CN109520329A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热器。该换热器包括壳体(3)和设置在壳体(3)内的至少两个相互独立的冷媒流路，冷媒流路包括第一冷媒流路和第二冷媒流路，第一冷媒流路包括多个第一换热管(1)，第二冷媒流路包括多个第二换热管(2)，第一换热管(1)和第二换热管(2)在壳体(3)内交叉混合排布。根据本发明的换热器，可以解决现有技术中换热器的换热效率无法得到有效利用的问题。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种换热器。

背景技术

如图1所示，目前市场上在用的双流路干式换热器为制冷剂侧流路1与流路2为分开布置，其中流路1中包括进管3和出管4，流路2中包括进管5和出管6。在满负荷时，流路1与流路2同时开启，当部分负荷时，流路1开流路2关，或者流路2开流路1关。换热器内还包括水流路，水流路为整体式流路，与流路1和流路2进行换热。

目前的产品明显的缺陷是，在部分负荷时，或者25％或者75％负荷时，制冷剂只能在换热器的一侧流通，而另外一条流路未使用，从而导致一侧流路与水路能够充分换热，另一路则不能与水路进行换热，换热器无法充分利用水侧进行换热，换热器换热效率无法得到充分利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种换热器，以解决现有技术中，部分负荷时换热器的换热效率无法得到有效利用的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种换热器，包括壳体和设置在壳体内的至少两个相互独立的冷媒流路，冷媒流路包括第一冷媒流路和第二冷媒流路，第一冷媒流路包括多个第一换热管，第二冷媒流路包括多个第二换热管，第一换热管和第二换热管在壳体内交叉排布。

本发明的换热器，采用双流路换热管体布置，且第一换热管和第二换热管在壳体内交叉排布，因此在其中一个流路不工作时，工作着的换热管仍然能够均匀分布在整个壳体内，保证另一个流路的换热管仍然能够充分与整个区域内的水等换热溶液进行充分换热，使得换热器部分负荷工作时，与换热溶液的换热得到充分利用，有效保证换热器的换热性能。

附图说明

图1示意性示出了现有技术的换热器的端面结构示意图；

图2示意性示出了本发明第一实施例的换热器的剖视结构示意图；

图3示意性示出了本发明第一实施例的换热器的端面结构示意图；

图4示意性示出了本发明第二实施例的换热器的剖视结构示意图；

图5示意性示出了本发明第三实施例的换热器的局部剖视结构示意图；

图6示意性示出了本发明第四实施例的换热器的端面结构示意图；

图7示意性示出了本发明第四实施例的换热器的局部剖视结构示意图

图8示意性示出了本发明第五实施例的换热器的端面结构示意图；

图9示意性示出了本发明第六实施例的换热器的端面结构示意图。

图中附图标记：1、第一换热管；2、第二换热管；3、壳体；4、第一封闭区域；5、第二封闭区域；6、第三封闭区域；7、第四封闭区域；8、管板；9、端板；10、中间管板；11、通道隔筋；12、端壳；13、凹壳；14、溶液腔；15、溶液进口；16、溶液出口；17、第一冷媒进管；18、第一冷媒出管；19、第二冷媒进管；20、第二冷媒出管；21、端盖；22、第一密封头；23、第二密封头；24、第三密封头；25、第四密封头。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图2至图9所示，根据本发明的实施例，换热器包括壳体3和设置在壳体3内的至少两个相互独立的冷媒流路，冷媒流路包括第一冷媒流路和第二冷媒流路，第一冷媒流路包括多个第一换热管1，第二冷媒流路包括多个第二换热管2，第一换热管1和第二换热管2在壳体3内交叉混合排布。

本发明的换热器，采用双流路换热管体布置，且第一换热管和第二换热管在壳体内交叉排布，因此在其中一个流路不工作时，工作着的换热管仍然能够均匀分布在整个壳体内，保证另一个流路的换热管仍然能够充分与整个区域内的水等换热溶液进行充分换热，使得换热器部分负荷工作时，与换热溶液的换热得到充分利用，有效保证换热器的换热性能。

优选地，壳体3内还包括溶液腔14，溶液腔14用于容纳与换热管内的流体进行换热的溶液，壳体3上分别设置有与溶液腔14连通的溶液进口15和溶液出口16。

结合参见图2和图3所示，根据本发明的第一实施例，壳体3的第一端形成相互独立的第一封闭区域4和第二封闭区域5，壳体3的第二端形成相互独立的第三封闭区域6和第四封闭区域7，第一换热管1的两端分别连通第一封闭区域4和第四封闭区域7，第二换热管2的两端分别连通第二封闭区域5和第三封闭区域6。由于第一换热管1的两端所连接的区域与第二换热管2所连接的区域相互独立，因此可以使第一冷媒流路和第二冷媒流路相互独立，使得换热器能够方便地选择满负荷运行或者部分负荷运行，调节更加简单方便。

