CN109425152B - 板式换热器集成组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种板式换热器集成组件，包括板式换热器、阀体、阀芯组件和线圈组件，板式换热器具有第一接口、第二接口，阀体具有阀体第一、第二、第三、第四端口，阀体和板式换热器焊接固定形成一体，第一接口和阀体第二端口导通，第二接口和第四端口导通，并且阀体第一、第三端口位于阀体的同一端面。本方案中，制冷剂几乎在电子膨胀阀内膨胀后，即进入板式换热的芯体内进行换热，减少了连接管路带来的制冷剂气液分层现象，使得气液混合分布均匀，从而提高换热效率；而且，该板式换热器集成组件，安装更为简单、省时；由于电子膨胀阀与板式换热器之间不再需要连接管路，抗震性会显著提升，电子膨胀阀和板式换热器之间的泄漏风险显著降低。

Description

板式换热器集成组件

技术领域

本发明涉及换热冷却技术领域，具体涉及一种板式换热器集成组件。

背景技术

换热器和膨胀阀是换热循环系统中常用的部件。液态制冷剂通过膨胀阀的节流作用后形成气液两相状态，进入换热器，发生蒸发并冷却流经膨胀阀的待冷却介质，换热器常见的有板式换热器。

请参考图1，图1为一种板式换热器的结构示意图。

板式换热器由芯体1叠置形成，板式换热器的一端面设有制冷剂出口管2、制冷剂进口管5、水侧出口管4、水侧进口管3，即待冷却介质为水。

形成换热回路时，制冷剂进口管5和膨胀阀的出口管通过连接管路连接，以便制冷剂节流膨胀后进入板式换热器中；水侧出口管4、水侧进口管3连接在冷却水的回路中。

在现有技术中，板式换热器与膨胀阀要么通过管路相连接，且膨胀阀多为热力膨胀阀。

发明内容

本发明提供的板式换热器集成组件，包括板式换热器、阀体、阀芯组件和线圈组件，板式换热器具有第一接口、第二接口，阀体具有阀体第一端口、阀体第二端口、阀体第三端口和阀体第四端口，所述阀体和所述板式换热器焊接固定形成一体，所述第一接口和所述阀体第二端口导通，所述第二接口和所述第四端口导通，并且所述阀体第一端口和阀体第三端口位于所述阀体的同一端面。

本方案电子膨胀阀的阀体与板式换热器焊接固定形成一体，制冷剂几乎在电子膨胀阀内膨胀后，即进入板式换热的芯体内进行换热，减少了连接管路带来的制冷剂气液分层现象，使得气液混合分布均匀，最接近理论设计，对换热性能的影响较少，从而提高换热效率；

而且，该板式换热器集成组件，安装更为简单、省时；安装至整车或者其他设备时，仅需安装该组件即可，无需再布置安装支架，也不需要再安装电子膨胀阀和板式换热器之间的管路；其最终的出口(阀体第三端口)能够与阀体第一端口处于同一端面，这样整个组件的制冷剂进口、出口可以在连接外接管路时，在连接处安装同一压块，即由同一压块压紧连接位置，从而进一步节省零部件，结构也更为紧凑。

再者，板式换热器集成组件的安装性能也更为可靠，由于电子膨胀阀与板式换热器之间不再需要连接管路，抗震性会显著提升，电子膨胀阀和板式换热器之间的泄漏风险显著降低。

可选地，所述板式换热器直接与所述阀体焊接固定。

可选地，所述阀体中还集成有温度传感器，所述温度传感器设置在所述阀芯组件和所述第一接口之间，

所述阀体第一端口和第一接口之间形成通道，所述温度传感器的至少一部分伸入连通所述通道中位于所述阀芯组件和所述第一接口之间的部分。

可选地，还集成有传感器安装座，所述传感器安装座中设置有第一子通道和第二子通道，所述第一接口通过所述第一子通道与所述阀体第二端口相导通，所述第二接口通过所述第二子通道与所述阀体第四端口相导通，所述传感器安装座中集成有温度传感器，所述温度传感器的至少一部分伸入所述第一子通道中，所述传感器安装座设于所述阀体和所述板式换热器之间。

