CN208476048U - 换热器及换热系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开换热器及换热系统。其中换热器包括内部形成有换热室(10)的壳体(14)、用于流通第一换热介质的多个换热管(20)以及集散器。多个换热管间隔设置,将换热室分隔成多个用于流通第二换热介质的换热通道(111)。集散器(200)包括板件(32)以及焊接于板件的管组件(31)。板件(32)间隔设置有多个贯穿板件(32)上表面和下表面的插槽(321),换热管(20)插接在所述插槽(321)内。管组件(31)包括多个平行设置的管部(311),管部(311)与板件(32)形成流通第一换热介质的腔室。多个管部内均设置有插板(315),将每一管部分隔为相互隔离的多个分配腔室(33、34)。
Description
技术领域
本申请涉及热交换领域,尤其涉及换热器及换热系统。
背景技术
随着新能源汽车的不断发展,环境友好型制冷剂CO2在汽车空调系统中的应用引起该领域研发人员的高度重视。CO2的低温室效应指数(GMP=1)、破坏臭氧潜能值低(ODP=0)、不可燃性、无毒以及稳定的化学性质都具有明显优势。CO2的蒸发潜热较大,单位容积制冷量相当高,故压缩机及部件尺寸较小,但CO2排热与吸热过程在跨临界状态下进行,要求以其为换热介质的换热器有较高的耐压能力。现有的换热器中微通道换热器具有最好的综合效率。
然而现行微通道换热器扁管外侧的翅片通道与扁管内部通道以错流方式换热,导致外侧翅片换热流程很短,风的利用率低;同时单流程布置,对于宽幅扁管微通道换热器来说,换热系数低。
实用新型内容
根据本申请实施例的第一方面,提供一种换热器,包括:
壳体,所述壳体内形成有换热室;
多个换热管,用于流通第一换热介质,所述多个换热管相互间隔且平行的设置在换热室内,所述换热室被所述多个换热管分隔成多个用于流通第二换热介质的换热通道;
位于所述壳体上端和/或下端且连通所述换热管的集散器,所述集散器包括板件以及焊接于所述板件的管组件,所述板件间隔设置有多个贯穿所述板件上表面和下表面的插槽,所述换热管插接在所述插槽内,所述管组件包括多个平行设置的管部,所述管部与所述板件形成流通第一换热介质的腔室;
所述管部径向方向上设置有插板,所述插板抵接所述板件,使得所述插板将流通第一换热介质的所述腔室分隔为相互隔离的多个分配腔室,在相邻的两个分配腔室中,一个为发射腔,用于将第一换热介质分配至换热管,另一个为收集腔,用于收集换热管内的第一换热介质。
可选的,所述集散器还包括分别连接所述管组件两端的第一集流管和第二集流管,所述第一集流管和第二集流管与所述分配腔室连通。
可选的,所述多个管部与多个插槽交叉设置,使得管部与多个插槽中的每一个相交,在相交处,管部与插槽相连通,以实现多个管部对换热管内第一换热介质的分配与收集。
可选的,所述管部的断面为半圆形、三角形、矩形或半椭圆形中的一种,或所述管部的断面为半圆形、三角形、矩形或半椭圆形中的两种及两种以上形状组合。
可选的,所述插槽包括邻近所述管组件的第一槽部和邻近所述换热管的第二槽部,在沿所述换热管插入所述插槽的方向,所述第一槽部的投影大于所述第二槽部的投影,且所述第二槽部的投影位于所述第一槽部的投影内。
可选的,靠近所述壳体的上端的外侧壁设置有连通所述换热通道的第三集流管,靠近所述壳体的下端的外侧壁处设置有连通所述换热通道的第四集流管;
所述第三集流管与所述第四集流管沿轴线方向靠近换热室的一侧开有供所述第二换热介质进出所述换热通道的开口。
可选的,所述第三集流管和/或第四集流管内设有挡板,所述挡板用于将所述第三集流管或第四集流管分隔成多个腔室,相邻两个腔室连通的所述换热通道内的第二换热介质流通的方向相反。
可选的,所述第一集流管邻近所述分配室的侧壁设置有第一连通部,所述第二集流管邻近所述分配室的侧壁设置第二连通部;
所述第三集流管与所述第四集流管在所述换热室外呈对角设置;所述第三集流管邻近所述壳体的侧壁设置有第三连接部,所述第四集流管邻近所述壳体的侧壁设置有第四连接部,所述第三连接部与第四连接部通过所述换热通道连通。
