CN107906792A - 换热器组件、车内换热器及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换热器组件、车内换热器及车辆，该换热器组件包括连接管(2)和至少两组换热器单体(1)，所述换热器单体(1)包括制冷剂进口(11)、制冷剂出口(12)，其中一组所述换热器单体(1)的制冷剂出口(12)与另一组所述换热器单体(1)的制冷剂进口(11)通过连接管(2)相连，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体(1)的背风面(14)朝向另一组所述换热器单体(1)的迎风面(13)，空气依次流经所述至少两组换热器单体(1)。根据本发明的换热器组件，可以提升换热器的循环效率，进而提升换热器的换热能力。
Description
技术领域
本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种换热器组件、车内换热器及车辆。
背景技术
制冷剂，又称冷媒、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质，在换热技术领域中被广泛采用，但由于制冷剂的种类繁多，各种制冷剂在性能方面差异较大，换热器作为制冷剂的承载主体发挥核心换热功能，对于相同换热需求、布置空间相对狭小的前提下，如何提升换热器的换热效率成为空气调节技术领域的另外一个非常重要的课题。尤其是针对车载换热器，近年来，CO2制冷剂以其零ODP和低GWP的性质受到了人们的重视，但CO2的临界温度较低，循环通常是在跨临界条件下运行，超临界流体优良的传热和热力学特性使得换热器的效率很高，但由于CO2系统运行压力比常规制冷剂高很多，放热温度较高，且高压和低压的压差较大，节流损失严重，循环效率相对较低。解决这个问题的根本方法是采用膨胀机来代替节流阀，从根本上减少节流损失，但由于CO2膨胀机再生产制造存在很大难度，故此种方式目前并未得到广泛应用，因此，目前车载换热器依然采用的是较为传统的换热器单体来实现车内空气温度的调节，换热器的循环效率明显偏低，另外，由于车内可供换热器安装的空间极度有限，进一步限制了换热器单体的循环效率，进而存在换热能力相对较低的问题，同时在车内布置方面也相对不灵活。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种换热器组件、车内换热器及车辆，可以进一步提升换热器的循环效率，进而提升换热器的换热能力。
为了解决上述问题，本发明提供一种换热器组件，包括连接管和至少两组换热器单体，所述换热器单体包括制冷剂进口、制冷剂出口，其中一组所述换热器单体的制冷剂出口与另一组所述换热器单体的制冷剂进口通过连接管相连，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体的背风面朝向另一组所述换热器单体的迎风面，空气依次流经所述至少两组换热器单体。
进一步地，空气流动方向与制冷剂在至少两组所述换热器单体1之间的流动方向相反。
进一步地，沿空气流动方向，至少一组所述换热器单体的投影与另外一组所述换热器单体的投影完全重合。
进一步地，所述换热器单体的制冷剂进口与制冷剂出口沿所述换热器单体的几何中心对称布置。
进一步地，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体的制冷剂进口与另一组所述换热器单体的制冷剂出口位于同一侧。
本发明还提供一种车内换热器，包括换热器组件、风道，所述换热器组件为上述的换热器组件，所述换热器单体设于所述风道内。
进一步地，所述连接管位于所述风道内或位于所述风道外。
进一步地，所述换热器单体的四周与所述风道的内壁紧密接合。
进一步地，所述换热器单体中的制冷剂为CO2。
本发明还提供一种车辆，包括车内换热器，所述车内换热器为上述的车内换热器。
本发明提供的换热器组件，由于空气在流经一组所述换热器单体之后将再次流经另一组所述换热器单体，将传统的单次换热过程分解成为至少两次的换热过程，而至少两次的换热过程与单次换热过程相较，换热将更加充分，换热器组件的循环效率得到明显提升，换热效率进而得到提高；在待安装空间相对有限的情况下特别是车辆内，可以考虑布置多组换热器单体，从而可以减小每个所述换热器单体的体积，进而为风道的布置提供更多选择，并可以对各组换热器单体进行灵活布置，安装更加方便。
附图说明
图1为本发明实施例的换热器组件的结构示意图。
附图标记表示为：
1、换热器单体；11、制冷剂进口；12、制冷剂出口；13、迎风面；14、背风面；2、连接管；3、风道；41、待加热空气段；42、一次换热空气段；43、二次换热空气段。
具体实施方式
结合参见图1所示，本发明实施例提供一种换热器组件，包括连接管2和至少两组换热器单体1，所述换热器单体1包括制冷剂进口11、制冷剂出口12，其中一组所述换热器单体1的制冷剂出口12与另一组所述换热器单体1的制冷剂进口11通过连接管2相连，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体1的背风面14朝向另一组所述换热器单体1的迎风面13，空气依次流经所述至少两组换热器单体1。
由于空气在流经一组所述换热器单体1之后将再次流经另一组所述换热器单体1，将传统的单次换热过程分解成为至少两次的换热过程，而至少两次的换热过程与单次换热过程相较，换热将更加充分，换热器组件的循环效率得到明显提升，换热效率进而得到提高；同时，在待安装空间相对有限的情况下特别是车辆内，可以考虑布置多组所述换热器单体1，从而可以减小每个所述换热器单体1的体积，进而为风道的布置提供更多选择，并可以对各组换热器单体1进行灵活布置，安装更加方便。
