CN202562136U

CN202562136U - 一种用于热泵空调的平行流换热器

Info

Publication number: CN202562136U
Application number: CN2011204539304U
Authority: CN
Inventors: 徐龙贵; 程志明; 李丰; 黄小军; 伍光辉
Original assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: Midea Group Co Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2021-11-16

Abstract

本实用新型是一种用于热泵空调的平行流换热器。包括上集流管、下集流管、若干扁管、过渡管，若干扁管分别设置在上集流管与下集流管之间，若干扁管的上下两端分别与上集流管及下集流管相通，相邻两根扁管之间设有翅片，上集流管上连接有进口管，下集流管上连接有出口管,最外侧的其中一根扁管上固定有容器，出口管及过渡管的一端均插入容器,且出口管沿制冷时制冷剂流动方向的插入深度高于过渡管插入容器的深度，出口管的另一端与空调系统的截流装置相通，过渡管的另一端通过毛细管与下集流管相通。本实用新型解决了作为热泵机室外侧换热器时在制冷与制热工况不同情况下参与系统循环制冷剂量不一致的问题。

Description

一种用于热泵空调的平行流换热器

技术领域

本实用新型属于空调制造技术领域，尤其涉及一种用于热泵空调的平行流换热器。

背景技术

现有空调平行流换热器输入输出管与集流管的连接位置均在扁管下方，如图1所示,这就使得平行流换热器在作为室外蒸发器时，扁管3与下集流管2底部之间会存有一部分制冷剂，这一部分制冷剂并不参与到制热系统循环；另外，现有平行流换热器作为室外侧蒸发器时排水困难，分流容易出现不均匀，以至于参与系统循环的制冷剂量比其在作为室外侧冷凝器时参与系统循环的制冷剂量多。由于以上两个因素影响，使得平行流换热器在作为室外冷凝器的时候，参与系统循环的制冷剂量偏多，导致压力偏高，功率偏高，能效偏低现象，这就大大限制了平行流换热器在热泵型空调器上的应用。

发明内容

针对现有技术不足和缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于热泵空调的平行流换热器，以解决平行流换热器作为热泵机室外侧换热器时在制冷与制热工况不同情况下参与系统循环制冷剂量不一致的问题；同时使其在作为蒸发器时有较高的换热效率，并且有工艺简单的特点。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的用于热泵空调的平行流换热器，包括有上集流管、下集流管、若干扁管、翅片、进口管、出口管、容器、毛细管、过渡管，其中能使制冷剂通过的若干扁管分别设置在上集流管与下集流管之间，若干扁管的上下两端分别与上集流管及下集流管相通，相邻两根扁管之间设有传热翅片，上集流管上连接有进口管，下集流管上连接有出口管, 最外侧的其中一根扁管上固定有容器，出口管及过渡管的一端均插入容器,且出口管沿制冷时制冷剂流动方向的插入深度高于过渡管插入容器的深度，出口管的另一端与空调系统的截流装置相通，过渡管的另一端通过毛细管与下集流管相通，进口管的一端与上集流管相通，进口管的另一端与空调系统的四通阀相通。

上述最左边及最右边的扁管分别为左加强管及右加强管，左加强管及右加强管为不通过制冷剂的加强管。

上述容器通过焊接或者螺栓固定在左加强管上。

上述扁管插入下集流管的长度大于插入上集流管的长度，并且尽可能让扁管靠近下集流管底部。

上述毛细管是过渡管上直接打出的喷孔，喷孔的横截面形状是圆形，或方形，或五角星形，过渡管上打出一个喷孔，或是多个喷孔。

上述下集流管上设有将下集流管分成n部分的隔片，每部分上分别设有毛细管，各个毛细管的一端与过渡管相通，各个毛细管的另一端与下集流管的各部分相通。

上述各个毛细管的另一端通过多路出口管与下集流管的各部分相通。

上述毛细管是多路出口管上直接打出的喷孔，喷孔的横截面形状是圆形，或方形，或五角星形，多路出口管上打出一个喷孔，或是多个喷孔。

上述出口管顶部与下集流管底部之间的高度差为h，上述高度差h 大于等于m_h- m_c在制冷工况时所述换热器内系统压力情况下的容器内制冷剂液面高度，其中换热器在制冷工况下，空调系统性能达到最佳的情况下参与制冷循环的制冷剂量为m_c, 在制热工况下，空调系统性能达到最佳的情况下参与制冷循环的制冷剂量为m_h。

