CN106524793B - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，属于空调系统，解决现有技术中换热器内介质分配不均，影响换热器换热效率的技术问题，本发明提供的换热器，包括换热箱和连接在换热箱一端的分配箱，换热箱内设有进程换热管和回程换热管，分配箱内设有用于将进程换热管和回程换热管连通的分流通道，分流通道设有用于增加介质流速的加速结构。本发明应用于空调系统中。

Description

一种换热器

【技术领域】

本发明涉及空调系统，尤其是涉及空调系统中的换热器。

【背景技术】

目前的壳管式换热器包括换热箱和分配箱，换热箱中设置进程换热管和回程换热管，介质从进程换热管进入分配箱，再从分配箱进入到回程换热管中，且该过程中向换热箱中注入载冷剂，载冷剂与进程换热管和回程换热管中的介质进行热交换。介质为气液混合物或是介质存在液体/气体相变的情况中，介质在换热器中容易产生气液分离现象，导致进程换热管和回程换热管的各管体中介质分配不均，现有技术通过气液两相分配器向进程换热管中输入介质，以保证介质均匀进入进程换热管的各管体中。但是，介质在由分配箱进入回程换热管时，没有相应的分配措施，介质在该过程容易产生气液分离，导致进入回程换热管各管体中的介质分配不匀，甚至可能使介质中的液态流体沉积在分配箱下部的现象发生，这些情况都影响了换热器的换热效果。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是提供一种换热器，减小介质产生气液分离现象的概率，提高换热器的换热效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种换热器，包括换热箱和连接在所述换热箱一端的分配箱，所述换热箱内设有进程换热管和回程换热管，所述分配箱内设有用于将进程换热管和回程换热管连通的分流通道，所述分流通道设有用于增加介质流速的加速结构。

进一步的，所述加速结构包括加速流道，所述加速流道的横截面积沿介质的流向减小。介质流经加速流道的过程中，由于流道的宽度减小，因此介质的流速增强。

进一步的，所述分流通道至少部分由加速流道组成。分流通道仅其中一段为加速流道时，加速流道的横截面产生变化，因此该部分的加工较复杂，使加速流道的长度较短，以方便加工制造；分流通道全部由加速流道组成时，加速流道的长度较长，对介质的流速增强作业显著。

进一步的，所述加速结构包括设置在分流通道上的加速管，至少部分所述加速管的内孔沿介质流向渐缩。通过加速管增强介质的流速，而加速管为与分流通道分体的单独部件，分流通道和加速结构分开加工成型，以提高加工效率。

进一步的，所述分流通道和/或加速结构上设有用于使介质旋转流动的螺旋槽。通过螺旋槽使介质旋转流动，可使介质中的液滴形成雾状以利均匀分配。

进一步的，所述分配箱中设有引流管，所述引流管的管道为所述分流通道，所述引流管具有朝向进程换热管的入口和朝向回程换热管的出口。由引流管形成分流通道，引流管的制作技术成熟，生产成本低。

进一步的，至少一根所述引流管设置在分配箱中。即在分配箱中设置单个引流管也能有效将进程换热管排出的介质引入到回程换热管中，相比进程换热管和回程换热管的每根管体之间通过毛细管连接，本发明中，引流管的数量少，因而安装更方便，提高组装效率。

进一步的，所述分配箱内设有横挡板，所述分配箱通过横挡板分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室与回程换热管导通，所述下腔室与进程换热管导通，所述引流管穿接所述横挡板。通过横挡板的阻隔，避免位于分配箱上部的介质向分配箱的下部沉积，以避免介质沉积在分配箱中。

进一步的，所述分配箱内设有竖挡体，所述竖挡体位于所述进程换热管和回程换热管的轴向方向上，所述竖挡体相对进程换热管的部分上设有第一安装口，所述竖挡体相对回程换热管的部分上设有第二安装口，所述引流管连接所述第一安装口和第二安装口。从而将引流管定位，使引流管与进程换热管和回程换热管对准，进一步增强引流作用。

进一步的，所述引流管还包括设置在出口处的喷嘴，所述喷嘴上设有若干喷液孔。通过喷嘴使介质向流体的径向扩散，以使介质均匀的进入到回程换热管的各单元中。

本发明的有益效果：

本发明的换热器，通过分流通道将进程换热管排出的介质引向回程换热管中，分流通道设有加速结构，加速结构在介质流动过程中增强介质的流速，介质流速增强后，惯性作用增强，介质保持原状态不容易出现气液分离现象，且流速增强后，介质中的液体容易碎化，会产生更细的液滴重新返回气相中。

