CN110425722A - 换热器组件及空调器 - Google Patents

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    • F24F5/001Compression cycle type

Abstract

本发明涉及空调领域。换热器组件包括第一换热器、第二换热器、第一阀门、第二阀门和气液分离器;第一换热器在制冷剂的流通方向的两端分别具有第一接口和第二接口,第二换热器在制冷剂的流通方向的两端分别具有第三接口和第四接口,第一接口与第三接口通过第一管路连通,第一阀门设于第一管路上;第一接口与气液分离器通过第二管路连通,气液分离器的出液口与第三接口通过第三管路连通,第二阀门设于第二管路上或设于第三管路上。由于气液分离器的设置,使得本发明作为蒸发器使用时蒸发效率更高,换热器组件的换热效率更高;且在本发明作为冷凝器使用时,气液分离器不影响第二换热器至第一换热器的制冷剂流通。

Description

换热器组件及空调器
技术领域
本发明涉及空调领域,具体是涉及一种换热器组件及空调器。
背景技术
现有的双排换热器(由第一换热器与第二换热器串联组成)在作为蒸发器使用时,制冷剂依次流过第一换热器和第二换热器,制冷剂首先在第一换热器中换热后形成气液两相态制冷剂,气液两相态制冷剂的换热效率较低,导致制冷剂在第二换热器中的换热效率较低。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种换热效率高的换热器组件。
为了实现上述目的,本发明提供的换热器组件包括第一换热器、第二换热器、第一阀门、第二阀门和气液分离器;第一换热器在制冷剂的流通方向的两端分别具有第一接口和第二接口,第二换热器在制冷剂的流通方向的两端分别具有第三接口和第四接口,第一接口与第三接口通过第一管路连通,第一阀门设于第一管路上;第一接口与气液分离器通过第二管路连通,气液分离器的出液口与第三接口通过第三管路连通,第二阀门设于第二管路上或设于第三管路上。
由上可见,本发明通过对换热器组件的结构设计,在换热器组件作为蒸发器使用时,第一阀门限制制冷剂通过第一管路从第一接口流至第三接口,第二阀门允许制冷剂通过气液分离器从第一接口流至第三接口,制冷剂首先流至第一换热器蒸发吸热,形成气液两相态的制冷剂,气液两相态的制冷剂经第二管路从第一接口流至气液分离器,气液分离器中的液态制冷剂通过第三管路流至第三接口,继而进入第二换热器进行蒸发吸热,这样进入第二换热器的制冷剂为液态制冷剂,有利于提升第二换热器中制冷剂的换热效率,提升换热器组件的换热效率;在换热器组件作为冷凝器使用时,第一阀门允许制冷剂通过第一管路从第三接口流至第一接口,第二阀门限制制冷剂通过气液分离器从第三接口流至第一接口,制冷剂首先流至第二换热器冷凝放热,然后通过第一管路流至第一换热器冷凝放热;相较于直接将第一蒸发器与第二蒸发器串联的技术方案而言,本发明的换热器组件作为蒸发器使用时,由于气液分离器的设置使得蒸发效率更高,换热器组件的换热效率更高,并且本发明的换热器组件作为冷凝器使用时,气液分离器不影响第二换热器至第一换热器的制冷剂流通,本发明的换热器组件能够适用于同时具备制热功能和制冷功能的热泵系统中。
一个优选的方案是,第一换热器包括第一集流管、第二集流管和多条并列的第一换热管,各第一换热管分别连通于第一集流管与第二集流管之间;第一换热器还包括第一分流器,第一集流管中设有多个第一隔板,各第一隔板将第一集流管分隔为多个第一管段,各第一管段均连通有第一换热管,各第一管段分别与第一分流器连通,第一接口设于第一分流器上;和/或,第一换热器还包括第二分流器,第二集流管中设有多个第二隔板,各第二隔板将第二集流管分隔为多个第二管段,各第二管段均连通有第一换热管,各第二管段分别与第二分流器连通,第二接口设于第二分流器上。
由上可见,设置多条并列的第一换热管一方面有利于增大第一换热器的换热面积,另一方面也有利于缩减第一换热器的体积,然而,多条并列的第一换热管容易出现制冷剂流量不均匀的现象,因此设置第一集流管、第二集流管、第一隔板、第二隔板、第一分流器和第二分流器,在换热器组件作为蒸发器使用时,制冷剂经第二集流管分流后流入各第二管段,然后再从各第二管段流至各第一换热管中换热;在换热器组件作为冷凝器使用时,制冷剂经第一集流管分流后流入各第一管段,然后再从各第一管段流至各第一换热管中换热,这样有利于使各第一换热管中的制冷剂流量及气液比例均匀,避免出现部分第一换热管干蒸的现象,有利于各第一换热管均匀换热。
