CN118168200A - 换热集成装置及热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种换热集成装置,包括多个板片,多个板片堆叠形成过冷部和中间换热部;过冷部具有相互隔离的第一流道和第二流道,中间换热部具有相互隔离的第三流道和第四流道,第一流道的出口能够与第三流道的入口连通。本申请中,通过板片堆叠形成过冷部和中间换热部,结构紧凑,可减小换热集成装置的占用空间。本申请还公开一种占用空间较少的热管理系统。
Description
技术领域
本申请涉及热交换技术领域,尤其涉及一种换热集成装置及热管理系统。
背景技术
相关技术中,过冷器和中间换热器均固定于流道板,通过流道板的内部通道实现连通。流道板的设置使得实现过冷器和中间换热器之间的连通更加简单,但由于流道板需要设置内部通道且需要具有一定的耐压性,因此流道板的体积较大,从而使得换热集成装置的占用空间较大。
发明内容
本申请的目的在于,提供了一种减小占用空间的换热集成装置及热管理系统。
为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案:
第一方面,一种换热集成装置,其包括:多个板片,多个板片堆叠形成过冷部和中间换热部;所述过冷部具有相互隔离的第一流道和第二流道,所述中间换热部具有相互隔离的第三流道和第四流道,所述第一流道的出口能够与所述第三流道的入口连通。
本申请中,通过板片堆叠形成过冷部和中间换热部,结构紧凑,可减小换热集成装置的占用空间。
第二方面,一种热管理系统,其包括压缩机和上述换热集成装置,所述热管理系统处于运行状态时,所述压缩机的出口与所述第一流道的入口连通。
本申请中,通过板片堆叠形成各部件,各部件的出口与其他部件的入口连通,压缩机的出口与第一流道的入口连通,换热集成装置占用空间较小,从而使得热管理系统的占用空间较小。
附图说明
图1是本申请的热管理系统一实施例的连接示意图;
图2是本申请的换热集成装置一实施例的结构示意图;
图3是本申请的换热集成装置一实施例的分解示意图;
图4是本申请的换热集成装置另一实施例的分解示意图;
图5是本申请的换热集成装置一实施例的剖切示意图;
图6是本申请的换热集成装置另一实施例的剖切示意图;
图7是本申请的换热集成装置又一实施例的剖切示意图;
图8是图7中圈Q处的放大图;
图9是本申请的换热集成装置又一实施例的剖切示意图;
图10是本申请的换热集成装置又一实施例的剖切示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个;“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。
下面结合附图,对本申请示例型实施例的换热集成装置进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
根据本申请的换热集成装置7一个具体实施例,如图1至图10所示,换热集成装置7包括沿着换热集成装置7的厚度方向堆叠的多个板片,每个板片大致呈片状,每个板片大致呈矩形形状,换热集成装置7可为板式换热器。可选的,在与换热集成装置7的厚度方向垂直的平面上,所有板片的投影的轮廓重合,即,所有板片的外轮廓尺寸相同。所有板片按照预设的规则堆叠好后,可一次性完成焊接,可简化工艺,且外观整齐。换热集成装置7的长度方向与板片的堆叠方向垂直,板片的堆叠方向即为换热集成装置7的厚度方向。
本实施例中,换热集成装置7包括过冷部8和中间换热部4,过冷部8具有相互隔离的第一流道S7和第二流道S8,第一流道S7用于流通制冷剂,第二流道S8用于流通冷却液,在过冷部8中,第一流道S7中的制冷剂与第二流道S8中的冷却液换热。
第一流道S7包括第六孔道81、第二孔道82和多个第一板间通道(图中未标示),第二流道S8包括第三孔道83、第四孔道84和多个第二板间通道(图中未标示),第六孔道81和第二孔道82分别与第一板间通道的两侧连通,第三孔道83和第四孔道84分别与第二板间通道的两侧连通,第一板间通道和第二板间通道相互隔离。
