剂口相连的第一开口；第二分配装置插入到第三集流管内，第二分配装置具有第二分配孔和与第三制冷剂口相连的第二开口。其中，第一分配孔的总开口面积为A1，第二分配孔的总开口面积为A2，A1和A2满足如下关系：1<A2/A1≤3.5。

根据本发明实施例的换热装置通过连通管连接第一换热器和第二换热器，由此实现了第一换热器和第二换热器串联连接，从而使制冷剂单向流动，延长了结霜路径，降低了换热装置整体的结霜面积，提高了换热性能。

当换热装置用作蒸发器时，由于第一换热器与第二换热器串联连接，制冷剂在位于第一换热器中的第一分配装置内被第一次分配，经第一换热器换热后产生更多的气相制冷剂，之后气相和液相混合的两相制冷剂经第二换热器中的第二分配装置被第二次分配，此时进入第三集流管的气相制冷剂较多，气相制冷剂相对液相制冷剂更容易增大第三集流管内的压降。发明人经研究发现，第二分配器的分配孔面积相对于第一分配器的分配孔面积的比值，在小于等于1时会引起压降的显著上升，而在超过3.5后随着比值的增大，制冷剂的分配均匀性由于气液两相通过分配孔的速度不同而发生恶化。

本发明实施例的换热装置通过控制第一分配孔的总开口面积A1和第二分配孔的总开口面积A2，使其满足1<A2/A1≤3.5，从而降低了第二换热器内两相制冷剂经分配管流出时受到的阻力，降低了第二换热器内的压降以降低换热装置的总压降，使制冷剂分配更均匀，进一步提高了换热装置的换热性能。

下面参照图1至图3描述本发明换热装置100的一个实施例。

如图1所示，换热装置100包括：第一换热器10、第二换热器20、连通管30、第一分配装置40以及第二分配装置50。其中，每个换热器上设有一个制冷剂进口、一个制冷剂出口以及一个分配装置。

在第一换热器10中，第一换热器10包括第一集流管11、第二集流管12、连接在第一集流管11和第二集流管12之间的第一扁管13、设在相邻第一扁管13之间的第一翅片14。第一集流管11上设有第一制冷剂口111，第二集流管12上设有第二制冷剂口121，第一分配装置40插入到第一集流管11内，第一分配装置40具有第一分配孔41和与第一制冷剂口111相连的第一开口42。

相应地，在第二换热器20中，第二换热器20包括第三集流管21、第四集流管22、连接在第三集流管21和第四集流管22之间的第二扁管23、设在相邻第二扁管23之间的第二翅片24。第三集流管21上设有第三制冷剂口211，第四集流管22上设有第四制冷剂口221，第二分配装置50插入到第三集流管21内，第二分配装置50具有第二分配孔51和与第三制冷剂口211相连的第二开口52。

本领域技术人员可以理解的是，术语“制冷剂口”是指供制冷剂进入换热器的制冷剂入口或供制冷剂流出换热器的制冷剂出口。当换热装置100用作蒸发器或冷凝器时，制冷剂可经第一集流管11进入并依次流经第二集流管12、第三集流管21、第四集流管22，此时第一集流管11和第三集流管21为制冷剂进口，第二集流管12和第四集流管22为制冷剂出口。同理，制冷剂还可以经第四集流管22进入并依次流经第三集流管21、第二集流管12、第一集流管11，此时第二集流管12和第四集流管22为制冷剂进口，第一集流管11和第三集流管21为制冷剂出口。

在图1至图3所示的具体实施例中，换热装置100用作蒸发器时第一制冷剂口111为第一换热器10的制冷剂进口且第三制冷剂口211为第二换热器20的制冷剂进口。

这样，当换热器用作蒸发器时，进入换热器的制冷剂中含有较多液相制冷剂，设置在第一集流管11内的第一分配装置40和设置在第三集流管21内的第二分配装置50能够对制冷剂(尤其是液相制冷剂)起到更好的分配作用。

此时，第一制冷剂口111和第三制冷剂口211为制冷剂进口，第二制冷剂口121和第四制冷剂口221为制冷剂出口，经膨胀机构排出的制冷剂经第一制冷剂进口进入第一换热器10并经第一分配装置40实现制冷剂的分配，被分配后的制冷剂进入到扁管中，制冷剂经扁管以及翅片换热后进入到第二集流管12中，最终从第二制冷剂的制冷剂口流出第一换热器10，随后制冷剂经连通管30流向第二换热器20，第二换热器20与第一换热器10内部的制冷剂分配以及制冷剂流向相似，在此不做赘述。

