CN208487848U - 一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，壳体，其一端设置液态制冷剂进口和第一气态制冷剂出口，另一端设置液态制冷剂出口和第二气态制冷剂出口，且在其外壁上设置气态制冷剂进口；中心细管，其设置在所述壳体内部，并在所述中心细管一端设置多个环形开口；螺旋管组，其缠绕在所述中心细管外部，第一气态制冷剂排出管，其一端连通所述第一气态制冷剂出口；第二气态制冷剂排出管，其一端连通所述第二气态制冷剂出口；集气腔，其设置在所述第一气态制冷剂排出管和第二气态制冷剂排出管之间；其中，所述第一气态制冷剂排出管上设置第一阀体，所述第二气态制冷剂排出管上设置第二阀体。通过控制阀体开闭，实现不同工作状态。

Description

一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，特别是一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器。

背景技术

套管式换热器是一种用来提升系统性能的换热器。能够同时使气态和液态制冷剂在其中流动，并使二者换热，提高过冷度和过热度，从而改善系统的性能。是一种成本低，结构简单，效果较为优秀的提升系统性能的部件。

套管式换热器可以放置于汽车空调系统中，起到提高冷凝器出口处液态制冷剂过冷度和气态制冷剂过热度的作用，因此在汽车行业获得了巨大的应用。

现有的套管式换热器大多为同心套管形式，以同心套管中的内管作为传热元件，两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管为“一程”。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一流体。现有的套管式换热器结构简单，并且每程传热管长度有限，使散热量受限，影响换热效率。并且，现有的套管式换热器大多只具有一种工作模式，换热效果差。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，通过控制阀体的开闭，使换热器具有不同过冷度和过热度的工作状态。

本实用新型的另一实用新型目的：通过增加每程传热管长，增大换热面积，提高换热效率。

本实用新型提供的技术方案为：

一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，包括：

壳体，其内部具有空腔，所述壳体一端设置液态制冷剂进口和第一气态制冷剂出口，另一端设置液态制冷剂出口和第二气态制冷剂出口，并且在所述壳体外壁上设置气态制冷剂进口；

中心细管，其设置在所述壳体内部，并且在所述中心细管一端沿圆周设置有多个环形开口；

螺旋管组，其缠绕在所述中心细管外部，一端连通所述液态制冷剂进口，另一端连通所述液态制冷剂出口；

第一气态制冷剂排出管，其一端连通所述第一气态制冷剂出口；

第二气态制冷剂排出管，其一端连通所述第二气态制冷剂出口；

集气腔，其设置在所述第一气态制冷剂排出管和所述第二气态制冷剂排出管之间，且开设有气态制冷剂总出口；

其中，在所述第一气态制冷剂排出管上设置有第一阀体，所述第二气态制冷剂排出管上设置有第二阀体；当所述第一阀体打开，所述第二阀体关闭时，气态制冷剂从第一气态制冷剂排出；当所述第一阀体关闭，所述第二阀体打开时，气态制冷剂经过所述中心细管从所述第二气态制冷剂排出管排出。

优选的是，还包括：

第一壁面，其套设在所述中心细管外部，设置在所述中心细管的一端，所述第一壁面抵靠在所述壳体的内壁上；

第二壁面，其与所述第一壁面平行设置，套设在所述中心细管外部，设置在所述中心细管的另一端，所述第二壁面抵靠在所述壳体的内壁上；

其中，所述第一壁面与所述壳体一端内壁面之间形成第一腔体，所述第一壁面与所述第二壁面之间形成第二腔体，所述第二壁面与所述壳体另一端内壁面之间形成第三腔体。

优选的是，所述螺旋管组一端穿过所述第一壁面与所述第一腔体连通，另一端穿过所述第二壁面与所述第三腔体连通；以及

所述液态制冷剂进口与所述第一腔体连通，所述液态制冷剂出口与所述第三腔体连通。

优选的是，所述螺旋管组包括：

第一螺旋管组，其包括至少两根并排设置的第一螺旋管；

第二螺旋管组，其与所述第一螺旋管组相对设置，包括至少两根并排设置的第二螺旋管。

优选的是，所述液态制冷剂进口包括第一液态制冷剂进口和与其对称设置的第二液态制冷剂进口。

优选的是，所述多个环形开口等间距设置在所述中心细管上。

优选的是，所述第一阀体和所述第二阀体为电磁阀。

本实用新型所述的有益效果：本实用新型包括两个液态制冷剂进口，能够使得液态制冷剂的流动分配的更加均匀。流通液态制冷剂的管子采用类似麻花型的布置，且每部分螺旋管分别包括两根并排的螺旋管，大大提高了套管式换热器空间的利用率，有效地增大了气液两相制冷剂的换热面积，大大提高换热效率。本实用新型具有两个气态制冷剂出口，换热器壳体上的出口连接到腔体的两根管路中分别配置有一个电磁截止阀。通过控制电磁截止阀的通断，使得气态制冷剂只能从其中一条支路流过。通过使得气态制冷剂是否流经中心细管的方式，使得本套管换热器具有拥有不同过冷度和过热度的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型所述的套管式换热器整体结构示意图