参照图1至图5,中间换热部4具有第三流道S5和第四流道S6,第三流道S5与第四流道S6在中间换热部4中相互隔离,第一流道S7的出口能够与第三流道S5的入口连通,第三流道S5的出口与第七流道S3的入口连通,第七流道S3的出口与第四流道S6的入口连通,第四流道S6的出口与换热集成装置7的外部空间连通。第三流道S5和第四流道S6均用于流通制冷剂,第三流道S5的制冷剂与第四流道S6的制冷剂为同一回路中流动在不同区间段的制冷剂,在中间换热部4中,第三流道S5的制冷剂可以与第四流道S6的制冷剂换热。
第三流道S5包括第五孔道41、第一孔道42和多个第三板间通道(图中未标示),第四流道S6包括第七孔道43、第八孔道44和多个第四板间通道(图中未标示),第三板间通道与第四板间通道在中间换热部4中相互隔离。
换热集成装置7的多张板片还包括多个第五板I、多个第六板J和一个底板G。沿换热集成装置7的厚度方向,第五板I与第六板J交替堆叠,顶板E、第一板A、第二板B、第三板C、第四板D和第二中间板M位于第五板I和第六板J的一侧,底板G位于第五板I和第六板J的另一侧,第一板A、第二板B、第三板C、第四板D和第二中间板M位于顶板E的同侧,第五板I和第六板J位于底板G的同侧。底板G、多个第五板I和多个第六板J堆叠形成中间换热部4。
可选的,沿板片的堆叠方向,顶板E、第二中间板M、底板G、第一板A、第二板B、第三板C、第四板D、第五板I和第六板J的投影的轮廓重合。
换热集成装置7还包括储液部2,储液部2具有储液腔21,储液腔21能够与第一流道S7的入口连通。储液部2的出口和第一流道S7的入口位于多个板片的同一侧。顶板E、第二中间板M、多个第一板A和多个第二板B堆叠形成储液部2,储液部2和过冷部8相邻设置,储液腔21位于顶板E与第二中间板M之间,根据换热集成装置7的设计的不同,储液部2的出口可设于第二中间板M与镂空孔H8对应的区域,或,设于顶板E与镂空孔H8对应的区域。具体地,顶板E与镂空孔H8对应的区域为实体板片,第二中间板M与镂空孔H8对应的区域为实体板片,除储液部2的出口外,顶板E封堵储液腔21的一侧,第二中间板M封堵储液腔21的另一侧。顶板E和第二中间板M均包括第三板部P2,第一板A的镂空孔H8、第二板B的镂空孔H8、顶板E的第三板部P2和第二中间板M的第三板部P2堆叠形成储液部2。第一板A、第二板B、顶板E和第二中间板M均包括第二凸筋T2,第二凸筋T2位于储液部2和蒸发部3之间,第三板部P2和第一板部P3之间通过第二凸筋T2连接。
换热集成装置7还包括冷凝部1,沿换热集成装置7的厚度方向,冷凝部1和储液部2位于过冷部8的同侧,沿换热集成装置7的长度方向,冷凝部1、储液部2、过冷部8位于蒸发部3的同侧,通过冷凝部1、储液部2、蒸发部3和过冷部8的合理布置,使换热集成装置7的结构紧凑。冷凝部1、储液部2、过冷部8及蒸发部3位于中间换热部4的厚度方向的同侧。顶板E、第二中间板M、多个第一板A和多个第二板B堆叠形成冷凝部1,冷凝部1具有第五流道S1和第六流道S2,第五流道S1与第六流道S2相互隔离,第五流道S1的出口23与储液腔21连通,第六流道S2与储液腔21相互隔离。第五流道S1和储液腔21均用于流通制冷剂,第六流道S2用于流通冷却液,在冷凝部1中,制冷剂可以与冷却液换热,制冷剂加热冷却液。
第二中间板M具有第九通孔M1、第七通孔M2和第八通孔M3,第六通孔M1连通第六流道S2的入口,第七通孔M2连通第六流道S2的出口,第八通孔M3连通储液腔21和第一流道S7的入口。
第五流道S1包括第九孔道11和多个第五板间通道(图中未标示),第六流道S2包括第十孔道12、第十一孔道13和多个第六板间通道(图中未标示),第九孔道11与第五板间通道连通,第十孔道12和第十一孔道13分别与第六板间通道的两侧连通,第五板间通道和第六板间通道相互隔离。
