CN206919454U - 用于空调装置的换热器及空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于空调装置的换热器及空调装置。换热器包括串联连接的换热段和过冷段，过冷段具有主管段和至少一个旁通管段，每个旁通管段均与主管段的至少部分区段并联设置。每个旁通管段上均设有单向导通的单向阀，单向阀的朝向布置成：在换热器作为冷凝器使用时阻断其所在的旁通管段以使冷媒仅流经主管段、在换热器作为蒸发器使用时导通其所在的旁通管段以使冷媒在过冷段中分流成至少两个流路并分别流经主管段和每个旁通管段。本实用新型的空调装置包括压缩机、用于切换其内部流路状态的四通阀、用于分别与室内空气和室外空气进行热交换的室内换热器和室外换热器以及用于对冷媒进行节流降压的节流装置。该室外换热器为上述的换热器。

Description

用于空调装置的换热器及空调装置

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术，特别是涉及一种用于空调装置的换热器及空调装置。

背景技术

空调运行的模式不同，其室外换热器的功能也不同。在制冷模式时，室外换热器绝大多数部分的换热面积作为纯粹的冷凝器使用，而留出一小部分换热面积，把冷凝器冷凝后的液体汇集换热过冷，以期提高制冷系统的换热量。但是，当在制热模式时，室外换热器当作蒸发器使用时，制冷剂的流向与制冷工况下相反，经过节流后的制冷剂两相工质先流经换热面积很小的过冷管进行一次换热，之后再流到面积较大的那部分换热器(制冷时的冷凝器)中蒸发吸热。对制冷模式来说往往希望室外换热器的出口温度尽可能低，即过冷度越大越好，此时往往希望过冷段相对长点。但是如果过冷段很长的话，对制热模式来说是有害的，因为过冷段很长，两相的制冷剂与过冷段管壁因摩擦会产生非常大的压力损失，导致制热功耗上升，从而导致制热能效偏低。

实用新型内容

本实用新型第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种能够有效提高其制冷能效和制热能效的换热器。

本实用新型第一方面的另一个目的是简化换热器的结构。

本实用新型第二方面的目的是提供一种空调装置。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种用于空调装置的换热器，包括串联连接的换热段和过冷段，所述过冷段具有主管段和至少一个旁通管段，每个所述旁通管段均与所述主管段的至少部分区段并联设置；且

每个所述旁通管段上均设有单向导通的单向阀，所述单向阀的朝向布置成：在所述换热器作为冷凝器使用时阻断其所在的旁通管段以使冷媒仅流经所述主管段、在所述换热器作为蒸发器使用时导通其所在的旁通管段以使冷媒在所述过冷段中分流成至少两个流路并分别流经所述主管段和每个所述旁通管段。

可选地，所述旁通管段的数量为两个。

可选地，其中一个所述旁通管段的两端分别与所述主管段的其中一个端部和位于所述主管段两个端部之间的第一中部分支点连接，另一个所述旁通管段的两端分别与所述主管段的另一个端部和位于所述主管段两个端部之间的第二中部分支点连接。

可选地，所述主管段具有多个用于供冷媒流过其中的换热管，所述主管段的多个换热管排布成一个或多个U形。

可选地，所述换热段具有多个并联设置的分流支路。

可选地，所述换热段与所述过冷段之间通过具有多个第一支管的第一冷媒管连接，所述第一支管的数量与所述分流支路的数量相同，以在所述换热器作为蒸发器使用时使得所述第一冷媒管作为分流管将从所述过冷段流出的冷媒分流成分别流向多个所述分流支路的多个流路、在所述换热器作为冷凝器使用时使得所述第一冷媒管作为汇流管将从各个所述分流支路流出的冷媒汇集后送往所述过冷段。

可选地，每个所述分流支路均具有多个用于供冷媒流过其中的换热管，每个所述分流支路的多个换热管均排布成一个或多个U形。

可选地，所述分流支路的数量为四个。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供一种空调装置，其包括用于对冷媒进行压缩的压缩机、用于根据所述空调装置的运行状态切换其内部流路状态的四通阀、用于分别与室内空气和室外空气进行热交换的室内换热器和室外换热器以及用于对冷媒进行节流降压的节流装置，其中