进一步的方案是,第一分流器上具有多个第一分流口,各第一管段的长度相等,各第一分流口与各第一管段一一对应连通,各第一分流口与相邻第一分流口之间的间距小于第一管段的长度;第二分流器上具有多个第二分流口,各第二管道的长度相等,各第二分流口与各第二管段一一对应连通,各第二分流口与相邻第二分流口之间的间距小于第二管段的长度。
另一个优选的方案是,第二换热器包括第三集流管、第四集流管和多条并列的第二换热管,各第二换热管分别连通于第三集流管与第四集流管之间;第二换热器还包括第三分流器,第三集流管中设有多个第三隔板,各第三隔板将第三集流管分隔为多个第三管段,各第三管段均连通有第二换热管,各第三管段分别与第三分流器连通,第三接口设于第三分流器上;和/或,第二换热器还包括第四分流器,第四集流管中设有多个第四隔板,各第四隔板将第四集流管分隔为多个第四管段,各第四管段均连通有第二换热管,各第四管段分别与第四分流器连通,第四接口设于第四分流器上。
再一个优选的方案是,第一阀门为单向阀,第一阀门的导通方向为从第三接口至第一接口。
由上可见,将第一阀门设为单向阀能够满足使用要求,并且单向阀无需额外控制,有利于提升换热器组件运行的稳定性,以及简化换热器组件的控制程序。
又一个优选的方案是,第二阀门为单向阀,第二阀门的导通方向为从第一接口至第三接口。
还一个优选的方案是,第二阀门设于第三管路上。
本发明的目的之二是提供一种运行效率高的空调器。
为了实现上述目的,本发明提供的空调器包括压缩机、室内换热器、室外换热器、节流阀和换向阀,室外换热器采用前述的换热器组件,压缩机具有高压接口和低压接口,室内换热器具有第五接口和第六接口,第六接口与第二接口通过第四管路连通,节流阀设于第四管路上,高压接口、低压接口、第五接口及第四接口分别与换向阀的不同阀口连通;气液分离器的出气口通过第五管路与第四接口连通,第五管路上设有第三阀门。
由上可见,本发明的空调器由于采用前述的换热器组件,相较于直接将第一蒸发器与第二蒸发器串联的技术方案而言,本发明的换热器组件作为蒸发器使用时,由于气液分离器的设置使得第二换热器的蒸发效率更高,换热器组件的换热效率更高,空调器的运行效率更高;并且本发明的换热器组件作为冷凝器使用时,气液分离器不影响第二换热器至第一换热器的制冷剂流通,空调器能够顺利实现在制热功能和制冷功能之间的切换。
一个优选的方案是,第三阀门为单向阀,第三阀门的导通方向为从出气口至第四接口。
由上可见,这样在换热器组件作为蒸发器使用时,有利于将气液分离器中的制冷剂蒸汽直接引导流回压缩机的低压接口。
另一个优选的方案是,第一换热器与第二换热器并排放置,空调器还具有风扇,第一换热器位于风扇的迎风侧,第二换热器位于风扇的背风侧。
附图说明
图1是本发明空调器实施例的热泵系统图;
图2是本发明换热器组件实施例中第一换热器的部分结构示意图。
具体实施方式
换热器组件及空调器实施例:
请参照图1,本实施例的空调器包括压缩机1、室内换热器2、室外换热器、节流阀4和四通阀5,压缩机1具有高压接口11和低压接口12,室外换热器具有第二接口3111和第四接口3211,室内换热器2具有第五接口21和第六接口22,四通阀5具有第一阀口51、第二阀口52、第三阀口53和第四阀口54,高压接口11与第一阀口51连通,第五接口21与第二阀口52连通,第六接口22与第二接口3111通过第四管路连通,低压接口12与第三阀口53连通,第四接口3211与第四阀口54连通,节流阀4设于第四管路上。
本实施例空调器的室外换热器采用本实施例的换热器组件3。
请参照图1及图2,本实施例的换热器组件3包括第一换热器31、第二换热器32和气液分离器33,第一换热器31包括第二分流器311、第二集流管312、第一集流管314、第一分流器315以及多条并列的第一换热管313,各第一换热管313分别连通于第二集流管312与第一集流管314之间,第二集流管312中设有五个第二隔板3121,五个第二隔板3121将第二集流管312平均分隔为六个第二管段,各第二管段分别连通有相同数量的第一换热管313,各第二管段分别与第二分流器311连通,第二分流器311上设有第二接口3111;第一集流管314中设有五个第一隔板3141,五个第一隔板3141将第一集流管314平均分隔为六个第一管段,各第一管段分别连通有相同数量的第一换热管313,各第一管段分别与第一分流器315连通,第一接口3151设于第一分流器315上。
