CN109140831A - 一种汽车空调集成板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车空调集成板式换热器，属于换热器技术领域，连接于空调系统和循环水路之间，该换热器为镜像对称结构，由外而内依次包括位于两侧的外夹板、多个带孔波纹板和一对中间隔板，设置于中间隔板上的电子膨胀阀的输入输出端分别与中间隔板上的制冷剂出、入口相连，两侧外夹板上的循环水路出、入口各自连接循环水路，两侧外夹板上的制冷剂出、入口与压缩机相连从而实现换热。本发明提供的汽车空调集成板式换热器，具有高度集成的特点，与外部仅通过循环水路进行换热，可安装于封闭隔舱内，能大幅降低制冷剂的泄露风险。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种汽车空调集成板式换热器。
背景技术
板式换热器是一种由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的高效换热器，其板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行流体间的热量交换。
现有的汽车空调系统中通常采用蒸发器和冷凝器，其采用的制冷剂存在泄露的风险。因此，如何降低制冷剂泄露的风险，并提高汽车空调系统中的换热效率具有重要意义。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种汽车空调集成板式换热器，解决上述技术问题，降低制冷剂泄露的风险，并提高汽车空调系统中的换热效率。
特别地，本发明提供一种汽车空调集成板式换热器，用于连接空调系统和循环水路，包括：两个外夹板、多个带孔波纹板和一对中间隔板，所述中间隔板设有电子膨胀阀，所述外夹板上设有循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口，所述外夹板设于汽车空调集成板式换热器的两侧，所述外夹板内侧由外而内依次紧密连接所述多个带孔波纹板和一对所述中间隔板，所述汽车空调集成板式换热器为镜像对称结构；所述带孔波纹板上设有循环水路出口、入口和/或制冷剂出、入口；所述带孔波纹板的正面表面设有作为流体流道的凹槽的表面流道；所述电子膨胀阀的输入、输出端分别与中间隔板上的制冷剂出口、入口相连；两侧所述外夹板上的循环水路出口、入口各自连接所述循环水路，两侧所述外夹板上的制冷剂出口、入口与所述空调系统的压缩机相连从而实现换热；所述两个外夹板之间由所述一对中间隔板分割为冷凝区和蒸发区；
所述外夹板的循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口处设有外漏检测装置；所述外漏检测装置为包绕所述循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口的环形槽，以及设于所述环形槽内的湿度计和报警装置，所述湿度计被配制成：监测到所述环形槽内的湿度大于预定值时，发出报警信号；
其中，所述带孔波纹板根据流体的流向设计来选择所述表面流道是否与循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口相通，所述带孔波纹板上设有将所述表面流道密封的垫片，所述垫片引导流体交替地流至各自的流道内形成热交换。
可选地，所述的外夹板为耐压材料制成。
可选地，一侧的所述外夹板的右侧上下孔分别为循环水路出口和入口，左侧上方孔为制冷剂入口；另一侧的所述外夹板的左侧上下孔分别为循环水路入口与出口，右侧上方孔为制冷剂出口。
可选地，所述的带孔波纹板为铝制材料冲压制成。
可选地，多个所述的带孔波纹板同时设有循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口；
其中，一侧的所述带孔波纹板的出口、入口通过板片表面流道相联通，另一侧的出口、入口与表面流道之间互不相通，多个所述带孔波纹板正反交替相叠加，实现两种流体的相互隔离与热交换。
可选地，多个所述的带孔波纹板设有循环水路出、入口和制冷剂出口或制冷剂入口；
其中，循环水路的出口、入口通过所述表面流道相联通，制冷剂的出口或入口与表面流道之间相隔离，多个所述的带孔波纹板位于所述外夹板之内，实现外部制冷剂管路和循环水路与换热器内部板片流道的联通。
可选地，多个所述的带孔波纹板设有制冷剂出口、入口；
其中，制冷剂的出口、入口通过所述表面流道相联通，多个所述的带孔波纹板位于中间隔板前后，实现制冷剂流道的联通。