顶板E、第二中间板M、第一板A和第二板B均包括第四板部P1,第一板A的第四板部P1、第二板B的第四板部P1、顶板E的第四板部P1和第二中间板M的第四板部P1堆叠形成冷凝部1。第一板A、第二板B、顶板E和第二中间板M均包括第三凸筋T1,第三凸筋T1位于冷凝部1和储液部2之间。在顶板E和第二中间板M,第四板部P1和第三板部P2之间通过第三凸筋T1连接,在第一板A和第二板B,镂空孔H8位于第三凸筋T1与第二凸筋T2之间,第三凸筋T1远离第二凸筋T2的一侧与第四板部P1连接,第二凸筋T2远离第三凸筋T1的一侧与第一板部P3连接。
换热集成装置7还包括蒸发部3,蒸发部3具有第七流道S3和第八流道S4,第七流道S3与第八流道S4相互隔离。第七流道S3用于流通制冷剂,第八流道S4用于流通冷却液,在蒸发部3中,制冷剂可以与冷却液换热,制冷剂从冷却液中吸热。
第七流道S3包括第十二孔道31、第十三孔道32和多个第七板间通道(图中未标示),第八流道S4包括第十四孔道33、第十五孔道34和多个第八板间通道(图中未标示),第十二孔道31和第十三孔道32分别与第七板间通道的两侧连通,第十四孔道33和第十五孔道34分别与第八板间通道的两侧连通,第七板间通道和第八板间通道相互隔离。
换热集成装置7的多张板片包括多个第一板A、多个第二板B、多个第三板C、多个第四板D、一个顶板E和一个第二中间板M。沿换热集成装置7的厚度方向,第一板A与第二板B交替堆叠,第三板C和第四板D交替堆叠,第一板A和第二板B位于第二中间板M的一侧,第三板C和第四板D位于第二中间板M的另一侧,多个第一板A和多个第二板B位于顶板E和第二中间板M之间。在与换热集成装置7的厚度方向垂直的平面上,第一板A、第二板B、第三板C、第四板D、顶板E和第二中间板M的投影的外轮廓重合。
顶板E、第二中间板M、第一板A、第二板B、第三板C和第四板D均包括第一板部P3,第一板A的第一板部P3、第二板B的第一板部P3、第三板C的第一板部P3、第四板D的第一板部P3、顶板E的第一板部P3和第二中间板M的第一板部P3堆叠形成蒸发部3。第三板C和第四板D均包括第二板部P4,第三板C的第二板部P4和第四板D的第二板部P4堆叠形成过冷部8。第三板C和第四板D均包括第一凸筋T3,第一凸筋T3位于蒸发部3和过冷部8之间。第二板部P4和第一板部P3之间通过第一凸筋T3连接,第一凸筋T3沿换热集成装置7的宽度方向延伸至两侧边沿。
每个第三板C的正面与相邻的第四板D的反面相对设置,同一第三板C的反面与另一个相邻的第四板D的正面相对设置,定义自第三板C的反面向第三板C的正面的方向为第一方向X,自第三板C的正面向第三板C的反面的方向为第二方向Y。
第三板C的第一凸筋T3自第三板C的正面沿第一方向X凸伸,第四板D的第一凸筋T3自第四板D的正面沿第一方向X凸伸,第四板D的第一凸筋T3的正面与相邻的第三板C的第一凸筋T3的反面密封连接,第四板D的第一凸筋T3的反面与另一个相邻的第三板C的第一凸筋T3的正面密封连接。
顶板E具有第一孔口E1、第二孔口E2、第三孔口E3、第四孔口E4和第五孔口E5,第一孔口E1连通第五流道S1的入口,第二孔口E2连通第六流道S2的入口,第三孔口E3连通第六流道S2的出口,第四孔口E4连通第八流道S4的入口,第五孔口E5连通第八流道S4的出口。
多个板片还包括一个第一中间板N,沿换热集成装置7的厚度方向,顶板E、第一板A、第二板B、第三板C、第四板D和第二中间板M位于第一中间板N的一侧,底板G、第五板I和第六板J位于第一中间板N的另一侧。第三板C和第四板D位于第二中间板M和第一中间板N之间。
底板G、第五板I和第六板J均包括第五板部P5,第五板I的第五板部P5、第六板J的第五板部P5、底板G的第五板部P5和第一中间板N堆叠形成中间换热部4。
参照图3至图5,第一板A和第二板B均具有第九孔口H1、第十孔口H2和第十一孔口H3。第一板A的第九孔口H1和第二板B的第九孔口H1层叠形成第九孔道11,第一板A的第十孔口H2和第二板B的第十孔口H2层叠形成第十孔道12,第一板A的第十一孔口H3和第二板B的第十一孔口H3层叠形成第十一孔道13。第二板B的正面与第一板A的反面之间形成第五板间通道,同一第二板B的反面与另一个第一板A的正面之间形成第六板间通道。
