CN115790004A - 回热器、回气管路系统、气路回热方法与制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回热器、回气管路系统、气路回热方法与制冷设备，该回热器包括：壳体，壳体的内部形成有换热腔，壳体上设有连通换热腔的回气出口和回气进口，回气进口用于接收蒸发器的冷媒，回气出口用于将冷媒输送至压缩机内；排气管，排气管设在换热腔内且呈盘绕布置，排气管的两端延伸出壳体且形成有位于换热腔外的排气进口和排气出口，排气进口用于接收冷凝器的冷媒，排气出口用于将冷媒输送至毛细管内。本发明的回热器结构简单、成本低，换热效率显著提高。

Description

回热器、回气管路系统、气路回热方法与制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种回热器、回气管路系统、气路回热方法与制冷设备。

背景技术

目前市面上冰箱的回气换热管一般采用毛细管和回气换热管的贴合传热实现能效提升和解决凝露等问题，但其往往因为两种管道在贴合时存在热阻，导致换热效率低下。另外，回气换热管组件的长度较长，导致成本较高；对比研究表明，将毛细管缠绕置于回热管内，毛细管与罐体碰撞激烈，导致噪音升高，特别是对于混合冷媒边降温边节流在管路中存在气相冷媒时节流效果差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种回热器、回气管路系统、气路回热方法与制冷设备，以解决现有技术中换热管与毛细管相配合使得降温和节流同时进行导致的换热效率低下的问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种回热器。根据本发明的实施例，所述回热器安装在制冷设备中，所述回热器包括：壳体，所述壳体的内部形成有换热腔，所述壳体上设有连通所述换热腔的回气出口和回气进口，所述回气进口用于接收蒸发器的冷媒，所述回气出口用于将所述冷媒输送至压缩机内；排气管，所述排气管设在所述换热腔内且呈盘绕布置，所述排气管的两端延伸出所述壳体且形成有位于所述换热腔外的排气进口和排气出口，所述排气进口用于接收冷凝器的冷媒，所述排气出口用于将所述冷媒输送至毛细管内。

根据本发明实施例的回热器，通过将排气管设在换热腔内，冷凝器中的冷媒通过排气进口进入排气管内，壳体内的换热腔则用于接收蒸发器内的低温蒸汽，排气管中的冷媒和换热腔中的低温蒸汽通过排气管的管壁进行换热，从而排气管中的冷媒温度得以降低，换热效率得以提高。

一些实施例中，所述排气管构造为沿所述壳体的轴线方向沿螺旋线盘绕延伸。

一些实施例中，所述回气出口位于所述壳体的一端且邻近所述排气进口，所述回气进口位于所述壳体的另一端且邻近所述排气出口。

一些实施例中，所述排气进口的进气方向平行于所述回气出口的出气方向，所述排气出口的出气方向平行于所述回气进口的进气方向。

一些实施例中，所述回热器在所述制冷设备中沿竖直方向布置，所述回气出口设在所述回气进口的上方，所述排气进口设在所述排气出口的上方。

一些实施例中，所述排气出口的孔口小于所述回气出口的孔口，所述排气出口的孔口小于所述回气进口的孔口。

一些实施例中，所述壳体上设有回气出管，所述回气出口设在所述回气出管上，所述回气出管和所述壳体为一体成型、螺接相连或焊接相连，所述壳体上设有回气进管，所述回气进口设在所述回气进管上，所述回气进管和所述壳体为一体成型、螺接相连或焊接相连。

一些实施例中，所述壳体的内部设有导热部，所述导热部沿所述壳体的轴线方向间隔开设置。

在本发明的第二个方面，本发明提出了一种回气管路系统。根据本发明的实施例，回气管路系统包括：上述的回热器、压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器，其中，所述压缩机连接所述冷凝器，所述冷凝器连接所述回热器的所述排气进口，所述排气出口连接所述毛细管，所述毛细管连接所述蒸发器，所述蒸发器连接所述回气进口，所述回气出口连接所述压缩机。