可选的,所述第一集流管沿轴线方向的一端设有开口,所述开口连接有第一连接管,所述第二集流管的一端设有开口,所述开口连接有第二连接管;和/或
所述第四集流管的两端设有第三连接管及第四连接管,所述第三连接管及第四连接管与所述第四集流管连通。
可选的,所述第二连接管的截面面积大于所述第一连接管的截面面积。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种换热系统,包括如前面所述的换热器。
由以上技术方案可见,通过在换热室内设置换热管,并通过换热管将所述换热室内部分隔成多个换热通道,以使换热管内的第一换热介质与换热通道内的第二换热介质之间进行逆流换热,换热效果较错流换热更好;将集散器分隔成多个分配腔室,形成多回路布置,提高换热性能。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中给出。
附图说明
图1是本申请一示例型实施例的一种换热器的结构示意图;
图2是图1所示换热器的分解示意图;
图3是图1所示换热器的一局部结构示意图;
图4是图1所示换热器的一个平面视图;
图5是图4在D-D位置处的剖视图;
图6A是图1所述换热器中的第一集流管与分配室所成组件的结构示意图;
图6B是图6A所示组件的分解示意图;
图6C是图6A所示组件的一视角的侧视图;
图6D是图6A所示组件的板件示意图;
图6E是图6D所示板件的俯视示意图;
图6F是图6D所示板件的一视角的剖视图;
图7A是本申请一示例型实施例的一种换热翅片的结构示意图;
图7B是图7A所示换热翅片的局部放大示意图。
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器和换热系统进行详细说明。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。
图1是本申请一示例型实施例的一种换热器100的结构示意图。图2是图1所示换热器100的分解示意图。图3是图1所示换热器100的一局部结构示意图。图4是图1所示换热器的一个平面视图。图5是图4在D-D位置处的剖视图。该换热器100可应用于各种换热系统中,也适用于汽车等领域,尤其适用于以CO2为换热介质的汽车领域。
请参照图1至图5所示,所述换热器100包括壳体14以及用于流通第一换热介质的换热管20。其中,所述壳体14内形成有换热室10,所述换热管20设置在换热室10内,且所述换热管20将所述换热室10分隔成两个或两个以上的换热通道111。所述换热通道111用于流通第二换热介质。采用这种方式将换热室10分隔出两个或两个以上的换热通道,有效的增加了换热面积,提高换热效率。
所述换热管20的个数可以是一个或多个。在一实施例中,换热管20为扁管,比如微通道扁管。采用扁管作为所述换热管20可更好的增加换热管的强度,比如耐压强度,从而提高换热器的稳定性及安全性。若所述换热管20包括多个扁管时,所述多个扁管可以相互间隔、平行的设置。此外,所述换热管20的每层可以为一个扁管,也可为多个扁管在同一平面内排列而成的宽幅扁管。当然,所述换热管也可选用其他种类的换热管,比如截面为半圆形或圆形的换热管,具体可根据应用环境进行确定,本申请对此不做具体限定。
沿所述换热管20内第一换热介质的流动方向,所述换热室10具有相对的上端12(上端)与下端13(下端)。在一可选实施例中,所述换热管20包括一个或多个扁管,在所述上端12处设置有分配室30,在所述下端13处设置有分配室40。其中,所述分配室30邻近所述换热管20的一侧设置有对应所述换热管20的插槽321,所述换热管20的一端设置在该插槽321内,以使换热管20通过该插槽321与所述分配室30连通。所述分配室40邻近所述换热管20的一侧也设置有与所述换热管20对应的插槽(未标号),所述换热管20的另一端设置在该插槽内,以使换热管20通过该插槽与所述分配室40连通。即所述分配室30与所述分配室40通过各自的插槽连通所述换热管20的两端。在另一可选实施例中,仅在所述上端12处设置有分配室30,而下端13处不设置分配室,其中分配室的设置情况具体可参照前述相关描述,此处不予以赘述。在又一可选实施例中,仅在所述下端13处设置有分配室,而上端处不设置分配室,其中分配室的设置情况具体可参照前述相关描述,此处不予以赘述。