当换热装置100用作室外机使用时，由于室外机通常置于室外环境下，在冬季等室外环境温度较低的情况下，换热装置100会出现结霜现象，尤其是换热器采用并联方式时换热装置100的结霜路径较短，这样换热装置100冻结的霜层很容易堵塞翅片之间的部分间隙，进而影响周围空气与换热器的换热。

为解决上述因换热装置100结霜严重所造成的换热效率低、换热效果差的问题，将第一换热器10和第二换热器20通过连通管30连接，连通管30的第一端与第一集流管11的第二制冷剂口121相连且连通管30的第二端与第三制冷剂口211相连。这样，连通管30将第一换热器10与第二换热器20串联连接，使制冷剂依次经过第一换热器10和第二换热器20换热，由此延长换热装置100上霜层的爬升路径，使第一换热器10和第二换热器20上的结霜由制冷剂进口向制冷剂出口逐渐爬升，以降低换热装置100上的凝结厚度、减小了换热装置100整体的结霜面积。

然而，第一换热器10与第二换热器20串联相对第一换热器10与第二换热器20并联的总压降明显增大，换热效率降低。为解决这一问题，本申请人经研究发现，对第一换热器10与第二换热器20中的制冷剂合理分配，不仅可使制冷剂分配更加均匀，而且能够降低换热装置100的总压降。具体地，定义第一分配孔41的总开口面积为A1，第二分配孔51的总开口面积为A2，当1<A2/A1≤3.5时，在换热装置100用作蒸发器时，经第二换热器20的第三集流管21流向装置内的较多的气相制冷剂能够快速经分配孔流出，降低了制冷剂经分配管流出时受到的阻力，提高了制冷剂整体的流动速度以及分配速度，从而使第二换热器20内的压降以换热装置100的总压降大大降低，使制冷剂分配更均匀，提高了换热装置100的换热性能。

如图3所示，为便于相邻换热器之间的管路连接，第一制冷剂口111连接有第一接口管112，第二制冷剂口121连接有第二接口管122，第三制冷剂口211连接有第三接口管212，第四制冷剂口221连接有第四接口管222，连通管30连接在第二接口管122与第三接口管212之间。

换热装置100用作冷凝器时制冷剂的流动方向与用作蒸发器时的流动方向相反，此时，制冷剂从第一集流管11和第三集流管21排出，第一分配装置40和第二分配装置50位于上述出口集流管上，不但不能起到均匀分配制冷剂的作用，而且为制冷剂的排出带来较大阻力，增大了换热装置100的压降。为此，可在第一集流管11和/或第三集流管21上增设旁通管以使进入第一集流管11(和/或第三集流管21)的制冷剂不进入分配装置分配而是直接经旁通阀排出换热器。

参照图3，在一个具体实施例中，第一分配装置40为第一分配管，第一分配管的内腔构成第一分配腔43，第一分配管的外壁与第一集流管11的内壁之间构成第二分配腔44，第二分配装置50为第二分配管，第二分配管的内腔构成第三分配腔53，第二分配管的外壁与第三集流管21的内壁之间构成第四分配腔54。其中，第一换热器10包括第一旁通管15，第一旁通管15上设有第一单向阀151，第一旁通管15的一端与第二分配腔44连通，第一旁通管15的另一端与第一接口管112连通，第一接口管112与第一制冷剂口111和膨胀机构连通。相应地，第二换热器20包括第二旁通管25，第二旁通管25上设有第二单向阀251，第二旁通管25的一端与第四分配腔54连通，第二旁通管25的另一端与第三接口管212连通，第二接口管122与第三制冷剂口211和连通管30连通。

换热装置100用作蒸发器时，如图2所示，第一单向阀151、第二单向阀251均处于关闭状态，第一旁通管15和第二旁通管151均不导通。

换热装置100用作冷凝器使用时，如图3所示，在第二换热器20中，制冷剂由第四分配腔54向第三接口管212流动，第二单向阀251处于导通状态，制冷剂不经过第二分配装置50而是直接经第二旁通管25流出。在第一换热器10中，制冷剂由第二分配腔44向第一接口管112流动，第一单向阀151处于导通状态，制冷剂不经过第一分配装置40而是直接经第一旁通管15流出。