可选地，所述的中间隔板为金属板制成。
可选地，该中间隔板上设有通过表面流道联通的制冷剂入口和出口；一侧的中间隔板的制冷剂入口以及对应另一侧的制冷剂出口均设置于侧面且分别与膨胀阀相连。
可选地，所述的表面流道为经过冲压在所述带孔波纹板的一面上形成的间隔均匀的金属凹槽；所述带孔波纹板的一侧的上下孔为所述表面流道的进出口。
本发明提供的一种汽车空调集成板式换热器，集成了传统空调系统中的蒸发器、冷凝器及膨胀阀，因此该换热器仅需连接压缩机与外部循环水路即可构成完整的空调系统。在本发明提供的换热器工作时制冷剂通过管路与水路进行换热，换热器右部作为蒸发器使用，左部作为冷凝器使用，换热器下部与膨胀阀进行焊接。由于本发明提供的换热器的蒸发冷凝部分通过金属隔板分开，在空调系统中隔板部分同时也作为回热器进行换热，能大幅提高系统换热效率。
本发明提出一种汽车空调集成板式换热器，将汽车空调系统中的蒸发器与冷凝器部分同时改用为板式换热器，并将其与膨胀阀进行集成以形成一种集成式换热器，该换热器具有高度集成的特点，与外部仅通过循环水路进行换热，可安装于封闭隔舱内，能大幅降低制冷剂的泄露风险。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的整体结构示意图；
图2是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的整体结构爆炸示意图；
图3是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的结构分解示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，并参照附图，对本发明进行详细的说明。
图1是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的整体结构示意图；图2是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的整体结构爆炸示意图；图3是根据发明的一种汽车空调集成板式换热器的结构分解示意图。如图1-图3所示，本发明提供的一种汽车空调集成板式换热器，用于连接空调系统100和循环水路200，一般性地可以包括：两个外夹板1、多个带孔波纹板2-7，和一对中间隔板8(9)。外夹板1为耐压材料制成。带孔波纹板2-7为铝制材料冲压制成。中间隔板8(9)为金属板制成。中间隔板8(9)设有电子膨胀阀10。外夹板1上设有循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口。外夹板1设于汽车空调集成板式换热器的两侧。外夹板1内侧由外而内依次紧密连接多个带孔波纹板2-7和一对中间隔板8(9)。汽车空调集成板式换热器为镜像对称结构。带孔波纹板2-7上设有循环水路出口、入口和/或制冷剂出、入口。带孔波纹板2-7的正面表面设有作为流体流道的凹槽的表面流道。电子膨胀阀10的输入、输出端分别与中间隔板8(9)上的制冷剂出口、入口相连。两侧外夹板1上的循环水路出口、入口各自连接所述循环水路。两侧外夹板1上的制冷剂出口、入口与所述空调系统的压缩机相连从而实现换热。所述两个外夹板1之间由所述一对中间隔板分割为冷凝区300和蒸发区400，中间隔板8(9)为回热区500。
所述外夹板1的循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口处设有外漏检测装置13。外漏检测装置13为包绕所述循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口的环形槽131，以及设于所述环形槽内的湿度计132和报警装置。湿度计132被配制成：监测到所述环形槽内的湿度大于预定值时，发出报警信号。
其中，带孔波纹板2-7根据流体的流向设计来选择所述表面流道是否与循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口相通。带孔波纹板2-7上设有将所述表面流道密封的垫片。所述垫片引导流体交替地流至各自的流道内形成热交换。
具体地，一侧的外夹板1的右侧上下孔分别为循环水路出口和入口，左侧上方孔为制冷剂入口；另一侧的所述外夹板1的左侧上下孔分别为循环水路入口与出口，右侧上方孔为制冷剂出口。中间隔板8(9)上设有通过表面流道联通的制冷剂入口和出口；一侧的中间隔板8(9)上的制冷剂入口以及对应另一侧的制冷剂出口均设置于侧面且分别与电子膨胀阀10相连。表面流道为经过冲压在带孔波纹板2-7的一面上形成的间隔均匀的金属凹槽。带孔波纹板2-7的一侧的上下孔为所述表面流道的进出口。