本实用新型的积极效果：

本实用新型由于采用在换流器上设置的沿制冷时制冷剂流动方向的出口管顶部距下集流管底部有一定高度h，使得平行流换热器作为室外侧冷凝器时，制冷剂从扁管上冷却后落入到下集流管甚至是换热器附带的容器中，待到制冷剂液面漫到出口管顶部后才会从出口管进入到空调系统的截流装置，这样从下集流管底部到出口管顶部间制冷剂就不参与到制冷循环，制冷系统的运行压力及功率就不会因整个系统制冷剂量偏多而偏高。平行流换热器作为室外侧蒸发器时，制冷剂由出口管进入到下集流管，待到制冷剂液面漫到扁管端部，进入到扁管中蒸发换热，扁管到下集流管底部之间的制冷剂仍不参与制热循环，扁管插入下集流管深度越深，此部分制冷剂越少，整个系统的制冷剂量也就越少。另外，系统中的制冷剂在进入容器或者下集流管后气液两相制冷剂出现分层，液滴由于重力作用存在容器或者下集流管底部，从而保证进入蒸发器入口扁管的制冷剂基本为液态，制冷剂在扁管上的分布更为均匀。

此外，本实用新型在出口管上设置毛细管作为喷射装置，在换热器作为热泵空调室外侧蒸发器时，制冷剂进入下集流管后流速加快，气液两相分布更为均匀，并有喷射增焓的趋势，可明显提高换热器的换热量。本实用新型所涉及的换热器既可以用作冷凝器，也可用作蒸发器。

附图说明

图1为现有平行流换热器的局部示意图。

图2为本实用新型实施例1的示意图。

图3为本实用新型实施例２的示意图。

图中：

（1）：上集流管；（2）：下集流管；（3）：扁管；（4）：翅片；（5）：进口管；（6）：出口管；（7）：容器；（8）：毛细管；(9):左加强管；(10):右加强管。(11)：过渡管；（12）：多路出口管：（13）：隔片

具体实施方式：

如图2示出了作为换热器示例的单排一回路平行流换热器，本实用新型的用于热泵空调的平行流换热器，包括有上集流管1、下集流管2、若干扁管3、翅片4、进口管5、出口管6、容器7、毛细管8、过渡管11，其中能使制冷剂通过的若干扁管3分别设置在上集流管1与下集流管2之间，若干扁管3的上下两端分别与上集流管1及下集流管2相通，相邻两根扁管3之间设有传热翅片4，上集流管1上连接有进口管5，下集流管2上连接有出口管6, 其中最外侧的其中一根扁管3上固定有容器7，出口管6及过渡管11的一端均插入容器7,且出口管6沿制冷时制冷剂流动方向的插入深度高于过渡管11插入容器7的深度，出口管6的另一端与空调系统的截流装置相通，过渡管11的另一端通过毛细管8与下集流管2相通，进口管5的一端与上集流管1相通，进口管5的另一端与空调系统的四通阀相通。

上述最左边及最右边的扁管分别为左加强管9及右加强管10，左加强管9及右加强管10为不通过制冷剂的加强管。

根据本实用新型的换热器可以是平行流换热器或任何合适的其他换热器，例如，两个回路或者多回路微通道平行流换热器,下面作为示例，分别描述单排单回路和多回路的微通道平行流换热器。

