CN108662813B - 换热器及具有其的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器及具有其的制冷系统，换热器具有介质入口和介质出口，换热器包括：换热器本体，换热器本体包括多个间隔开设置的换热管；排水管，排水管的上部设有放空阀且下部设有排水口，排水口处设有开关件以打开或关闭排水口，排水管的侧壁上设有多个与排水管的内腔连通的连接管，多个连接管平行设置，每个连接管为直管，多个连接管与多个换热管一一对应相连，每个连接管的与换热管相连的一端的水平高度不低于连接管的与排水管相连的一端的水平高度。根据本发明的换热器，在需要排放冷却工质时，可以彻底排空换热器的换热管内的冷却工质，进而可防止换热管冻结。

Description

换热器及具有其的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种换热器及具有其的制冷系统。

背景技术

自然冷却风冷冷水机组运行工况宽泛，在环境温度特别低的工况下，或者需要对自 然冷却风冷冷水机组进行检修时，需要排空自然冷却冷凝器内的冷却工质，以避免自然冷却冷凝器内的换热管冻结。

现有技术中，自然冷却冷凝器的换热管通过连接管与排水管相连通，冷却工质在重 力的作用下通过排水管的底部排放，然而特别是当自然冷却冷凝器倾斜安装时，由于连接管为L形管，连接管内的冷却工质导流入换热管，导致部分自然冷却冷凝器的换热管 内的冷却工质不能通过连接管流入到排水管内，这样在环境温度特别低的工况下自然冷 却冷凝器的换热管极易冻结，从而影响自然冷却冷凝器的再次使用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种换热 器，所述换热器在需要排放冷却工质时，可以彻底排空换热器的换热管内的冷却工质，进而可防止换热管冻结。

本发明还提出了一种具有上述换热器的制冷系统。

根据本发明实施例的换热器，所述换热器具有介质入口和介质出口，所述换热器包括： 换热器本体，所述换热器本体包括多个间隔开设置的换热管；排水管，所述排水管的上部设 有放空阀且下部设有排水口，所述排水口处设有开关件以打开或关闭所述排水口，所述排水 管的侧壁上设有多个与所述排水管的内腔连通的连接管，多个所述连接管平行设置，每个所 述连接管为直管，多个所述连接管与多个所述换热管一一对应相连，每个所述连接管的与所 述换热管相连的一端的水平高度不低于所述连接管的与所述排水管相连的一端的水平高度。

根据本发明实施例的换热器，通过使每个连接管为直管，并且每个连接管的与换热管相 连的一端的水平高度不低于连接管的与排水管相连的一端的水平高度，由此，当排放换热器 内的冷却工质时，每个换热管内的冷却工质可在重力的作用全部流入相应的连接管，从而可 排空换热管内的冷却工质，进而可防止换热管冻结。

在本发明的一些实施例中，每个所述连接管的中心轴线与所述排水管的中心轴线垂直设 置。

在本发明的一些实施例中，所述排水口处设有放水管，所述开关件设在所述放水管的远 离所述排水管的一端。

具体地，所述开关件为丝堵。

在本发明的一些实施例中，所述换热器本体和所述排水管分别为多个，多个所述换热器 本体和多个所述排水管一一对应，每个所述排水管上均设有一个连接口，相邻的两个所述排 水管的连接口通过连通管连通，所述介质入口和介质出口分别设在不同的所述换热器本体 上。

具体地，所述换热器本体为两个，两个所述换热器本体设置成“V”形形状。

可选地，在所述排水管的轴向方向上，所述连接口设在所述排水管的中部位置处。

在本发明的一些实施例中，所述连接管与所述排水管焊接相连。

根据本发明实施例的制冷系统，包括：压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口；蒸发 器，所述蒸发器包括相互独立的水流路和冷媒流路，所述冷媒流路的一端与所述排气口相连； 第一冷凝器，所述第一冷凝器的一端与所述压缩机的排气口相连且另一端与所述冷媒流路的 第二端相连；第二冷凝器，所述第二冷凝器为上述的换热器，所述介质入口和所述介质出口 分别与所述水流路的两端相连。

根据本发明实施例的制冷系统，通过使第二冷凝器为上述的换热器，并且介质入口和介 质出口分别与蒸发器的水流路的两端相连，由此，当室外环境温度过低，或者需要检修制冷 系统时，可操控开关件以打开排水口，并打开放空阀，这样第二冷凝器的每个换热管内的冷 却工质可在重力的作用全部流入相应的连接管，从而可排空换热管内的冷却工质，从而可防 止第二冷凝器的换热管冻结，进而有利于提高制冷系统工作的可靠性。