根据本发明实施例的回气管路系统，通过将回热器的排气进口连接冷凝器，排气出口连接毛细管，回气进口连接蒸发器，回气出口连接压缩机，则冷凝器中的液体进入回热器的排气管内，蒸发器中低温蒸汽进入壳体内的换热腔中，排气管内的液体和换热腔中的蒸汽进行换热，从而回气管路系统的换热效率得以提高，同时降低了回气管路长度，制冷剂充注量减少，能效改善，冷媒音和压缩机噪音均降低，系统的排气压力显著改善，并且系统容积减少，成本降低。

在本发明的第三个方面，本发明提出了一种制冷设备的气路回热方法。根据本发明的实施例，所述制冷设备包括上述的制冷设备的回气管路系统，所述方法包括：所述冷凝器排出的冷媒先通过所述回热器集中换热，再经过所述毛细管节流。

根据本发明实施例的制冷设备的气路回热方法，通过将回气管路系统应用在制冷设备中，冷凝器排出的冷媒先流入回热器中进行集中换热降温，然后再流入毛细管中进行节流降压。由此，该方法改变了边降温边节流的传统方法，使得制冷设备的气路回热效率显著提高，同时降低了系统排气压力，进而实现了中低背压压缩机压缩高压制冷剂，降低了压缩机成本并提升能效，实现了中低背压压缩机在深冷领域的应用。

在本发明的第四个方面，本发明提出了一种制冷设备。根据本发明的实施例，制冷设备包括上述的制冷设备的回气管路系统。由此，制冷设备的制冷效果显著提高，同时成本得以降低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的实施例中回热器的示意图；

图2是本发明图1中沿A-A方向的剖面图；

图3是本发明图1中沿B-B方向的剖面图；

图4是本发明图1中沿C-C方向的剖面图；

图5是本发明的实施例中回气管路系统的示意图。

附图标记：

100、回热器；

10、壳体；101、换热腔；102、回气出管；1021、回气出口；103、回气进管；1031、回气进口；

20、排气管；201、排气进口；2011、排气进管；202、排气出口；2021、排气出管；

1000、回气管路系统；

200、压缩机；300、冷凝器；400、毛细管；500、蒸发器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种回热器100。本发明的回热器100用于制冷设备中，主要作用是实现冷热流体间进行传递热量，其中制冷设备的具体种类不受限制，例如冰柜和冰箱。根据本发明的实施例，如图1、图2所示，回热器100包括：壳体10、排气管20。

壳体10的内部形成有换热腔101，壳体10上设有连通换热腔101的回气出口1021和回气进口1031，回气进口1031用于接收蒸发器500的冷媒，回气出口1021用于将冷媒输送至压缩机200内；排气管20设在换热腔101内且呈盘绕布置，排气管20的两端延伸出壳体10且形成有位于换热腔101外的排气进口201和排气出口202，排气进口201用于接收冷凝器300的冷媒，排气出口202用于将冷媒输送至毛细管400内。

可以理解为，排气管20放置在壳体10内部形成的换热腔101内，排气管20将换热腔101分隔为两部分空间，排气管20内的空间用于接收从冷凝器300中流入的冷媒，换热腔101中其余空间用于接收蒸发器500输送的蒸汽，蒸汽和排气管20中的冷媒通过排气管20壁面相互传递热量，排气管20中的冷媒的温度得以降低，然后通过排气管20中的排气出口202进入毛细管400中，从而回热器100的换热效率得到显著提高，且该回热器100结构相对简单，通过将排气管20盘绕设在壳体10内，将整个回热器100的体积大大缩小，易于使用和安装，成本较低，适合在各行业进行推广使用。

根据本发明实施例的回热器100，通过将排气管20设在换热腔101内，冷凝器300中的冷媒通过排气进口201进入排气管20内，壳体10内的换热腔101则用于接收蒸发器500内的低温蒸汽，排气管20中的冷媒和换热腔101中的低温蒸汽通过排气管20的管壁进行换热，从而排气管20中的冷媒温度得以降低，换热效率得以提高。需要说明的是，制作回热器100的材料并不受特别限制，只要能起到传热的作用即可。本申请中的回热器100应用领域也不受特别限制，包括但不限于冰箱、冰柜制冷系统。

一些实施例中，如图2所示，排气管20构造为沿壳体10的轴线方向沿螺旋线盘绕延伸。具体的，通过将排气管20在换热腔101中设置成螺旋盘绕形状，相当于在同样的壳体体积中，增加了排气管20的长度，从而可以增大排气管20中的冷媒和换热腔101中蒸汽的换热面积，提升换热效率。

