CN218994133U - 一种换热芯体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热芯体，在原有换热芯体的基础上，从换热芯体的内部结构出发，在不改变整体结构的前提下，将冷媒通道分隔为曲折连通的三个冷媒通道段，把原来的单一通道分配一次性热交换更改为多通道混合后分配热交换，使冷媒通道得以延长，冷媒在整个过程中完成三次分流换热和三次混合，冷媒吸热蒸发的效用得到更好地发挥，使换热芯体的换热性能得以提升，在对换热性能要求相同的情况下，所需换热叠片的层数更少，可有效降低换热芯体的制造成本和重量。

Description

一种换热芯体

技术领域

本实用新型属于汽车热管理系统的技术领域，具体涉及一种换热芯体。

背景技术

随着人们对环境保护和不可再生能源消耗的重视程度加剧，近年来新能源汽车的数量呈爆炸式增长。由于新能源汽车没有发动机制热，但空调制热需要热源，同时电机、电控元件和电池等组成的用电系统需要冷却，因此，新能源汽车一般采用热管理系统来平衡空调制热和用电系统冷却，换热芯体是热管理系统中换热器的核心零件。

目前，行业内一般采用层叠式结构的换热芯体，如中国专利CN109059588A公开的一种板式换热器，参见图1至图6，换热芯体包括上端板1和下端板2，上端板上设有冷媒进口3和冷媒出口4，下端板上设有导热液进口5和导热液出口6，上端板与下端板之间层叠有若干换热叠片7，每层换热叠片的边缘具有一圈朝上并向外倾斜的翻边，相邻两层换热叠片的翻边密封贴合并使相邻两层换热叠片之间形成密封的换热腔室8；每层换热叠片的四角均贯穿开设有通孔9，位于每层换热叠片相同位置的所有通孔形成换热通道，位于换热叠片长度或宽度方向一侧的两个换热通道为通道Ⅰ10，位于换热叠片长度或宽度方向另一侧的两个换热通道为通道Ⅱ11；换热叠片分为叠片Ⅰ12和叠片Ⅱ13，叠片Ⅰ和叠片Ⅱ交替层叠连接，叠片Ⅰ上于通道Ⅰ对应的两个通孔处向上凸起形成有阻隔部14，叠片Ⅱ上于通道Ⅱ对应的两个通孔处也向上凸起形成有阻隔部14，阻隔部与上层换热叠片密封连接以使各换热腔室交替与通道Ⅰ和通道Ⅱ连通，上端板与最上层换热叠片密封贴合，冷媒进口和冷媒出口通过最上层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅰ连通，通道Ⅰ以及与通道Ⅰ连通的各换热腔室形成为冷媒通道，下端板与最下层换热叠片密封贴合，导热液进口和导热液出口通过最下层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅱ连通，通道Ⅱ以及与通道Ⅱ连通的各换热腔室形成为导热液通道。

由于与冷媒通道对应的密封腔室和与导热液通道对应的密封腔室交替分布，冷媒和导热液通过冷媒通道和导热液通道时可较好地完成热量交换，从而达到平衡空调制热和用电系统冷却的目的。但对于冷媒通道而言，受换热叠片的形状误差和各叠片组装时压缩量的影响，冷媒经通道Ⅰ流经各密封腔室的流阻不等且流经距离较短，导致流经各密封腔室时冷媒吸热蒸发的完成情况差别较大，因此，设计换热芯体时需考虑部分冷媒吸热蒸发完成情况较差的情况，目前一般选择增加换热叠片层数以确保换热器能满足所需换热性能，这不仅会导致制造成本增加，且会使换热芯体的重量较大，不利于安装使用。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种换热芯体，解决目前换热芯体成本较高和重量较大的技术问题，取得降低成本和便于安装使用的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种换热芯体，包括层叠连接的若干换热叠片，相邻两层换热叠片的边缘密封贴合以使相邻两层换热叠片之间形成密封的换热腔室；换热叠片的四角贯穿开设有通孔，位于每层换热叠片相同位置的所有通孔形成换热通道，位于换热叠片长度或宽度方向一侧的两个换热通道为通道Ⅰ，另一侧的两个换热通道为通道Ⅱ；换热叠片分为叠片Ⅰ和叠片Ⅱ，叠片Ⅰ和叠片Ⅱ交替层叠连接，叠片Ⅰ上于通道Ⅰ对应的两个通孔处向上凸起形成有阻隔部，叠片Ⅱ上于通道Ⅱ对应的两个通孔处也向上凸起形成有阻隔部，阻隔部与上层换热叠片密封连接以使各换热腔室交替与通道Ⅰ和通道Ⅱ连通；通道Ⅰ以及与通道Ⅰ连通的各换热腔室形成为冷媒通道，通道Ⅱ以及与通道Ⅱ连通的各换热腔室形成为导热液通道；

通道Ⅰ中具有多个由阻隔部向对应通孔内侧延伸并封闭对应通孔的分隔部，多个分隔部沿换热叠片的层叠方向间隔设置，多个分隔部交替存在于两个通道Ⅰ内以将冷媒通道分隔为曲折连通的多个冷媒通道段；任一通道Ⅰ内设有沿换热叠片层叠方向延伸的导流管，导流管的上端延伸并密封穿过最上层换热叠片上形成对应通道Ⅰ的通孔以用于输入冷媒，导流管的下端延伸穿过存在于对应通道Ⅰ内的多个分隔部并位于最下层的冷媒通道段内。