第一板A和第二板B均具有第十二孔口H4、第十三孔口H5、第十四孔口H6和第十五孔口H7。第一板A的第十二孔口H4和第二板B的第十二孔口H4层叠形成第十二孔道31,第一板A的第十三孔口H5和第二板B的第十三孔口H5层叠形成第十三孔道32,第一板A的第十四孔口H6和第二板B的第十四孔口H6层叠形成第十四孔道33,第一板A的第十五孔口H7和第二板B的第十五孔口H7层叠形成第十五孔道34。第二板B的正面与第一板A的反面之间形成第七板间通道,同一第二板B的反面与另一个第一板A的正面之间形成第八板间通道。
第一板A和第二板B均具有镂空孔H8,镂空孔H8沿换热集成装置7的厚度方向贯穿板片,第一板A的镂空孔H8、第二板B的镂空孔H8、顶板E和第二中间板M层叠形成储液腔21。
第一板A和第二板B均具有第十六孔口H10、第十七孔口H11、第十八孔口H12及第十九孔口H13,第一板A的第十六孔口H10和第二板B的第十六孔口H10层叠形成第六孔道81,第一板A的第十七孔口H11和第二板B的第十七孔口H11层叠形成第二孔道82,第一板A的第十八孔口H12和第二板B的第十八孔口H12层叠形成第三孔道83,第一板A的第十九孔口H13和第二板B的第十九孔口H13层叠形成第四孔道84。第四板D的正面与第三板C的反面之间形成第一板间通道,同一第四板D的反面与另一个第三板C的正面之间形成第二板间通道。
第九孔道11、第十孔道12、第十一孔道13、第十二孔道31、第十三孔道32、第十四孔道33、第十五孔道34、第六孔道81、第二孔道82、第三孔道83及第四孔道84均沿换热集成装置7的厚度方向延伸。
每个第一板A的正面与相邻的第二板B的反面相对设置,同一第一板A的反面与另一个相邻的第二板B的正面相对设置。第五板间通道和部分第七板间通道位于第二板B的正面与相邻的第一板A的反面之间,第六板间通道和部分第八板间通道位于第二板B的反面与另一个相邻的第一板A的正面之间。
根据换热集成装置7的设计的不同,若与顶板E相邻的板片为第一板A,顶板E的反面与该第一板A的正面之间形成第六板间通道和部分第八板间通道;若与顶板E相邻的板片为第二板B,顶板E的反面与该第二板B的正面之间形成第五板间通道和部分第七板间通道。同样的道理,根据换热集成装置7的设计的不同,与第二中间板M相邻的板片可以为第一板A,也可以为第二板B。
本实施例中,第六孔道81、第三孔道83和第四孔道84的开口位于第二中间板M,第二孔道82的开口位于第一中间板N,第六孔道81、第二孔道82、第三孔道83和第四孔道84另一侧被封堵。第九孔道11的开口位于第二中间板M,第十孔道12的一侧开口位于顶板E,第十孔道12的另一侧开口位于第二中间板M,第十一孔道13的一侧开口位于顶板E,第十一孔道13的另一侧开口位于第二中间板M,第十二孔道31和第十三孔道32的开口位于第二中间板M,第十四孔道33的一侧开口位于顶板E,第十四孔道33的另一侧开口位于第一中间板N,第十五孔道34的一侧开口位于顶板E,第十五孔道34的另一侧开口位于第一中间板N,第九孔道11、第十二孔道31和第十三孔道32另一侧被封堵。第六孔道81的对外接口、第三孔道83的对外接口、第四孔道84的对外接口、第九孔道11的对外接口、第十孔道12的对外接口、第十一孔道13的对外接口、第十二孔道31的对外接口和第十三孔道32的对外接口均设于第二中间板M,即,设于换热集成装置7的同侧,可以缩短各流道之间的连通路径,有利于小型化。
在第一板A和第二板B,第九孔口H1、第十孔口H2和第十一孔口H3设于第四板部P1,第十二孔口H4、第十三孔口H5、第十四孔口H6及第十五孔口H7设于第一板部P3。在第三板C和第四板D,第十六孔口H10、第十七孔口H11、第十八孔口H12、第十九孔口H13及第七孔口H14设于第二板部P4。第二板B的第四板部P1的正面与第一板A的第四板部P1的反面之间形成第五板间通道,同一第二板B的第四板部P1的反面与另一个第一板A的第四板部P1的正面之间形成第六板间通道。第二板B的第一板部P3的正面与第一板A的第一板部P3的反面之间形成第七板间通道,同一第二板B的第一板部P3的反面与另一个第一板A的第一板部P3的正面之间形成第八板间通道。第四板D的第二板部P4的正面与第三板C的第二板部P4的反面之间形成第一板间通道,同一第四板D的第二板部P4的反面与另一个第三板C的第二板部P4的正面之间形成第二板间通道。