可选地，排气管20的构造还可以是线状结构，同样可以起到传热、进气和回气的作用，并且节省排气管20使用成本，可以根据具体实际场景选择使用。

一些实施例中，如图2所示，回气出口1021位于壳体10的一端且邻近排气进口201，回气进口1031位于壳体10的另一端且邻近排气出口202。具体的，回气出口1021和排气进口201位于壳体10的同一端，回气进口1031和排气进口201位于壳体10同一端，使得排气管20中的冷媒和换热腔101中蒸汽逆向流动，进一步增大换热的效率。

一些实施例中，如图2所示，排气进口201的进气方向平行于回气出口1021的出气方向，排气出口202的出气方向平行于回气进口1031的进气方向。具体的，冷凝器300中冷媒进入排气管20的流向平行于蒸汽从换热腔101中排出的方向，并且从冷凝器300中流入排气管20中的冷媒排出排气管20的流向平行于蒸发器500中蒸汽的流入方向，从而排气管20中的冷媒和换热腔101中蒸汽之间换热较为均匀，保证传热的质量。

一些实施例中，如图2所示，回热器100在制冷设备中沿竖直方向布置，回气出口1021设在回气进口1031的上方，排气进口201设在排气出口202的上方。具体的，通过将回热器100竖直方向设置在制冷设备中，冷凝器300中的冷媒从排气进口201进入排气管20，从排气出口202排出，同时蒸发器500中的冷媒从回气进口1031进入，从回气出口1021排出，即排气方向是自上而下，回气方向是自下而上，利用流入排气管20中冷媒的自身的重力从排气出口202流出，防止回气对压缩机200产生液击，从而排气和回气逆向流动换热，充分增加了回气和排气的换热面积，提升了两者间的换热效率。

一些实施例中，如图2、图3所示，排气出口202的孔口小于回气出口1021的孔口，排气出口202的孔口小于回气进口1031的孔口。具体的，蒸发器500中的冷媒进入换热腔101的流量相对更大，冷凝器300中的冷媒进入排气管20中的流量相对较小，使得排气管20中所流进的冷媒可以更快更高效地被降温。

一些实施例中，如图2、图3所示，壳体10上设有回气出管102，回气出口1021设在回气出管102上，回气出管102和壳体10为一体成型、螺接相连或焊接相连，壳体10上设有回气进管103，回气进口1031设在回气进管103上，回气进管103和壳体10为一体成型、螺接相连或焊接相连。也就是说，壳体10外壁连接回气出管102和回气进管103，并且壳体10内形成的换热腔101和回气出管102和回气进管103相通，同时回气出管102和回气进管103和壳体10连接的方式不受特别限定，例如包括但不限于一体成型、螺接相连或焊接相连。

可选地，如图2、图3所示，壳体10上设有排气进管2011，排气进口201设在排气进管2011上，排气进管2011和壳体10为一体成型、螺接相连或焊接相连，壳体10上设有排气出管2021，排气出口202设在排气出管2021上，排气出管2021和壳体10为一体成型、螺接相连或焊接相连。也就是说，壳体10外壁连接排气进管2011和排气出管2021，并且壳体10内形成的换热腔101和排气进管2011和排气出管2021相通，同时排气进管2011和排气出管2021和壳体10连接的方式不受特别限定，例如包括但不限于一体成型、螺接相连或焊接相连。

一些实施例中，如图3所示，壳体10的内部设有导热部(未示出)，导热部沿壳体10的轴线方向间隔开设置。具体的，在位于壳体10内部的排气管20的管壁上设置导热部，导热部可以是螺纹或翅片，从而可以增加导热效率。

下面结合附图，描述本发明回热器100的一个具体实施例。

参考图1-图4，回热器100包括壳体10和排气管20，壳体10的内部形成有换热腔101，壳体10上设有连通换热腔101的回气出口1021和回气进口1031，回气进口1031用于接收蒸发器500的冷媒，回气出口1021用于将冷媒输送至压缩机200内；排气管20设在换热腔101内且呈盘绕布置，排气管20的两端延伸出壳体10且形成有位于换热腔101外的排气进口201和排气出口202，排气进口201用于接收冷凝器300的冷媒，排气出口202用于将冷媒输送至毛细管400内。排气管20构造为沿壳体10的轴线方向沿螺旋线盘绕延伸。