可选地，所述阀体和所述板式换热器均与所述传感器安装座焊接固定；或者所述板式换热器与所述传感器安装座焊接固定，所述阀体与所述传感器安装座通过螺钉固定。

可选地，所述阀体第三端口和所述阀体第一端口均连接外接管路，连接所述外接管路的连接处安装同一压块。

可选地，所述阀芯组件和所述线圈组件位于所述阀体的一侧，所述阀体的两端分别设有所述阀体第一端口、所述阀体第二端口；

所述阀体安装于所述板式换热器的一端，所述阀体至少部分相对所述板式换热器倾斜设置，使位于所述阀体一侧的所述阀芯组件、所述线圈组件至少部分的投影位于所述板式换热器的板面。

可选地，所述阀芯组件、所述线圈组件以及所述温度传感器均位于所述阀体的同一侧，所述阀体的两端分别设有所述阀体第一端口、所述阀体第二端口；

所述阀体安装于所述板式换热器的一端，所述阀体至少部分相对所述板式换热器倾斜设置，使位于所述阀体一侧的所述阀芯组件、所述线圈组件、所述温度传感器至少部分的投影位于所述板式换热器的板面。

附图说明

图1为一种板式换热器的结构示意图；

图2为本发明所提供板式换热器集成组件第一实施例的结构示意图；

图3为图2的分体图；

图4为图2的俯视图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为本发明所提供板式换热器集成组件第二实施例的结构示意图；

图7为图6中B-B向剖视图；

图8为本发明所提供板式换热器集成组件第三实施例的结构示意图；

图9为图8的分体图；

图10为图9另一视角的示意图；

图11为图8的俯视图；

图12为图11中C-C向剖视图。

图1中附图标记说明如下：

1芯体、2制冷剂出口管、3水侧进口管、4水侧出口管、5制冷剂进口管；

图2-11中附图标记说明如下：

板式换热器 11、21、31；

进口管 11a、21a、31a；

出口管 11b、21b、31b；

第一接口 111a、211a、311a；

第二接口 111b、211b、311b；

芯体流道 111、211、311；

阀体 121、221、321；

阀芯组件 122、222、322；

线圈组件 123、223、323；

阀体第一端口 121b、221b、321b；

阀体第二端口 121g、221g、321g；

阀体第四端口 121f、221f、321f；

阀体第三端口 121a、221a、321a；

第一通道 121d、221d、321d；

第二通道 121c、221c、321c；

阀体感温通道 121e、221e；

温度传感器 13、23、33；

传感器安装座34；安装座制冷剂进口34b；安装座制冷剂出口34c；制冷剂入接口34d、制冷剂出接口34a；安装座感温通道34e；内六角螺钉3a；螺钉组件3b；组合垫圈组3c；阀座垫3d；防外漏O型圈3e；防内漏O型圈3f；

阀座小孔321h；阀前腔321m；阀后腔321k。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

请参考图2-4，图2为本发明所提供板式换热器集成组件第一实施例的结构示意图；图3为图2的分体图；图4为图2的俯视图；图5为图4的A-A向剖视图，未剖视线圈组件和温度传感器。

该实施例中的板式换热器集成组件，包括板式换热器11和电子膨胀阀，板式换热器11具有第一接口111a、第二接口111b，板式换热器11内还流动与制冷剂(也可以是例如CO2的其他介质)进行换热的待换热介质，故一般还会设置相应的介质进口、介质出口。如图5所示，板式换热器11由若干板片叠置形成，每个板片具有通孔，叠置后在板式换热器11内部形成芯体流道111，芯体流道111的端口形成上述的第一接口111a、第二接口111b、介质进口，以及介质出口，或者与第一接口111a、第二接口111b、介质进口，以及介质出口相连通，图3中，介质进口、介质出口，分别连接进口管11a、出口管11b。

电子膨胀阀包括阀体121、阀芯组件122和线圈组件123，图3中，线圈组件123先与阀芯组件122组装，然后再通过螺钉等方式从阀体121的侧面拧入而固定。阀体121具有阀体第一端口121b、阀体第二端口121g，如图2、5所示，电子膨胀阀的阀体121内设有第一通道121d，制冷剂经阀体第一端口121b进入第一通道121d，并经过阀芯组件122节流膨胀后，由阀体第二端口121g流出，再由第一接口111a进入板式换热器11的芯体流道111内。

本方案中，电子膨胀阀的阀体121和板式换热器11焊接固定形成一体，第一接口111a和阀体第二端口121g直接导通。具体是，板式换热器11直接与阀体121焊接，焊接后的组件要求：第一接口111a和阀体第二端口121g直接对接导通。可参见图2、5，阀体121呈柱状，阀体121直接落座于板式换热器11的一侧板面上，柱状阀体121的轴向与板面大致垂直，柱状阀体121的底部和板式换热器11的板面贴合焊接。

