CN206410372U - 二氧化碳气冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提高了一种二氧化碳气冷器，属于热交换设备领域，其包括第一外层成型板、第二外层成型板以及中间成型板，中间成型板的数量为大于零的偶数个，每个中间成型板包括相对的第一板面和第二板面，相邻的两个第一板面之间形成第一热交换通道，相邻的两个第二板面之间形成第二热交换通道；二氧化碳气冷器包括成对的第一进口和第一出口以及成对的第二进口和第二出口，第一外层成型板和与其相贴合的第一板面之间形成第一热交换通道，第二外层成型板和与其相贴合的第一板面之间形成第一热交换通道。其结构简单合理，能够承受较大的工作压力，工作安全可靠，且热交换效率高，提高了能源的利用率。

Description

二氧化碳气冷器

技术领域

本实用新型涉及热交换设备领域，具体而言，涉及一种二氧化碳气冷器。

背景技术

目前，市面上应用范围较广的冷凝器有风冷冷凝器和冷却液冷冷凝器，冷凝器为制冷系统的机件，属于热换器的一种，能够把气体或者蒸气转变成液体，将热量释放出来，冷凝器工作过程是放热的过程。

发明人在研究中发现，传统的制冷系统在使用过程中至少存在如下缺点：

传统的制冷系统因为使用的制冷剂为CO2，对应冷凝器的爆破压力要求较高，而传统制冷剂R134a用的冷凝器爆破压力不能够满足压力要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳气冷器，用于CO2空调系统，主要目的是加热冷却液，为乘员舱提供制热，降低制冷剂的过热度，从而减少冷凝器的尺寸；其结构简单合理，能够承受较大的工作压力，工作安全可靠，且热交换效率高，提高了能源的利用率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型提供了一种二氧化碳气冷器，

包括第一外层成型板、第二外层成型板以及中间成型板，所述中间成型板的数量为大于零的偶数个，其中：

所述中间成型板位于所述第一外层成型板和所述第二外层成型板之间，每个所述中间成型板包括相对的第一板面和第二板面，相邻的两个所述第一板面之间形成第一热交换通道，相邻的两个所述第二板面之间形成第二热交换通道；所述二氧化碳气冷器包括成对的第一进口和第一出口以及成对的第二进口和第二出口，所述第一外层成型板和与其相贴合的所述第一板面之间形成所述第一热交换通道，所述第二外层成型板和与其相贴合的所述第一板面之间形成所述第一热交换通道；每个所述第一热交换通道连通所述第一进口和所述第一出口，每个所述第二热交换通道连通所述第二进口和所述第二出口。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一外层成型板的一板面设置有第一凹槽，所述第一进口和所述第一出口位于所述凹槽的槽底，且分别贯穿所述第一外层成型板；所述第一板面设置有与所述第一凹槽相匹配的第二凹槽，所述第一外层成型板与所述中间成型板相盖合令所述第一凹槽与所述第二凹槽形成所述第一热交换通道。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一凹槽内设置有多个第一隔条，相邻两个所述第一隔条之间构成第一子通道，多个所述第一子通道的两端分别连通所述第一进口和所述第一出口；所述第二凹槽内设置有多个第二隔条，相邻两个所述第二隔条之间构成第二子通道，对应的所述第一子通道和所述第二子通道构成管状的通道。

在本实用新型较佳的实施例中，多个所述第一隔条平行设置，且每个所述第一隔条的两端与所述第一凹槽的槽壁之间间隔设置，对应的，多个所述第二隔条平行设置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一外层成型板为矩形板，所述中间成型板为矩形板，所述第一凹槽和所述第二凹槽均设置为矩形槽，所述第一隔条平行于所述第一外层成型板的长度方向，所述第一进口和所述第一出口位于所述第一外层成型板的一长度侧边的两端，第二进口和第二出口位于所述第一外层成型板的另一长度侧边的两端。