所述室外换热器为上述任一方案所述的换热器。

本实用新型的用于空调装置的换热器通过在其过冷段中增加具有单向阀的至少一个旁通管段，并对旁通管段的位置和单向阀的朝向进行特别设计可使得：在换热器作为冷凝器使用时(也即是空调装置处于制冷模式时)所有冷媒仅流经主管段，在换热器作为蒸发器使用时(也即是空调装置处于制热模式时)，过冷段内的冷媒可分流成至少两个流路，分别流向主管段和所有旁通管段。也就是说，在不同的运行模式下，换热器的流路是可变的，作为冷凝器时仅有一个流路，作为蒸发器时具有两个以上的流路。一方面，保证了换热器作为冷凝器时具有流路足够长的过冷段，提高了冷凝后冷媒的过冷度、以及换热器的制冷量和制冷能效；另一方面，将换热器作为蒸发器时的过冷段拆分成多个支路，降低了冷媒在过冷段内的流动阻力，减小了冷媒的压力损失，提高了换热器的制热量和制热能效。

进一步地，本实用新型在不改变现有换热器原结构的基础上，仅通过增加至少一个旁通管段，并在旁通管段中设置单向导通的单向阀即可解决现有技术中存在的疑难问题，避免采用结构复杂的管路系统和控制过程复杂的三通阀等阀体，大大简化了换热器和使用该换热器的空调装置的结构。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的用于空调装置的换热器的示意性结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例的换热器作为冷凝器使用时的冷媒流向示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的换热器作为蒸发器使用时的冷媒流向示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的空调装置的示意性结构图；

图5是根据本实用新型一个实施例的空调装置处于制冷模式的冷媒流向示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的空调装置处于制热模式的冷媒流向示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例首先提供一种用于空调装置的换热器。图1是根据本实用新型一个实施例的用于空调装置的换热器的示意性结构图，图2是根据本实用新型一个实施例的换热器作为冷凝器使用时的冷媒流向示意图，图3是根据本实用新型一个实施例的换热器作为蒸发器使用时的冷媒流向示意图。图2和图3中的实线箭头表示冷媒流向。参见图1至图3，本实用新型的换热器10包括串联连接的换热段110和过冷段120。也就是说，换热段110和过冷段120在冷媒的流路上串联设置。需要强调的是，这里所说的“串联”意指流经换热段110的冷媒均流经过冷段120，流经过冷段120的冷媒也必定流经换热段110。

过冷段120具有主管段121和至少一个旁通管段122，每个旁通管段122均与主管段121的至少部分区段并联设置。具体地，与各个旁通管段122并联的主管段121区段可以相同，也可以不同。例如，每个旁通管段122均可与整个主管段121或主管段121的某一区段并联设置。也可以是，其中一些旁通管段122与整个主管段121并联设置，另一些旁通管段122与主管段121的某一区段或某一些区段并联设置。还可以是，其中一些旁通管段122与主管段121的某一区段并联设置，另一些旁通管段122与主管段122的另一区段并联设置。

需要强调的是，这里所说的“并联”意指流经每个旁通管段122的冷媒均不会流经与其并联的主管段121的至少部分区段，流经主管段121的至少部分区段的冷媒也不会流经与该至少部分区段并联的旁通管段122。

每个旁通管段122上均设有单向导通的单向阀123，也即是，单向阀123具有正向导通、反向截止的特性。单向阀123的朝向布置成：在换热器10作为冷凝器使用时阻断其所在的旁通管段122以使冷媒仅流经主管段121、在换热器10作为蒸发器使用时导通其所在的旁通管段122以使冷媒在过冷段120中分流成至少两个流路并分别流经主管段121和每个旁通管段122。需要说明的是，过冷段120中的至少两个流路之间可以有相互交叉的区段、也可以没有相互交叉的区段，这主要取决于旁通管段122的具体位置选择。

也就是说，本实用新型的换热器10通过在其过冷段120中增加具有单向阀123的至少一个旁通管段122，并对旁通管段122的位置和单向阀123的朝向进行特别设计可使得：在换热器10作为冷凝器使用时(也即是空调装置处于制冷模式时)所有冷媒仅流经主管段121，在换热器10作为蒸发器使用时(也即是空调装置处于制热模式时)，过冷段120内的冷媒可分流成至少两个流路，分别流向主管段121和所有旁通管段122。也即是，在不同的运行模式下，换热器10的流路是可变的，作为冷凝器时仅有一个流路，作为蒸发器时具有两个以上的流路。一方面，保证了换热器10作为冷凝器时具有流路足够长的过冷段120，提高了冷凝后冷媒的过冷度、以及换热器10的制冷量和制冷能效；另一方面，将换热器10作为蒸发器时的过冷段120拆分成多个支路，降低了冷媒在过冷段120内的流动阻力，减小了冷媒的压力损失，提高了换热器10的制热量和制热能效。