具体地，所述制冷系统还包括水泵，所述水泵串联在所述介质入口和所述水流路之间或 所述介质出口与所述水流路之间。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明 显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的换热器的结构示意图，其中换热器本体为两个；

图2是根据本发明实施例的换热器的结构示意图，其中换热器本体为一个；

图3是根据图2中A处的局部放大示意图；

图4是根据本发明实施例的排水管的立体结构示意图；

图5是根据本发明实施例的排水管的平面结构示意图；

图6是根据图5的左视示意图；

图7是根据图5的右视示意图；

图8是根据图5的俯视示意图；

图9是根据本发明实施例的制冷系统的制冷流程示意图。

附图标记：

制冷系统1000；

换热器100；

换热器本体1；换热管11；

排水管2；放空阀21；放水管22；开关件23；连接管24；连接口25；水管接头26；

连通管3；

积水盘4。

压缩机200；排气口2001；回气口2002；

蒸发器300；冷媒流路3001；水流路3002；

第一冷凝器400；

水泵500。

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，其中自始至终相 同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“厚度”、“上”、“下”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多 个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连 接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解 上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的换热器100。首先需要说明的是，换热器100可应用于制冷系统1000中，特别地，根据本发明的换热器100适用于自然冷却 风冷冷水机组，具体地，该换热器100可为自然冷却风冷冷凝器。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的换热器100，换热器100具有介质入口(图未示出)和介质出口(图未示出)，当换热器100处于工作状态时，冷却工质可通过介质入口 进入到换热器100内，并在换热器100内与室外环境进行换热，然后通过介质出口流出换热 器100。例如，冷却工质可为水或者防冻液。

参考图2和图3所示，换热器100可以包括换热器本体1和排水管2。换热器本体1包括多个间隔开设置的换热管11。

具体地，每个换热管11均为直管且多个换热管11平行设置。例如，如图2-图4和图6- 图8所示，换热器本体1包括多个平行间隔开设置的换热管11，多个换热管11在换热器本体1的厚度方向上排列成三排，每个换热管11均为直管。由此，可减少冷却工质在每个换 热管11内流动所克服的阻力，有利于保证每个换热管11内的冷却工质可流入换热管11内。

如图1、图3-图8所示，排水管2的上部设有放空阀21且下部设有排水口，排水口处设 有开关件23以打开或关闭排水口。由此，一方面当换热器100处于工作状态时，放空阀21关闭，并且开关件23关闭排水口，冷却工质可正常在换热器100内流动；另一方面当室外 环境温度过低，或者需要检修制冷系统1000时，操控开关件23以打开排水口，并打开放空 阀21以便于空气进入到换热器100内，这样换热器100内的冷却工质可通过排水口流出。 可选地，放空阀21采用插入焊接的方式与排水管2相连通。

参照图3-图4所示，排水管2的侧壁上设有多个与排水管2的内腔连通的连接管24，多 个连接管24平行设置，每个连接管24为直管，多个连接管24与多个换热管11一一对应相连。具体地，当换热管11为直管时，每个连接管24与相对应的换热管11直接连通且轴向 方向相同，换言之，每个连接管24与相对应的换热管11直接连通且每个连接管24与相对 应的换热管11的中心轴线在同一条直线上。例如，如图2-图4所示，多个连接管24在换热 器本体1的厚度方向上排成三排，且每个连接管24与相对应的换热管11直接连通、每个连 接管24与相对应的换热管11的中心轴线在同一条直线上。

参照图2和图3所示，每个连接管24的与换热管11相连的一端的水平高度不低于连接 管24的与排水管2相连的一端的水平高度，换言之，每个连接管24的与换热管11相连的一端的水平高度高于或等于连接管24的与排水管2相连的一端的水平高度。由此，当排放换热器100内的冷却工质时，每个换热管11内的冷却工质可在重力的作用全部流入相应的连接管24，从而可排空换热管11内的冷却工质，进而可防止换热管11冻结。

例如，如图2和图3所示，每个换热管11在换热器本体1内水平设置，每个连接管24与相应的换热管11的中心轴线位于同一条直线上且在水平方向上延伸，进而使得每个连接管24的与换热管11相连的一端的水平高度等于连接管24的与排水管2相连的一端的水平高度。