由此，制冷剂不必经由第一换热器10的第一分配装置40以及第二换热器20的第二分配装置50进行分配，而是直接经旁通管不受阻碍的流出，避免了从第一分配孔41进入第一分配管以及从第二分配孔51进入第二分配管所造成的压降以及能量损失，提高了换热装置100的换热效率。

下面参照图5和图6描述本发明的换热装置的另一实施例。

如图4和图5所示，换热装置100还包括第一切换阀60，第一切换阀60具有第一至第三阀口，第一切换阀的第一阀口61与第二制冷剂口121相连，第一切换阀的第二阀口62与第一制冷剂口111相连，第一切换阀的第三阀口63与第三制冷剂口211相连。进一步地，换热装置100还包括第二切换阀70，第二切换阀70具有第一至第三阀口，第二切换阀的第一阀口71与第二制冷剂口121相连，第二切换阀70的第三阀口与第一制冷剂口111相连。

当换热装置100用作蒸发器时，参照图4，第一切换阀的第一阀口61和第三阀口63开启，第二阀口62关闭，第二切换阀的第二阀口72和第三阀口73开启，第一阀口71关闭。这样。制冷剂的流向如下：制冷剂经第二切换阀的第二阀口72和第三阀口73进入第一集流管11并经第一分配装置40的分配孔流出，经第一扁管13换热后流向第二集流管12，之后制冷剂经第二集流管12的第二制冷剂口121流出第一换热器10，接着制冷剂经第一切换阀的第一阀口61和第三阀口63流向第二换热器20的第三制冷剂口211并经第二分配装置50分配后流向第二扁管23以及第四集流管22，最终经第四制冷剂口221流出。

当换热装置100用作冷凝器时，参照图5，第一切换阀的第二阀口62和第三阀口63开启，第一阀口61关闭，第二切换阀的第一阀口71和第二阀口72开启，第三阀口73关闭。此时，制冷剂经第四制冷剂口221进入第二换热器20内且经第二扁管23换热后流向第三集流管21，之后制冷剂经第三集流管21流出，接着制冷剂经第一切换阀的第二阀口62和第三阀口63流向第一换热器10的第一制冷剂口111，并经第一分配装置40分配后流向第一扁管13以及第二集流管12，最终经第二制冷剂口121、第二切换阀的第一阀口71、第二切换阀的第二阀口72流出。

也就是说，从第二换热器20中流出的气液两相制冷剂进入到第一换热器10的第一制冷剂口111后，首先被第一集流管11中的第一分配装置40均匀分配，之后进入到相应扁管中参与换热，由此第一切换阀60和第二切换阀70使换热装置100用作冷凝器时制冷剂也能得到均匀分配，提高了换热装置100的换热效率。

本领域技术人员可以理解，在该实施例中，第二换热器20上还可设置第二旁通管25以及第二单向阀251以使换热装置100用作冷凝器时，制冷剂可以直接经第四分配腔54以及第二旁通管25流出，如图5、6所示。其中，第二旁通管25的具体结构可参考图1至图3所示的实施例中的第二旁通管25。

其中，第一切换阀60和第二切换阀70均为电磁三通阀。换热装置100上可设置与第一切换阀60和第二切换阀70电连接的控制元件，控制元件可以根据换热装置100的应用需求控制连个切换阀上相应阀口的开启与关闭。

除此之外，为适应第一切换阀60和第二切换阀70在换热装置100内的连接需求，可以适当增加第一集流管11、第二集流管12上的制冷剂口的数量，例如，在一些实施例中，第一制冷剂口111为分别形成在第一集流管11的两端的两个，第二制冷剂口121为分别形成在第二集流管12的两端的两个，第二切换阀70的第三阀口与一个第一制冷剂口111相连，第一切换阀的第二阀口62与另一个第一制冷剂口111相连，第二切换阀的第一阀口71与一个第二制冷剂口121相连，第一切换阀的第一阀口61与另一个第二制冷剂口121相连。具体地，两个第一制冷剂口111可分别位于第一集流管11的两端，两个第二制冷剂口121也分别位于第二集流管12的两端，相应地，第一分配装置40上的第一开口的个数为两个且分别与相应的第二制冷剂口121连通。这样，换热装置100的管路排布紧凑、布局合理。