在一个具体的实施方式中，多个带孔波纹板2-7同时设有循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口。其中，一侧的带孔波纹板2-7的出口、入口通过板片表面流道相联通，另一侧的出口、入口与表面流道之间互不相通，多个带孔波纹板2-7正反交替相叠加，实现两种流体的相互隔离与热交换。
在一个具体的实施方式中，多个带孔波纹板2-7设有循环水路出、入口和制冷剂出口或制冷剂入口；其中，循环水路的出口、入口通过所述表面流道相联通，制冷剂的出口或入口与表面流道之间相隔离，多个所述的带孔波纹板位于所述外夹板1之内，实现外部制冷剂管路和循环水路与换热器内部板片流道的联通。
在一个具体的实施方式中，多个所述的带孔波纹板设有制冷剂出口、入口；其中，制冷剂的出口、入口通过所述表面流道相联通，多个所述的带孔波纹板位于中间隔板前后，实现制冷剂流道的联通。
在实际使用中，如图1-图3所示，一个更具体的实施例中的一种汽车空调集成板式换热器，其由外而内依次包含：位于两侧的外夹板1、三孔波纹板2、第一至第四四孔波纹板3～6、双孔波纹板7、蒸发侧中间隔板8和带有电子膨胀阀10的冷凝侧中间隔板9。
所述的三孔波纹板2为安装于前后夹板之内的三孔波纹板片，其中右侧开孔为制冷剂通道，左侧上下开孔分别为水路的进出口。
所述的四孔波纹板片3～6在换热器内部正反交替叠加，其一测开孔为制冷剂进、出口、另一侧为水路进、出口，其中一侧的开孔与表面流道相连，另一侧与表面流道隔绝。
所述的双孔波纹板7为位于中间隔板8、9两侧的双孔波纹板片，其一侧的上下开孔为制冷剂的进出口。
所述的蒸发侧中间隔板8的正面设有冷凝部分的制冷剂出口，侧面设有与其相连通的冷凝部分的制冷剂入口，该制冷剂入口与膨胀阀的出口相连；所述的冷凝侧中间隔板9的正面设有冷凝部分的制冷剂入口，侧面设有与其相连通的冷凝部分的制冷剂出口，该制冷剂出口与膨胀阀的入口相连。
如图3所示，本装置中制冷剂从右侧的外夹板1进入，经过位于中间的膨胀阀后从左侧的外夹板1输出，其中中间隔板一侧为冷凝区，另一侧为蒸发区；三孔波纹板2水路进出口与其表面流道相通且与制冷剂相隔绝；第一四孔波纹板片3的制冷剂进出口与其表面流道相通且与水路相隔绝；第二四孔波纹板片4水路进出口与其表面流道相通且与制冷剂相隔绝；第三和第四四孔波纹板片5、6与第一和第二四孔波纹板片3、4相同；双孔波纹板7制冷剂进出口与其表面流道相通且无水路进出口。
本发明提供的一种汽车空调集成板式换热器工作时制冷剂分别在一侧的第一四孔波纹板片3、第三四孔波纹板片5、双孔波纹板7、冷凝侧中间隔板9、电子膨胀阀10、蒸发侧中间隔板8至另一侧的双孔波纹板7、第三四孔波纹板片5、第一四孔波纹板片3的表面流道中流通；冷凝循环水从一侧外夹板1进入后经过三孔波纹板2、第二四孔波纹板片4、第四四孔波纹板片6的表面流道后再从另一侧外夹板1输出；相对侧的蒸发循环水从另一侧外夹板1进入后经过三孔波纹板2、第二四孔波纹板片4、第四四孔波纹板片6的表面流道后再从另一侧外夹板1输出。
由于第三和第四四孔波纹板片5、6与第一和第二四孔波纹板片3、4相同，因此可通过任意改变其数量来调整换热器的整体换热量规格。
本发明提供的一种汽车空调集成板式换热器，将空调系统中的冷凝器、蒸发器、膨胀阀等部件进行了集成封装，并通过二次回路利用液体与车内空气进行换热，规避了制冷剂进入车内的风险。这种集成封装的结构设计不仅能降低汽车空调系统的安装成本与难度更能显著降低制冷剂泄漏所带来的安全隐患，特别是对于可燃或有毒性的制冷剂而言更为重要。
本发明提供的一种汽车空调集成板式换热器，集成了传统空调系统中的蒸发器、冷凝器及膨胀阀，因此该换热器仅需连接压缩机与外部循环水路即可构成完整的空调系统。在本发明提供的换热器工作时制冷剂通过管路与水路进行换热，换热器右部作为蒸发器使用，左部作为冷凝器使用，换热器下部与膨胀阀进行焊接。由于本发明提供的换热器的蒸发冷凝部分通过金属隔板分开，在空调系统中隔板部分同时也作为回热器进行换热，能大幅提高系统换热效率。