在本实用新型较佳的实施例中，所述中间成型板的第二板面设置有第三子通道，两个所述第三子通道构成所述第二热交换通道。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第三子通道沿其长度方向具有弯折部。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第三子通道设置有多个所述弯折部，且所述第三子通道沿其长度方向呈迂回状，所述第三子通道的横截面的轮廓为半圆形。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一外层成型板与所述第二外层成型板之间具有多个所述第一热交换通道以及多个所述第二热交换通道，多个所述第一热交换通道与多个所述第二热交换通道上下交错设置，多个所述第一热交换通道的对应的端部相连通，多个所述第二热交换通道的对应的端部相连通；所述第一外层成型板与所述中间成型板、相邻的所述中间成型板以及所述中间成型板与所述第二外层成型板之间通过钎焊的方式固定连接。

在本实用新型较佳的实施例中，同一所述中间成型板的所述第一热交换通道的底部与所述第二热交换通道的底部之间的距离为0.5mm－1.5mm。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实用新型实施例提供了一种二氧化碳气冷器，其结构简单合理，加工制造方便，制造成本低，同时，其能够承受较大的工作压力，整个设备工作时安全可靠，提高了热量的利用率，节省了能源。具体如下：

本实施例提供的二氧化碳气冷器，包括第一外层成型板、第二外层成型板以及至少一个中间成型板，中间成型板位于第一外层成型板和第二外层成型板之间，第一外层成型板和中间成型板之间形成了第一热交换通道，第一热交换通道具有两端，分别与第一外层成型板上的第一进口和第一出口相连通，第二外层成型板和中间成型板相贴合，两个板面之间形成了第二热交换通道，该第二热交换通道的两端分别与第一外层成型板上的第二进口和第二出口相连通。实际使用时，第一热交换通道和第二热交换通道内分别通入不同的介质，第一热交换通道内的介质从第一进口进入，从第一出口流出，第二热交换通道内的介质从第二进口进入，从第二出口流出，在介质流动过程中，两个热交换通道内的介质完成热量的交换。具体的，两种介质分别为冷却液和压缩的二氧化碳气体，压缩的二氧化碳气体具有较高的温度，且对成型板具有较大的工作压力，成型板结构便于加工，且便于固定连接在一起，能够承受二氧化碳产生的较大压力，二氧化碳将其热量传递给冷却液，冷却液温升高，然后通过散热器将热量散发出来，实现了一定范围内的升温。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的二氧化碳气冷器的爆炸图；

图2为本实用新型实施例的二氧化碳气冷器的截面图；

图3为本实用新型实施例的第一外层成型板的示意图；

图4为本实用新型实施例的第一外层成型板的轴测图；

图5为本实用新型实施例的中间成型板的一侧向视图；

图6为本实用新型实施例的中间成型板的另一侧向视图；

图7为本实用新型实施例的第二外层成型板的示意图；

图8为本实用新型实施例的二氧化碳气冷器的变形结构图；

图9为本实用新型实施例的对应图8的爆炸图。

图中：

第一外层成型板100，第一热交换通道110，第一进口120，第一出口130，第二进口140，第二出口150，第一凹槽160，第一隔条170，第一子通道171，

第二外层成型板200，第二热交换通道220，

中间成型板300，第二凹槽310，第二隔条320，第二子通道321，第三子通道330，弯折部331。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种二氧化碳气冷器，安装在电动汽车上，用于CO2空调系统，主要目的是加热冷却液，为乘员舱提供制热，降低制冷剂的过热度，从而减少冷凝器的尺寸。实际使用时，二氧化碳气冷器是串联在风冷冷凝器前面，也相当于一个小冷凝器，所以能够减少风冷冷凝器的尺寸。二氧化碳气冷器包括第一外层成型板100、第二外层成型板200以及至少一个中间成型板300。