图2为本实用新型所述套管式换热器的左侧视图。

图3为本实用新型所述的螺旋管组的结构示意图

图4为本实用新型所述的中心细管的结构示意图。

图5为本实用新型所述中心细管上的开孔结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-5所示，本实用新型提供一种具有两种工作状态的汽车用套管换热器，包括内部具有空腔的壳体100，在空腔中，设置有中心细管110，其一端连接在壳体100一端内壁面上，另一端连接在壳体100另一端的内壁面上；在壳体100一端外壁一端设置有第一液态制冷剂进口152和第二液态制冷剂进口151，并在壳体100一端外壁的中心位置处设置有第一气态制冷剂出口160，在壳体另一端的中心位置处设置有第二气态制冷剂出口170，液态制冷剂出口153也设置在壳体100另一端外壁上。

气态制冷剂进口180设置在壳体一侧下部，其中，第一气态制冷剂出口160与第一气态制冷剂排出管220连通，并在其上设置有第一阀体210，第二气态制冷剂出口170与第二气态制冷剂排出管240连通，第一气态制冷剂排出管220和第二气态制冷剂排出管240之间通过集气腔231进行连通。其中，在中心细管110上，开设有多个环形开口111，当所第一阀体210打开，第二阀体230关闭时，气态制冷剂从第一气态制冷剂排出管220排出；当第一阀体210关闭，第二阀体230打开时，气态制冷剂经过中心细管110从第二气态制冷剂排出管240排出，从而影响制冷剂的过冷度和过热度，使换热器具有两种不同的工作状态。

在壳体100内部，中心细管110外部，靠近中心细管110的一端，套设有第一壁面130，其抵靠在壳体100的内壁面上，第二壁面140与第一壁面130平行设置，套设在中心细管110外部，并抵靠在壳体100的内壁面上，靠近中心细管110的另一端，第一壁面130和第二壁面140将壳体100内部分为三个腔体，即：壳体一端壁面与第一壁面130之间形成第一腔体，第一壁面130与第二壁面140之间形成第二腔体，第二壁面140与壳体100的另一端内壁面之间形成第三腔体。

在第二腔体中，在中心细管110外部，还缠绕有螺旋管组120，螺旋管组120的一端穿过第一壁面130，与第一腔体连通，另一端穿过第二壁面140，与第三腔体连通。

螺旋管组120包括第一螺旋管组和与其相对设置的第二螺旋管组，其中，两个螺旋管组以中心细管110为中心，呈中心对称设置，并且每个螺旋管组均包括至少两根螺旋管，这样能够使得液态制冷剂在流动的过程中分配较为均匀。

在本实用新型中，作为一种优选，每个螺旋管组包括两根并排设置的螺旋管。

第一液态制冷剂进口152与第一腔体连通，第二液态制冷剂进口151设置在第一液态制冷剂进口152的一侧，与第一液态制冷剂进口152对称设置，与第一腔体110连通；第一液态制冷剂出口153设置在壳体100的另一端外壁面上，位于第二气态制冷剂出口170的下方，与第三腔体连通。

气态制冷剂进口180设置在壳体外壁面100下部一侧，位于第二腔体靠近第二壁面18一侧下部，与第二腔体连通。第一气态制冷剂出口160设置在壳体100一端的外壁面上，一端与中心细管110的一端连通，另一端与第一气态制冷剂排出管220连通，第二气态制冷剂出口170设置在壳体另一端的外壁面上，一端与中心细管110的另一端连通，另一端与第二气态制冷剂排出管250连通。第一气态制冷剂排出管220与第二气态制冷剂排出管250之间通过集气腔230进行连接，集气腔230的一端与第一气态制冷剂排出管220的另一端连通，集气腔230的另一端与第二气态制冷剂排出管230的另一端连通，在集气腔下部，还设置有气态制冷剂总出口231。在第一气态制冷剂排出管220上设置有第一阀体，在第二气态制冷剂排出管250上设置有第二阀体，在中心细管110上，靠近第一壁面130的一侧，开设有多个环形开口111，多个环形开口111等间距排布在中心细管110的外周圆上。

在本实用新型中，作为一种优选，多个环形开口111在中心细管110上以45°的角度进行阵列.