第一封闭区域4通过隔板分隔为第一进口区域和第一出口区域，一部分第一换热管1的第一端连通至第一封闭区域4的第一进口区域，另一部分述第一换热管1的第一端连通至第一封闭区域4的第一出口区域，第一换热管1的第二端连通至第四封闭区域7；和/或，第二封闭区域5通过隔板分隔为第二进口区域和第二出口区域，一部分第二换热管2的第一端连通至第二封闭区域5的第一进口区域，另一部分述第二换热管2的第一端连通至第二封闭区域5的第一出口区域，第二换热管2的第二端连通至第三封闭区域6。

在换热器全负荷运行时，第一路冷媒从第一冷媒进管17进入到第一封闭区域4的第一进口区域，然后从第一进口区域进入到一部分第一换热管1内，并通过该部分第一换热管1流动至第四封闭区域7，然后从第四封闭区域7经另一部分第一换热管1流动至第一封闭区域4的第一出口区域，之后从第一冷媒出管18流出；同时，第二路冷媒从第二冷媒进管19进入到第二封闭区域5的第二进口区域，然后从第二进口区域进入到一部分第二换热管2内，并通过该部分第二换热管2流动至第三封闭区域6，然后从第三封闭区域6经另一部分第二换热管2流动至第二封闭区域5的第二出口区域，之后从第二冷媒出管20流出。

当换热器部分负荷运行时，则只有第一冷媒流路工作或者第二冷媒流路工作，另一冷媒流路不工作，不会与水等换热溶液进行换热。

优选地，第一换热管1包括多排换热管，第二换热管2包括多排换热管，第一换热管1的多排换热管与第二换热管2的多排换热管成排交叉混合排列布置。优选地，每排换热管呈直线排布或呈波纹形排布。当每排换热管呈直线排布时，每排换热管的中心线位于一个平面上。此种结构更加便于对第一换热管1和第二换热管2进行布管，且可以有效保证第一换热管1和第二换热管2能够充分交叉，均能够与换热溶液进行充分换热，有效保证换热器全负荷运行或者部分负荷运行时的换热效率。

由于第一换热管1和第二换热管2均有规律地成组分布，因此更加便于进行第一换热管1和第二换热管2的设置，结构更加简单，布管效率更高，能够降低加工成本以及布管成本。

优选地，沿壳体3的长度方向，第一封闭区域4设置在第二封闭区域5的外侧，第三封闭区域6设置在第四封闭区域7的外侧。此种设置可以使第一封闭区域4和第三封闭区域6分别设置在壳体3的长度方向的两端端部，并且使第二封闭区域5和第四封闭区域7位于壳体3靠内侧的位置，使得管路的布置更加合理，更加便于进行冷媒进管和冷媒出管的设置。

优选地，壳体3内还设置有管板8，壳体3的一端设置有端板9，另一端设置有端盖21，端板9和管板8之间以及端盖21和管板8之间还设置有中间管板10，壳体3第一端的管板8和中间管板10之间形成第二封闭区域5，壳体3第一端的中间管板10和端板9之间形成第一封闭区域4，壳体3第二端的管板8和中间管板10之间形成第四封闭区域7，壳体3第二端的中间管板10和端盖21之间形成第三封闭区域6。在本实施例中，管板8、端板9和中间管板10与周侧的侧板相互配合，通过中间管板10的中间分隔作用，可以方便地形成多个封闭区域，满足换热器的布管要求。第一换热管1和第二换热管2的长度相同，第一换热管1的长度为第一封闭区域4和第四封闭区域7之间的距离，由于第一换热管1从第二封闭区域5穿过，因此第一换热管1与第二封闭区域5相隔离，第一换热管1内的冷媒不会流动到第二封闭区域5。同样地，第二换热管2的一端与第二封闭区域5连通，另一端穿过第四封闭区域7与第三封闭区域6连通，因此第二换热管2与第四封闭区域7相隔离。

由于第一换热管1和第二换热管2均为均匀布置，因此，在管板8上除了设置供第二换热管2穿入的安装孔之外，还需要设置供第一换热管1穿出的安装孔，在中间管板10上需要设置供第一换热管1以及第二换热管2穿出的安装孔，以使第一换热管1能够顺利地连通到第一封闭区域4内，第二换热管2能够顺利地连通到第四封闭区域7内。

