CN113910864A - 一种室外换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室外换热器，包括呈上下设置的制冷剂换热区与制冷剂冷凝区，所述制冷剂换热区与制冷剂冷凝区的同侧设有储液器，所述储液器的上端与制冷剂换热区连通，储液器的下端、制冷剂冷凝区和外部接口通过三通换向阀可选择地连通，所述制冷剂换热区上背离储液器的一端设有制冷剂进口，所述制冷剂冷凝区上背离储液器的一端设有制冷剂出口。本室外换热器通过切换三通换向阀的通道，使该室外换热器既可作为增程PHEV车型空调系统的冷凝器使用，又可为EV车型提供制冷循环时的冷凝器功能，以及在制热循环时作为冷凝后的制冷剂气化吸热的空间，实现了多种车型的器件共用，增强了室外换热器的通用性，节省了产品开发成本以及车辆后期维修成本。

Description

一种室外换热器

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种室外换热器。

背景技术

当前车型开发，同平台的增程PHEV车型跟纯电动EV车型所用的空调系统需要分别开发冷凝器及室外换热器两种产品。增程PHEV车型空调系统制热是通过发动机热水实现的，其室外换热器只参与制冷循环，为压缩机排出的高温高压制冷剂冷却散热。纯电EV空调系统没有发动机，故EV车型用的空调系统有热泵配置，其室外换热器同时参与制冷循环跟制热循环。两种车型的室外换热器在尺寸、安装位置、使用环境等方面基本相同，但因为在空调系统中起到的作用不一致，进而需要分别开发。

有鉴于此，有必要涉及一款能兼顾两种车型的空调系统的室外换热器，节省产品开发成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种室外换热器，解决同平台的增程PHEV车型跟纯电动EV车型所用的空调系统冷凝器与室外换热器需要分别开发的问题，节省产品开发成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种室外换热器，包括呈上下设置的制冷剂换热区与制冷剂冷凝区，所述制冷剂换热区与制冷剂冷凝区的同侧设有储液器，所述储液器的上端与制冷剂换热区连通，储液器的下端、制冷剂冷凝区和外部接口通过三通换向阀可选择地连通，所述制冷剂换热区上背离储液器的一端设有制冷剂进口，所述制冷剂冷凝区上背离储液器的一端设有制冷剂出口。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选的，所述制冷剂换热区的换热面积是制冷剂冷凝区的换热面积的7～11.5倍。

优选的，所述储液器内设有呈上下设置的气体储存区与液体储存区，所述气体储存区与制冷剂换热区连通，所述液体储存区与三通换向阀可选择地连通。

优选的，所述制冷剂换热区与制冷剂冷凝区均为平行流换热器结构。

优选的，所述平行流换热器结构包括进端集流管、出端集流管以及平行设置在进端集流管和出端集流管之间的多条扁管，每条所述扁管均连通进端集流管和出端集流管，相邻进端集流管和出端集流管之间固定设有散热翅片。

优选的，所述扁管内设有多条并排设置的流道，所述流道连通进端集流管和出端集流管。

优选的，所述换热器上固定设有接口座，所述制冷剂进口与制冷剂出口通过管道集成到所述接口座上。

优选的，所述制冷剂换热区与制冷剂冷凝区的外侧设有护板，所述护板上固定设有储液器安装座，所述储液器安装在储液器安装座上。

本发明的有益效果是：本发明的室外换热器通过三通换向阀与外部接口连接，通过切换三通换向阀的通道，使该室外换热器既可作为增程PHEV车型空调系统的冷凝器使用，又可为EV车型提供制冷循环时的冷凝器功能，以及在制热循环时作为冷凝后的制冷剂气化吸热的空间，实现了多种车型的器件共用，增强了室外换热器的通用性，节省了产品开发成本以及车辆后期维修成本。

附图说明

图1为本发明的换热器作为冷凝器使用时结构原理图；

图2为本发明的换热器作为蒸发器使用时结构原理图；

图3为本发明的换热器的三通换向阀连接局部视图；

图4为本发明的换热器的平行流换热器结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、制冷剂换热区，101、制冷剂进口，102、进端集流管，103、扁管，104、出端集流管，105、散热翅片，2、制冷剂冷凝区，201、制冷剂出口，3、储液器，4、三通换向阀，401、外部接口，5、接口座，6、护板，7、储液器安装座，8、管道，9、安装片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～3提供的一种室外换热器，包括呈上下设置的制冷剂换热区1与制冷剂冷凝区2，所述制冷剂换热区1与制冷剂冷凝区2的同侧设有储液器3，所述储液器3的上端与制冷剂换热区1连通，储液器3的下端、制冷剂冷凝区2和外部接口401通过三通换向阀4可选择地连通，所述制冷剂换热区1上背离储液器3的一端设有制冷剂进口101，所述制冷剂冷凝区2上背离储液器3的一端设有制冷剂出口201。

