CN214841802U - 一种双排换热装置及冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种双排换热装置，包括：第一换热器、第二换热器和连接管，第一换热器设置有进气管；第二换热器叠加设在第一换热器上，且第二换热器上设置有出液管；连接管用于连通第一换热器和第二换热器；其中，第二换热器、出液管、进气管和连接管均位于第一换热器的平面尺寸范围内。本实用新型的有益效果是，通过上述部件之间的配合，使得该双排换热装置的结构紧凑，换热效率高，进而使得该双排换热装置可以应用到小型仪器设备中，且能保证设备体积不变的情况下提高该设备能效。本实用新型还提供了一种冷水机组，该冷水机组至少拥有上述双排换热装置的所有优点，再通过合理的空间设计，进而使该冷水机组的结构更为紧凑。

Description

一种双排换热装置及冷水机组

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种双排换热装置及冷水机组。

背景技术

随着人们生活水平的提高及现代科技的发展。工业领域及消费电子领域中各种仪器设备的性能逐渐提高，设备的发热量也随之增加，因而对设备冷却的需求越来越强，传统的风冷被动降温已经无法满足现有设备需求。水冷以其温控稳定、换热量大、能效高等优势已逐步取代原有的降温方式。

各种大型工业仪器设备中，现有的大型冷水机组能满足设备冷却的需求，但对于结构紧凑的仪器设备，大型冷水机组结构大，安装不方便等缺点，限制了其在小型仪器设备中的应用。

例如中国专利：申请号201320721976.9公开了一种新型工业冷水机，包括外壳总成与系统总成，所述外壳总成包括机箱及安装在机箱上的显示屏、风机、水循环接口、电路接口，所述系统总成包括水循环系统和制冷循环系统，所述水循环系统包括水箱、水泵、液位开关、流量开关，所述制冷循环系统包括制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、毛细管节流阀。该实用新型就存在体积大、能效不足、低水温区能力不足的缺点。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。有鉴于此，本实用新型的一个目的在于提供一种双排换热装置，包括：第一换热器，所述第一换热器设置有进气管；第二换热器，所述第二换热器叠加设在所述第一换热器上，所述第二换热器上设置有出液管；连接管，所述连接管用于连通所述第一换热器和所述第二换热器；其中，所述第二换热器、所述出液管、所述进气管和所述连接管均位于所述第一换热器的平面尺寸范围内。

进一步的，所述第一换热器包括第一芯体、设在所述第一芯体一侧的第一集流管和设在所述第一芯体另一侧的第二集流管；所述第二换热器包括第二芯体、设在所述第二芯体一侧的第三集流管和设在所述第二芯体另一侧的第四集流管，所述第二芯体叠加设置在所述第一芯体上，所述第一集流管与所述第三集流管平行叠置，所述第二集流管与所述第四集流管平行并错开布置；其中，所述进气管设置在所述第二集流管上，所述出液管设置在所述第四集流管上，所述连接管用于连通所述第二集流管和所述第四集流管。

进一步的，所述第二集流管内设置有第一隔断部，所述第一隔断部将所述第二集流管内部分隔成第一上腔体和第一下腔体；所述第四集流管内设置有第二隔断部，所述第二隔断部将所述第四集流管内部分隔成第二上腔体和第二下腔体；其中，所述进气管与所述第一上腔体连通，所述连接管一端与所述第一下腔体连通，所述连接管另一端与所述第二上腔体连通，所述出液管与所述第二下腔体连通。

进一步的，所述第一集流管与所述第二集流管之间的间距为第一间距，所述第三集流管与所述第四集流管之间的间距为第二间距；所述第一间距大于所述第二间距。

进一步的，所述第二换热器的长度为所第一换热器的长度的80％-90％。

本实用新型还提供一种冷水机组，包括：壳体，所述壳体设置有压缩机、节流阀、第三换热器，以及双排换热装置；其中，所述压缩机、所述双排换热装置、所述节流阀以及所述第三换热器依次通过管道密封连接，形成回路。