如此设置，电子膨胀阀的阀体121与板式换热器11的芯体距离非常近，制冷剂几乎在电子膨胀阀内节流后，即进入板式换热器11的芯体内进行换热，减少了连接管路带来的制冷剂气液分层现象，使得气液混合分布均匀，最接近理论设计，对换热性能的影响较少；

而且，该板式换热器集成组件，安装更为简单、省时；安装至整车或者其他设备时，仅需安装该组件即可，无需再额外布置膨胀阀的安装支架，也不需要再布置电子膨胀阀和板式换热器11之间的管路的安装控件；

再者，板式换热器集成组件的安装性能也更为可靠，由于电子膨胀阀与板式换热器11之间不再需要连接管路，抗震性会显著提升，电子膨胀阀和板式换热器11之间的泄漏风险显著降低。

请继续参考图3、5，该板式换热器集成组件还集成有温度传感器13。温度传感器13设置在阀体121上，温度传感器13设置在阀芯组件122和第一接口111a之间，而且温度传感器13的至少一部分伸入连通阀体121第一端口121b和第一接口111a之间的通道中，并且是连通至该通道中位于阀芯组件122和第一接口11a之间的部分，其目的是感测节流后制冷剂的温度，或进入板式换热器11的制冷剂的温度。具体在图5中，阀体121的阀体第一端口121b和阀体第二端口121g之间形成第一通道121d，温度传感器13连通第一通道121d，以感测节流后制冷剂的温度或者进入板式换热器的制冷剂的温度。阀体121形成从阀体121侧壁贯通至其内部并连通第一通道121d的阀体感温通道121e，安装时，将温度传感器13拧入阀体感温通道121e内即可。

相较于传统方案中将温度传感器13设于压缩机出口管路、冷凝器出口管路等将传感器外置于管路中的方案，该实施例，将温度传感器13集成于电子膨胀阀的阀体121，简化了传感器的布置，在省略管路的同时还将传感器集成在阀体121中，该方案与传统方案完全不同。由于电子膨胀阀和板式换热器11焊接固定，二者距离很短，从电子膨胀阀的阀体第二端口121g流出的制冷剂温度变化很小，因此，本方案中温度传感器13测得的进入板式换热器11的制冷剂温度更为精确，由此而确定的控制策略也更为精准。

如图5所示，阀体121还集成有第二通道121c。如前所述，电子膨胀阀的阀体121设有第一通道121d，第一通道121d是阀体121的工作流道，完成制冷剂的进入、节流再流入板式换热器。此处，还设置第二通道121c，其两端分别为阀体第三端口121a和阀体第四端口121f，阀体第四端口121f与板式换热器11的第二接口111b连通，制冷剂从板式换热器11流出后，经阀体第四端口121f进入第二通道121c，并从阀体第三端口121a流出。

即制冷剂从阀体第一端口121b进入整个组件，再从阀体第三端口121a流出组件。其中，阀体第一端口121b和阀体第三端口121a处于阀体121的同一端面。如图2中，柱状的阀体121，其顶部端面即设置阀体第一端口121b和阀体第三端口121a。整个结构非常紧凑，也便于外接管路的连接。而且，阀体第一端口121b和阀体第三端口121a需要外接管路件(图中未示出)，管路件的安装需要通过压块(图中未示出)固定，由于阀体第一端口121b和阀体第三端口121a处于阀体121的同一端面，这样只需要一个压块即可满足外接管路件的安装，能够降低成本和产品重量。

应当知晓，电子膨胀阀为“一进一出”结构即可，即第一通道121d是实现工作目的的流道。这里在阀体121中还另设第二通道121c，其目的是让从板式换热器11流出的制冷剂能够从第二通道121c流出，继而使最终的出口能够与阀体第一端口121b处于同一端面，这样整个组件的制冷剂进口、出口可以在连接外接管路时，在连接处安装同一压块，即由同一压块压紧连接位置，从而进一步节省零部件，结构也更为紧凑。