进一步地，本实用新型在不改变现有换热器原结构的基础上，仅通过增加至少一个旁通管段122，并在旁通管段122中设置单向导通的单向阀123即可解决现有技术中存在的疑难问题，避免采用结构复杂的管路系统和控制过程复杂的三通阀等阀体，大大简化了换热器和使用该换热器的空调装置的结构。

在本实用新型的一些实施例中，参见图1至图3，旁通管段122的数量优选为两个。由此，既能够取得较佳的换热量和换热能效，又可避免旁通管段122数量过多导致换热器10的成本高、制作难度大或结构复杂等问题。具体地，在图1中所示的方位下，换热段110位于过冷段120的上方。两个旁通管段122可分别位于主管段121的上方和下方。在本实用新型的一些替代性实施例中，旁通管段122的数量也可以为一个、三个或多于三个的更多个。

进一步地，两个旁通管路122中，其中一个旁通管段122的两端分别与主管段121的其中一个端部和位于主管段121两个端部之间的第一中部分支点124连接，另一个旁通管段122的两端分别与主管段121的另一个端部和位于主管段121两个端部之间的第二中部分支点125连接。第一中部分支点124和第二中部分支点125分别位于主管段121上的两个不同位置处。在换热器10作为蒸发器使用时，过冷段120内形成了三个流路，每两个流路均具有相互交叉的区段。需要说明的是，由于换热器10作为蒸发器使用时第一中部分支点124处的压力小于第二中部分支点125处的压力，因此，第一中部分支点124和第二中部分支点125之间的区段内的冷媒流向为从第二中部分支点125流向第一中部分支点124(参见图3)。

在本实用新型的一些实施例中，主管段121具有多个用于供冷媒流过其中的换热管1211，主管段121的多个换热管1211排布成一个或多个U形。该U形包括正U形和倒U形。在图1至图3所示实施例中，主管段121的多个换热管1211排布成两个U形，分别为相连的一个正U形和一个倒U形。在本实用新型的一些替代性实施例中，主管段121的多个换热管1211还可排布成一个正U形、一个倒U形或交替相连的多个正U形和多个倒U形。

在本实用新型的一些实施例中，换热段110具有多个并联设置的分流支路111，从而允许冷媒同时流经换热段110的多个区域，提高了换热效率和换热的均衡性。这里所说的“并联”与上文提及的“并联”意思类似，这里不再赘述。

进一步地，每个分流支路111均具有多个用于供冷媒流过其中的换热管1111，每个分流支路111的多个换热管1111均排布成一个或多个U形。该U形也包括正U形和倒U形。在图1至图3所示实施例中，每个分流支路111的多个换热管1111排布成两个U形，分别为相连的一个正U形和一个倒U形。在本实用新型的一些替代性实施例中，每个分流支路111的多个换热管1111还可排布成一个正U形、一个倒U形或交替相连的多个正U形和多个倒U形。

在本实用新型的一些实施例中，换热段110与过冷段120之间通过具有多个第一支管131的第一冷媒管130连接，第一支管131的数量与分流支路111的数量相同，以在换热器10作为蒸发器使用时使得第一冷媒管130作为分流管将从过冷段120流出的冷媒分流成分别流向多个分流支路111的多个流路、在换热器10作为冷凝器使用时使得第一冷媒管130作为汇流管将从各个分流支路111流出的冷媒汇集后送往过冷段120。

在本实用新型的一些实施例中，分流支路111的数量优选为四个。由此，既能够保证换热段110各个区域的换热均匀性，又能够保证换热段110内具有足够的冷媒压力。在本实用新型的一些替代性实施例中，分流支路111的数量也可以为两个、三个或多于四个的更多个。

需要强调的是，本实用新型所称的“多个”均意指两个、三个或多于三个的更多个。

本实用新型实施例还提供一种空调装置。图4是根据本实用新型一个实施例的空调装置的示意性结构图。参见图4，本实用新型的空调装置包括用于对冷媒进行压缩的压缩机20、用于根据空调装置的运行状态切换其内部流路状态的四通阀30、用于分别与室内空气和室外空气进行热交换的室内换热器40和室外换热器50以及用于对冷媒进行节流降压的节流装置60。特别地，室外换热器50为上述任一实施例中所描述的换热器10。根据上述描述，本实用新型的空调装置在制冷模式下，其室外换热器50具有流路足够长的过冷段，提高了冷凝后冷媒的过冷度、以及空调装置的制冷量和制冷能效。在制热模式下，其室外换热器50的过冷段拆分成多个支路，降低了冷媒在过冷段内的流动阻力，减小了冷媒的压力损失，提高了空调装置的制热量和制热能效。

具体地，压缩机20与四通阀30之间、四通阀30与室内换热器40之间、室内换热器40与节流装置60之间、节流装置60与室外换热器50之间、以及室外换热器50与四通阀30之间均通过冷媒管连接。