进一步的，所述双排换热装置另一侧设置有风机。

进一步的，所述第三换热器为板式第三换热器或钛管第三换热器。

进一步的，所述压缩机的进气管与排气管的至少之一设置了U弯结构。

进一步的，所述冷水机组还包括风机和控制面板，所述风机和所述控制板分别设置在所述冷水机组的两侧外边缘。

进一步的，所述冷水机组还包括水泵和水箱，所述水泵和水箱设置在所述冷水机内部或者外部。

本实用新型的有益效果是，通过上述部件之间的配合，使得该双排换热装置的结构紧凑，换热效率高，进而使得该双排换热装置可以应用到小型仪器设备中，且能保证设备体积不变的情况下提高该设备能效。本实用新型还提供了一种冷水机组，该冷水机组至少拥有上述双排换热装置的所有优点，再通过合理的空间设计，进而使该冷水机组的结构更为紧凑。

附图说明

图1示出了根据本实用新型中的其中一个实施例的双排换热装置的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型中的其中一个实施例的双排换热装置的部分结构的剖视图；

图3示出了根据本实用新型中的其中一个实施例的冷水机组的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型中的其中一个实施例的冷水机组的俯视图；

图5示出了根据本实用新型中的一个实施例的双排换热装置的压焓图。

图1至图4中的附图标记与部件名称的对应关系如下表所示：

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节，以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本实用新型的一些实施例。

本实施例提供了一种双排换热装置100应用于冷水机组上，且该双排换热装置100具有结构紧凑，换热效率高等优点，能在保证设备体积不变的情况下提高该设备能效。

如图1所示，该双排换热装置100包括：第一换热器10、第二换热器20以及连接管30。

第一换热器10设置有进气管40；第二换热器20叠加设置在第一换热器10上，且第二换热器20上设置有出液管50；连接管30用于连通第一换热器10和第二换热器20，其中，第二换热器20、出液管50、进气管40均位于第一换热器10的平面尺寸范围内。

需要说明的是，平面尺寸是指部件的外轮廓线。其中，第二换热器20、出液管50、进气管40均位于第一换热器10的平面尺寸范围内，可以理解为，第一换热器10的平面尺寸范围是指第一换热器10的外轮廓线所圈定的一个范围，而第二换热器20、出液管50、进气管40则位于第一换热器10的外轮廓线所圈定的范围内，未超出第一换热器10的外轮廓线，从而使得双排换热装置结构紧凑。

由上述结构可知，本实用新型实施例的双排换热装置100的结构简单紧凑，而且双排换热装置100与现有技术的换热装置相比，在占用同等空间的情况下，由于双排换热装置的结构更为紧凑，所以双排换热装置100相比于现有技术的换热装置的换热面积更大，使双排换热装置100相比于现有的换热装置，换热效率更高。

可选的，第一换热器10以及第二换热器20均为平行流冷凝器。

下面为了让本领域技术人员充分理解本实施例的技术方案，进而对本实施例中的技术方案进行进一步描述。

可选的，如图1所示，第一换热器10包括第一芯体110、设置在第一芯体110一侧的第一集流管120和设在第一芯体110另一侧的第二集流管130；第二换热器20包括第二芯体220、设在第二芯体220一侧的第三集流管210和设在第二芯体220另一侧的第四集流管230，第二芯体220叠加设置在第一芯体110上，第一集流管120与第三集流管210平行叠置，第二集流管130与第四集流管230平行并错开布置；其中，进气管40设置在第二集流管130上，出液管50设置在第四集流管230上，连接管30用于连通第二集流管130和第四集流管230。

需要说明的是，第二集流管130与第四集流管230错开是指沿第二换热器20向第一换热器10的方向看，第二集流管130与第四集流管230是不重合的。

该方案由于第二换热器20的平面尺寸小于第一换热器10的平面尺寸，通过将进气管40设置在第二集流管130上，出液管50设置在第四集流管230上，连接管30一端设置在第二集流管130上，连接管30另一端设置在第四集流管230上，使得第二集流管130与第四集流管230错开的空间得到合理的利用，从而使该双排换热装置100的结构紧凑。