每个第五板I的正面与相邻的第六板J的反面相对设置,同一第五板I的反面与另一个相邻的第六板J的正面相对设置,第三板间通道位于第六板J的正面与相邻的第五板I的反面之间,第四板间通道位于第六板J的反面与另一个相邻的第五板I的正面之间。根据换热集成装置7的设计的不同,与第二中间板M相邻的板片可以为第五板I,也可以为第六板J;与第一中间板N相邻的板片可以为第五板I,也可以为第六板J。
第五板I和第六板J均包括第二十孔口K1、第八孔口K2、第二十一孔口K3及第二十二孔口K4,第五板I的第二十孔口K1和第六板J的第二十孔口K1层叠形成第五孔道41,第五板I的第八孔口K2和第六板J的第八孔口K2层叠形成第一孔道42,第五板I的第二十一孔口K3和第六板J的第二十一孔口K3层叠形成第七孔道43,第五板I的第二十二孔口K4和第六板J的第二十二孔口K4层叠形成第八孔道44。第五孔道41、第一孔道42、第七孔道43、第八孔道44沿换热集成装置7的厚度方向延伸。
本实施例中,第五孔道41、第七孔道43和第八孔道44的开口位于第一中间板N,第一孔道42的开口位于底板G,第五孔道41、第一孔道42、第七孔道43和第八孔道44另一侧被封堵。储液部2、蒸发部3及过冷部8位于第一中间板N的一侧,中间换热部4位于第一中间板N的另一侧,如此设置,可以缩短第三流道S5与第一流道S7之间的连通路径,以及第四流道S6和第七流道S3之间的连通路径,有利于换热集成装置7的小型化。
本实施例中,通过第一中间板N实现第三流道S5与第一流道S7的连通,以及第四流道S6和第七流道S3的连通。具体地,第一中间板N具有第一通孔N1、第二通孔N2和第三通孔N3,第一通孔N1、第二通孔N2和第三通孔N3分别沿第一中间板N的厚度方向贯穿第一中间板N。第一通孔N1连通第一流道S7的出口和第三流道S5的入口,第二通孔N2连通第三流道S5的出口,第三通孔N3连通第四流道S6的入口。第五板I的第二十孔口K1、第六板J的第二十孔口K1及第一通孔N1在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,第一通孔N1连通第五孔道41和第二孔道82。第五板I的第二十一孔口K3、第六板J的第二十一孔口K3、第一板A的第十三孔口H5、第二板B的第十三孔口H5、第三板C的第十三孔口H5、第四板D的第十三孔口H5及第三通孔N3在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,第三通孔N3连通第七孔道43和第十三孔道32。第一中间板N既用于构成过冷部8和蒸发部3,也用于构成中间换热部4,还可实现两个空间的连通,尽可能减少零部件数量,简化结构,换热集成装置7结构紧凑,有利于小型化。
底板G、第五板I和第六板J均包括第五板部P5,第五板I的第五板部P5、第六板J的第五板部P5、底板G的第五板部P5和第一中间板N堆叠形成中间换热部4。
在第五板I和第六板J,第二十孔口K1、第八孔口K2、第二十一孔口K3及第二十二孔口K4均设于第五板部P5,第六板J的第五板部P5的正面与第五板I的第五板部P5的反面之间形成第三板间通道,同一第六板J的第五板部P5的反面与另一个第五板I的第五板部P5的正面之间形成第四板间通道。
换热集成装置7还包括节流部5,节流部具有第一开口51和第二开口52,第一开口51和第二开口52分别与节流部5的内腔连通,节流部5具有节流能力;第三流道S5的出口与第一开口51连通,第七流道S3的入口与第二开口52连通。节流部5与底板G密封连接,节流部5可以为节流阀或膨胀阀,例如电子膨胀阀。