另外，本方案中电子膨胀阀相对于板式换热器11为倾斜式结构，如图3、4所示，柱状阀体121设置第一通道121d的部分，与板式换热器11板面的横向(图4的左右方向，即平行于柱状阀体121端部的方向)具有一定夹角，如此，设于阀体121该侧侧壁的阀芯组件122、线圈组件123，均与板面横向呈夹角设置，该实施例中温度传感器13也设于与阀芯组件122的同侧，故阀芯组件122、线圈组件123、温度传感器13从俯视图来看，会有部分与板式换热器11的板面重叠，覆盖板式换热器11的部分板面，这里的覆盖和重叠是俯视的角度，显然只是投影面的覆盖和重叠，并不会与板面接触。

由于板式换热器11的第一接口111a和第二接口111b之间的距离一般由板式换热器的换热性能等因素决定，所以第一通道121d和第二通道121c之间的距离由第一接口111a和111b之间的距离决定，通过倾斜设置，可以防止电子膨胀阀和温度传感器13与板式换热器11发生干涉，还能够使得电子膨胀阀的阀芯组件122和温度传感器13易于安装。同时通过倾斜设置还能够使得集成组件的整体宽度减小，从而减小集成组件安装的空间。当然，在空间允许下，阀体121整体倾斜，也是可以的，也可以达到阀芯组件122、线圈组件123、温度传感器13的俯视投影可能全部覆盖板面。

实施例2

请参考6、7，图6为本发明所提供板式换热器集成组件第二实施例的结构示意图，为俯视图，示出板式换热器的板面以及电子膨胀阀的顶部；图7为图6中B-B向剖视图，未剖视线圈组件223和温度传感器23。

该实施例与实施例1的区别在于，阀芯组件222、线圈组件223、温度传感器23横向设置，而未呈夹角设置，其余结构与实施例1中结构完全相同，阀体221与板式换热器21的板面直接焊接固定，阀体221同样设有阀体第一端口221b、阀体第二端口221g、阀体第四端口221f、阀体第三端口221a等，此处不再赘述。相较而言，实施例1能够节省安装空间。

实施例3

请参考图8-11，图8为本发明所提供板式换热器集成组件第三实施例的结构示意图；图9为图8的分体图；图10为图9另一视角的示意图；图11为图8的俯视图；图12为图11中C-C向剖视图，未剖视线圈组件323和温度传感器33。

该实施例中，与实施例1、2结构也相同，只是增设有传感器安装座34。传感器安装座34设于电子膨胀阀的阀体321和板式换热器31之间，阀体321、板式换热器31均与传感器安装座34焊接固定。

如图12所示，传感器安装座34落座于板面上，与板面焊接固定。传感器安装座34设有第一子通道，其两端分别是安装座制冷剂进口34b、安装座制冷剂出口34c，与板式换热器31焊接后，安装座制冷剂出口34c与第一接口311a直接导通，安装座制冷剂进口34b与阀体第二端口321g直接导通，即阀体321和板式换热器31通过传感器安装座34的第一子通道导通。制冷剂从阀体第一端口321b进入，通过旁通管流至阀前腔321m，经过阀座小孔321h进入阀内，电子膨胀阀开启后，流至阀后腔321k，再经旁通孔进入阀体第二端口321g。以上是制冷剂在电子膨胀阀内流动的路径，实施例1、2也与此相同。

温度传感器33集成在传感器安装座34上，至少一部分伸入第一子通道。同样，传感器安装座34设有从其侧面贯通并连通至第一子通道的安装座感温通道34e，安装时，将温度传感器33拧入安装座感温通道34e内。

本实施例中，阀体321也设有第二通道321c，第二通道321c的阀体第三端口321a和阀体第一端口321b处于阀体321的同一端面。相应地，传感器安装座34设有第二子通道，第二子通道的两端分别为制冷剂出接口34a、制冷剂入接口34d，制冷剂出接口34a直接导通第二通道的阀体第四端口321f，制冷剂入接口34d直接导通第二接口311b。传感器安装座34的第二子通道将制冷剂引出后进入阀体321的第二通道321c，以便与阀体第一端口321b处于同一端面，有益效果在实施例1已有详细论述，此处不再赘述。

本实施例设置传感器安装座34，传感器安装座34便于温度传感器33的安装，则无需对现有阀体作设置感温通道的改动。而且，传感器安装座34与阀体32采用分体结构，这样，可以避免线圈组件323和温度传感器33之间发生干涉，使得温度传感器33与阀芯组件422之间的距离更近，能够进一步的节省材料，从而降低成本。