为了提高该双排换热装置100的换热效率，如图2所示，第二集流管130内设置有第一隔断部131，第一隔断部131将第二集流管130内部分隔成第一上腔体132和第一下腔体133；第四集流管230内设置有第二隔断部231，第二隔断部231将第四集流管230内部分隔成第二上腔体232和第二下腔体233；其中，进气管40与第一上腔体132连通，连接管30一端与第一下腔体133连通，连接管30的另一端与第二上腔体232连通，出液管50与第二下腔体233连通。

通过上述设计，使得从进气管40进入到第一上腔体132内的冷媒，先通过第一芯体110进而到第一集流管120内，再从第一集流管120内通过第一芯体110进而到第一下腔体133内，到达第一下腔体133的冷媒再通过连接管30进入到第二上腔体232内，然后通过第二芯体220进入到第三集流管210内，再从第三集流管210内通过第二芯体220进入到第二下腔体233内，最后从第二下腔体233内进入到出液管50，从而延长了冷媒流经第一换热器10和第二换热器20的时间，进而提高了该双排换热装置100的换热效率，而且该双排换热装置100采用的是双排结构，使得该双排换热装置100的散热面积也有所增加，进而进一步提高该双排换热装置100的换热效率。

需要说明的是，如图2所示，第一芯体110包括多个第一扁管111，每个第一扁管111相互平行，且每个第一扁管111的一端沿第一集流管120的延伸方向间隔设置在第一集流管120上；每个第一扁管111的另一端沿第二集流管130的延伸方向间隔设置在第二集流管130上，其中，第一扁管111用于连通第一集流管120和第二集流管130，从而实现冷媒从第一上腔体132通过第一芯体110进入到第一集流管120内，再从第一集流管120内通过第一芯体110进入到第一下腔体133内。

同理，如图2所示，第二芯体220包括多个第二扁管211，每个第二扁管211相互平行，且每个第二扁管211的一端沿第三集流管210的延伸方向间隔设置在第三集流管210上；每个第二扁管211的另一端沿第四集流管230的延伸方向间隔设置在第四集流管230上，其中，第二扁管211用于连通第三集流管210和第四集流管230，从而实现冷媒从第二上腔体232通过第二芯体220进入到第三集流管210内，再从第三集流管210内通过第二芯体220进入到第二下腔体233内。

可选的，在上述描述中，第二换热器20的平面尺寸小于第一换热器10的平面尺寸。比如，定义相互平行放置的第一集流管120与第二集流管130之间的间距为第一间距，相互平行放置的第三集流管210和第四集流管230之间的间距为第二间距，将第一间距设置为大于第二间距，使得第二换热器20叠加设置在第一换热器10上时，只占用第一换热器10平面尺寸范围内的部分空间；将进气管40以及连接管30的一端设置在第一换热器10的另一侧上，出液管50以及连接管30的另一端设置在第二换热器20的另一侧上，进而使第一换热器10平面尺寸范围内的另一部分空间得到合理利用，从而使该双排换热装置100的结构更为紧凑。

为了进一步使该双排换热装置100的结构更为紧凑，可选的，第二换热器20的长度为第一换热器10的长度的80％-90％。这样设计使得第一换热器10的另一侧与第二换热器20的另一侧错开的空间可以刚好的被出液管50、进气管40以及连接管30所占用，例如，第一换热器10的长度可以为177mm，第二换热器20的长度可以为155mm，使得的第一换热器10与第二换热器20错开的20mm，可以刚好安装出液管50、进气管40以及连接管30，从而进一步使该双排换热装置100的结构更为紧凑，从而缩减占用的空间。此处的具体尺寸仅为示例，不作为对本申请保护范围的限制。