第五板I和第六板J均包括第二连通孔口K5,第五板I的第二连通孔口K5、第六板J的第二连通孔口K5和底板G的第五通孔G2在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,第五板I的第二连通孔口K5和第六板J的第二连通孔口K5层叠形成第二连通孔道45。第二连通孔道45与第七流道S3的入口连通,底板G的第五通孔G2连通第二连通孔道45和节流部5的第二开口52。底板G位于中间换热部4远离第一中间板N的一侧,底板G具有第四通孔G1和第五通孔G2,第四通孔G1和第五通孔G2分别沿底板G的厚度方向贯穿底板G。第一开口51与第四通孔G1连通,第四通孔G1与第三流道S5的出口连通,第二开口52与第五通孔G2连通,第五通孔G2与第七流道S3的入口连通。
第五板I的第八孔口K2、第六板J的第八孔口K2、第四通孔G1及第一开口51在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,第四通孔G1连通第一孔道42和第一开口51。第五板I的第二连通孔口K5、第六板J的第二连通孔口K5、第一板A的第十二孔口H4、第二板B的第十二孔口H4、第三板C的第十二孔口H4、第四板D的第十二孔口H4、第二通孔N2、第五通孔G2及第二开口52在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,第二通孔N2连通第二连通孔道45和第十二孔道31,第二通孔N2连通第二连通孔道45和第二开口52。为了便于换热集成装置7的安装,以及便于换热集成装置7和其他部件的连接,换热集成装置7靠近底板G的一侧无孔道的开口,换热集成装置7的所有对外的接口均设置于顶板E。与换热集成装置7相连接的外接管路均位于靠近顶板E的一侧,底板G一侧便于实现换热集成装置7的安装。
为了将第四流道S6的出口延续至顶板E,换热集成装置7具有第一连通孔道22,第一连通孔道22沿换热集成装置7的厚度方向延伸,第一连通孔道22贯穿储液部2和过冷部8的厚度方向的两侧,第一连通孔道22在第二中间板M、第一中间板N和顶板E均形成有开口。第一连通孔道22与储液腔21在储液部2中相互隔离,第一连通孔道22与第八孔道44连通。
顶板E还具有第六孔口E6,第一板A和第二板B均具有第一连通孔口H9,第一板A的第一连通孔口H9和第二板B的第一连通孔口H9层叠形成第一连通孔道22。第二中间板M具有第七通孔M4,第九通孔M4沿第二中间板M的厚度方向贯穿第二中间板M。第三板C和第四板D均具有第七孔口H14。第一中间板N具有第十通孔N4。顶板E的第六孔口E6、第一板A的第一连通孔口H9、第二板B的第一连通孔口H9、第二中间板M的第九通孔M4、第三板C的第七孔口H14、第四板D的第七孔口H14和第一中间板N的第十通孔N4在换热集成装置7的厚度方向上对应设置,顶板E的第六孔口E6、第一板A的第一连通孔口H9、第二板B的第一连通孔口H9、第二中间板M的第九通孔M4、第三板C的第七孔口H14和第四板D的第七孔口H14层叠形成第一连通孔道22,第十通孔N4连通第一连通孔道22和第八孔道44。
本申请的换热集成装置7包括十种板片,先按照设计要求,冲压出十种板片,然后按照预设的规则将板片堆叠好,通过一次焊接工艺,即可制备出换热集成装置7,生产效率高,生产成本低。
本实施例中,第一板部P3、第二板部P4、第三板部P2、第四板部P1和第五板部P5除设置孔口的部分外均为平板。可选的,在冲压步骤中,可以在板片上形成凸点、人字波等结构,或者,冲压形成U形流的凸筋,以便于加强换热效果。
根据本申请的热管理系统一个实施例,参照图1至图2,热管理系统主要用于通常对冷量和热量进行管理,以便满足整车范围内的冷量和热量的需求,如舱内空间的制冷/制热需求、电机的冷却需求、电池的加热/冷却需求等。其中,一部分冷量/热量是通过如运行制冷剂循环回路、启动加热器、冷却液自身携带冷量等方式供给的,一部分热量是通过如回收其他部分的冷量/热量的方式获得的。其中,将热管理系统中的一部分部件进行集成,便可成换热集成装置7。