图5是根据本实用新型一个实施例的空调装置处于制冷模式的冷媒流向示意图。在制冷模式下，空调装置的冷媒流向如图5中实线箭头所示。此时，四通阀30的流路状态为：使得压缩机20的冷媒出口与室外换热器50连通、压缩机20的冷媒入口与室内换热器40连通。

在制冷模式下，压缩机20对吸入的冷媒进行压缩，并排出气态的高压冷媒。从压缩机20排出的高压冷媒流向四通阀30。从四通阀30流出的冷媒流向室外换热器50。高压冷媒在通过室外换热器50期间与室外空气进行热交换而冷凝，成为高压的液态冷媒。从室外换热器50流出的高压液态冷媒继而流向节流装置60，节流装置60对从室外换热器50流出的高压液态冷媒进行节流降压，使其成为低压液态冷媒。从节流装置60流出的低压液态冷媒流向室内换热器40。低压液态冷媒在通过室内换热器40时与成为空调对象空间内的室内空气进行热交换而蒸发，成为低压气态冷媒。此时，室内空气由于热交换而温度降低，从而实现制冷的目的。从室内换热器40流出的低压气态冷媒经过四通阀30返回压缩机20，如此循环。

图6是根据本实用新型一个实施例的空调装置处于制热模式的冷媒流向示意图。在制热模式下，空调装置的冷媒流向如图6中实线箭头所示。四通阀30内的流路状态为：使得压缩机20的冷媒出口与室内换热器40连通、压缩机20的冷媒入口与室外换热器50连通。

在制热模式下，压缩机20对吸入的冷媒进行压缩，并排出气态的高压冷媒。从压缩机20排出的高压冷媒流向四通阀30。从四通阀30流出的冷媒流向室内换热器40。高压冷媒在通过室内换热器40期间与成为空调对象空间内的室内空气进行热交换而冷凝，成为高压的液态冷媒。此时，室内空气由于热交换温度升高，从而实现制热的目的。从室内换热器40流出的高压液态冷媒继而流向节流装置60，节流装置60对从室内换热器40流出的高压液态冷媒进行节流降压，使其成为低压液态冷媒。从节流装置60流出的低压液态冷媒分别流向室外换热器50。低压液态冷媒在通过室外换热器50时与室外空气进行热交换而蒸发，成为低压气态冷媒。从室外换热器50流出的低压气态冷媒分别经过四通阀30返回压缩机20，如此循环。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种用于空调装置的换热器，其特征在于，包括串联连接的换热段和过冷段，所述过冷段具有主管段和至少一个旁通管段，每个所述旁通管段均与所述主管段的至少部分区段并联设置；且

每个所述旁通管段上均设有单向导通的单向阀，所述单向阀的朝向布置成：在所述换热器作为冷凝器使用时阻断其所在的旁通管段以使冷媒仅流经所述主管段、在所述换热器作为蒸发器使用时导通其所在的旁通管段以使冷媒在所述过冷段中分流成至少两个流路并分别流经所述主管段和每个所述旁通管段。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述旁通管段的数量为两个。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，

其中一个所述旁通管段的两端分别与所述主管段的其中一个端部和位于所述主管段两个端部之间的第一中部分支点连接，另一个所述旁通管段的两端分别与所述主管段的另一个端部和位于所述主管段两个端部之间的第二中部分支点连接。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述主管段具有多个用于供冷媒流过其中的换热管，所述主管段的多个换热管排布成一个或多个U形。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

所述换热段具有多个并联设置的分流支路。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，

所述换热段与所述过冷段之间通过具有多个第一支管的第一冷媒管连接，所述第一支管的数量与所述分流支路的数量相同，以在所述换热器作为蒸发器使用时使得所述第一冷媒管作为分流管将从所述过冷段流出的冷媒分流成分别流向多个所述分流支路的多个流路、在所述换热器作为冷凝器使用时使得所述第一冷媒管作为汇流管将从各个所述分流支路流出的冷媒汇集后送往所述过冷段。

7.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，

每个所述分流支路均具有多个用于供冷媒流过其中的换热管，每个所述分流支路的多个换热管均排布成一个或多个U形。

8.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，

所述分流支路的数量为四个。

9.一种空调装置，其特征在于，包括用于对冷媒进行压缩的压缩机、用于根据所述空调装置的运行状态切换其内部流路状态的四通阀、用于分别与室内空气和室外空气进行热交换的室内换热器和室外换热器以及用于对冷媒进行节流降压的节流装置，其中

所述室外换热器为权利要求1-8中任一所述的换热器。