可选的，第一换热器和第二换热器为冷凝器，第三换热器为蒸发器；或者第一换热器和第二换热器为蒸发器，第三换热器为冷凝器。这由双排换热装置处于制冷或者制热过程来决定。

本实用新型实施例还提供了一种冷水机组，该冷水机组具有结构紧凑，换热效率高等优点，可以应用到小型仪器设备中，能在保证小型仪器设备体积不变的情况下提高该设备的能效。

如图3以及图4所示，该冷水机组包括：壳体60，壳体60内设置有压缩机61、双排换热装置100、节流阀62以及第三换热器63。

压缩机61、双排换热装置100、节流阀62以及第三换热器63依次通过管道密封连接，形成封闭闭环连接的冷媒回路，其中，压缩机61位于双排换热装置100一侧的一端，第三换热器63位于双排换热装置100一侧的另一端，节流阀62位于压缩机61与第三换热器63之间。

例如，压缩机61位于双排换热装置100的左前侧(即双排换热装置100的一侧，且靠左的一边)，第三换热器63位于双排换热装置100的右前侧(即双排换热装置100的一侧，且靠右的一边)，节流阀62位于压缩机61与第三换热器63之间。该方案通过合理的空间布局，使得该冷水机组的结构紧凑，而且拥有双排换热装置100至少上述的所有优点。

为了降低该冷水机组的能耗，可选的，如图3所示，壳体60上固定有控制板64，控制板64用于调节冷水机组制冷量，从而减少能耗。

为了提高该冷水机组的散热效果，可选的，如图3所示，双排换热装置100另一侧(即双排换热装置100背对压缩机61的一侧)设置有风机65。

具体而言，双排换热装置100上设置有外壳，其中，风机65通过外壳固定在双排换热装置100的后侧，从而提高该冷水机组的散热效果。

可选的，风机65可以采用直流风扇。

可选的，该外壳为钣金件。

可选的，所述第三换热器63可以采用板式第三换热器或钛管第三换热器，压缩机61可以采用微型直流压缩机，节流阀62可以采用毛细管或热力膨胀阀或电子膨胀阀。从而减少该冷水机组的体积，进而使该冷水机组可以广泛引用到小型仪器中。

可选的，压缩机的进气管与排气管的至少之一设置了U弯结构。可以理解的是，U弯结构是指具有任意弯折构造的结构，这种结构能够卸载压缩机运转所带来的振动，减少管道断裂等损害的发生。该U弯结构可以设置在压缩机的进气管，也可以设置在压缩机的出气管，也可以在压缩机的进气管和出气管同时设置。

可选的，冷水机组还包括了风机65和控制板64，如图3所示，风机65和控制板64分别设置在冷水机组的两侧的外边缘。

可选的，该冷水机组在满足小型仪器设备制冷量的情况下，该冷水机组的体积可以控制在：长40CM*宽20CM*高40CM内。使得该冷水机组可以应用到小型仪器设备上。可以理解的是，本申请并不要求将该冷水机组的尺寸限定为某一定值，具体的尺寸设置可根据实际应用场景来进行调整。

图5所示的压焓图直观反映了双排换热装置相较于单排换热装置的制冷效率COP(coefficient of performance)的提升结果，图中h表示焓值，h1表示a1点对应的焓值，h2表示a2点对应的焓值，h7表示a7点对应的焓值，h8表示a8点对应的焓值，P1表示a1点对应的压力值的对数，P2表示a2点对应的压力值的对数，lgp表示压力值的对数。以换热装置处于制冷状态为例，进行如下说明。

a1表示由第三换热器出来后进入压缩机吸气口时稍微过热的气体状态，a2表示从压缩机排气口进入换热装置的过热气体状态，a3表示在换热装置内冷却后，过热蒸气变成干饱和蒸气，气体开始液化时的制冷剂状态。

a4表示在换热装置中进一步冷却，全部液化后的饱和液体状态，a5和a6均表示在换热装置出口处，过冷后进入节流阀前的过冷液体状态，a7和a8均表示经节流阀降压后进入第三换热器时的湿饱和蒸气状态；a1至a2为沿等熵线进行的绝热压缩过程，a2至a5为换热装置中进行的等压冷凝过程，a5至a8为节流阀中进行的等焓节流降压过程，a8至a1为第三换热器中进行的等压蒸发过程。