回气出口1021位于壳体10的一端且邻近排气进口201，回气进口1031位于壳体10的另一端且邻近排气出口202。排气进口201的进气方向平行于回气出口1021的出气方向，排气出口202的出气方向平行于回气进口1031的进气方向。回热器100在制冷设备中沿竖直方向布置，回气出口1021设在回气进口1031的上方，排气进口201设在排气出口202的上方。排气出口202的孔口小于回气出口1021的孔口，排气出口202的孔口小于回气进口1031的孔口。

壳体10上设有回气出管102，回气出口1021设在回气出管102上，回气出管102和壳体10为一体成型，壳体10上设有回气进管103，回气进口1031设在回气进管103上，回气进管103和壳体10为一体成型。壳体10上设有排气出管2021，排气出口202设在排气出管2021上，排气出管2021和壳体10为一体成型，壳体10上设有排气进管2011，排气进口201设在排气进管2011上，排气进管2011和壳体10为一体成型。

在本发明的第二个方面，本发明提出了一种回气管路系统1000。

如图5所示，根据本发明的实施例的回气管路系统1000包括：回热器100、压缩机200、冷凝器300、毛细管400和蒸发器500，其中，压缩机200连接冷凝器300，冷凝器300连接回热器100的排气进口201，排气出口202连接毛细管400，毛细管400连接蒸发器500，蒸发器500连接回气进口1031，回气出口1021连接压缩机200。

由此，回气管路系统1000的换热效率得以提高，同时降低了回气管路长度，制冷剂充注量减少，能效改善，冷媒音和压缩机200噪音均降低，系统的排气压力显著改善，并且系统容积减少，成本降低。需要说明的是，上述针对回热器100所描述的特征和优点同样适用于该回气管路系统1000，此处不再赘述。

下面结合附图，描述本发明回气管路系统1000的具体实施过程。

参考图5，该回气管路系统1000的工作过程如下：压缩机200将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的气体制冷剂，然后制冷剂进入冷凝器300中，冷凝器300对制冷剂进行降温，制冷剂冷凝为液体，然后从回热器100的排气进口201进入回热器100的排气管20中，经排气管20的排气出口202流进毛细管400中，毛细管400进行降压节流后，制冷剂流入蒸发器500，制冷剂在蒸发器500中吸热变成低温气体，然后气体经回热器100的回气进口1031进入回热器100的换热腔101中，在换热腔101中的低温气体和冷凝器300中流入排气管20中的液体制冷剂进行换热，然后经回气出口1021流入压缩机200中，如此循环，从而排气管20中的液体制冷剂在未进入毛细管400节流降压前温度已经得到降低，实现先降温后节流的高效换热节流模式。

在本发明的第三个方面，本发明提出了一种制冷设备的气路回热方法。

根据本发明的实施例的制冷设备包括上述回气管路系统1000，该方法包括：冷凝器300排出的冷媒先通过回热器100集中换热，再经过毛细管400节流。

需要说明的是，上述针对回热器100、回气管路系统1000所描述的特征和优点同样适用于该制冷设备的气路回热方法，此处不再赘述。在传统回热方法中，通常是采用边降温边节流的方式，此种方法效率差，所使用回热设备的成本高。本申请提出先集中降温再节流降压的气路回热方法，改变传统的制冷系统中通过等焓节流原理进行降温节流，采用等熵节流的原理进行先降温再节流，使得换热效率大大提升。

在本发明的第四个方面，本发明提出了一种制冷设备。

根据本发明的实施例的制冷设备包括上述制冷设备的回气管路系统1000。具体的，制冷设备的具体类型并不受特别限制，可以是冰箱、冰柜。需要说明的是，上述针对回热器100、回气管路系统1000和制冷设备的气路回热方法所描述的特征和优点同样适用于该制冷设备，此处不再赘述。