1）单排单回路平行流换热器

如图2所示，本实用新型的换热器包括上集流管1，下集流管2，扁管3，翅片4，进口管5，出口管6，容器7，毛细管8，左加强管9，右加强管10，过渡管11。容器7可以通过焊接或者螺栓等固定在左加强管上，该实施例所选容器为圆柱形状，沿制冷时制冷剂流动方向的出口管6插入容器长度高于过渡管11插入容器长度，两者间的高度差为h′，h′的值由以下公式确认：

ｈ′=（m_h-m_c-m_s）/(ρ×s)

式中：m_h,制热性能最佳时系统所需制冷剂量。

m_c,制冷性能最佳时系统所需制冷剂量。

m_s, 制冷性能最佳时系统对应冷凝器出口压力下下集流管所能贮存制冷剂量。

ρ，制冷性能最佳时系统对应冷凝器出口压力下制冷剂密度。

s，圆柱形容器底面积。

制冷时，高温高压的制冷剂气体从压缩机排气口出来由进口管5进入到上集流管1，通过微通道扁管3将热量传到翅片4与周围空气换热后变成高温高压制冷剂液体，然后流入下集流管2中，再经毛细管8进入到容器7中，待到容器中的制冷剂液体液面高度达到出口管6顶端时才流到系统的节流装置节流成低温低压液体，最后流入室内侧蒸发器蒸发成低温低压气体后吸入到压缩机的回气端。整个系统运行时下集流管2及容器7中的制冷剂液体不参与循环，这符合平行流冷凝器换热时所需制冷剂少的特点，制冷系统压力不因制冷剂多而偏高，对应的制冷功率也不会偏高。

制热时，低温低压液体从截流装置出来由出口管6进入到容器7中，由于闪蒸作用，进入容器7的制冷剂为气液两相，由于液相密度大，存在容器7的底部，经过毛细管8喷射加速后进入下集流管2，而后进入扁管3蒸发并将热量传给翅片4后散到空气中去，蒸发完的气态制冷剂进入到上集流管1中，再经入口管5进入到压缩机吸气管。整个系统的制冷剂除了下集流管中扁管端部到下集流管底部间除外，其他都参与到系统循环，保证系统的制热量。插入下集流管中的扁管插入深度越深，不参与系统循环的制冷剂量就越少，整个系统的制冷剂量也可以减少。

当然，为了使系统不参与制热循环的制冷剂尽可能减少，也可以把下集流管改为矩形管，或者D型管，或者将扁管端口改为适合下集流管形状的圆型截面；容器也可以是其他形状的。以上这些改进均落在本专利保护范围之内。

2）单排多路平行流换热器

如图3所示，本实用新型的换热器包括上集流管1，下集流管2，扁管3，翅片4，进口管5，出口管6，容器7，毛细管8，左加强管9，右加强管10，过渡管11，多路出口管12，隔片13。容器7可以通过焊接或者螺栓等固定在左加强管上，该实施例所选容器为圆柱形状，出口管6插入容器深度高于进口管8插入容器深度，两者间的高度差为h′，h′根据上述实施例1中公式确认。

制冷时，高温高压的制冷剂气体从压缩机排气口出来由进口管5进入到上集流管1，通过微通道扁管3将热量传到翅片4与周围空气换热后变成高温高压制冷剂液体，然后流入下集流管2中，被下集流管2中的隔片13分割成n部分，每部分制冷剂分别从多路出口管12出来经各分路毛细管8后汇总，再经过渡管11进入到容器7中，待到容器中的制冷剂液体液面高度达到出口管6顶端时才流到系统的节流装置节流成低温低压液体，最后流入室内侧蒸发器蒸发成低温低压气体后吸入到压缩机的回气端。整个系统运行时下集流管2及容器7中的制冷剂液体不参与循环，因此整个系统的压力不至于偏高。