并且，介质流速增强后，介质能更快的流过分配箱进入到回程换热管中，介质经过分配箱的时间减短，以减小介质中液态流体沉积至分配箱下部的情况发生概率，使介质保持气液混合均匀，并均匀分配至回程换热管中，从而提高换热器的换热效果。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中分配箱的结构示意图；

图3为本发明中引流管的其它实施方式一；

图4为本发明中引流管的其它实施方式二。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

参考图1和图2所示，一种换热器，包括换热箱1，换热箱1中设有进程换热管21和回程换热管22，进程换热管21和回程换热管22均包括有若干根单管，换热箱1的侧壁设有载冷剂输入口11和载冷剂输出口12，换热箱1的一端设有首端管箱4，换热箱1的另一端设有分配箱5，首端管箱4上设有介质输入口41和介质输出口42，空调系统循环回路中的介质从介质输入口41进入换热器，介质输入口41的介质输入进程换热管21，进程换热管21将介质排入分配箱5，再由分配箱5将介质输入回程换热管22，最后介质由介质输出口42进入循环回路中，且该过中向换热箱1中提供载冷剂，载冷剂从载冷剂输入口11流向载冷剂输出口12，该过程中载冷剂与进程换热管21和回程换热管22中的介质进行热交换。

并且载冷剂输入口11和载冷剂输出口12分别位于换热箱1的首端和尾端，为提高传热系数，换热箱1中位于载冷剂输入口11和载冷剂输出口12之间还设置有多片折流板3，而进程换热管21和回程换热管22可以插在对应的折流板3上。具体的，载冷剂通过冷剂输入口11进入到换热箱1中流动时，载冷剂将受折流板3的阻挡，减缓载冷剂流出的速度。而折流板3可以焊接到换热箱1中并垂直于换热箱1的轴线，并且，相邻两个折流板3交错设置，相邻两个折流板3沿着换热箱1的轴线方向具有重叠区，载冷剂将受交错设置的折流板3的阻挡在换热箱1中以“S”型路径流动，从而有效的增加载冷剂的流动路径，增强载冷剂的换热效果。

本发明中，分配箱5上设有法兰51，通过法兰51螺钉连接到换热箱1上，在分配箱5内设有分流通道68，通过分流通道68的引导将进程换热管21排出的介质引向回程换热管22中，并且分流通道68设有用于增加介质流速的加速结构，加速结构增强介质的流速，能减小介质产生气液分离的概率。

在分配箱5内设置引流管6，引流管6的内孔形成分流通道68，引流管6具有朝向进程换热管21的入口61和朝向回程换热管22的出口62，进程换热管21排出的介质进入引流管6的入口61，介质经过引流管6后，从引流管6的出口62排入到回程换热管22中。通过引流管6形成分流通道68，有效引导介质进入到回程换热管22中，引流管6的加工工艺简单，制造成本低。在本发明的其他实施例中，引流管也可以是由多段支管拼接组合而成，各支管的内孔组合形成了分流通道。

其中，加速结构为加速流道，分流通道上设置加速流道，加速流道的横截面积沿介质的流向减小。加速流道的宽度随介质的流向减小，根据文丘里效应，在受限流动通过缩小的过流断面时，流体出现流速或流量增大的现象，其流量与过流断面成反比。因此介质在经过加速流道的过程中，介质的流速增强，介质流速增强可以降低气液分离的程度，使得介质流体中的气液分布更加均匀。在本发明的其他实施例中，也可以在引流管内设置加速管，引流管和加速管通过焊接固定，加速管与分流通道导通，至少部分加速管的内孔沿介质流向逐缩，通过加速管增强介质的流速。

参考图1和图2，引流管6的内孔由入口61朝出口62方向减小，因此分流通道68的横截面积由入口61朝出口62方向渐缩，整个分流通道68即为加速流道。介质从入口61流向出口62的过程中，流道的宽度逐渐减小，从而逐渐增强介质的流速，且介质的流动顺畅，并且本结构中，加速流道的长度较长，能更有效增强介质的流速。在本发明的其中实施例中，也可是分流通道其中一段的横截面积沿介质流向减小从而形成加速通道，引流管仅需其中一段的尺寸做成渐变结构，因而加工比较容易。

进一步，还可以在分流通道的内壁设置螺旋槽，螺旋槽沿引流管的轴向螺旋盘升，介质流经分流通道的过程中，通过螺旋槽使介质在分流通道内旋转流动，以使气液混合均匀，还能使介质中的液滴形成雾状以利均匀分配。