通过将第一换热管1和第二换热管2与管板8和端板9相互配合，可以使冷媒在从第一封闭区域4、第二封闭区域5、第三封闭区域6和第四封闭区域7流动至第一换热管1或者是第二换热管2时，能够分液更加均匀，从而有效保证换热器的换热性能。

优选地，第一换热管1的第一端设置在壳体3第一端的中间管板10上，第一换热管1的第二端设置在壳体3第二端的管板8上，第二换热管2的第一端设置在壳体3第一端的管板8上，第二换热管2的第二端设置在壳体3的第二端的中间管板10上。

结合参见图4所示，根据本发明的第二实施例，第一换热管1和第二换热管2成X型布置，第一换热管1和第二换热管2的第一端位于壳体3的同一端，第一换热管1的第一端斜向上延伸，第一换热管1的第二端斜向下延伸，第二换热管2的第一端斜向下延伸，第二换热管2的第二端斜向上延伸。

优选地，第一换热管的第一端连接至第一密封头22，第一换热管的第二端连接至第二密封头23，第二换热管的第一端连接至第三密封头24，第二换热管的第二端连接至第四密封头25，第一密封头22、第二密封头23、第三密封头24和第四密封头25相互独立。在本实施例中，四个密封头相互独立，第一换热管1的两端分别连接两个密封头，第二换热管2的两端分别连接另外两个密封头，能够更加有效地避免泄漏，同时，即使其中一个密封头发生泄漏，也不会对其他密封头的密封性能造成影响，因此能够更加有效地保证系统的可靠性与稳定性。

在本实施例中，壳体3分为三个部分，两端的端壳12和中间的凹壳13，凹壳13的纵切面为U型，凹壳13的两个端板分别与两端的端壳12之间通过螺栓连接等方式固定连接在一起。该种结构是由于第一换热管1和第二换热管2成X型布置，因此导致换热器两端的第一换热管1和第二换热管2朝不同的方向倾斜，为了使得两端的第一换热管1和第二换热管2仍然可以设置在壳体3内，因此需要增大壳体3两端所需的直径，易于新的换热管布置结构相配合。如此一来，由于第一换热管1和第二换热管2中间的部分仍然相互平行，因此中部的壳体3的直径无需增加，就能够满足第一换热管1和第二换热管2的安装需要，这就导致如果使得壳体3如果采取整体式结构，那么整个壳体3的直径都需要满足两端的第一换热管1和第二换热管2的设置要求，不然就可能对第一换热管1和第二换热管2的安装造成干涉。

而将壳体制作成分体式的之后，就可以根据第一换热管1和第二换热管2在两端的配合尺寸来设置壳体3的两端，中间的部分仍然可以保持原有的与换热管相匹配的结构，中间的凹壳13与两端的端壳12分开设置，不仅可以更加方便第一换热管1和第二换热管2在换热器两端的安装，而且中间凹陷的凹壳13也不会对第一换热管1和第二换热管2的安装造成干涉，可以使换热器的结构更加合理，换热效率更高。

在采用X型布置的第一换热管和第二换热管之后，第一冷媒流路和第二冷媒流路分开布置，使得两个流路端板的密封性更优，这样能够更加有效地保证两个冷媒流路的泄漏互不影响，增加了换热器的可维护性。

结合参见图5所示，根据本发明的第三实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第一换热管1和第二换热管2的两端均分别设置在壳体3两端的管板8上，第一换热管1的第一端通过通道隔筋连通至壳体3第一端的中间管板10上，和/或，第二换热管的第二端通过通道隔筋连通至壳体3第二端的中间管板10上。

优选地，中间管板10以及连接在管板8和中间管板10之间的侧板整体成型为密封隔板盖，管板8和密封隔板盖围成第二封闭区域5和第四封闭区域7；端板9、中间管板10以及连接在端板9和中间管板10之间的侧板固定连接形成第一封闭区域4，端盖21和中间管板10围成第三封闭区域6。在进行换热器的组装时，可以在安装完管板8之后，将通道隔筋11安装在管板8的相应位置，然后将密封隔板盖装配在管板8上，使得通道隔筋11穿设在密封隔板盖上，然后将通道隔筋11穿出密封隔板盖的一端焊接固定在密封隔板盖上，然后在密封隔板盖的外侧相应位置处焊接侧板，最后将端板9焊接在侧板上，不仅能够提高各个封闭区域的密封性能，而且便于进行各个封闭区域的设置，使得管板8、中间管板10和端板9的结构设置能够与双流路结构相匹配。