进一步的,所述换热室10两端设置有供第一换热介质进出换热管20的第一集流管60和第二集流管70。所述壳体14具有相对的上端12与下端13,所述上端12设有分配室30,下端13设有分配室40,所述分配室30通过所述多个换热管20与所述分配室40连通。所述分配室30和/或所述分配室40均具有多个独立腔体,并且所述分配室设有插板315,所述插板315将所述腔体分隔成多个分配腔室,以使得所述第一换热介质以多个流程在所述多个换热管20内流通。所述壳体14邻近所述分配室30或所述分配室40的侧壁上,设有第一集流管60和/或第二集流管70,所述第一集流管60通过所述换热通道111与所述第二集流管70连通。当仅分配室30与所述分配室40仅有一个被分割成多个分配腔室时,另一个则设成集流管。
在本实施例中,第一集流管60、第二集流管70与分配室30、40作为一个整体,共同负责分配第一换热介质至各换热管20和/或将各换热管20内的第一换热介质收集,因而,它们可被统称为集散器200。在其它实施例中,集散器可仅包括相同或类似的分配室30和/或分配室40,而不包括类似的集流管。利用其它方式和器具传递第一换热介质至分配室30,同样不影响分配室30一些基本性能的实现。
如图1至图5所示,位于所述壳体14上端12且间隔预定距离设置的第一集流管60和第二集流管70,第一集流管60及第二集流管70与分配室30连接。分配室30被分割成两个分配腔室33、34,所述第一集流管60及第二集流管70分别连通所述分配室30的两个分配腔室33、34。第一换热介质可从第一集流管60经分配腔室33流入多个换热管20中,然后流通至分配室40内、再经另一部分换热管20流入分配腔室34、进入第二集流管70内。可选的,当仅分配室30与所述分配室40均被分割成多个分配腔室时,第一集流管60在上端12与分配室30连通,第二集流管70在下端13与分配室40连通,使得第一换热介质分配更加均匀,提高换热效果。以便第一换热介质与第二换热介质形成逆流换热,从而使得二者之间换热更加充分。当然,所述第一集流管60和第二集流管70还可采用其他方式设置,可根据具体应用环境进行设置,本申请对此不做限定。
可选的,第一集流管60的一端设有开口,另一端通过密封件603密封,以使第一换热介质在第一集流管60中单向流通。第二集流管70的一端设有开口(未示出),另一端通过密封件703密封,以使第一换热介质在第二集流管70中单向流通。其中,第一集流管60的开口和第二集流管的开口二者朝向相反,以便第一换热介质与第二换热介质之间形成逆流换热,使得换热更加充分。
下面以第一集流管60和分配室30为例,结合图6A至图6F进行详细说明。其中,图6A是图1所述换热器中的第一集流管60与分配室30所成组件的结构示意图;图6B是图6A所示组件的分解示意图;图6C是图6A所示组件的一视角的侧视图,图6D是图6A所示组件的板件示意图;图6E是图6D所示板件的俯视示意图;图6F是图6D所示板件的一视角的剖视图。
请参照图6A至图6F,必要时结合图2,所述分配室30包括板件32与管组件31,所述板件32上设置有插槽321。管组件31可通过焊接的方式固定在板件32的表面。