下面描述将上述回热器100以及回气管路系统1000应用在制冷设备中的具体实施例。

实施例1

制冷设备为冰箱，制冷剂为R600a和R290，在冰箱的回气管路系统中：制冷剂充注量分别由母本60g R600a和55gR290降低为50g R600a和48g R290。经过测试，结果表明，冰箱排气压力均降低0.2bar，R600a为5.5bar，R290为12.4bar，能耗分别改善了2％和1.5％；整机噪音无明显变化。

实施例2

制冷设备为深冷卧柜，制冷剂为R600a混R170、R600a混R1150：将本发明的回热器应用于深冷卧柜中，采用0.3L内容积的回气罐做回热器，与传统的盘管式回热器相比，系统容积减少0.8L，制冷剂充注量由母本130g R600a和50g R170降低为90g R600a和40g R290。32℃环温测试结果表明，排气出口温度为-27℃，排气出口与回气进口温差为0.1℃，排气入口35℃，回气出口28℃，说明本申请的回热器换热效率高，运行稳定时样机排气压力为20bar，说明采用本申请的回热器能够充分降低排气温度，降低冷媒充注量，降低回热器成本；与板换样机对比，整机噪音声功率降低2dB。

实施例3

制冷设备为深冷冰箱，制冷剂为R600a混R744：将本申请的回热器应用于R290冰箱系统中，样机灌注40g R600a和8g R744，25℃环温下PD运行，压力检测开机瞬间大于3Mpa，运行2min后，系统压力降低到28bar，稳定后蒸发器入口温度-53℃，说明R744开始制冷，采用本申请回热器可以实现低中背压压缩机压缩高压冷媒。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种回热器，其特征在于，所述回热器安装在制冷设备中，所述回热器包括：

壳体，所述壳体的内部形成有换热腔，所述壳体上设有连通所述换热腔的回气出口和回气进口，所述回气进口用于接收蒸发器的冷媒，所述回气出口用于将所述冷媒输送至压缩机内；

排气管，所述排气管设在所述换热腔内且呈盘绕布置，所述排气管的两端延伸出所述壳体且形成有位于所述换热腔外的排气进口和排气出口，所述排气进口用于接收冷凝器的冷媒，所述排气出口用于将所述冷媒输送至毛细管内。

2.根据权利要求1所述的回热器，其特征在于，所述排气管构造为沿所述壳体的轴线方向沿螺旋线盘绕延伸。

3.根据权利要求1所述的回热器，其特征在于，所述回气出口位于所述壳体的一端且邻近所述排气进口，所述回气进口位于所述壳体的另一端且邻近所述排气出口。

4.根据权利要求3所述的回热器，其特征在于，所述排气进口的进气方向平行于所述回气出口的出气方向，所述排气出口的出气方向平行于所述回气进口的进气方向。

5.根据权利要求4所述的回热器，其特征在于，所述回热器在所述制冷设备中沿竖直方向布置，所述回气出口设在所述回气进口的上方，所述排气进口设在所述排气出口的上方。

6.根据权利要求1所述的回热器，其特征在于，所述排气出口的孔口小于所述回气出口的孔口，所述排气出口的孔口小于所述回气进口的孔口。

7.根据权利要求1所述的回热器，其特征在于，所述壳体上设有回气出管，所述回气出口设在所述回气出管上，所述回气出管和所述壳体为一体成型、螺接相连或焊接相连，所述壳体上设有回气进管，所述回气进口设在所述回气进管上，所述回气进管和所述壳体为一体成型、螺接相连或焊接相连。

8.根据权利要求1所述的回热器，其特征在于，所述壳体的内部设有导热部，所述导热部沿所述壳体的轴线方向间隔开设置。

9.一种制冷设备的回气管路系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的回热器；

压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器，其中，所述压缩机连接所述冷凝器，所述冷凝器连接所述回热器的所述排气进口，所述排气出口连接所述毛细管，所述毛细管连接所述蒸发器，所述蒸发器连接所述回气进口，所述回气出口连接所述压缩机。

10.一种制冷设备的气路回热方法，其特征在于，所述制冷设备包括如权利要求9所述的制冷设备的回气管路系统，所述方法包括：所述冷凝器排出的冷媒先通过所述回热器集中换热，再经过所述毛细管节流。

11.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的制冷设备的回气管路系统。

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