又如，每个换热管11在朝向排水管2的方向上斜向下延伸，每个连接管24与相应的换 热管11的中心轴线位于同一条直线上且在朝向排水管2的方向上斜向下延伸，进而使得每 个连接管24的与换热管11相连的一端的水平高度高于连接管24的与排水管2相连的一端 的水平高度。

根据本发明实施例的换热器100，通过使每个连接管24为直管，并且每个连接管24的 与换热管11相连的一端的水平高度不低于连接管24的与排水管2相连的一端的水平高度， 由此，当排放换热器100内的冷却工质时，每个换热管11内的冷却工质可在重力的作用全 部流入相应的连接管24，从而可排空换热管11内的冷却工质，进而可防止换热管11冻结。

在本发明的一些实施例中，如图6-图8所示，每个连接管24的中心轴线与排水管2的 中心轴线垂直设置。由此，便于对排水管2进行加工，进而便于实现连接管24与排水管2之间的连接，有利于降低生产成本。

在本发明的一些实施例中，排水口处设有放水管22，开关件23设在放水管22的远离排 水管2的一端。例如，如图1-图2和图4-图7所示，排水口处设有放水管22且放水管22朝向远离排水管2的方向上延伸，放水管22与排水管2的内腔相连通且与排水管2的轴向 相同。由此，当排放换热器100内的冷却工质时，流入到排水管2内腔的冷却工质可汇集到 放水管22排出，有利于将流入到排水管2内腔的冷却工质彻底排空。需要说明的是，关于 放水管22的长度可根据换热器100的具体规格型号调整设计。可选地，放水管22采用插入 焊接的方式与排水管2相连通。

具体地，开关件23为丝堵。例如，如图4所示，放水管22的远离排水管2的一端设 有螺纹接头，丝堵与螺纹接头密封配合，可通过套筒或扳手旋转丝堵以将丝堵拆下，进而冷却工质可通过放水管22排出。由此，有利于提高开关件23对排水管2的密封效果。

在另一些可选的实施例中，开关件23还可以是通断阀，例如开关件23为电磁阀。

在本发明的一些实施例中，参考图1所示，换热器本体1和排水管2分别为多个，多个 换热器本体1和多个排水管2一一对应，每个排水管2上均设有一个连接口25，相邻的两个 排水管2的连接口25通过连通管3连通，介质入口和介质出口分别设在不同的换热器本体1 上。

例如，如图1所示，换热器100还包括两个集流管(未示出)，换热器本体1和排水管2分别为两个，集流管、换热器本体1和排水管2一一对应，每个换热器本体1的多个换热管11的第一端与相应的排水管2上的多个连接管24一一对应相连，每个排水管2上均设有一 个连接口25，相邻的两个排水管2的连接口25通过连通管3连通，每个换热器本体1的多 个换热管11的第二端均与相应的集流管相连，介质入口和介质出口分别设在两个集流管上。 由此，当换热器100正常工作时，冷却工质可依次流过多个换热器本体1，并在每个换热器 本体1内与室外环境进行换热，有利于提高换热器100的换热能力；当需要排空换热器100 内的冷却工质时，可操控每个开关件23以打开每个排水管2的排水口，进而有利于提高换 热器100排空冷却工质的效率。

可选地，每个排水管2的连接口25处设有水管接头26，每个排水管2的水管接头26的端部设有螺纹，水管接头26和连通管3通过螺纹密封连接。由此，可使排水管2和连通 管3的连接结构简单，易于工人操作。

具体地，如图1所示，换热器本体1为两个，两个换热器本体1设置成“V”形形状。需要说明的是，可在两个换热器本体1之间设置风机。由此，有利于提高换热器100的换热效率。

可选地，如图4所示，在排水管2的轴向方向上，连接口25设在排水管2的中部位置处。由此，可使排水管2的结构简单，易于排水管2的生产制造，同时便于相邻的两个换热 器本体1之间冷却工质的流通。

在本发明的一些实施例中，连接管24与排水管2焊接相连。需要说明的是，在对连接 管24与排水管2进行焊接前，可先在排水管2上开设多个连接孔，并保证多个连接孔的轴线相互平行，然后将连接管24对应插入到连接孔内并对连接孔和连接管24之间的间隙进行焊接，从而保证多个连接管24相互平行。例如，可对排水管2进行偏心钻孔。

在本发明的一些实施例中，换热器本体1的底部还设有积水盘4，换热器100在工作过 程中会有大量空气遇冷液化成水滴并向下流动，积水盘4可起到盛放水滴并引导水流的流动 的作用。

