CN106871496B - 室内换热器和空调器 - Google Patents

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    • F25B2339/02Details of evaporators

Abstract

本发明公开了一种室内换热器和空调器。该室内换热器包括主流路(1)、第一分流路(2)和第二分流路(3),主流路(1)的末端分别连接两个第一分流路(2),各第一分流路(2)的末端分别连接两个第二分流路(3),每个流路均流经不同的换热管,换热管为直径小于等于5mm的小管径换热管。根据本发明的室内换热器,能够增加冷媒的流程,提高室内换热器的换热效率。

Description

室内换热器和空调器
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域,具体而言,涉及一种室内换热器和空调器。
背景技术
目前家用空调室内机换热器为了增大铜管的换热面积,大部分采用7mm管径铜管,由于换热器的换热主要是通过室内空气与铜管的外表面和翅片换热,而铜管提供的高温低温环境主要来自管内壁的高温低温冷媒,根据整套系统的冷媒量分配,室内机约占整机系统冷媒量的30%,而7mm铜管换热器多数采用多流路进多流路出的分流方式,这样会使每一个流路的流程较短,在管内流动的冷媒只有靠近管壁的部分冷媒能够参与较大温差换热,管内中间流过的冷媒在流程较短的换热器中换热不充分,这样会使整个室内机换热器换热效率降低。
发明内容
本发明的目的是提出一种室内换热器和空调器,能够增加冷媒的流程,提高室内换热器的换热效率。
根据本发明的一个方面,提供了一种室内换热器,包括主流路、第一分流路和第二分流路,主流路的末端分别连接两个第一分流路,各第一分流路的末端分别连接两个第二分流路,每个流路均流经不同的换热管,换热管为直径小于等于5mm的小管径换热管;还包括三排换热管,所述主流路(1)流经迎风侧的第一排换热管,所述两个第一分流路(2)中的一个依次流经第二排和第三排的换热管,另一个所述第一分流路(2)依次流经第三排和第二排的换热管,所述两个第一分流路(2)的流路交叉。
优选地,第二分流路流经的换热管数量少于第一分流路流经的换热管数量。
优选地,两个第一分流路连接的第二分流路交替排布。
优选地,第二分流路的远离第一分流路的末端位于背风侧。
优选地,主流路通过三通管与两个第一分流路连接,第一分流路通过三通管与其所对应的两个第二分流路连接。
优选地,室内换热器包括上下排布的上侧换热器和下侧换热器,上侧换热器和下侧换热器均包括主流路、第一分流路和第二分流路,上侧换热器的主流路与下侧换热器的主流路并联。
优选地,第二分流路的末端连接有气管。
根据本发明的另一方面,提供了一种空调器,包括室内换热器,该室内换热器为上述的室内换热器。
根据本发明的室内换热器,包括主流路、第一分流路和第二分流路,主流路的末端分别连接两个第一分流路,各第一分流路的末端分别连接两个第二分流路,每个流路均流经不同的换热管,换热管为直径小于等于5mm的小管径换热管。本发明的室内换热器采用小管径换热器,并且采用在制冷工况下少进多出的分流方式,使得冷媒进行逐级分流,可以使得单个流路的流程加长,增大冷媒的换热流程,使得冷媒的换热更彻底,换热效率更高。此外,由于采用小管径换热器,因此管内中间冷媒距离管壁的距离较小,可以缩短管内冷媒与外界空气的换热距离,且由于换热管的数量和密度增加,冷媒在流动过程中所经过的U型管也较多,流向改变次数较多,能够更加充分地与靠近管壁的冷媒进行位置交换,使得管内中间的冷媒也能够换热充分,提升了冷媒参与换热的程度,提升室内换热器的换热效率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例的室内换热器的结构图;
图2是本发明实施例的室内换热器运行制冷时的空气与冷媒换热结构图;
图3是本发明实施例的室内换热器运行制热时的空气与冷媒换热结构图;以及
图4是本发明实施例的室内换热器的流路分配结构示意图。
附图标记说明:1、主流路;2、第一分流路;3、第二分流路;4、三通管;5、气管;6、液管。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言,由于其与实施例公开的方法部分相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