在一些实施例中，第一制冷剂口111与第一开口42为同一开口，第三制冷剂口211与第二开口52为同一开口。这样，第一分配装置40的第一开口42形成第一制冷剂口111，第二分配装置50的第二开口52形成第二制冷剂口121。由此，制冷剂可经第一制冷剂口111和第二制冷剂口121流进或流出相应的集流管，不仅使集流管的结构简单、紧凑，而且优化了制冷剂的流动路径，提高了制冷剂的流动速度。可以理解的是，第一开口42与第一制冷剂口111可以是同一开口，也可以是通过管路连接的不同开口。

第一分配装置40和第二分配装置50为能够实现制冷剂分配功能的结构，分配装置的具体结构可有多种选择。

例如，在一个实施例中，第一分配装置40为第一分配板，第一分配板设在第一集流管11内以将第一集流管11的内腔分为第一分配腔43和第二分配腔44，第一分配腔43与第一开口42连通且通过第一分配孔41与第二分配腔44连通，第二分配腔44与第一扁管13连通，第二分配装置50为第二分配板，第二分配板设在第三集流管21内以将第三集流管21的内腔分为第三分配腔53和第四分配腔54，第三分配腔53与第二开口52连通且通过第二分配孔51与第四分配腔54连通，第四分配腔54与第二扁管23连通。

在另一个实施例中，如图4和图5所示，第一分配装置40为第一分配管，第一分配管的内腔构成第一分配腔43，第一分配管的外壁与第一集流管11的内壁之间构成第二分配腔44，第二分配装置50为第二分配管，第二分配管的内腔构成第三分配腔53，第二分配管的外壁与第三集流管21的内壁之间构成第四分配腔54。其中，第一分配孔41为多个且形成在第一分配管的侧壁上，第一分配腔43与第二分配腔44通过第一分配孔41连通；第二分配孔51为多个且形成在第二分配管的侧壁上，第三分配腔53与第四分配腔54通过第二分配孔51连通。

由此，制冷剂进入第一分配腔43后经多个第一分配孔41流向第二分配腔44以实现制冷剂向第一换热器10中各个扁管的分流，同理，制冷剂进入第二分配腔44后经多个第二分配孔51流向第三分配腔53以实现制冷剂向第二换热器20中各个扁管的分流。

优选地，第一制冷剂口111由第一分配管的开口端形成，第二制冷剂口121由第二分配管的开口端形成。相应地，第一开口42也形成在第一分配管的开口端，第二开口52形成在第二分配管的开口端。由此，制冷剂进入分配管后大体沿单向流动，减少了分配管内的紊流，使制冷剂分配更均匀。

进一步地，如图6和图7所示，第一分配管的内径为d1，第二分配管的内径为d2，其中：1≤d2/d1≤4.5。本申请的发明人经研究发现，第一换热器10的第一集流管11内的分配孔的内径与第二换热器20的第一集流管11内的分配孔的内径的比值大小与换热装置100的压降关系密切。图6中的实线为第一换热器10与第二换热器20串联时的压降和并联时的压降的比值随d2/d1的比值变化的曲线。

如图8所示，换热装置100用作蒸发器时，1≤d2/d1≤4.5时，1≤串联压降ΔP1/并联压降ΔP2≤2(参见图8中虚线)。这样，通过设置d2/d1≥1，即第二换热器20的第一集流管11内的分配管的内径大于第一换热器10的第一集流管11内的分配管的内径，大大降低了第二换热管内产生的压降，使第一换热器10与第二换热器20的各自的压降小于并联时每个换热器的压降，使各个换热器内部的能量损失更少，分配更加均匀。而且，采用d2/d1≤4.5，在保证合理压降的同时，避免了两个分配管的尺寸受各自插入的集流管尺寸及组装方式的限制。

如图6和图7所示，第一集流管11的内径为D1，第三集流管21的内径为D2，第一分配管的内径为d1，第二分配管的内径为d2，其中：0.2≤(D2×d1)/(D1×d2)≤2.3。