下面参考图1-图8对本发明的换热器100的具体结构进行详细说明。当然可以理解的是， 下述描述旨在用于解释本发明，而不能作为对本发明的一种限制。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的换热器100，换热器100具有介质入口和介质 出口，当换热器100处于工作状态时，冷却工质可通过介质入口进入到换热器100内，并在 换热器100内与室外环境进行换热，然后通过介质出口流出换热器100。具体地，冷却工质 为水。

换热器100包括两个换热器本体1和两个排水管2。如图1-图3所示，每个换热器本体 1包括多个水平且平行间隔开设置的换热管11，每个换热器本体1的多个换热管11在相应 的换热器本体1的厚度方向上排列成三排。

如图3、图4和图6-图8所示，每个排水管2的上部设有放空阀21且下部设有排水口，每个排水口处设有开关件23以打开或关闭排水口。

如图2和图3所示，每个排水管2的侧壁上设有多个与排水管2的内腔连通的连接管24， 多个连接管24平行设置，每个连接管24为直管，多个连接管24与多个换热管11一一对应 相连。

结合图3、图4以及图6-图8所示，每个排水管2的多个连接管24在换热器本体1的厚度方向上也排列成三排，且每个连接管24与相对应的换热管11直接连通，每个连接管24 与相应的换热管11的中心轴线位于同一条直线上且在水平方向上延伸，进而使得每个连接管24的与换热管11相连的一端的水平高度等于连接管24的与排水管2相连的一端的水平高度。

如图1-图3所示，例如，如图1所示，换热器100还包括两个集流管(未示出)，换热器本体1和排水管2分别为两个，集流管、换热器本体1和排水管2一一对应，每个换热器 本体1的多个换热管11的第一端与相应的排水管2上的多个连接管24一一对应相连，每个 排水管2上均设有一个连接口25，两个排水管2的连接口25通过连通管3连通，每个换热 器本体1的多个换热管11的第二端均与相应的集流管相连，介质入口和介质出口分别设在 两个集流管上。。

具体地，在每个排水管2的轴向方向上，每个连接口25设在相应的排水管2的中部位 置处。每个排水管2的连接口25处设有水管接头26，每个排水管2的水管接头26的端部设有螺纹，水管接头26和连通管3通过螺纹密封连接。

具体地，如图6和图7所示，每个连接管24的中心轴线与相应的排水管2的中心轴线垂直设置。

如图1和图4-图7所示，每个排水管2的排水口处设有放水管22，每个放水管22与相应的排水管2的内腔相连通，每个排水管2的开关件23设在相应的放水管22的远离排水管 2的一端。

如图4所示，开关件23为丝堵，放水管22的远离排水管2的一端设有螺纹接头，丝堵与螺纹接头密封配合，可通过套筒或扳手旋转丝堵以将丝堵拆下，进而冷却工质可通过放水 管22排出。

具体地，每个连接管24与相应的排水管2焊接相连。需要说明的是，在对每个连接管 24与相应的排水管2进行焊接前，先在每个排水管2上开设多个连接孔，并保证每个排水管 2的多个连接孔的轴线相互平行，然后将连接管24插入到相应的连接孔内并对连接孔和连接 管24之间的间隙进行焊接，从而保证每个排水管2的多个连接管24相互平行。

具体而言，一方面当换热器100处于工作状态时，放空阀21关闭，并且开关件23关闭 排水口，冷却工质可正常在换热器100内流动；另一方面当室外环境温度过低，或者需要检 修制冷系统1000时，操控开关件23以打开排水口，并打开放空阀21，这样每个换热管11内的冷却工质可在重力的作用全部流入相应的连接管24，从而可排空换热管11内的冷却工质，进而可防止换热管11冻结。

如图9所示，根据本发明实施例的制冷系统1000，可以包括压缩机200、蒸发器300、第一冷凝器400和第二冷凝器。

压缩机200具有排气口2001和回气口2002，冷媒可从回气口2002进入到压缩机200内，经压缩机200压缩后的高温高压的冷媒可从排气口2001排出。

如图9所示，蒸发器300包括相互独立的水流路3002和冷媒流路3001。冷媒流路3001 的一端与排气口2001相连，第一冷凝器400的一端与压缩机200的排气口2001相连且另一 端与冷媒流路3001的第二端相连，可以理解的是，第一冷凝器400与冷媒流路3001之间还 串联有节流元件(未示出)，第二冷凝器为根据本发明上述实施例的换热器100，介质入口和 介质出口分别与水流路3002的两端相连。可以理解的是，蒸发器300位于室内，第一冷凝 器400和第二冷凝器位于室外。