制热时，低温低压液体从节流装置进到出口管6，而后进入到容器7中，由于闪蒸作用，进入容器7的制冷剂为气液两相，由于液相密度大，存在容器7的底部，经过分流毛细管8喷射加速后分别进入下集流管2，而后进入扁管3蒸发并将热量传给翅片4后散到空气中去，蒸发完的气态制冷剂进入到上集流管1中，再经进口管5进入到压缩机吸气管。整个系统的制冷剂除了下集流管中扁管端部到下集流管底部间的之外都参与到系统循环，保证系统的制热量。插入下集流管中的扁管插入深度越深，不参与系统循环的制冷剂量就越少，整个系统的制冷剂量也可以减少。对于扁管数量比较多的情况下通过增加隔片13使得换热器的分流更为均匀。

当然喷射装置可以放在其他地方，比如集流管内侧，总之，越靠近下集流管进入下集流管制冷剂气液混合越均匀，流速也快，进入各扁管的制冷剂也就越均匀。上集流管也可以用隔片分成与下集管对应的n部分，每个部分再设置进口管。以上的这些改进显然也落在本专利保护范围之内。

Claims

1.一种用于热泵空调的平行流换热器，包括有上集流管(1)、下集流管(2)、若干扁管(3)、翅片(4)、进口管(5)、出口管(6)、容器(7)、毛细管(8)、过渡管（11），其中能使制冷剂通过的若干扁管(3)分别设置在上集流管(1)与下集流管(2)之间，若干扁管(3)的上下两端分别与上集流管(1)及下集流管(2)相通，相邻两根扁管(3)之间设有传热翅片(4)，上集流管(1)上连接有进口管(5)，下集流管(2)上连接有出口管(6), 其特征在于最外侧的其中一根扁管(3)上固定有容器(7)，出口管(6)及过渡管(11)的一端均插入容器(7),且出口管（6）沿制冷时制冷剂流动方向的插入深度高于过渡管(11)插入容器(7) 的深度，出口管（6）的另一端与空调系统的截流装置相通，过渡管(11)的另一端通过毛细管(8)与下集流管(2)相通，进口管(5)的一端与上集流管(1)相通，进口管(5)的另一端与空调系统的四通阀相通。

2.根据权利要求1所述的用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述最左边及最右边的扁管分别为左加强管(9)及右加强管(10)，左加强管(9)及右加强管(10)为不通过制冷剂的加强管。

3.根据权利要求1所述的用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述容器(7)通过焊接或者螺栓固定在左加强管(9)上。

4.根据权利要求1所述的用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述扁管(３)插入下集流管（２）的长度大于插入上集流管（１）的长度，并且尽可能让扁管靠近下集流管底部。

5.根据权利要求1至4任一项所述用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述毛细管(8)是过渡管（11）上直接打出的喷孔，喷孔的横截面形状是圆形，或方形，或五角星形，过渡管（11）上打出一个喷孔，或是多个喷孔。

6.根据权利要求1至4任一项所述的用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述下集流管(2)上设有将下集流管（2）分成n部分的隔片（1３），每部分上分别设有毛细管(8)，各个毛细管(8)的一端与过渡管（11）相通，各个毛细管(8)的另一端与下集流管（2）的各部分相通。

7.根据权利要求5所述用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述各个毛细管(8)的另一端通过多路出口管(12)与下集流管（2）的各部分相通。

8.根据权利要求7所述用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述毛细管(8)是多路出口管（1２）上直接打出的喷孔，喷孔的横截面形状是圆形，或方形，或五角星形，多路出口管（12）上打出一个喷孔，或是多个喷孔。

9.根据权利要求8所述用于热泵空调的平行流换热器，其特征在于上述出口管（6）顶部与下集流管(2)底部之间的高度差为h，上述高度差h 大于等于m_h- m_c在制冷工况时所述换热器内系统压力情况下的容器内制冷剂液面高度，其中换热器在制冷工况下，空调系统性能达到最佳的情况下参与制冷循环的制冷剂量为m_c, 在制热工况下，空调系统性能达到最佳的情况下参与制冷循环的制冷剂量为m_h。