沿所述管组件31的轴线方向上,所述管组件31两端开口,两端连通所述第一集流管60及第二集流管70。其中,所述管组件31包括两个或两个以上管部311、连接相邻两管部311的连接部312。其中,所述管部311的断面为半圆形、三角形、矩形或半椭圆形或以上两种或两种形状的组合,其内形成有上述独立腔体,可被插板315分割成多个分配腔室。可选的,所述多个管部311平行设置。所述多个平行管部的独立腔体构成的管道,相对于单个通道的大直径管道,可耐受较高的压力。其中,多个平行管部可采用一次成型整体结构,避免焊接不良造成的换热器整体强度下降。所述封闭件313可以独立于所述管部311独立设置,也可以与所述管部311一体设置。此外,所述第一集流管60上靠近分配室30的一侧对应所述管部311设有第一连通部601,以使所述第一集流管60与分配室30连通,从而使得所述第一换热介质可自分配室30流入第一集流管60或自第一集流管60流入分配室30。同样的,所述第二集流管70邻近所述分配室的侧壁上设有第二连通部701从而使得所述第一换热介质可自分配室30流入第二集流管70或自第二集流管70流入分配室30。
如图6F所示,所述插槽321包括邻近所述管组件31的第一槽部3211,以及邻近换热管20的第二槽部3212。其中,在沿所述换热管20插入所述插槽321的方向,所述第一槽部3211的截面面积大于所述第二槽部3212的截面面积。比如,在沿所述换热管20插入所述插槽321方向,所述第一槽部3211的投影大于所述第二槽部3212的投影,且所述第二槽部3212的投影位于所述第一槽部3211的投影内。所述板件32的表面32a部分贴合于所述连接部312。一般所述换热管20设置在插槽321时,所述换热管20与所述第二槽部3212贴合设置,且所述换热管20的端部位于所述插槽321内,而不会延伸至所述板件32的表面32a,以避免因所述换热管20的端部与所述连接部312接触而影响第一换热介质的流动。当然所述换热管20的端部可以设置于第一槽部3211,也可以设置于第二槽部3212,可根据具体应用环境进行设置,本申请对此不做限定。此外,为使第一换热介质的流动更加均匀,所述插槽321在所述板件32上均匀设置。当然,所述插槽321也可不均匀设置。
在上述实施例中,多个管部311与多个插槽321交叉设置(这里所说的交叉设置,既包括管部311与插槽321垂直的情形,也包括两者不垂直的情形),使得每一管部311与多个插槽321中的每一个相交。在相交处,管部311与插槽321相连通,以实现多个管部311对换热管20内第一换热介质的分配与收集。在其它实施例中,管部311与插槽321也可平行设置。每一管部311可连通一部分插槽321。每一插槽321仅与一个管部311连通。每一管部311连通多个插槽321,并负责配送第一换热介质至与其连通的插槽321或负责收集与其连通的插槽321内的第一换热介质。
需要说明的是,所述分配室40的结构与所述分配室30的结构类似,具体可参见分配室30的相关描述,所不同的是,所述分配室40包括板件42与管组件41,所述板件42上设置有插槽,所述管组件41的两端采用密封件413(见图2)密封。
进一步的,所述壳体14外侧靠近上端12处设置有连通所述换热室10的第三集流管80,所述壳体14外侧靠近下端13处设置有连通所述换热室10的第四集流管90。所述第三集流管80沿轴线方向靠近换热室10的一侧开有与换热通道111连通的第三连通部801,所述第四集流管90沿轴线方向靠近换热室10的一侧开有与换热通道111连通的第四连通部(未标号),第三连通部801、第四连通部为开口槽,以连通所述换热通道111。可选的,所述第三集流管80与所述第四集流管90在所述壳体14外呈对角设置,使得第二换热介质分配更加均匀,提高换热效果。以便第一换热介质与第二换热介质形成逆流换热,使得换热更加充分。
可选的,所述第三集流管80和/或第四集流管90内设有挡板96,所述挡板96用于将所述第三集流管80或第四集流管90分隔成多个腔室,相邻两个腔室连通的所述换热通道111内的第二换热介质流通的方向相反。以第四集流管90内设有一个挡板96为例,将所述第四集流管90的内腔分为两个腔室92、93。所述第三集流管80的两端密封。所述第四集流管90的两端设有第三连接管94及第四连接管95,所述第三连接管94及第四连接管95与所述第四集流管90连通。其中,第三连接管94与腔室92连通,第四连接管95与腔室93连通。这样设置,可将第二换热介质分为多个流程在换热通道111内流通,且使得第二介质在第四集流管90内进与出,便于控制与安全,可缩减换热器体积。第一换热介质与第二换热介质形成逆流换热,使得换热更加充分。