第二换热器32包括第三分流器325、第四分流器321、第三集流管324、第四集流管322以及多条并列的第二换热管323,各第二换热管323分别连通于第三集流管324与第四集流管322之间,第三集流管324中设有五个第三隔板3241,五个第三隔板3241将第三集流管324平均分隔为六个第三管段,各第三管段分别连通有相同数量的第二换热管323,各第三管段分别与第三分流器325连通,第三分流器325上设有第三接口3251;第四集流管322中设有五个第四隔板3221,五个第四隔板3221将第四集流管322平均分隔为六个第四管段,各第四管段分别连通有相同数量的第二换热管323,各第四管段分别与第四分流器321连通,第四接口3211设于第四分流器321上。
优选地,第二分流器311、第一分流器315以及第三分流器325均为集中分流器,以第二分流器311为例,所谓集中分流器是指:第二分流器311的各分流口之间的间距小于第二集流管312上各第二管段的长度,相较于第二集流管312上的与第二分流器311连通的各集流口而言,第二分流器311上的各分流口分布更加集中。这样有利于保证分流器上各分流口处对应的流体压力、流体气液比等参数相当,有利于提升分流器分流的均匀性。当然,各分流口的分布越集中,越有利于保证各分流口处的制冷剂气液比及制冷剂量相当,越有利于保证分流器分流均匀。
第一接口3151与第三接口3251通过第一管路34连通,第一接口3151与气液分离器33通过第二管路36连通,气液分离器33的出液口331与第三接口3251通过第三管路37连通,气液分离器33的出气口332通过第五管路7与第四阀口54连通,第一管路34上设有第一单向阀35,第一单向阀35的导通方向为从第三接口3251至第一接口3151,第三管路37上设有第二单向阀38,第二单向阀38的导通方向为从气液分离器33的出液口331至第三接口3251,第五管路7上设有第三单向阀6,第三单向阀6的导通方向为从气液分离器33的出气口332至第四阀口54。当然,第二单向阀也可以设于第二管路36上,此时第二单向阀的导通方向为从第一接口3151至气液分离器33。
在空调器按制热工况运行时,换热器组件3作为蒸发器使用,四通阀5中第一阀口51与第二阀口52连通,第三阀口53与第四阀口54连通;高温高压的制冷剂从压缩机1的高压接口11流出至四通阀5的第一阀口51,然后从第二阀口52流出至室内换热器2的第五接口21,制冷剂在室内换热器2中与室内环境换热后流至节流阀4进行节流降压,节流降压后的制冷剂从第二接口3111流入室外换热器(换热器组件3),并在与室外换热器换热后从第四接口3211流出至四通阀5的第四阀口54,然后从四通阀5的第三阀口53流回至压缩机1的低压接口12。
空调器按制热工况运行时,制冷剂流经室外换热器过程中,由于第一单向阀35限制制冷剂通过第一管路34从第一接口3151流至第三接口3251,制冷剂首先流入第一换热器31,然后第一换热器31中的制冷剂经第二管路36从第一接口3151流至气液分离器33,气液分离器33中的液态制冷剂从出液口331流出并经第三管路37和第二单向阀38流至第二换热器32的第三接口3251,经第二换热器32换热后的制冷剂从第二换热器32的第四接口3211流回至四通阀5的第四阀口54,气液分离器33中制冷剂蒸汽通过第五管路7和第三单向阀6从出气口332流至四通阀5的第四阀口54。这样进入第二换热器32的制冷剂为液态制冷剂,有利于提升第二换热器32中制冷剂的换热效率,提升换热器组件3的换热效率,提升空调器的运行效率。
空调器按制热工况运行时,制冷剂经过第一换热器31过程中,制冷剂首先经第二接口3111流入第二分流器311,而后经第二分流器311分流至第二集流管312的各第二管段中,然后再从各第一换热管313流至第一集流管314中,第一集流管314的各第一管段中的制冷剂汇集至第一分流器315中后通过第一接口3151流出;制冷剂经过第二换热器32的过程与经过第一换热器31的过程类似,这里就不再赘述。
在空调器按制冷工况运行时,四通阀5中第一阀口51与第四阀口54连通,第二阀口52与第三阀口53连通;由于第二单向阀38和第三单向阀6的作用,制冷剂不能通过第五管路7从四通阀5的第四阀口54流入气液分离器33,制冷剂也不能通过第三管路37从第二换热器32的第三接口3251流入气液分离器33;高温高压的制冷剂从压缩机1的高压接口11流出至四通阀5的第一阀口51,然后从四通阀5的第四阀口54流出并经第四接口3211流入第二换热器32,经第二换热器32换热后从第二换热器32的第三接口3251流出并通过第一管路34和第一单向阀35流至第一换热器31的第一接口3151,经第一换热器31换热后从第二接口3111流至节流阀4节流,节流后的制冷剂从第六接口22流入室内换热器2换热,室内换热器2换热后的制冷剂从第五接口21流回至第二阀口52,并最后从四通阀5的第三阀口53流回至压缩机1的低压接口12。此时气液分离器33不影响第二换热器32至第一换热器31的制冷剂流通,气液分离器33不影响空调器的制冷运行。