结合参见图6和图7所示，根据本发明的第四实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，壳体3内还包括管板8和中间管板10，位于壳体3第一端的管板8和中间管板10之间的腔体通过通道隔筋11分隔为第一封闭区域和第二封闭区域，位于壳体3第二端的管板8和中间管板10之间的腔体通过通道隔筋11分隔为第三封闭区域和第四封闭区域。

在本实施例中，第一换热管和第二换热管的长度相同，且在管板8上的安装位置和安装方式相同，因此可以先将第一换热管1和第二换热管2安装在管板8上，然后将通道隔筋11设置在中间管板10和管板8之间，完成通道隔筋11与第一换热管的对接。此种结构无需对第一换热管1和第二换热管2的长度分别进行布置，能够方便第一换热管1和第二换热管2在壳体3内的设置和安装，提高安装效率。

优选地，通道隔筋11呈S形。在本实施例中，各组换热管的中心线均位于同一直线上，因此通道隔筋11也采用直板结构，沿直线方向延伸，仅在每排换热管的末端通过U板与相邻的通道隔筋11连通，使得通道隔筋11形成一体式的S型隔板结构，将第一换热管1和第二换热管2隔开，同时使得第一换热管1和第二换热管2能够在换热管的壳体3内均匀分布，保证换热器的换热更加均匀充分。

优选地，第一进口区域连接有第一冷媒进管17，第一出口区域连接有第一冷媒出管18，第二进口区域连接有第二冷媒进管19，第二出口区域连接有第二冷媒出管20。在本实施例中，壳体3第一端的通道隔筋11将管板8和中间管板10所形成的区域分成第一封闭区域4和第二封闭区域5，隔板将第一封闭区域4分隔为第一进口区域和第一出口区域，将第二封闭区域5分隔为第二进口区域和第二出口区域。在第一封闭区域4内，隔板的一端连接至壳体3的内壁，另一端连接至通道隔筋11，在第二封闭区域5内，隔板的一端连接至壳体3的内壁，另一端连接至通道隔筋11，从而方便地实现对壳体3的端面区域的分配。

结合参见图8所示，根据本发明的第五实施例，其与第四实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，通道隔筋11为波纹形板，从而可以提高隔筋强度。在本实施例中，每排换热管均呈波纹形排布。此种排布方式可以使第一换热管1和第二换热管2交错排布，从而使得第一换热管1和第二换热管2在壳体3内的分布更加均匀，换热效率更高。

优选地，第一冷媒进管、第一冷媒出管、第二冷媒进管和第二冷媒出管的延伸方向与其所在侧的通道隔筋边缘的延伸方向相同，可以使得冷媒在端板内的流动方向与通道隔筋的延伸方向一致，从而减小冷媒的流动阻力，提高冷媒的流动效率。

结合参见图9所示，根据本发明的第六实施例，其与第四实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，通道隔筋11形成回字形通道，其中第一换热管1位于回字形通道内，第二换热管2位于回字形通道外，从而通过通道隔筋11将第一换热管1和第二换热管2隔开。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种换热器，其特征在于，包括壳体(3)和设置在所述壳体(3)内的至少两个相互独立的冷媒流路，所述冷媒流路包括第一冷媒流路和第二冷媒流路，所述第一冷媒流路包括多个第一换热管(1)，所述第二冷媒流路包括多个第二换热管(2)，所述第一换热管(1)和所述第二换热管(2)在所述壳体(3)内交叉混合排布。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述壳体(3)的第一端形成相互独立的第一封闭区域(4)和第二封闭区域(5)，所述壳体(3)的第二端形成相互独立的第三封闭区域(6)和第四封闭区域(7)，所述第一换热管(1)的两端分别连通所述第一封闭区域(4)和所述第四封闭区域(7)，所述第二换热管(2)的两端分别连通所述第二封闭区域(5)和所述第三封闭区域(6)。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第一封闭区域(4)通过隔板分隔为第一进口区域和第一出口区域，一部分所述第一换热管(1)的第一端连通至所述第一封闭区域(4)的第一进口区域，另一部分述第一换热管(1)的第一端连通至所述第一封闭区域(4)的第一出口区域，所述第一换热管(1)的第二端连通至所述第四封闭区域(7)；和/或，所述第二封闭区域(5)通过隔板分隔为第二进口区域和第二出口区域，一部分所述第二换热管(2)的第一端连通至所述第二封闭区域(5)的第一进口区域，另一部分述第二换热管(2)的第一端连通至所述第二封闭区域(5)的第一出口区域，所述第二换热管(2)的第二端连通至所述第三封闭区域(6)。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管(1)包括多排换热管，所述第二换热管(2)包括多排换热管，所述第一换热管(1)的多排换热管与所述第二换热管(2)的多排换热管成排交叉混合排列布置。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，每排所述换热管呈直线排布或呈波纹形排布。