本申请的发明人经研究发现，改变(D2×d1)/(D1×d2)的比值大小，该换热装置100的总压降会发生变化。当(D2×d1)/(D1×d2)小于0.2时，第一换热器10的第一集流管11中的制冷剂进入量较大，而第一分配管中可承载制冷剂的空间较小，因而影响制冷剂的流动速度，会造成第一换热器10中第一集流管11中的压降较大；而第二换热器20的第三集流管21中的制冷剂的进入量较小，第二分配管中可承载制冷器的空间较大，这样进入第二换热器20的第二分配管中的制冷剂相对不充足，会造成第二换热器20的换热不均匀。而且，当(D2×d1)/(D1×d2)大于2.3时，第二换热器20的第三集流管21中压降较大，而第一换热器10会出现换热不均匀等问题。

综上，采用0.2≤(D2×d1)/(D1×d2)≤2.3，不仅使制冷剂流速均匀稳定、换热装置100换热均匀，而且避免发生相邻两个换热器中一个换热器中压降过大现象，降低了制冷剂被多次分配时产生的多余压降，从而降低了换热装置100内部损失的总压降以使分配加均匀，提高换热性能。

为解决相邻换热器串联连接所带来的总压降过高的问题，使第一换热器10的第一集流管11以及第一分配管、第二换热器20的第三集流管21以及第二分配管的内径满足如下关系：0.2≤(D2×d1)/(D1×d2)≤2.3，由此有效降低了制冷剂第二次分配时产生的多余压降，从而降低了换热装置100内部损失的总压降以使分配加均匀，提高换热性能。

此外，第一换热器10与第二换热器20还可按如下要求设置以降低换热装置100的压降：其中，M1为第一换热器10的制冷剂质量流量，M2为第二换热器20的制冷剂质量流量。ρ1为第一换热器10用作蒸发器时第一制冷剂口111的制冷剂密度，ρ2为第二换热器20用作蒸发器时第三制冷剂口211的制冷剂密度，A1为第一分配孔41的总开口面积，A2为第二分配孔51的总开口面积。

在一个优选实施例中，如图9所示，第一分配装置40为第一分配管，第二分配装置50为第二分配管，第三集流管21邻近第三制冷剂口211的一端与距离该端最近的第二分配孔51之间的距离为L2，第二分配管的内径为d2，其中：L2/d2≤90。

当制冷剂进入到第二换热器20后，第二换热器20中的制冷剂气相含量更高，更难混合，通过采用上述设计使气相制冷剂经第二分配孔51快速排出，从而使剩余的气相制冷剂和液相制冷剂的比例相对均匀集中，分配得以改善；同时避免大量气体聚集在第二分配管中所引起制冷剂的流动压降显著上升的现象发生。

具体地，多个第一分配孔41沿第一分配管的轴向分布，各个第一分配孔41贯通分配管的侧壁，邻近第一制冷剂口111处的第一分配孔41的孔径小于远离第一制冷剂口111处的第一分配孔41的孔径以避免大量制冷剂在邻近第一制冷剂口111处经第一分配孔41流出，避免分配不均。

在一些实施例中，第一换热器10和第二换热器20均为微通道换热器。具体地，换热器的扁管的个数为多个，每个扁管内具有供制冷剂流动的微通道，微通道换热器不仅结构简单紧凑，管内微通道冷却液流程减短，单个微通道的流量减小，大大降低了制冷剂侧的压降，具有更高的换热效率。

如图10所示，在一个优选实施例中，第一换热器10和第二换热器20构成V形结构。由此降低了换热装置100占用的空间，同时换热更加均匀。本淋雨技术人员可以理解，本发明的第一换热器10与第二换热器20并不限于上述结构，任意相邻的两个换热器还可以彼此平行或成预定夹角，该预定夹角可以是锐角、直角或钝角。

进一步地，参照图11，第二集流管12高于第一集流管11，第四集流管22高于第三集流管21。这样，换热装置100用作蒸发器时，制冷剂经第一换热器10的第一集流管11进入后，经第二换热器20的第四集流管22流出，部分液相制冷剂在换热器内逐渐吸热形成气相制冷剂，气相制冷剂相对液相制冷剂更容易快速自下向上运动，由此提高了换热器的热交换效率。

图1至图11所示的多个实施例中换热装置100包括两个换热器，然而本发明并不限于此。在一些实施例中，第一换热器10和第二换热器20均为多个且第一换热器10与第二换热器20交替设置，相邻的第一换热器10和第二换热器20通过连通管30彼此串联。