进一步的,在一可选实施例中,所述壳体14与换热管20的外侧之间可分离设置,以使所述壳体14和所述多个换热管20中最外侧换热管20的外侧壁形成流通第二换热介质的换热通道111,从而增加了换热通道111的个数。采用这种设置方式,使得第二换热介质还可与换热管20外侧接触,从而增加了换热接触面积,提高换热效率。
所述壳体14可为一体设置,也可为由多个侧壁通过焊接等方式拼接而成。所述壳体14和位于两端的顶壁共同构成密闭的换热室10。其中,所述顶壁可以是上述分配室上靠近换热室10的一部分,比如上述板件32。则上述第三集流管80设置于所述壳体14外靠近上端12处,第四集流管90设置于所述壳体14外靠近下端13处。
在一实施例中,如图1和2所示,所述壳体14具有四个侧壁141、142、143、144。分配室30设置于上端12,分配室30的板件32作为换热室10位于上端的顶壁。分配室40设置下端13,分配室40的板件42作为换热室10位于下端的顶壁。第一集流管60设置于上端12临近侧壁141处,而第二集流管70设置于下端13临近侧壁142处。所述第三集流管80设置于所述侧壁143外侧的靠近上端12处,而所述第四集流管90设置于侧壁144外侧的靠近下端13处。
其中,所述侧壁143上设置有与所述第三集流管80的第三连通部801相对应的孔,以使第三集流管80与换热通道111连通。而所述侧壁144上设置有与所述第四集流管90的第四连通部相对应的孔1441,以使第四集流管90与换热通道111连通。所述侧壁143、144的内侧面与所述换热管20密封贴合。此外,上述壳体14和所述多个换热管20中最外侧换热管20的外侧壁形成流通第二换热介质的换热通道111,具体可指侧壁141与邻近侧壁141的换热管20之间所形成的换热通道111,以及侧壁142与邻近侧壁142的换热管20之间所形成的换热通道111。此处仅对壳体14具有四个侧壁的情况进行了说明,壳体14具有其他数目侧壁的情况也应属于上述保护范围之内。
进一步的,为便于安装操作,可通过设置外接管,将第一集流管60和第二集流管70的开口在换热室10的同侧邻近位置。也可通过同样的方式将第三集流管80和第四集流管90的开口在换热室的同侧位置。
所述第一集流管60的一端设有的开口,所述开口连接有第一连接管61,所述第二集流管70的一端设有的开口,所述开口连接有第二连接管71,所述第二连接管71的截面面积大于所述第一连接管61的截面面积。即,第一连接管61采用细管,第二连接管71采用粗管,便于第一换热介质换热后的不同形态。例如第一换热介质采用二氧化碳。
进一步的,为增加对第二换热介质的扰动,提高换热效率,可在所述换热通道111中设置换热翅片50,比如锯齿形换热翅片、波纹状换热翅片。其中,所述换热翅片50可通过钎焊等方式设置于换热管上,以固定所述换热翅片50,从而可提高所述换热翅片50的稳定性。具体的,在一可选实施例中,所述换热翅片设置于所述换热通道任一侧的换热管的管壁上。在另一可选实施例中,所述换热翅片同时设置于所述换热通道两侧的两换热管20的管壁上。
下面以锯齿形换热翅片为例,结合图7A和图7B对换热翅片进行说明。图7A是本申请一示例型实施例的一种换热翅片50的结构示意图,图7B是图7A所示换热翅片50的局部放大示意图。如图7A和图7B所示,并在必要时结合图3,所述换热翅片50由两个或两个以上平行排列的齿条51组成。所述齿条51包括两个或两个以上间隔排列的凸框511。所述凸框511包括凸框顶部5111以及分别与凸框顶部5111两端相连的折板5112。所述折板5112与所述凸框顶部5111之间的夹角Θ大于90°,使得所述凸框511的截面为梯形。此外,相邻齿条的凸框沿齿条长度方向错开设置。