第一外层成型板100设计为矩形板，其结构简单合理，便于制造加工。第一外层成型板100的结构尺寸按需设置，适合不同的使用环境，加工时灵活多变。第一外层成型板100的板面可以设置有第一热交换通道110，将第一外层成型板100和中间成型板300相贴合后，第一热交换通道110能够实现介质的流动，将第一热交换通道110直接加工在第一外层成型板100的板面，节省了加工工序，加工时更加方便快捷。该方案中，还可以在中间成型板300的板面上设置第一热交换通道110，第一外层成型板100起到一个密封的作用，也可以节省加工工序。但是，上述两种加工方式，只能够针对中间设置有一层中间成型板300的情况，而这种组合结构能够实现的热交换量小，适用的范围小。

请参阅图2和图3，为了提高热交换量，提高整个设备的使用范围，该实施例的优选方案中，在第一外层成型板100的一板面设置第一凹槽160，其另一板面为光滑的平面，不需要进行多余的加工，节省了加工工序，且增强了结构强度。在中间成型板300的一板面设置于第一凹槽160相匹配的第二凹槽310，第一外层成型板100和中间成型板300均为矩形板，尺寸相同，便于配合安装，第一外层成型板100和中间成型板300贴合后，通过钎焊固定连接，结构强度高，使用寿命长，且相贴合后，第一凹槽160和第二凹槽310相配合，形成了第一热交换流动通道。第一外层成型板100上设置有第一进口120和第一出口130，用于介质的流动，介质从第一进口120进入，从第一出口130流出。第一外层成型板100设置有第一凹槽160，将第一进口120和第一出口130设置在第一凹槽160的槽底，第一进口120和第一出口130贯穿第一外层成型板100的板面，介质从第一进口120流动进入第一凹槽160和第二凹槽310形成的第一热交换通道110，然后从第一出口130流出，介质流动方便。第一进口120和第一出口130优选设置为圆形孔，便于加工制造，便于密封处理。优选设置为，第一凹槽160和第二凹槽310分别为矩形槽，便于加工制造。

在实际使用时，为了保证介质稳定流动，同时，保证介质能够均匀的分布在第一热交换通道110内，实现最佳的热量交换，在第一凹槽160的槽底设置有多个第一隔条170，多个隔条将第一凹槽160分隔形成了多个流动区域，即相邻两个第一个隔条之间构成了第一子通道171，整个第一凹槽160内具有多个第一子通道171，多个子通道的两端都连通第一进口120和第一出口130，介质流动时，从第一进口120处流进，从多个第一子通道171流动到第一出口130。显然，为了便于第一隔条170的安装，将多个第一隔条170平行设置，第一隔条170的长度方向平行于第一外层成型板100的长度方向，也平行于矩形槽的长度方向。

请参阅图5和图6，中间成型板300为矩形板，其具有两个相对设置的第一板面和第二板面，中间成型板300的第一板面与第一外层成型板100相贴合后形成了一个第一热交换通道110，中间成型板300的第一板面设置有与第一外层成型板100上的第一凹槽160相匹配的第二凹槽310，第二凹槽310内设置有多个第二隔条320，第二隔条320的排布于第一隔条170的排布相同，多个第二隔条320平行设置，相邻两个第二隔条320之间形成第二子通道321，中间成型板300与第一外层成型板100贴合后，第一子通道171与对应的第二子通道321构成了管状的通道，多个管状的通道即形成了第一热交换通道110，介质在第一热交换通道110内流动。

请参阅5，中间成型板300的第二板面具有第三子通道330，中间成型板300位于第一外层成型板100和第二外层成型板200之间，分别与第一外层成型板100和第二外层成型板200相贴合，中间成型板300和第二外层成型板200之间通过钎焊固定连接，结构牢固可靠，加工方便。两个第三子通道330构成了第二热交换通道220，第一外层成型板100上设置有第二进口140和第二出口150，第二热交换通道220的两端分别与第二进口140和第二出口150连通，第一热交换通道110和第二热交换通道220内供不同的介质流动，实现热交换。实际加工时，第一进口120、第二进口140、第一出口130和第二出口150的位置不一定设置在第一外层成型板100上，能够实现介质在第一热交换通道110和第二热交换通道220内循环流动即可。