图中a1至a2至a3至a4至a5至a8至a1为单排换热装置的制冷循环压焓图，a1至a2至a3至a4至a5至a6至a7至a8至a1为双排换热装置的制冷循环压焓图。采用单排换热装置的制冷循环当中，a2至a3至a4至a5为换热装置中进行的等压冷凝过程，为了提高系统的性能系数COP，出了第一换热器的冷媒在第二换热器中被进一步冷却，实现进一步的焓降，此过程即a5至a6，在压焓图中可以看出，双排换热装置芯体相较于单排换热装置芯体，系统的换热能力得到加强，整个机组的COP值得到显著提升。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上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 (11)

1.一种双排换热装置，其特征在于，包括：

第一换热器，所述第一换热器设置有进气管；

第二换热器，所述第二换热器叠加设在所述第一换热器上，所述第二换热器上设置有出液管；

连接管，所述连接管用于连通所述第一换热器和所述第二换热器；

其中，所述第二换热器、所述出液管、所述进气管和所述连接管均位于所述第一换热器的平面尺寸范围内。

2.根据权利要求1所述的双排换热装置，其特征在于，所述第一换热器包括第一芯体、设在所述第一芯体一侧的第一集流管和设在所述第一芯体另一侧的第二集流管；所述第二换热器包括第二芯体、设在所述第二芯体一侧的第三集流管和设在所述第二芯体另一侧的第四集流管，所述第二芯体叠加设置在所述第一芯体上，所述第一集流管与所述第三集流管平行叠置，所述第二集流管与所述第四集流管平行并错开布置；其中，所述进气管设置在所述第二集流管上，所述出液管设置在所述第四集流管上，所述连接管用于连通所述第二集流管和所述第四集流管。

3.根据权利要求2所述的双排换热装置，其特征在于，所述第二集流管内设置有第一隔断部，所述第一隔断部将所述第二集流管内部分隔成第一上腔体和第一下腔体；所述第四集流管内设置有第二隔断部，所述第二隔断部将所述第四集流管内部分隔成第二上腔体和第二下腔体；其中，所述进气管与所述第一上腔体连通，所述连接管一端与所述第一下腔体连通，所述连接管另一端与所述第二上腔体连通，所述出液管与所述第二下腔体连通。

4.根据权利要求2所述的双排换热装置，其特征在于，所述第一集流管与所述第二集流管之间的间距为第一间距，所述第三集流管与所述第四集流管之间的间距为第二间距；

所述第一间距大于所述第二间距。

5.根据权利要求4所述的双排换热装置，其特征在于，所述第二间距的长度为所述第一间距长度的80％-90％。

6.一种冷水机组，其特征在于，包括：壳体，所述壳体设置有压缩机、节流阀、第三换热器，以及如权利要求1至5任一项所述的双排换热装置；其中，所述压缩机、所述双排换热装置、所述节流阀以及所述第三换热器依次通过管道密封连接，形成回路。

7.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，所述双排换热装置另一侧设置有风机。

8.根据权利要求6或7所述的冷水机组，其特征在于，所述第三换热器为板式换热器或钛管换热器。

9.根据权利要求6或7所述的冷水机组，其特征在于，所述压缩机的进气管与排气管的至少之一设置了U弯结构。

10.根据权利要求6或7所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括风机和控制板，所述风机和所述控制板分别设置在所述冷水机组的两侧外边缘。

11.根据权利要求6或7所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括水泵和水箱，所述水泵和水箱设置在所述冷水机内部或者外部。

Images