例如,在一些实施例中,相邻齿条51的凸框511沿齿条51长度方向(图7B中箭头C所指的方向及其相反方向)半错开设置。即相邻齿条的两相邻凸框511各自的凸框顶部5111中,一凸框顶部5111的端部对应另一个凸框顶部5111的中间位置。采用这种换热翅片50,使得第二换热介质沿图7B中箭头B所示方向或其相反方向流动,破坏了第二换热介质与换热翅片50接触的边界层,增加了对第二换热介质的扰动,从而提高第二换热介质在换热翅片50表面的传热系数。另外,与第二换热介质沿其他方向流动的情况相比,比如沿箭头A所示方向流动,较大程度的减小了换热翅片对第二换热介质流动的阻力。当然,在其他一些实施例中,相邻齿条的凸框沿齿条51长度方向也可按其他比例错开,具体可根据应用环境进行设置,本申请对此不做限定。
需要说明的是,为提高第二换热介质在换热通道111内的流动均匀性,在一可选实施例中,所述换热翅片50靠近上端12的端部与换热室10位于上端12的顶壁(比如板件32)之间设置一定的距离,其靠近下端13的端部与换热室10位于下端13的顶壁(比如板件42)之间设置一定的距离,以提高第二换热介质的流动均匀性。在另一可选实施例中,所述换热翅片仅靠近上端12的端部与所述壳体14位于上端12的顶壁之间设置一定距离。在又一可选实施例中,所述换热翅片仅靠近下端13的端部与所述壳体14于下端的顶壁之间设置一定的距离。其中,所述距离的范围大致为3mm至20mm。优选的,所述距离的范围为8mm至15mm。所述距离的大小可根据具体应用环境进行设置。
为增加换热器的换热效率,可将位于上端12的第一集流管60作为第一换热介质的冷媒进入管,位于下端13的第二集流管70作为第一换热介质的冷媒流出管,而所述靠近下端13的第四集流管90作为第二换热介质的冷媒进入管,靠近上端12的第三集流管80作为第二换热介质的冷媒流出管。如此,可使得所述第一换热介质在换热管20中自上端12向下端13流动,而所述第二换热介质在换热通道中自下端13向上端12流动,从而实现所述第一换热介质与第二换热介质各自的流动方向互为逆流。当然将第二集流管70作为第一换热介质的冷媒进入管,第一集流管60作为第一换热介质的冷媒流出管,而将所述第三集流管80作为第二换热介质的冷媒进入管,第四集流管90作为第二换热介质的冷媒流出管,也应当在上述技术方案的保护范围之内。
在一可选实施例中,所述换热器100可用于蒸发器。结合图1至图7B所示,以CO2作为第一换热介质、水作为第二换热介质为例,当所述换热器100用于蒸发器而工作时,CO2自第一连接管61进入第一集流管60,并经分配室30的分配腔室34进入换热管20进行换热,随后CO2流向分配室40,并经该分配室3040在此进入第一集流管60另一部分换热管20,继而分配室30的分配腔室34进入第一外接管61,最后经第二集流管70的第二连接管71送出。在CO2流动的同时,水自第三连接管94进入第四集流管90的腔体93,并依次经过部分换热通道111、第三集流管80、另一部换热通道111、第四集流管90的腔体92,进而通过第四连接管95送出。其中,CO2在换热管20中流动时,通过换热管20的管壁与换热通道111中流动的水进行热量交换,在此过程中CO2吸收热量,由气液两相的状态变为气态,水在换热过程中释放热量而温度降低,以得到温度相对较低的水,从而通过该温度较低的水进行供冷。CO2和冷却液的流动方式为多流程布置,与单流程方式相比,流通面积减小,CO2流速增大,换热系数增大,换热效果好,换热更加充分。
在另一可选实施例中,所述换热器100可用于冷凝器。同样以CO2作为第一换热介质、水作为第二换热介质为例,当所述换热器100用于冷凝器而工作时,CO2自第二连接管71进入第二集流管70,之后由第一集流管60进入分配室30的分配腔室34,CO2自分配室30进入部分换热管20进行换热,随后CO2流向分配室40,并经分配室40进入另一部分换热管20,继而进入第一换热室30的分配腔室33,最后经第第一集流管60的第一连接管61送出。在CO2流动的同时,水自第四连接管95进入第四集流管的腔室93,并依次经过部分换热通道111、第三集流管80而进入另一部分换热通道111,然后进入第四集流管的腔室92,通过第三连接管94。其中,CO2在换热管20中流动时,通过换热管20的管壁与换热通道111中流动的水进行热量交换,在此过程中CO2释放热量,水在换热过程中吸收由CO2释放的热量而温度升高,以得到温度相对较高的水,从而通过该温度较高的水进行供热。