可以理解的是，换热装置100中的换热器的数量可以是至少两个，换热器的数量为两个以上时，第一换热器10为任意相邻的两个换热器中的一个，第二换热器20为任意相邻的两个换热器中另一个。换热器之间可依次串联连接，也可以采用串联连接与并联连接的组合形式，在这些情况下，第一换热器1010a和第二换热器2010b为其中任意两个相邻且串联连接的换热器，上述实施例对其也均适用。

根据本发明第二方面实施例的热泵系统，包括依次连接的压缩机、第一换热装置、膨胀机构和第二换热装置，第一换热装置和第二换热装置中的至少一个为的换热装置。其中第一换热装置和第二换热装置中一个用作冷凝器，另一个用作蒸发器。

下面简述热泵系统工作时制冷剂的流向：

在热泵系统中，当换热装置100用作冷凝器时，经压缩机压缩后低温低压的气相制冷剂转化为高温高压的气相制冷剂，高温高压的气相制冷剂进入到换热装置100的第二换热器20中，依次流经第四集流管22、第二扁管23、第三集流管21，随着在第二换热器20中参与换热，进入第二集流管12中的制冷剂中包括气相制冷剂和液相制冷剂，气液两相制冷剂经第二旁通管25以及连通管30流向第一换热器10的第二集流管12，随后气液两相制冷剂经扁管流向第一集流管11并从第一旁通管15流出，最终流出换热装置100的高温高压的液相制冷剂进入膨胀装置以转化成低温低压的液相制冷剂，低温低压的液相制冷剂经蒸发器转换成低温低压的气相制冷剂，该气相制冷剂流入压缩机的入口中，如此往复循环，实现了热泵系统的制热。

同理，在热泵系统中，当换热装置100用作蒸发器时，经压缩机压缩后低温低压的气相制冷剂转化为高温高压的气相制冷剂，高温高压的气相制冷剂进入冷凝器中并转化为高温高压的液相制冷剂，高温高压的液相制冷剂经膨胀机构后转化为低温低压的气相制冷剂，气相制冷剂随后流向换热装置100的第一换热器10中，依次流经第一集流管11、第一扁管13、第二集流管12，随着在第一换热器10中参与换热，进入第二集流管12中的制冷剂中包括气相制冷剂和液相制冷剂，气液两相制冷剂经连通管30流向第二换热器20的第三集流管21，随后经扁管流向第四集流管22并从第四制冷剂口221流出，最终流出换热装置100的低温低压的气相制冷剂流入压缩机的入口中，如此往复循环，实现了热泵系统的制热。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (20)

1.一种换热装置，其特征在于，包括：

第一换热器，所述第一换热器包括第一集流管、第二集流管、连接在所述第一集流管和第二集流管之间的第一扁管和设在相邻第一扁管之间的第一翅片，所述第一集流管上设有第一制冷剂口，所述第二集流管设有第二制冷剂口；

第二换热器，所述第二换热器包括第三集流管、第四集流管、连接在所述第三集流管和第四集流管之间的第二扁管和设在相邻第二扁管之间的第二翅片，所述第三集流管设有第三制冷剂口，所述第四集流管上设有第四制冷剂口；

连通管，所述连通管的第一端与所述第二制冷剂口相连且所述连通管的第二端与所述第三制冷剂口相连；

第一分配装置，所述第一分配装置插入到所述第一集流管内，所述第一分配装置具有第一分配孔和与所述第一制冷剂口相连的第一开口；

第二分配装置，所述第二分配装置插入到所述第三集流管内，所述第二分配装置具有第二分配孔和与所述第三制冷剂口相连的第二开口；

其中所述第一分配孔的总开口面积为A1，所述第二分配孔的总开口面积为A2，其中，1<A2/A1≤3.5。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，还包括第一切换阀，所述第一切换阀具有第一至第三阀口，所述第一切换阀的第一阀口与所述第二制冷剂口相连，所述第一切换阀的第二阀口与所述第一制冷剂口相连，所述第一切换阀的第三阀口与所述第三制冷剂口相连。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，还包括第二切换阀，所述第二切换阀具有第一至第三阀口，所述第二切换阀的第一阀口与所述第二制冷剂口相连，所述第二切换阀的第三阀口与所述第一制冷剂口相连。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述第一制冷剂口为分别形成在所述第一集流管的两端的两个，所述第二制冷剂口为分别形成在所述第二集流管的两端的两个，