在本实用新型中，作为一种优选，多个环形开口111的数量为八个。

在本实用新型中，作为一种优选，第一阀体和第二阀体为相同阀体，选用电磁阀。

在工作时，液态制冷剂通过第一液态制冷剂进口152和第二液态制冷剂进口151进入到套管式换热器中，并通过第一腔体进入到螺旋管组120中，气态制冷剂通过气态制冷剂进口180进入到套管式换热器中，在第二腔体内流动，并与螺旋管组120内的液态制冷剂进行换热，以增大过热度。气态制冷剂能够通过环形开口111进入到中心细管110中。

进入到中心细管110中的气态制冷剂可以通过控制第一阀体210和第二阀体240的方式选择不同的流道。当第一阀体210开启，第二阀体240关闭时，气态制冷剂通过第一气态制冷剂出口160流出套管式换热器中壳体，此时这部分气态制冷剂不流经中心细管110位于套管式换热器中的部分，因此此时套管式换热器所能产生的气态制冷剂的过热度和液态制冷剂的过冷度较低。当第二阀体240开启，第一阀体210关闭时，气态制冷剂通过第二气态制冷剂出口170流出套管式换热器壳体，在此过程中，这部分气态制冷剂需要流经中心细管110，并与螺旋管组120中的气态制冷剂换热，进一步增加过热度，同时也增大了液态制冷剂的过冷度。

无论气态制冷剂从哪个出口流出，最终这部分气态制冷剂都会通过气态制冷剂集气腔230最终由气态制冷剂总出口231流出，完成整个过程。

从图2中可以看出，第一液态制冷剂进口152和第二液态制冷剂进口151布置在壳体一端壁面上，并呈中心对称分布，从而保证了液态制冷剂能够有一个比较均匀的流量分配。

套管式换热器中螺旋管组120的结构如图3所示。本螺旋管组由四根螺旋管构成。其中螺旋管121a和螺旋管121b并排布置，构成第一组。螺旋管122a和螺旋管122b并排放置，构成第二组。第一组和第二组螺旋管的旋向相反，并共同构成螺旋管组120。螺旋管组120的两端分别连通套管式换热器第一腔体和第二腔体。采用这种布置方式，可以高效的利用套管式换热器内部的空间，增大气态制冷剂和液态制冷剂的换热面积，从而提升套管式换热器的换热效率。

套管式换热器中的中心细管110的结构如图4所示。中心细管110为长的圆直管，并在靠左的位置开设有一系列的环形的孔111，以使得气态制冷剂能够通过这些孔进入到中心细管7中。

环形开设的孔6的侧视图结构如图5所示，这些孔开设在中心细管110的壁面上，以45°为角度进行均匀的环形阵列，从而使得气态制冷剂能够均匀的流入到中心细管中。

对于本实用新型所述的套管式换热器，可以通过控制电磁阀开闭调整，使得其具有的两种工作模式适用于两种较为常见的工况，从而使得此套管式换热器能够满足更为广泛的需求。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，包括：

壳体，其内部具有空腔，所述壳体一端设置液态制冷剂进口和第一气态制冷剂出口，另一端设置液态制冷剂出口和第二气态制冷剂出口，并且在所述壳体外壁上设置气态制冷剂进口；

中心细管，其设置在所述壳体内部，并且在所述中心细管一端沿圆周设置有多个环形开口；

螺旋管组，其缠绕在所述中心细管外部，一端连通所述液态制冷剂进口，另一端连通所述液态制冷剂出口；

第一气态制冷剂排出管，其一端连通所述第一气态制冷剂出口；

第二气态制冷剂排出管，其一端连通所述第二气态制冷剂出口；

集气腔，其设置在所述第一气态制冷剂排出管和所述第二气态制冷剂排出管之间，且开设有气态制冷剂总出口；

其中，在所述第一气态制冷剂排出管上设置有第一阀体，所述第二气态制冷剂排出管上设置有第二阀体；当所述第一阀体打开，所述第二阀体关闭时，气态制冷剂从第一气态制冷剂排出；当所述第一阀体关闭，所述第二阀体打开时，气态制冷剂经过所述中心细管从所述第二气态制冷剂排出管排出。

2.根据权利要求1所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，还包括：

第一壁面，其套设在所述中心细管外部，设置在所述中心细管的一端，所述第一壁面抵靠在所述壳体的内壁上；

第二壁面，其与所述第一壁面平行设置，套设在所述中心细管外部，设置在所述中心细管的另一端，所述第二壁面抵靠在所述壳体的内壁上；

其中，所述第一壁面与所述壳体一端内壁面之间形成第一腔体，所述第一壁面与所述第二壁面之间形成第二腔体，所述第二壁面与所述壳体另一端内壁面之间形成第三腔体。

3.根据权利要求2所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，所述螺旋管组一端穿过所述第一壁面与所述第一腔体连通，另一端穿过所述第二壁面与所述第三腔体连通；以及

所述液态制冷剂进口与所述第一腔体连通，所述液态制冷剂出口与所述第三腔体连通。

4.根据权利要求3所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，所述螺旋管组包括：

第一螺旋管组，其包括至少两根并排设置的第一螺旋管；

第二螺旋管组，其与所述第一螺旋管组相对设置，包括至少两根并排设置的第二螺旋管。

5.根据权利要求1或4所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，所述液态制冷剂进口包括第一液态制冷剂进口和与其对称设置的第二液态制冷剂进口。

6.根据权利要求5所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，所述多个环形开口等间距设置在所述中心细管上。

7.根据权利要求6所述的具有两种工作状态的汽车用套管式换热器，其特征在于，所述第一阀体和所述第二阀体为电磁阀。