以上第一换热介质以及第二换热介质不限于CO2和水,还可以是其他气态或液体的冷媒。此外,本申请提供的换热器100不限于用于蒸发器与冷凝器,也可用于其他换热用途,本申请对此不做限制,可根据具体应用环境确定。
由以上技术方案可见,通过在换热室内设置换热管,并通过换热管将所述换热室分隔成多个换热通道,以使换热管内的第一换热介质与换热通道内的第二换热介质之间进行热量交换,有效增加了换热接触面积,尤其是第二换热介质的换热接触面积,使得换热器结构更加紧凑、美观,且占用空间小。此外,通过设置分配室而向换热管提供第一换热介质,可使得第一换热介质分配更加均匀,从而提高换热效率。
同时,由以上技术方案提供的换热器,通过在换热室内设置换热管,尤其是由微通道扁管构成的换热管,并通过换热管将所述换热室分隔成多个换热通道,以使换热管流通第一换热介质,换热通道流通第二换热介质。该换热器相对于由板件构成的用于两种换热介质之间换热的板式换热器,耐压强度较大,从而在一定程度上提高了换热器的稳定性以及安全性。
此外,本申请还包括一种换热系统。该换热系统包括上述换热器100、至少一个换向阀、至少一个节流装置以及压缩机。该换热系统工作时,换热器100可用于实现换热系统内的不同冷媒之间的热交换,以实现制冷或制热功能。相应地,压缩机可用于使换热系统内的冷媒循环工作,以使冷媒可循环利用;节流元件则用于冷媒的节流降压,以为换热系统提供符合条件的冷媒;换向阀则用于调节换热系统中冷媒的流通方向。在一可选实施例中,节流元件为膨胀阀。此外,节流元件还可是其它对冷媒具有降压及调节流量作用的零部件。本申请文件对节流元件的种类不做具体限制,可根据实际应用环境进行选取。
在所述换热器作为冷凝器时,所述分配室30设于换热器的上端,所述分配室40设于所述换热器的下端,所述分配室30的一端与所述第一集流管60连通,另一端与第二集流管70连通。分配室30被分隔成至少两个腔室:分配腔室34、分配腔室33。第一换热介质的流向为:第一换热介质自所述第二集流管70进入分配室30的分配腔室34,依次经过换热管20、分配室40、分配室30的分配腔室33进入第一集流管60。
在所述换热器作为蒸发器时,所述分配室30设于换热器的上端,所述分配室40设于所述换热器的下端,所述分配室30的一端与所述第一集流管60连通,另一端与第二集流管70连通。分配室30被分隔成至少两个腔室:分配腔室34、分配腔室33。第一换热介质的流向为:第一换热介质自所述第一集流管60进入分配室30的分配腔室33,依次经过换热管20、分配室40、分配室30的分配腔室34进入第二集流管70。
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 (11)
1.一种换热器(100),其特征在于,包括:
壳体(14),所述壳体(14)内形成有换热室(10);
多个换热管(20),用于流通第一换热介质,所述多个换热管(20)相互间隔且平行的设置在换热室(10)内,所述换热室(10)被所述多个换热管(20)分隔成多个用于流通第二换热介质的换热通道(111);
位于所述壳体(14)上端和/或下端且连通所述换热管(20)的集散器(200),所述集散器(200)包括板件(32)以及焊接于所述板件的管组件(31),所述板件(32)间隔设置有多个贯穿所述板件(32)上表面和下表面的插槽(321),所述换热管(20)插接在所述插槽(321)内,所述管组件(31)包括多个平行设置的管部(311),所述管部(311)与所述板件(32)形成流通第一换热介质的腔室;