所述第二切换阀的第三阀口与一个第一制冷剂口相连，所述第一切换阀的第二阀口与另一个第一制冷剂口相连，

所述第二切换阀的第一阀口与一个第二制冷剂口相连，所述第一切换阀的第一阀口与另一个第二制冷剂口相连。

5.根据权利要求3或4所述的换热装置，其特征在于，所述第一切换阀和所述第二切换阀均为电磁三通阀。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一制冷剂口与所述第一开口为同一开口，所述第三制冷剂口与所述第二开口为同一开口。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一分配装置为第一分配板，所述第一分配板设在所述第一集流管内以将所述第一集流管的内腔分为第一分配腔和第二分配腔，所述第一分配腔与所述第一开口连通且通过所述第一分配孔与所述第二分配腔连通，所述第二分配腔与所述第一扁管连通，

所述第二分配装置为第二分配板，所述第二分配板设在所述第三集流管内以将所述第三集流管的内腔分为第三分配腔和第四分配腔，所述第三分配腔与所述第二开口连通且通过所述第二分配孔与所述第四分配腔连通，所述第四分配腔与所述第二扁管连通。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一分配装置为第一分配管，所述第一分配管的内腔构成第一分配腔，所述第一分配管的外壁与所述第一集流管的内壁之间构成第二分配腔，

所述第二分配装置为第二分配管，所述第二分配管的内腔构成第三分配腔，所述第二分配管的外壁与所述第三集流管的内壁之间构成第四分配腔。

9.根据权利要求8所述的换热装置，其特征在于，所述第一制冷剂口由所述第一分配管的开口端形成，所述第二制冷剂口由所述第二分配管的开口端形成。

10.根据权利要求8或9所述的换热装置，其特征在于，所述第一集流管的内径为D1，所述第三集流管的内径为D2，所述第一分配管的内径为d1，所述第二分配管的内径为d2，

其中：0.2≤(D2×d1)/(D1×d2)≤2.3。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一分配管的内径为d1，所述第二分配管的内径为d2，

其中：1≤d2/d1≤4.5。

12.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一制冷剂口连接有第一接口管，所述第二制冷剂口连接有第二接口管，所述第三制冷剂口连接有第三接口管，所述第四制冷剂口连接有第四接口管，

所述连通管连接在所述第二接口管与所述第三接口管之间。

13.根据权利要求12所述的换热装置，其特征在于，所述第一分配装置为第一分配管，所述第一分配管的内腔构成第一分配腔，所述第一分配管的外壁与所述第一集流管的内壁之间构成第二分配腔，

所述第二分配装置为第二分配管，所述第二分配管的内腔构成第三分配腔，所述第二分配管的外壁与所述第三集流管的内壁之间构成第四分配腔，

所述第一换热器包括第一旁通管，所述第一旁通管上设有第一单向阀，所述第一旁通管的一端与所述第二分配腔连通，所述第一旁通管的另一端与所述第一接口管连通，

所述第二换热器包括第二旁通管，所述第二旁通管上设有第二单向阀，所述第二旁通管的一端与所述第四分配腔连通，所述第二旁通管的另一端与所述第三接口管连通。

14.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一分配装置为第一分配管，所述第二分配装置为第二分配管，

所述第三集流管邻近第三制冷剂口的一端与距离该端最近的第二分配孔之间的距离为L2，所述第二分配管的内径为d2，

其中：L2/d2≤90。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器均为微通道换热器。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器构成V形结构。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器均为多个且所述第一换热器与所述第二换热器交替设置，相邻的第一换热器和第二换热器通过所述连通管彼此串联。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第二集流管高于所述第一集流管，所述第四集流管高于所述第三集流管。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的换热装置，其特征在于，在所述换热装置用作蒸发器时所述第一制冷剂口为所述第一换热器的制冷剂进口且所述第三制冷剂口为所述第二换热器的制冷剂进口。

20.一种热泵系统，其特征在于，包括依次连接的压缩机、第一换热装置、膨胀机构和第二换热装置，所述第一换热装置和所述第二换热装置中的至少一个为根据权利要求1-19中任一项所述的换热装置。