6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，沿所述壳体(3)的长度方向，所述第一封闭区域(4)设置在所述第二封闭区域(5)的外侧，所述第三封闭区域(6)设置在所述第四封闭区域(7)的外侧。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述壳体(3)内还设置有管板(8)，所述壳体(3)的一端设置有端板(9)，另一端设置有端盖(21)，所述端板(9)和所述管板(8)之间以及所述端盖(21)和所述管板(8)之间还设置有中间管板(10)，所述壳体(3)第一端的所述管板(8)和所述中间管板(10)之间形成第二封闭区域(5)，所述壳体(3)第一端的所述中间管板(10)和所述端板(9)之间形成第一封闭区域(4)，所述壳体(3)第二端的所述管板(8)和所述中间管板(10)之间形成第四封闭区域(7)，所述壳体(3)第二端的所述中间管板(10)和所述端盖(21)之间形成第三封闭区域(6)。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管(1)的第一端设置在所述壳体(3)第一端的所述中间管板(10)上，所述第一换热管(1)的第二端设置在所述壳体(3)第二端的所述管板(8)上，所述第二换热管(2)的第一端设置在所述壳体(3)第一端的所述管板(8)上，所述第二换热管(2)的第二端设置在所述壳体(3)的第二端的中间管板(10)上。

9.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管(1)和所述第二换热管(2)的两端均分别设置在所述壳体(3)两端的管板(8)上，所述第一换热管(1)的第一端通过通道隔筋连通至所述壳体(3)第一端的所述中间管板(10)上，和/或，所述第二换热管的第二端通过通道隔筋连通至所述壳体(3)第二端的所述中间管板(10)上。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的换热器，其特征在于，所述中间管板(10)以及连接在所述管板(8)和所述中间管板(10)之间的侧板整体成型为密封隔板盖，所述管板(8)和所述密封隔板盖围成所述第二封闭区域(5)和所述第四封闭区域(7)；所述端板(9)、所述中间管板(10)以及连接在所述端板(9)和所述中间管板(10)之间的侧板固定连接形成所述第一封闭区域(4)，所述端盖(21)和所述中间管板(10)围成所述第三封闭区域(6)。

11.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述壳体(3)内还包括管板(8)和中间管板(10)，位于所述壳体(3)第一端的所述管板(8)和所述中间管板(10)之间的腔体通过通道隔筋(11)分隔为第一封闭区域和第二封闭区域，位于所述壳体(3)第二端的所述管板(8)和所述中间管板(10)之间的腔体通过通道隔筋(11)分隔为第三封闭区域和第四封闭区域。

12.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于，所述通道隔筋(11)呈S形、波纹形或回字形。

13.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于，所述第一进口区域连接有第一冷媒进管，所述第一出口区域连接有第一冷媒出管，所述第二进口区域连接有第二冷媒进管，所述第二出口区域连接有第二冷媒出管。

14.根据权利要求13所述的换热器，其特征在于，所述第一冷媒进管、所述第一冷媒出管、所述第二冷媒进管和所述第二冷媒出管的延伸方向与其所在侧的所述通道隔筋边缘的延伸方向相同。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管(1)和所述第二换热管(2)成X型布置，所述第一换热管(1)和所述第二换热管(2)的第一端位于所述壳体(3)的同一端，所述第一换热管(1)的第一端斜向上延伸，所述第一换热管(1)的第二端斜向下延伸，所述第二换热管(2)的第一端斜向下延伸，所述第二换热管(2)的第二端斜向上延伸。

16.根据权利要求15所述的换热器，其特征在于，所述第一换热管的第一端连接至第一密封头(22)，所述第一换热管的第二端连接至第二密封头(23)，所述第二换热管的第一端连接至第三密封头(24)，所述第二换热管的第二端连接至第四密封头(25)，所述第一密封头(22)、所述第二密封头(23)、所述第三密封头(24)和所述第四密封头(25)相互独立。

17.根据权利要求15所述的换热器，其特征在于，所述壳体包括位于两端的端壳(12)和位于中间的凹壳(13)，所述凹壳(13)的纵切面为U型，所述凹壳(13)的两端与所述端壳(12)密封固定连接。

18.根据权利要求1至9、11至14、16、17中任一项所述的换热器，其特征在于，所述壳体(3)内还包括溶液腔(14)，所述溶液腔(14)用于容纳与所述换热管内的流体进行换热的溶液，所述壳体(3)上分别设置有与所述溶液腔(14)连通的溶液进口(15)和溶液出口(16)。