所述管部(311)径向方向上设置有插板(315),所述插板(315)抵接所述板件(32),使得所述插板(315)将流通第一换热介质的所述腔室分隔为相互隔离的多个分配腔室(33、34),在相邻的两个分配腔室中,一个为发射腔,用于将第一换热介质分配至换热管(20),另一个为收集腔,用于收集换热管(20)内的第一换热介质。
2.如权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述集散器还包括分别连接所述管组件(31)两端的第一集流管(60)和第二集流管(70),所述第一集流管(60)和第二集流管(70)与所述分配腔室(33、34)连通。
3.如权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述多个管部(311)与多个插槽(321)交叉设置,使得管部(311)与多个插槽(321)中的每一个相交,在相交处,管部(311)与插槽(321)相连通,以实现多个管部(311)对换热管(20)内第一换热介质的分配与收集。
4.如权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述管部(311)的断面为半圆形、三角形、矩形或半椭圆形中的一种,或所述管部(311)的断面为半圆形、三角形、矩形或半椭圆形中的两种及两种以上形状组合。
5.如权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述插槽(321)包括邻近所述管组件(31)的第一槽部(3211)和邻近所述换热管(20)的第二槽部(3212),在沿所述换热管(20)插入所述插槽(321)的方向,所述第一槽部(3211)的投影大于所述第二槽部(3212)的投影,且所述第二槽部(3212)的投影位于所述第一槽部(3211)的投影内。
6.如权利要求2所述的换热器,其特征在于,靠近所述壳体(14)的上端的外侧壁设置有连通所述换热通道(111)的第三集流管(80),靠近所述壳体(14)的下端的外侧壁处设置有连通所述换热通道(111)的第四集流管(90);
所述第三集流管(80)与所述第四集流管(90)沿轴线方向靠近换热室的一侧开有供所述第二换热介质进出所述换热通道(111)的开口。
7.如权利要求6所述的换热器,其特征在于,所述第三集流管(80)和/或第四集流管(90)内设有挡板(96),所述挡板(96)用于将所述第三集流管(80)或第四集流管(90)分隔成多个腔室(92、93),相邻两个腔室(92、93)连通的所述换热通道(111)内的第二换热介质流通的方向相反。
8.如权利要求7所述的换热器,其特征在于,所述第一集流管(60)邻近所述分配腔室(33、34)的侧壁设置有第一连通部(601),所述第二集流管(70)邻近所述分配腔室(33、34)的侧壁设置第二连通部(701);
所述第三集流管(80)与所述第四集流管(90)在所述换热室(10)外呈对角设置;所述第三集流管(80)邻近所述壳体(14)的侧壁设置有第三连接部(801),所述第四集流管(90)邻近所述壳体(14)的侧壁设置有第四连接部,所述第三连接部(801)与第四连接部通过所述换热通道(111)连通。
9.如权利要求6所述的换热器,其特征在于,所述第一集流管(60)沿轴线方向的一端设有开口,所述开口连接有第一连接管(61),所述第二集流管(70)的一端设有开口,所述开口连接有第二连接管(71);和/或
所述第四集流管(90)的两端设有第三连接管(94)及第四连接管(95),所述第三连接管(94)及第四连接管(95)与所述第四集流管(90)连通。
10.如权利要求9所述的换热器,其特征在于,所述第二连接管(71)的截面面积大于所述第一连接管(61)的截面面积。
11.一种换热系统,其特征在于,包括如权利要求1至10中任一项所述的换热器。
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