实际加工时，将第三子通道330加工为弯曲状或者折线状，即第三子通道330沿其长度方向具有弯折部331，也即，两个第三子通道330构成的第二热交换通道220沿其长度方向具有弯折部331，介质在第二热交换通道220内流动时，流动的时间更长，便于传递更多的热量，也便于热量的交换。进一步的，第三子通道330设置有多个弯折部331，第三子通道330沿其长度方向呈迂回状，第三子通道330设置有多个，对应的两个第三子通道330构成了完整的流动通道，第二热交换通道220由多个完整的流动通道组合而成，一次性能够供更多的介质流动，增加了热量的交换量。

进一步的，两个第三子通道330构成的流动通道的横截面为圆形，即第三子通道330的横截面为半圆形，两个半圆形通道构成了圆形的通道，能够承受更大的压力，使用时更加安全。

请参阅图7，示出了第二外层成型板的结构图，第二外层成型板上设置有第三子通道，第二外层成型板与与其贴合的中间成型板的第二板面上的第三子通道形成了第三通道，第二外层成型板上的第三子通道与中间成型板上的第三子通道结构相同，不进行详细说明。

在实际工作过程中，第一热交换通道110内通入冷却液，第二热交换通道220内通入压缩的二氧化碳气体，压缩后的二氧化碳气体温度高，在流动过程中，冷却液吸收二氧化碳的热量使得温度提升，即二氧化碳将热量传递给冷却液，然后，再通过散热器将升温的冷却液的热量散发出来，能够给一定的空间提升温度，实现了热量的交换。

请参阅图8和图9，为了适应不同的环境，满足更多量的热量的交换，该实施例的优选方案中，中间成型板300设置有多个，多个中间成型板300平行设置，且与第一外层成型板100、第二外层成型板200平行，即第一外层成型板100、多个中间成型板300和第二外层成型板200呈层叠方式排布，每个中间成型板300的两个板面分别设置有供介质流动的两种子通道，多个中间成型板300相贴合，采用钎焊固定连接，相邻两个中间成型板300之间由相应的子通道构成了第一热交换通道110或者第二热交换通道220，第一外层成型板100、多个中间成型板300和第二外层成型板200相应的板面之间具有第一热交换通道110和第二热交换通道220，多个第一热交换通道110与多个第二热交换通道220上下交错设置，保证热量的最大化的交换，提高了能源的利用率。为了便于介质的流动，多个第一热交换通道110对应的端部相连通，且分别与第一出口130和第一进口120连通，从一个位置供介质进入，另一个位置供介质流出，整体结构更加简单，便于加工，且便于控制流量。相应的，多个第二热交换通道220对应的端部相连通，且分别与第二出口150和第二进口140连通。

中间成型板300的两个板面都设置有子通道，因此，为了保证中间成型板300的结构强度，该实施例的优选方案中，同一中间成型板300的第一热交换通道110的底部与第二热交换通道220的底部之间的距离为0.5mm－1.5mm，也即，中间成型板300的最小壁厚为0.5mm－1.5mm，优选设置为1mm，保证介质流动时板材的结构强度足够，整个设备的使用更加安全。

本实施例中，将第一热交换通道110加工为多个隔条隔开的子通道，且将其设置在整个二氧化碳气冷器的最外层，即第一热交换通道110内供冷却液流动，冷却液流动时压力小，不需要对第一外层成型板100进行加强处理，节省了加工成本。显然，优选将中间成型板300设置为偶数个，这样，第一外层成型板100和第二外层成型板200与对应的中间成型板300构成的通道均可以设置为第一热交换通道110，不需要进行多余的加强处理。也即，第一热交换通道110和第二热交换通道220主要目的是供两种介质流动，且具体结构形态按需设置，可以是相同的结构，但是，为了保证气体和冷却液的不同介质的流动，提高热交换效率，因此，设计为不同结构。