结合参见图1至图4所示,根据本发明的实施例,室内换热器包括主流路1、第一分流路2和第二分流路3,主流路1的末端分别连接两个第一分流路2,各第一分流路2的末端分别连接两个第二分流路3,每个流路均流经不同的换热管,换热管为直径小于等于5mm的小管径换热管。优选地,主流路1与两个第一分流路2的连接位置位于室内换热器的下侧,四个第二分流路3的远离第一分流路2的末端位于室内换热器的上侧。本实施例中的小管径换热管的管径例如为5mm。
本发明的室内换热器采用小管径换热器,并且采用在制冷工况下少进多出的分流方式,使得冷媒进行逐级分流,可以使得单个流路的流程加长,增大冷媒的换热流程,使得冷媒的换热更彻底,换热效率更高。此外,由于采用小管径换热器,因此管内中间冷媒距离管壁的距离较小,可以缩短管内冷媒与外界空气的换热距离,且由于换热管的数量和密度增加,冷媒在流动过程中所经过的U型管也较多,流向改变次数较多,能够更加充分地与靠近管壁的冷媒进行位置交换,使得管内中间的冷媒也能够换热充分,提升了冷媒参与换热的程度,提升室内换热器的换热效率。
此外,采用了小管径换热器之后,不仅可以增加换热器的管程,增加冷媒在换热器内的流程,使得冷媒与室内空气换热更加充分,而且对于管径小于5mm的小管径换热器而言,由于管径较小,可以利用自身的管径对冷媒流动进行降压,并通过小管径换热管利用自身较长的管程压降对冷媒的流动形成节流减压效果,无需整机系统节流装置过多节流,使得在制冷工况下冷媒在从进口端到出口端流动的过程中,压力逐渐减小,温度逐渐降低,冷媒出口的温度低于冷媒进口的温度,从而提高冷媒与室内空气温度之间的温差,提高换热效率。
优选地,在本实施例中,在制冷工况下,冷媒的流动方向与空气的流动方向相同,在制热工况下,冷媒的流动方向与空气的流动方向相反。
在制冷工况下,液态冷媒进入到换热器内后,会从换热器的下端进入,在上升吸热的过程中,汽化冷媒利用自身的浮力能很容易的与液态冷媒分离,使液态冷媒更高效的换热。冷媒按照1-2-4的分流方式依次流经主流路1、两个第一分流路2以及四个第二分流路3,因此可以形成少进多出的分流方式,使得单个流路的流程加长,进入到各流路内的冷媒可以更加充分换热。由于冷媒进口的温度高于冷媒出口的温度,空气沿着流动方向的温度也是逐渐降低的,因此当空气的流动方向与冷媒的流动方向保持一致时,就可以使得冷媒与流动的空气之间始终能够保持较大的换热温差,保证换热器与空气之间高效换热,提高换热效率。当气态冷媒从四个第二分流路3流出之后,会汇入第二分流路3末端的气管5内,然后经气管5回流至压缩机的回气口。
在制热工况下,高温气态冷媒经气管5分别通过四个第二分流路3的入口进入室内换热器,按照4-2-1的分流方式依次流经四个第二分流路3、两个第一分流路2以及主流路1,能促进在换热过程中由气态冷媒相变为液态的冷媒很快地流出室内换热器,且制热时冷媒从上向下流动,相变为液态的冷媒能更好地利用自身重力进一步提高流出室内换热器的速率,降低室内换热器的压力,在确保提升换热效果的同时又能降低压缩机的功耗,起到节能作用。由于冷媒在流动的过程中温度逐渐降低,而空气在流动的过程中温度逐渐升高,因此,为了保证冷媒与空气之间具有较佳的换热效果,需要时冷媒的流动方向与空气的流动方向相反,这就可以使得空气的温度变化方向与冷媒的温度变化方向是一致的,使得两者之间始终能够保持较大的换热温差,提高两者的换热效率。
优选地,主流路1所流经的换热管位于迎风侧。由于在制冷工况下,主流路1位于室内换热器的冷媒进口端,因此该端的冷媒温度较高,而空气从室内换热器的迎风侧进入室内换热器时,空气的温度较高,由于两者的温度均较高,且空气的传热效果较差,因此如果空气的流动性较差,就会从一定程度上缩小空气温度与主流路内的冷媒温度之间的温差,因此将主流路1所流经的换热管设置在迎风侧,能够通过加快换热器周侧的空气流动来提高主流路内的冷媒与周围空气的热交换效率,使得空气的流动效率加快,提高两者的换热效果。
在本实施例中,室内换热器包括三排换热管,主流路1流经迎风侧的第一排换热管,两个第一分流路2中的一个依次流经第二排和第三排的换热管,另一个第一分流路2依次流经第三排和第二排的换热管,两个第一分流路2的流路交叉。将换热器设置为三排换热管,能够形成良好的换热管排布效果,提高室内换热管的排布能够与空气之间形成层层换热,提高空气与换热管之间的换热效率。
结合参见图2所示,以制冷工况为例,以迎风侧的换热管为第一排换热管,与第一排换热管相邻的一排换热管为第二排换热管,以第二排换热管相邻的背风侧换热管为第三排换热管,第一排换热管的进口冷媒温度约为23℃,中间层换热器约16℃,出口冷媒约9℃,而空气在第一排换热管的迎风侧的温度约为27℃,在中间层换热管迎风侧的温度约为25℃,在第三排换热管的迎风侧的温度约为20℃,在第三排换热管的背风侧的温度约为14℃,这样可以保证冷媒与经过每一层的空气之间保持一个相对较大的换热温差,保证每一层换热器能高效换热。