本发明提出一种汽车空调集成板式换热器，将汽车空调系统中的蒸发器与冷凝器部分同时改用为板式换热器，并将其与膨胀阀进行集成以形成一种集成式换热器，该换热器具有高度集成的特点，与外部仅通过循环水路进行换热，可安装于封闭隔舱内，能大幅降低制冷剂的泄露风险。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种汽车空调集成板式换热器，用于连接空调系统和循环水路，其特征在于，包括：两个外夹板、多个带孔波纹板和一对中间隔板，所述中间隔板设有电子膨胀阀，所述外夹板上设有循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口，所述外夹板设于汽车空调集成板式换热器的两侧，所述外夹板内侧由外而内依次紧密连接所述多个带孔波纹板和一对所述中间隔板，所述汽车空调集成板式换热器为镜像对称结构；所述带孔波纹板上设有循环水路出口、入口和/或制冷剂出、入口；所述带孔波纹板的正面表面设有作为流体流道的凹槽的表面流道；所述电子膨胀阀的输入、输出端分别与中间隔板上的制冷剂出口、入口相连；两侧所述外夹板上的循环水路出口、入口各自连接所述循环水路，两侧所述外夹板上的制冷剂出口、入口与所述空调系统的压缩机相连从而实现换热；所述两个外夹板之间由所述一对中间隔板分割为冷凝区和蒸发区，所述中间隔板为回热区；
所述外夹板的循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口处设有外漏检测装置；所述外漏检测装置为包绕所述循环水路出口或入口以及制冷剂入口或出口的环形槽，以及设于所述环形槽内的湿度计和报警装置，所述湿度计被配制成：监测到所述环形槽内的湿度大于预定值时，发出报警信号；
其中，所述带孔波纹板根据流体的流向设计来选择所述表面流道是否与循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口相通，所述带孔波纹板上设有将所述表面流道密封的垫片，所述垫片引导流体交替地流至各自的流道内形成热交换。
2.根据权利要求1所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，所述的外夹板为耐压材料制成。
3.根据权利要求1所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，一侧的所述外夹板的右侧上下孔分别为循环水路出口和入口，左侧上方孔为制冷剂入口；另一侧的所述外夹板的左侧上下孔分别为循环水路入口与出口，右侧上方孔为制冷剂出口。
4.根据权利要求1所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，所述的带孔波纹板为铝制材料冲压制成。
5.根据权利要求4所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，多个所述的带孔波纹板同时设有循环水路出口、入口和制冷剂出口、入口；
其中，一侧的所述带孔波纹板的出口、入口通过板片表面流道相联通，另一侧的出口、入口与表面流道之间互不相通，多个所述带孔波纹板正反交替相叠加，实现两种流体的相互隔离与热交换。
6.根据权利要求4所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，多个所述的带孔波纹板设有循环水路出、入口和制冷剂出口或制冷剂入口；
其中，循环水路的出口、入口通过所述表面流道相联通，制冷剂的出口或入口与表面流道之间相隔离，多个所述的带孔波纹板位于所述外夹板之内，实现外部制冷剂管路和循环水路与换热器内部板片流道的联通。
7.根据权利要求4所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，多个所述的带孔波纹板设有制冷剂出口、入口；
其中，制冷剂的出口、入口通过所述表面流道相联通，多个所述的带孔波纹板位于中间隔板前后，实现制冷剂流道的联通。
8.根据权利要求1所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，所述的中间隔板为金属板制成。
9.根据权利要求8所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，该中间隔板上设有通过表面流道联通的制冷剂入口和出口；一侧的中间隔板的制冷剂入口以及对应另一侧的制冷剂出口均设置于侧面且分别与膨胀阀相连。
10.根据权利要求1所述的汽车空调集成板式换热器，其特征在于，所述的表面流道为经过冲压在所述带孔波纹板的一面上形成的间隔均匀的金属凹槽；所述带孔波纹板的一侧的上下孔为所述表面流道的进出口。
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