具体而言，当室外环境温度高于预设温度时，第二冷凝器不工作，压缩机200工作，具 体地，经压缩机200压缩后的高温高压的冷媒从排气口2001排出，接着流向第一冷凝器400 并在第一冷凝器400内与室外环境进行换热，经换热后的冷媒流向冷媒流路3001的第二端 并在冷媒流路3001内与室内环境进行换热以调节室内环境的温度，最后通过排气口2001进 入到压缩机200内，以此往复；当室外环境的温度低于预设温度时，压缩机200降低工作功 率、甚至停机，第二冷凝器工作，冷却工质在第二冷凝器中与室外环境进行换热，经换热后 的冷却工质通过介质出口流向水流路3002，并在水流路3002中与室内环境进行换热以调节 室内环境的温度，从而实现了对制冷系统1000的节能；当室外环境温度过低，或者需要检 修制冷系统1000时，制冷系统1000停机，可操控开关件23以打开排水口，并打开放空阀 21，这样第二冷凝器的每个换热管11内的冷却工质可在重力的作用全部流入相应的连接管 24，从而可排空换热管11内的冷却工质，从而可防止第二冷凝器的换热管11冻结，进而有 利于提高制冷系统1000工作的可靠性。

根据本发明实施例的制冷系统1000，通过使第二冷凝器为根据本发明上述实施例的换热 器100，并且介质入口和介质出口分别与蒸发器300的水流路3002的两端相连，由此，当室 外环境温度过低，或者需要检修制冷系统1000时，可操控开关件23以打开排水口，并打开 放空阀21，这样第二冷凝器的每个换热管11内的冷却工质可在重力的作用全部流入相应的 连接管24，从而可排空换热管11内的冷却工质，从而可防止第二冷凝器的换热管11冻结， 进而有利于提高制冷系统1000工作的可靠性。

具体地，如图9所示，制冷系统1000还包括水泵500，水泵500串联在介质入口和水流 路3002之间或介质出口与水流路3002之间，换言之，可以将水泵500串联在介质入口和水 流路3002之间，也可以将水泵500串联在介质出口与水流路3002之间。由此，当水泵500工作时，水泵500可为冷却工质在第二冷凝器和水流路3002之间的循环流动提供动力，进而有利于提高制冷系统1000的制冷能力。

根据本发明实施例的制冷系统1000的其他构成例如节流装置等以及操作对于本领域普 通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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 述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本 发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的 范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器具有介质入口和介质出口，所述换热器包括：

换热器本体，所述换热器本体包括多个间隔开设置的换热管；

排水管，所述排水管的上部设有放空阀且下部设有排水口，所述排水口处设有开关件以打开或关闭所述排水口，所述排水管的侧壁上设有多个与所述排水管的内腔连通的连接管，多个所述连接管平行设置，每个所述连接管为直管，多个所述连接管与多个所述换热管一一对应相连，每个所述连接管的与所述换热管相连的一端的水平高度高于所述连接管的与所述排水管相连的一端的水平高度，每个所述换热管均为直管且多个所述换热管平行设置，所述换热器本体和所述排水管分别为多个，多个所述换热器本体和多个所述排水管一一对应，每个所述排水管上均设有一个连接口，相邻的两个所述排水管的连接口通过连通管连通，所述换热器还包括两个集流管，每个集流管与相应的所述换热器本体的多个所述换热管相连，所述介质入口和所述介质出口分别设在两个所述集流管上。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，每个所述连接管的中心轴线与所述排水管的中心轴线垂直设置。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述排水口处设有放水管，所述开关件设在所述放水管的远离所述排水管的一端。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述开关件为丝堵。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器本体为两个，两个所述换热器本体设置成“V”形形状。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在所述排水管的轴向方向上，所述连接口设在所述排水管的中部位置处。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述连接管与所述排水管焊接相连。

8.一种制冷系统，其特征在于，包括

压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口；

蒸发器，所述蒸发器包括相互独立的水流路和冷媒流路，所述冷媒流路的一端与所述排气口相连；

第一冷凝器，所述第一冷凝器的一端与所述压缩机的排气口相连且另一端与所述冷媒流路的第二端相连；

第二冷凝器，所述第二冷凝器为根据权利要求1-7中任一项所述的换热器，所述介质入口和所述介质出口分别与所述水流路的两端相连。

9.根据权利要求8所述的制冷系统，其特征在于，还包括水泵，所述水泵串联在所述介质入口和所述水流路之间或所述介质出口与所述水流路之间。

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