热管理系统的各个组件通过管路连接形成两大系统,分别是制冷剂系统和冷却液系统,制冷剂系统和冷却液系统相互隔离不连通。制冷剂系统中流通制冷剂,冷却液系统流通冷却液,制冷剂可以是R134A或二氧化碳或其它换热介质,冷却液可以是乙醇和水的混合溶液或其他冷却介质。
本申请中,热管理系统包括压缩机6和上述任一实施例的换热集成装置7,可以根据实际需求对换热集成装置7的结构进行调整,为便于描述,本实施例以换热集成装置7包括节流部5为例进行说明。
冷凝部1和蒸发部3分别用于实现制冷剂和冷却液的换热,中间换热部4用于实现同一回路中的两处制冷剂的换热。过冷部8用于实现将制冷剂冷却至低于其饱和温度的状态。第一流道S7、第五流道S1、第七流道S3、第三流道S5和第四流道S6连接于制冷剂系统,第二流道S8、第六流道S2和第八流道S4连接于冷却液系统。压缩机6的出口与换热集成装置7的第九孔道11连通,压缩机6的入口与换热集成装置7的第一连通孔道22连通。本申请的热管理系统为全回路系统,如图1至图5所示,制冷剂的流动路径如下:
从压缩机6的出口流出,经冷凝部1的第五流道S1、储液部2的储液腔21、过冷部8的第一流道S7、中间换热部4的第三流道S5、节流部5的第一开口51、节流部5的内腔、节流部5的第二开口52、蒸发部3的第七流道S3、中间换热部4的第四流道S6,进入压缩机6的入口。
参照图1至图10,热管理系统处于运行状态,换热集成装置7中的制冷剂的流动路径如下:制冷剂从第九孔道11流入换热集成装置7,顺着多个第五板间通道流向储液腔21;流经储液腔21后,从第八通孔M3进入第六孔道81,顺着多个第一板间通道流向第二孔道82,从第一通孔N1进入第五孔道41,顺着多个第三板间通道流向第一孔道42;然后依次流经第四通孔G1和第一开口51后进入节流部5的内腔,通过节流部5实现节流;节流后的制冷剂依次流经第二开口52、第五通孔G2、第二连通孔道45、第二通孔N2后进入第十二孔道31,顺着多个第七板间通道流向第十三孔道32;然后从第三通孔N3进入第七孔道43,顺着多个第四板间通道流向第八孔道44;然后从第十通孔N4进入第一连通孔道22,最后流出换热集成装置7。
冷凝部1用作水冷冷凝器,用于加热冷却液。过冷部8用于将制冷剂冷却至低于其饱和温度的状态,进一步减少制冷剂所带来的热量,从而提高制冷系统的能效。蒸发部3用作水冷蒸发器,用于降低冷却液温度。中间换热部4用作中间换热器,用于实现较高温制冷剂与较低温制冷剂的换热。储液部2用作储液器,可以存储制冷剂。冷却液系统可根据需求进行设计,本申请不予限制。
本申请热管理系统为全回路系统,可减少制冷剂的充注量,泄漏率更低,更有利于制冷剂系统的集成。使用集成度较高的换热集成装置7,使得热管理系统的占用空间较小。
本申请中两个部件之间的“连接”可以是直接连接,也可以是通过管路连接,两个部件之间可以仅设有管路,也可以两者之间除管路外还设有阀装置或其他部件。同样的,本申请中两个部件之间的“连通”可以是直接连通,也可以是通过管路实现连通,两个部件之间可以仅设有管路连通,也可以两者之间还设有阀装置或其他部件后连通。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种换热集成装置,其特征在于,包括:多个板片,所述多个板片堆叠形成过冷部和中间换热部;
所述过冷部具有相互隔离的第一流道和第二流道,所述中间换热部具有相互隔离的第三流道和第四流道,所述第一流道的出口能够与所述第三流道的入口连通。
2.如权利要求1所述的换热集成装置,其特征在于,所述多个板片包括第一中间板;
所述第一中间板具有第一通孔、第二通孔和第三通孔,所述第一通孔连通所述第一流道的出口和所述第三流道的入口,所述第二通孔连通所述第三流道的出口,所述第三通孔连通所述第四流道的入口。
3.如权利要求2所述的换热集成装置,其特征在于,所述多个板片还包括底板,所述底板位于所述中间换热部远离所述第一中间板的一侧,所述底板具有第四通孔和第五通孔;