本实施例的室外换热器既可作为冷凝器使用，也可作为蒸发器使用，两种功能的切换通过切换三通换向阀4的通路以及调整制冷剂的流向来实现。当实现冷凝器功能时，原理如图1及图3所示：制冷剂换热区1上的制冷剂进口101连接压缩机的高压气体出口，三通换向阀4切换到关闭外部接口401、导通储液器3与制冷剂冷凝区2之间的通道；此时由压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过制冷剂换热区1上的制冷剂进口101进入制冷剂换热区1，经过与空气换热、将热能释放到空气中后，制冷剂降温由气态转换为气液混合态，然后进入储液器3；由于重力作用以及制冷剂的高压作用，液态的制冷剂沉积到储液器3底部，通过三通换向阀4的通道流入制冷剂冷凝区2，经制冷剂冷凝区2进一步冷凝后，制冷剂液体由制冷剂出口201排出，实现了冷凝器的功能。额外的，还可在制冷剂换热区1外部设置散热风扇，将气态制冷剂散出的热量吹走，以加强气态的制冷器的散热效果。当实现蒸发器功能时，原理如图1及图3所示：制冷剂换热区1上的制冷剂进口101连接连接压缩机的液态制冷剂出口201，三通换向阀4切换到关闭储液器3与制冷剂冷凝区2之间的通道、导通储液器3与外部接口401的通道；此时被冷凝的液态制冷剂由制冷剂换热区1上的制冷剂进口101进入制冷剂换热区1，由于制冷剂换热区1的空间相较于制冷剂进口101的口径尺寸大很多倍，液态的制冷剂迅速吸热汽化；气态的制冷剂流向储液器3，经三通换向阀4的外部接口401排出，进入外接的气液分离器，本换热器下端的制冷剂冷凝区2制冷剂不再通过，本换热器因此实现了蒸发器的功能。关于三通换向阀4的安装位置，其既可以安装在储液器3与制冷剂冷凝区2之间的管路上，也可以集成在外部的气液分离器上，其能实现自身位置固定且能实现三个通道的开关控制即可。本实施例的室外换热器既可作为增程PHEV车型空调系统的冷凝器使用，又可为EV车型提供制冷循环时的冷凝器功能，以及在EV车型制热循环时作为冷凝后的制冷剂气化吸热的空间，实现了多种车型的器件共用，增强了室外换热器的通用性，节省了产品开发成本以及车辆后期维修成本。

在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。

本实施例中，如图1及图2所示，所述制冷剂换热区1的换热面积大于制冷剂冷凝区2的换热面积，更具体的，经过实验验证得出，所述制冷剂换热区1的换热面积是制冷剂冷凝区2的换热面积的7～11.5倍时，能获得较优的冷凝效果。当本换热器整体作为冷凝器使用时，由于制冷剂冷凝区2的换热面积远远小于制冷剂换热区1的换热面积，对应的，制冷剂冷凝区2用于容纳制冷剂的容积远远小于制冷剂换热区1的容积，气态的制冷剂经制冷剂换热区1第一次冷凝后转变为气液混合态，气液混合态的制冷剂在气压作用下被压进制冷剂冷凝区2。由于制冷剂换热区1与制冷剂冷凝区2的容积比例，导致制冷剂经过的空间急剧减小，气液混合态的制冷剂被压缩、释放热量后进一步液化，以更好地实现制冷剂的冷凝效果。

优选的，所述储液器3内设有呈上下设置的气体储存区与液体储存区，所述气体储存区与制冷剂换热区1连通，所述液体储存区与三通换向阀4可选择地连通。当本换热器作为冷凝器使用时，高温高压的制冷剂气体经过制冷剂换热区1后转化为气液混合态进入储液器3。在压力的作用下，气态的制冷剂持续转化为液态，并沿储液器3的内部结构流到储液器3底部，因此储液器3的下部储存的是液态的制冷剂，其上部的气态制冷器尚未完全液化，因此储液器3的上部储存的是气态的制冷剂。储液器3上部通过制冷剂换热区1源源不断流入气液混合态的制冷剂、储液器3下部的液态制冷剂以及混合的一部分气态制冷剂通过三通换向阀4流向制冷剂冷凝区2，形成了制冷剂的持续流转。