可选择地,第一单向阀35、第二单向阀38及第三单向阀6均可以采用电磁阀代替,空调器的控制装置根据空调器的运行工况控制各电磁阀的通闭,当然,采用单向阀35、38、6的设置不用进行额外的控制,有利于简化空调器的控制逻辑,并且有利于提升空调器运行的稳定性。
最后需要强调的是,以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种变化和更改,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.换热器组件,其特征在于:
包括第一换热器、第二换热器、第一阀门、第二阀门和气液分离器;
所述第一换热器在制冷剂流通方向的两端分别具有第一接口和第二接口,所述第二换热器在制冷剂流通方向的两端分别具有第三接口和第四接口,所述第一接口与所述第三接口通过第一管路连通,所述第一阀门设于所述第一管路上;
所述第一接口与所述气液分离器通过第二管路连通,所述气液分离器的出液口与所述第三接口通过第三管路连通,所述第二阀门设于所述第二管路上或设于所述第三管路上。
2.根据权利要求1所述的换热器组件,其特征在于:
所述第一换热器包括第一集流管、第二集流管和多条并列的第一换热管,各所述第一换热管分别连通于所述第一集流管与所述第二集流管之间;
所述第一换热器还包括第一分流器,所述第一集流管中设有多个第一隔板,各所述第一隔板将所述第一集流管分隔为多个第一管段,各所述第一管段均连通有所述第一换热管,各所述第一管段分别与所述第一分流器连通,所述第一接口设于所述第一分流器上;和/或,所述第一换热器还包括第二分流器,所述第二集流管中设有多个第二隔板,各所述第二隔板将所述第二集流管分隔为多个第二管段,各所述第二管段均连通有所述第一换热管,各所述第二管段分别与所述第二分流器连通,所述第二接口设于所述第二分流器上。
3.根据权利要求2所述的换热器组件,其特征在于:
所述第一分流器上具有多个第一分流口,各所述第一管段的长度相等,各所述第一分流口与各所述第一管段一一对应连通,各所述第一分流口与相邻第一分流口之间的间距小于所述第一管段的长度;
所述第二分流器上具有多个第二分流口,各所述第二管道的长度相等,各所述第二分流口与各所述第二管段一一对应连通,各所述第二分流口与相邻第二分流口之间的间距小于所述第二管段的长度。
4.根据权利要求1所述的换热器组件,其特征在于:
所述第二换热器包括第三集流管、第四集流管和多条并列的第二换热管,各所述第二换热管分别连通于所述第三集流管与所述第四集流管之间;
所述第二换热器还包括第三分流器,所述第三集流管中设有多个第三隔板,各所述第三隔板将所述第三集流管分隔为多个第三管段,各所述第三管段均连通有所述第二换热管,各所述第三管段分别与所述第三分流器连通,所述第三接口设于所述第三分流器上;和/或,所述第二换热器还包括第四分流器,所述第四集流管中设有多个第四隔板,各所述第四隔板将所述第四集流管分隔为多个第四管段,各所述第四管段均连通有所述第二换热管,各所述第四管段分别与所述第四分流器连通,所述第四接口设于所述第四分流器上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的换热器组件,其特征在于:
所述第一阀门为单向阀,所述第一阀门的导通方向为从所述第三接口至所述第一接口。
6.根据权利要求1至4任一项所述的换热器组件,其特征在于:
所述第二阀门为单向阀,所述第二阀门的导通方向为从所述第一接口至所述第三接口。
7.根据权利要求1至4任一项所述的换热器组件,其特征在于:
所述第二阀门设于所述第三管路上。
8.空调器,包括压缩机、室内换热器、室外换热器、节流阀和换向阀,所述压缩机具有高压接口和低压接口,所述室内换热器具有第五接口和第六接口;
其特征在于:
所述室外换热器采用如权利要求1至7任一项所述的换热器组件,所述第六接口与所述第二接口通过第四管路连通,所述节流阀设于所述第四管路上,所述高压接口、所述低压接口、所述第五接口及所述第四接口分别与所述换向阀的不同阀口连通;
所述气液分离器的出气口通过第五管路与所述第四接口连通,所述第五管路上设有第三阀门。
9.根据权利要求8所述的空调器,其特征在于:
所述第三阀门为单向阀,所述第三阀门的导通方向为从所述出气口至所述第四接口。
10.根据权利要求8或9所述的空调器,其特征在于:
所述第一换热器与所述第二换热器并排放置,所述空调器还具有风扇,所述第一换热器位于所述风扇的迎风侧,所述第二换热器位于所述风扇的背风侧。
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