实施例3中，传感器安装座34与板式换热器31焊接固定，与阀体321通过螺钉固定。请继续参阅图9、10，该板式换热器集成组件的组装流程如下：

将传感器安装座34与板式换热器321一体式焊接，焊接完成后，将温度传感器33从传感器安装座34的侧壁拧入；

在传感器安装座34顶部的制冷剂入接口34d、制冷剂出接口34a位置安装组合垫圈组3c；

将防内漏O型圈3f以及防外漏O型圈3e安装完成后随阀芯组件322一起装入阀体321，拧上阀座垫3d固定；将螺钉(如图9、10中所示的内六角螺钉3a)插入阀体321，拧入传感器安装座34；

采用螺钉组件3b将线圈组件323固定于阀体321，完成安装。

以上阀芯组件322、线圈组件323的安装过程以及安装结构同样适用于实施例1、2。

实施例3中，阀体321和传感器安装座34螺钉固定，应知，为了实现更好的一体性和密封性能(如实施例1、2)，传感器安装座34和阀体321可以焊接固定，即此时，阀体321与板式换热器31并不直接焊接固定，而是通过传感器安装座34间接焊接固定。阀体321、传感器安装座34、板式换热器31，可以组装后，置入炉中进行钎焊成一体式结构。该实施例可与实施例1相同，采用倾斜设置方式，如图11所示。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.板式换热器集成组件，包括板式换热器、阀体、阀芯组件和线圈组件，板式换热器具有第一接口、第二接口，其特征在于，阀体具有阀体第一端口、阀体第二端口、阀体第三端口和阀体第四端口，阀体第一端口、阀体第二端口之间形成第一通道，阀体第三端口和阀体第四端口之间形成第二通道，所述阀体和所述板式换热器焊接固定形成一体，所述第一接口和所述阀体第二端口导通，所述第二接口和所述阀体第四端口导通，并且所述阀体第一端口和阀体第三端口位于所述阀体的同一端面。

2.如权利要求1所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述板式换热器直接与所述阀体焊接固定。

3.如权利要求1所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀体中还集成有温度传感器，所述温度传感器设置在所述阀芯组件和所述第一接口之间，

所述阀体第一端口和第一接口之间形成通道，所述温度传感器的至少一部分伸入连通所述通道中位于所述阀芯组件和所述第一接口之间的部分。

4.如权利要求3所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述板式换热器直接与所述阀体焊接固定。

5.如权利要求1所述的板式换热器集成组件，其特征在于，还集成有传感器安装座，所述传感器安装座中设置有第一子通道和第二子通道，所述第一接口通过所述第一子通道与所述阀体第二端口相导通，所述第二接口通过所述第二子通道与所述阀体第四端口相导通，所述传感器安装座中集成有温度传感器，所述温度传感器的至少一部分伸入所述第一子通道中，所述传感器安装座设于所述阀体和所述板式换热器之间。

6.如权利要求5所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀体和所述板式换热器均与所述传感器安装座焊接固定；或者所述板式换热器与所述传感器安装座焊接固定，所述阀体与所述传感器安装座通过螺钉固定。

7.如权利要求1-6任一项所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀体第三端口和所述阀体第一端口均连接外接管路，连接所述外接管路的连接处安装同一压块。

8.如权利要求1-6任一项所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀芯组件和所述线圈组件位于所述阀体的一侧，所述阀体的两端分别设有所述阀体第一端口、所述阀体第二端口；

所述阀体安装于所述板式换热器的一端，所述阀体至少部分相对所述板式换热器倾斜设置，使位于所述阀体一侧的所述阀芯组件、所述线圈组件至少部分的投影位于所述板式换热器的板面。

9.如权利要求8所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀体第三端口和所述阀体第一端口均连接外接管路，连接所述外接管路的连接处安装同一压块。

10.如权利要求3-6任一项所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀芯组件、所述线圈组件以及所述温度传感器均位于所述阀体的同一侧，所述阀体的两端分别设有所述阀体第一端口、所述阀体第二端口；

所述阀体安装于所述板式换热器的一端，所述阀体至少部分相对所述板式换热器倾斜设置，使位于所述阀体一侧的所述阀芯组件、所述线圈组件、所述温度传感器至少部分的投影位于所述板式换热器的板面。

11.如权利要求10所述的板式换热器集成组件，其特征在于，所述阀体第三端口和所述阀体第一端口均连接外接管路，连接所述外接管路的连接处安装同一压块。

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