优选的，所述制冷剂换热区1与制冷剂冷凝区2均为平行流换热器结构。具体的，如图4所示，所述平行流换热器结构包括进端集流管102、出端集流管104以及平行设置在进端集流管102和出端集流管104之间的多条扁管103，每条所述扁管103均连通进端集流管102和出端集流管104，相邻进端集流管102和出端集流管104之间固定设有散热翅片105。相较于传统的管片式换热器，平行流换热器结构可允许多个流道同时平行地流通制冷剂，减小了制冷剂流通的阻力，使制冷剂的流通更加顺畅。更进一步，制冷剂冷凝区2的扁管103数量占扁管103总数的8％～12％，以实现制冷剂换热区1的换热面积与制冷剂冷凝区2的换热面积差异，增强制冷剂冷凝区2的冷凝效果。

作为优选的方案，所述扁管103内设有多条并排设置的流道，所述流道连通进端集流管102和出端集流管104。多条平行设置的流道，使制冷剂换热区1的扁管103与散热翅片105接触面积更大，使得热交换效率更高。

本实施例中，所述换热器上固定设有接口座5，所述制冷剂进口101与制冷剂出口201通过管道8集成到所述接口座5上，利于对换热器整体的安装与调试。

本实施例中，如图1所示，所述制冷剂换热区1与制冷剂冷凝区2的外侧设有护板6，所述护板6上固定设有储液器安装座7，所述储液器3安装在储液器安装座7上，便于换热器整体在汽车上的拆装。进一步为了便于本实施例换热器在汽车上的整体安装，换热器的外周还可设置多个安装片9，通过螺栓将安装片9锁紧在车体上对应位置，即可完成本换热器的整体安装。

本实施例的室外换热器通过三通换向阀4与外部接口401的气液分离器连接，通过切换三通换向阀4的通道，使该室外换热器既可作为增程PHEV车型空调系统的冷凝器使用，又可为EV车型提供制冷循环时的冷凝器功能，以及在制热循环时作为冷凝后的制冷剂气化吸热的空间，实现了多种车型的器件共用，增强了室外换热器的通用性，节省了产品开发成本以及车辆后期维修成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种室外换热器，其特征在于，包括呈上下设置的制冷剂换热区(1)与制冷剂冷凝区(2)，所述制冷剂换热区(1)与制冷剂冷凝区(2)的同侧设有储液器(3)，所述储液器(3)的上端与制冷剂换热区(1)连通，储液器(3)的下端、制冷剂冷凝区(2)和外部接口(401)通过三通换向阀(4)可选择地连通，所述制冷剂换热区(1)上背离储液器(3)的一端设有制冷剂进口(101)，所述制冷剂冷凝区(2)上背离储液器(3)的一端设有制冷剂出口(201)。

2.根据权利要求1所述一种室外换热器，其特征在于，所述制冷剂换热区(1)的换热面积是制冷剂冷凝区(2)的换热面积的7～11.5倍。

3.根据权利要求1所述一种室外换热器，其特征在于，所述储液器(3)内设有呈上下设置的气体储存区与液体储存区，所述气体储存区与制冷剂换热区(1)连通，所述液体储存区与三通换向阀(4)可选择地连通。

4.根据权利要求1所述一种室外换热器，其特征在于，所述制冷剂换热区(1)与制冷剂冷凝区(2)均为平行流换热器结构。

5.根据权利要求4所述一种室外换热器，其特征在于，所述平行流换热器结构包括进端集流管(102)、出端集流管(104)以及平行设置在进端集流管(102)和出端集流管(104)之间的多条扁管(103)，每条所述扁管(103)均连通进端集流管(102)和出端集流管(104)，相邻进端集流管(102)和出端集流管(104)之间固定设有散热翅片(105)。

6.根据权利要求5所述一种室外换热器，其特征在于，所述扁管(103)内设有多条并排设置的流道，所述流道连通进端集流管(102)和出端集流管(104)。

7.根据权利要求1所述一种室外换热器，其特征在于，所述换热器上固定设有接口座(5)，所述制冷剂进口(101)与制冷剂出口(201)通过管道(8)集成到所述接口座(5)上。

8.根据权利要求1所述一种室外换热器，其特征在于，所述制冷剂换热区(1)与制冷剂冷凝区(2)的外侧设有护板(6)，所述护板(6)上固定设有储液器安装座(7)，所述储液器(3)安装在储液器安装座(7)上。

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