为使本发明的实现效果更加清晰，以下对空气相对于两组所述的换热器单体1的换热过程结合图1进行详细说明。
为简化叙述过程，如图1所示，将空气区分为待加热空气段41、一次换热空气段42、二次换热空气段43，制冷剂选择CO2制冷剂。
在制冷模式下，此时所述换热器组件充当蒸发器。低温低压饱和CO2制冷剂从一组换热器单体1的制冷剂进口11流入，由该换热器单体1的制冷剂出口12经过连接管2流入另一组换热器单体1的制冷剂进口11，并最终由另一组换热器单体1的制冷剂出口12流出。在此过程中，在热交换的作用下，CO2制冷剂由进口处的饱和状态最终变为出口处的过热状态。
与此同时，待加热空气段41吹向一组换热器单体1的迎风面13，并在此处进行换热，由于是制冷模式，由换热器单体1的背风面14流出的一次换热空气段42温度被首次降低，之后一次换热空气段42将再次流入另一组换热器单体1的迎风面13，并在此处实现再一次的换热，最终将从该换热器单体1的背风面14形成二次换热空气段43，此时的二次换热空气段43的温度由于经过了至少两组换热器单体的换热作用也即实现了至少两级的制冷，其制冷效果将比单级制冷明显提高。
在制热模式下，此时所述换热器组件充当冷却器。高温高压的CO2制冷剂从一组换热器单体1的制冷剂进口11流入，由该换热器单体1的制冷剂出口12经过连接管2流入另一组换热器单体1的制冷剂进口11，并最终由另一组换热器单体1的制冷剂出口12流出。在此过程中，由于热交换作用CO2制冷剂的温度从高逐渐降低。
与此同时，待加热空气段41吹向一组换热器单体1的迎风面13，并在此处进行换热，由于是制热模式，由换热器单体1的背风面14流出的一次换热空气段42温度被首次升高，之后一次换热空气段42将再次流入另一组换热器单体1的迎风面13，并在此处实现再一次的换热，最终将从该换热器单体1的背风面14形成二次换热空气段43，此时的二次换热空气段43的温度由于经过了至少两组换热器单体的换热作用也即实现了至少两级的制热，其制热效果将比单级制热明显提高。
由上述制冷模式及制热模式下所述空气与换热器单体1在温度的相关性上可知，当所述空气流动方向与制冷剂在至少两组所述换热器单体1之间的流动方向相反时，所述空气与制冷剂在至少两组所述换热器单体1之间的流动方向将更加趋近于逆流状态，此时所述换热器组件的循环效率将最高。
换热器的换热面积与其换热能力、换热效果息息相关，为进一步提升所述换热器组件的换热效率，在空气流经一组换热器单体1之后能够全部再次进入另一组换热器单体1进行再次换热为最佳状态，也即一组所述换热器单体1的投影完全为另外一组所述换热器单体1的投影覆盖，或者投影完全重合，有利于发挥最佳的换热作用。
更为优化的是，所述换热器单体1的制冷剂进口11与制冷剂出口12沿所述换热器单体1的几何中心对称布置，以保证制冷剂能够较为充分地流经所述换热器单体1的换热芯部，进而提升换热器单体1的换热效率。
为了使在实际安装过程中，连接管2的布置走向更为合理，一组所述换热器单体1的制冷剂进口11与另一组所述换热器单体1的制冷剂出口12相对空气流向位于同一侧。
本发明的实施例还提供一种车内换热器，包括风道3及上述任一技术方案提供的换热器组件。将所述换热器单体1设置于风道3内，最好是风道3的内壁与所述换热器单体1的四周紧密接合，这样有利于迫使空气全部流经所述换热器单体1的换热芯部，实现最佳的换热效果。
本发明的实施例还提供一种车辆，包括车内换热器，所述车内换热器为以上所述的车内换热器。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种换热器组件，其特征在于，包括连接管(2)和至少两组换热器单体(1)，所述换热器单体(1)包括制冷剂进口(11)、制冷剂出口(12)，其中一组所述换热器单体(1)的制冷剂出口(12)与另一组所述换热器单体(1)的制冷剂进口(11)通过连接管(2)相连，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体(1)的背风面(14)朝向另一组所述换热器单体(1)的迎风面(13)，空气依次流经所述至少两组换热器单体(1)。
2.根据权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，空气流动方向与制冷剂在至少两组所述换热器单体(1)之间的流动方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的换热器组件，其特征在于，沿空气流动方向，至少一组所述换热器单体(1)的投影与另外一组所述换热器单体(1)的投影完全重合。
4.根据权利要求1或2所述的换热器组件，其特征在于，所述换热器单体(1)的制冷剂进口(11)与制冷剂出口(12)沿所述换热器单体(1)的几何中心对称布置。
5.根据权利要求4所述的换热器组件，其特征在于，沿着空气流动方向，一组所述换热器单体(1)的制冷剂进口(11)与另一组所述换热器单体(1)的制冷剂出口(12)位于同一侧。
6.一种车内换热器，包括换热器组件、风道(3)，其特征在于，所述换热器组件为权利要求1至5中任意一项所述的换热器组件，所述换热器单体(1)设于所述风道(3)内。
7.根据权利要求6所述的车内换热器，其特征在于，所述连接管(2)位于所述风道(3)内或位于所述风道(3)外。
8.根据权利要求6所述的车内换热器，其特征在于，所述换热器单体(1)的四周与所述风道(3)的内壁紧密接合。
9.根据权利要求6所述的车内换热器，其特征在于，所述换热器单体(1)中的制冷剂为CO2。
10.一种车辆，包括车内换热器，其特征在于，所述车内换热器为权利要求6至9中任意一项所述的车内换热器。
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