本实施例提供的二氧化碳气冷器，在第一外层成型板与中间成型板处以及第二外层成型板与中间成型板处形成了第一热交换通道，第一热交换通道呈矩形槽状，供水流动；中间成型板之间形成了第一热交换通道和第二热交换通道，第二热交换通道为迂回状，供二氧化碳流动，整个气冷器的结构强度高，承受压力大，使用安全可靠。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二氧化碳气冷器，其特征在于，包括第一外层成型板、第二外层成型板以及中间成型板，所述中间成型板的数量为大于零的偶数个，其中：

所述中间成型板位于所述第一外层成型板和所述第二外层成型板之间，每个所述中间成型板包括相对的第一板面和第二板面，相邻的两个所述第一板面之间形成第一热交换通道，相邻的两个所述第二板面之间形成第二热交换通道；所述二氧化碳气冷器包括成对的第一进口和第一出口以及成对的第二进口和第二出口，所述第一外层成型板和与其相贴合的所述第一板面之间形成所述第一热交换通道，所述第二外层成型板和与其相贴合的所述第一板面之间形成所述第一热交换通道；每个所述第一热交换通道连通所述第一进口和所述第一出口，每个所述第二热交换通道连通所述第二进口和所述第二出口。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第一外层成型板的一板面设置有第一凹槽，所述第一进口和所述第一出口位于所述凹槽的槽底，且分别贯穿所述第一外层成型板；所述第一板面设置有与所述第一凹槽相匹配的第二凹槽，所述第一外层成型板与所述中间成型板相盖合令所述第一凹槽与所述第二凹槽形成所述第一热交换通道。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第一凹槽内设置有多个第一隔条，相邻两个所述第一隔条之间构成第一子通道，多个所述第一子通道的两端分别连通所述第一进口和所述第一出口；所述第二凹槽内设置有多个第二隔条，相邻两个所述第二隔条之间构成第二子通道，对应的所述第一子通道和所述第二子通道构成管状的通道。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，多个所述第一隔条平行设置，且每个所述第一隔条的两端与所述第一凹槽的槽壁之间间隔设置，对应的，多个所述第二隔条平行设置。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第一外层成型板为矩形板，所述中间成型板为矩形板，所述第一凹槽和所述第二凹槽均设置为矩形槽，所述第一隔条平行于所述第一外层成型板的长度方向，所述第一进口和所述第一出口位于所述第一外层成型板的一长度侧边的两端，第二进口和第二出口位于所述第一外层成型板的另一长度侧边的两端。

6.根据权利要求2－5任一项所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述中间成型板的第二板面设置有第三子通道，两个所述第三子通道构成所述第二热交换通道。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第三子通道沿其长度方向具有弯折部。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第三子通道设置有多个所述弯折部，且所述第三子通道沿其长度方向呈迂回状，所述第三子通道的横截面的轮廓为半圆形。

9.根据权利要求6所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，所述第一外层成型板与所述第二外层成型板之间具有多个所述第一热交换通道以及多个所述第二热交换通道，多个所述第一热交换通道与多个所述第二热交换通道上下交错设置，多个所述第一热交换通道的对应的端部相连通，多个所述第二热交换通道的对应的端部相连通；所述第一外层成型板与所述中间成型板、相邻的所述中间成型板以及所述中间成型板与所述第二外层成型板之间通过钎焊的方式固定连接。

10.根据权利要求9所述的二氧化碳气冷器，其特征在于，同一所述中间成型板的所述第一热交换通道的底部与所述第二热交换通道的底部之间的距离为0.5mm－1.5mm。