参考图2，引流管6还包括设置在出口62处的喷嘴64，喷嘴63上设有若干喷液孔64，通过喷嘴63将介质喷射入回程散热管22中。在本发明的其他实施例中，参考图3，引流管6上不设置喷嘴，而在引流管6的出口62处设置挡流板，挡流板上设置若干的喷液孔65。或者，参考图4，引流管6包括设置在出口62处的喷嘴67，在引流管6的出口62处设置挡流板，挡流板上设置若干的喷液孔66，介质经过喷液孔66进入喷嘴67，再从喷嘴67喷射到回程换热管22中。

参考图2所示，喷嘴63的直径大于出口62的孔径，因而使得介质在流经喷嘴63的时候得到扩散，通过喷嘴63使介质向流体的径向扩散，介质更均匀的进入回程换热管22中的每一跟管体中。

参考图1和图2，在分配箱5中设置一根引流管6，通过单独一根引流管6就能实现引流功能。在分配箱5中组装好引流管6后，再将分配箱5安装在换热箱1上即可对介质进行引流，分配箱5的组成部件少，方便换热器的安装，提高装配效率。在本发明的其他实施例中，也可以采用多根引流管；或者，引流管包括一个主干和多个分支，主干上设置入口，各分支上设置出口。

优选的，采用引流管6为U形引流管，U形引流管通过折弯形成，U形引流管的管路较短，并且对介质流动的阻挡作用小，介质能较顺畅的流经U形引流管，而介质的流速不会受到较大影响，以确保介质中气液分布的均匀性。

并在分配箱5内的横挡板7，分配箱5通过横挡板7分隔成上腔室53和下腔室52，上腔室53与回程换热管22导通，下腔室52与进程换热管21导通，横挡板7上设有接口71，引流管6穿过接口71。进程换热管21排出的介质从下腔室52进入到引流管6的入口61中，介质经过引流管6后从出口62排入上腔室53，再从上腔室53排入到回程换热管22中，由于横挡板7阻隔了上腔室53和下腔室52，因此能阻止分配箱5内上部的介质向分配箱5的底部沉积，保证介质的流动顺畅，进一步减小介质产生气液分离现象的概率。

还在分配箱5内的竖挡体，竖挡体位于进程换热管21和回程换热管22的轴向投影方向上，竖挡体包括上挡板81和下挡板83，上挡板81将上腔室53分隔成第一腔室531和第二腔室532，下挡板83将下腔室52分隔成第三腔室521和第四腔室522，第一腔室531与回程换热管22导通，第三腔室521与进程换热管21导通。且下挡板83相对进程换热管21的部分上设有第一安装口82，上挡板81相对回程换热管22的部分上设有第二安装口84，引流管6定位安装在第一安装口82和第二安装口84上，下挡板83的阻挡能将进程换热管21排出的介质引入到引流管6的入口61中，上挡板81的阻挡使从引流管6的出口62排出的介质朝回程换热管22方向流动。通过上挡板81、下挡板83和横挡板7的配合，加强引流管6对介质的引流效果，避免部分介质在分配箱5的角落中滞留。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技术的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种换热器，包括换热箱和连接在所述换热箱一端的分配箱，所述换热箱内设有进程换热管和回程换热管，所述分配箱内设有用于将进程换热管和回程换热管连通的分流通道，其特征在于：所述分流通道设有用于增加介质流速的加速结构，所述加速结构入口处的横截面积大于所述加速结构出口处的横截面积。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述加速结构包括加速流道，所述加速流道的横截面积沿介质的流向减小。

3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述分流通道至少部分由加速流道组成。

4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述加速结构包括设置在分流通道上的加速管，至少部分所述加速管的内孔沿介质流向渐缩。

5.如权利要求1至4之一所述的换热器，其特征在于：所述分流通道和/或加速结构上设有用于使介质旋转流动的螺旋槽。

6.如权利要求1至4之一所述的换热器，其特征在于：所述分配箱中设有引流管，所述引流管的管道为所述分流通道，所述引流管具有朝向所述进程换热管的入口和朝向所述回程换热管的出口。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：至少一根所述引流管设置在分配箱中。

8.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述分配箱内设有横挡板，所述分配箱通过横挡板分隔成上腔室和下腔室，所述上腔室与回程换热管导通，所述下腔室与进程换热管导通，所述引流管穿接所述横挡板。

9.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述分配箱内设有竖挡体，所述竖挡体位于所述进程换热管和回程换热管的轴向方向上，所述竖挡体相对进程换热管的部分上设有第一安装口，所述竖挡体相对回程换热管的部分上设有第二安装口，所述引流管连接所述第一安装口和第二安装口。

10.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述引流管还包括设置在所述出口处的喷嘴，所述喷嘴上设有若干喷液孔。

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