而在制热工况下,如图3所示,第一排换热管的出口冷媒温度约为27℃,中间层换热器约40℃,进口冷媒约68℃,而空气在第一排换热管的迎风侧的温度约为20℃,在中间层换热管迎风侧的温度约为25℃,在第三排换热管的迎风侧的温度约为32℃,在第三排换热管的背风侧的温度约为42℃,这样可以保证冷媒与经过每一层的空气之间保持一个相对较大的换热温差,保证每一层换热器能高效换热。
两个第一分流路2相互交叉,每一个第一分流路2均流经部分第二排换热管和第三排换热管,且两个分流路均流经不同的换热管,两者的流程大致相同,这样可以保证两个第一分流路2内的冷媒与空气之间的换热可以更加均衡,使得两个第一分流路2内的压力大致平衡,从而保证冷媒可以从主流路1流出后,平均地分配至两个第一分流路2内,保证两个第一分流路2内的冷媒与流经的空气之间实现均匀换热,并使到达第二分流路3的冷媒的温度和压力能够基本平衡,提高换热均匀性。
优选地,第二分流路3流经的换热管数量少于第一分流路2流经的换热管数量,能够减小第二分流路3的流程,使得冷媒更多地流经第一分流路2和主流路1,从而加长整个流路的流程,提高换热管在冷媒流动过程中的节流降压效果,提高换热效率。
优选地,两个第一分流路2连接的第二分流路3交替排布,可以使得从两个第一分流路2分出的两个第二分流路3内的冷媒与空气之间的换热可以更加均匀,不会由于第一分流路2内的冷媒的压力和温度不同而对室内换热器的换热造成过大影响,提高换热均匀度和换热效果。当然,也可以使各第一分流路2分出的两个第二分流路所经过的换热管相邻设置。
在本实施例中,主流路1通过三通管4与两个第一分流路2连接,第一分流路2通过三通管4与其所对应的两个第二分流路3连接,从而方便地实现主流路1、第一分流路2的分流连接。
优选地,室内换热器包括上下排布的上侧换热器和下侧换热器,上侧换热器和下侧换热器均包括主流路1、第一分流路2和第二分流路3,上侧换热器的主流路1与下侧换热器的主流路1并联,并通过一个液管6连接至四通阀,上侧换热器和下侧换热器的四个第二分流路3共同连接至气管5。上侧换热器和下侧换热器可以为一体成型,也可以分开成型之后固定连接在一起,其连接方式可以为螺栓连接、焊接或者卡接等。
根据本发明的实施例,空调器包括室内换热器,该室内换热器为上述的室内换热器。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种室内换热器,其特征在于,包括主流路(1)、第一分流路(2)和第二分流路(3),所述主流路(1)的末端分别连接两个所述第一分流路(2),各所述第一分流路(2)的末端分别连接两个所述第二分流路(3),每个流路均流经不同的换热管,所述换热管为直径小于等于5mm的小管径换热管;
还包括三排换热管,所述主流路(1)流经迎风侧的第一排换热管,所述两个第一分流路(2)中的一个依次流经第二排和第三排的换热管,另一个所述第一分流路(2)依次流经第三排和第二排的换热管,所述两个第一分流路(2)的流路交叉。
2.根据权利要求1所述的室内换热器,其特征在于,所述第二分流路(3)流经的换热管数量少于所述第一分流路(2)流经的换热管数量。
3.根据权利要求1所述的室内换热器,其特征在于,两个所述第一分流路(2)连接的所述第二分流路(3)交替排布。
4.根据权利要求1所述的室内换热器,其特征在于,所述第二分流路(3)的远离第一分流路(2)的末端位于背风侧。
5.根据权利要求1所述的室内换热器,其特征在于,所述主流路(1)通过三通管(4)与所述两个第一分流路(2)连接,所述第一分流路(2)通过三通管(4)与其所对应的两个所述第二分流路(3)连接。
6.根据权利要求1所述的室内换热器,其特征在于,所述室内换热器包括上下排布的上侧换热器和下侧换热器,所述上侧换热器和所述下侧换热器均包括所述主流路(1)、第一分流路(2)和第二分流路(3),所述上侧换热器的主流路(1)与所述下侧换热器的主流路(1)并联。
7.根据权利要求6所述的室内换热器,其特征在于,所述第二分流路(3)的末端连接有气管(5)。
8.一种空调器,包括室内换热器,其特征在于,所述室内换热器为权利要求1至7中任一项所述的室内换热器。
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