所述换热集成装置还包括节流部,所述节流部具有第一开口和第二开口,所述第一开口和所述第二开口分别与所述节流部的内腔连通;
所述节流部与所述底板密封连接,所述第一开口与所述第四通孔连通,所述第四通孔与所述第三流道的出口连通,所述第二开口与所述第五通孔连通,所述第五通孔与所述第三流道的入口连通。
4.如权利要求3所述的换热集成装置,其特征在于,所述多个板片还堆叠形成储液部和冷凝部,所述储液部具有储液腔,所述储液腔能够与所述第一流道的入口连通,所述冷凝部具有相互隔离的第五流道和第六流道,所述第五流道的出口能够与所述储液腔连通;
所述储液部和所述冷凝部位于所述过冷部远离所述中间换热部的一侧,所述多个板片还包括第二中间板,所述第二中间板位于所述过冷部与所述储液部之间;
所述第二中间板具有第六通孔、第七通孔和第八通孔,所述第六通孔连通所述第六流道的入口,所述第七通孔连通所述第六流道的出口,所述第八通孔连通所述储液腔和所述第一流道的入口。
5.如权利要求4所述的换热集成装置,其特征在于,所述多个板片还堆叠形成蒸发部,所述蒸发部具有相互隔离的第七流道和第八流道,所述第三流道的出口与所述第七流道的入口连通,所述第七流道的出口与所述第四流道的入口连通;
所述蒸发部与所述中间换热部之间具有所述第一中间板,所述多个板片还包括顶板,所述蒸发部位于所述第一中间板和所述顶板之间,所述蒸发部、所述过冷部和所述中间换热部位于所述顶板的同侧;
所述顶板具有第一孔口、第二孔口、第三孔口、第四孔口和第五孔口,所述第一孔口连通所述第五流道的入口,所述第二孔口连通所述第六流道的入口,所述第三孔口连通所述第六流道的出口,所述第四孔口连通所述第八流道的入口,第五孔口连通所述第八流道的出口。
6.如权利要求5所述的换热集成装置,其特征在于,所述多个板片还包括多个第一板、多个第二板、多个第三板、多个第四板、多个第五板和多个第六板,沿所述换热集成装置的厚度方向,所述第一板和所述第二板交替堆叠,所述第三板和所述第四板交替堆叠,所述第五板和所述第六板交替堆叠;
所述第一板和所述第二板堆叠形成所述储液部和所述冷凝部,所述第一板、所述第二板、所述第三板、所述第四板和所述第二中间板堆叠形成所述蒸发部,所述第五板和所述第六板堆叠形成所述中间换热部。
7.如权利要求6所述的换热集成装置,其特征在于,所述顶板还具有第六孔口,所述第一板和所述第二板均具有第一连通孔口,所述第二中间板还具有第九通孔,所述第三板和所述第四板均具有第七孔口,所述第一中间板具有第十通孔,所述顶板的所述第六孔口、所述第一板的所述第一连通孔口、所述第二板的所述第一连通孔口、所述第二中间板的所述第九通孔、所述第三板的所述第七孔口、所述第四板的所述第七孔口和所述第一中间板的所述第十通孔层叠形成第一连通孔道,所述第一连通孔道与所述第四流道的出口连通。
8.如权利要求6或7所述的换热集成装置,其特征在于,所述第五板和所述第六板均包括第二连通孔口,所述第五板的所述第二连通孔口、所述第六板的所述第二连通孔口和所述底板的所述第五通孔在所述换热集成装置的厚度方向上对应设置,所述第五板的所述第二连通孔口和所述第六板的所述第二连通孔口层叠形成第二连通孔道,所述第二连通孔道与所述第七流道的入口连通,所述底板的所述第五通孔连通所述第二连通孔道和所述节流部的所述第二开口。
9.如权利要求8所述的换热集成装置,其特征在于,所述第五板和所述第六板均包括第八孔口,所述第五板的所述第八孔口、所述第六板的所述第八孔口和所述底板的所述第四通孔在所述换热集成装置的厚度方向上对应设置,所述第五板的所述第八孔口和所述第六板的所述第八孔口层叠形成第一孔道,所述第一孔道与所述第三流道的出口连通,所述底板的所述第四通孔连通所述第四通孔和所述节流部的所述第一开口。
10.一种热管理系统,其特征在于,包括压缩机和权利要求1至9任一项所述的换热集成装置,所述热管理系统处于运行状态时,所述压缩机的出口能够与所述第一流道的入口连通。
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