进一步地，最下方的分隔部位于导流管所在的通道Ⅰ内。

进一步地，分隔部的数量为两个。

进一步地，换热叠片朝上的一面上沿长度或宽度方向上具有多排并列设置的波纹凸起，换热叠片朝下的一面上开设有与波纹凸起对应的波纹凹槽。

进一步地，所述若干换热叠片的上下两端分别连接有上端板和下端板；上端板与最上层换热叠片密封贴合，上端板上贯穿设有冷媒进口和冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口通过最上层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅰ连通，冷媒进口与导流管上端连通；下端板与最下层换热叠片密封贴合，下端板上贯穿设有导热液进口和导热液出口，导热液进口和导热液出口通过最下层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅱ连通；与冷媒进口连通的通道Ⅰ和与导热液进口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向一侧，与冷媒出口连通的通道Ⅰ和与导热液出口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向的另一侧。

进一步地，上端板的上方设有上盖板，上盖板的边缘与上端板密封连接以使上端板与上盖板之间形成密封的冷媒腔室，上盖板上具有向下凸起且自由端与上端板密封连接的分隔板，分隔板将冷媒腔室分隔为冷媒进腔和冷媒出腔，冷媒进腔和冷媒出腔一对一与冷媒进口和冷媒出口连通；上盖板上贯穿开设有与冷媒进腔连通的冷媒输入口以及与冷媒出腔连通的冷媒输出口，冷媒输入口和冷媒输出口均靠近分隔板设置。

进一步地，上盖板上分别于冷媒输入口和冷媒输出口处连接有冷媒输入接头和冷媒输出接头，下端板上分别于导热液进口和导热液出口处连接有导热液输入接头和导热液输出接头。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型从换热芯体的内部结构出发，在不改变整体结构的前提下，将冷媒通道分隔为曲折连通的三个冷媒通道段，把原来的单一通道分配一次性热交换更改为多通道混合后分配热交换，使冷媒通道得以延长，冷媒在整个过程中完成三次分流换热和三次混合，冷媒吸热蒸发的效用得到更好地发挥，使换热芯体的换热性能得以提升，在对换热性能要求相同的情况下，所需换热叠片的层数更少，可有效降低换热芯体的制造成本和重量。

2、本实用新型所述换热芯体中，与冷媒进口连通的通道Ⅰ和与导热液进口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向一侧，与冷媒出口连通的通道Ⅰ和与导热液出口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向的另一侧；使得刚进入换热芯体的冷媒先流经最下层的冷媒通道段与刚进入换热芯体的导热液完成热交换，可使两者处于最大温差，从而快速实现热交换，可有效提高该芯体的换热性能。

3、本实用新型所述换热芯体中，通过设置上盖板并与上端板之间形成冷媒进腔和冷媒出腔，并于上盖板上设置分别与冷媒进腔和冷媒出腔对应连通的冷媒输入口和冷媒输出口，使冷媒输入口和冷媒输出口位置靠近，以便于安装使用时冷媒管道的布置。

附图说明

图1为背景技术所述换热芯体的俯视立体图；

图2为背景技术所述换热芯体的仰视立体图；

图3为所述叠片Ⅰ的立体图；

图4为所述叠片Ⅱ的立体示意图；

图5为图1中A-A的截面示意图；

图6为图2中B-B的截面示意图；

图7为本实施例所述换热芯体的立体图；

图8为图7中C-C的截面示意图；

图9为图7中D-D的截面示意图；

图10为本实施例所述换热芯体隐去除两层具有分隔部外所有换热叠片的立体图；

图11为图10中沿E-E的截面示意图；

其中，上端板1，下端板2，冷媒进口3，冷媒出口4，导热液进口5，导热液出口6，换热叠片7，换热腔室8，通孔9，通道Ⅰ10，通道Ⅱ11，叠片Ⅰ12，叠片Ⅱ13，阻隔部14；

分隔部20，导流管21，波纹凸起22，波纹凹槽23，上盖板24，分隔板25，冷媒进腔26，冷媒出腔27，冷媒输入口28，冷媒输出口29，冷媒输入接头30，冷媒输出接头31，导热液输入接头32，导热液输出接头33。

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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。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。

实施例：

请参见图3、图4和图7至图11，一种换热芯体，包括层叠连接的若干换热叠片7，相邻两层换热叠片7的边缘密封贴合以使相邻两层换热叠片7之间形成密封的换热腔室8；本实施例中，每层换热叠片7的边缘均具有一圈朝上并向外倾斜的翻边，相邻两层换热叠片7的翻边密封贴合以使相邻两层换热叠片7之间形成密封的换热腔室8；

换热叠片7的四角贯穿开设有通孔9，位于每层换热叠片7相同位置的所有通孔9形成换热通道，位于换热叠片7长度或宽度方向一侧的两个换热通道为通道Ⅰ10，另一侧的两个换热通道为通道Ⅱ11；换热叠片7分为通叠片Ⅰ12和叠片Ⅱ13，通叠片Ⅰ12和叠片Ⅱ13交替层叠连接，通叠片Ⅰ12上于通道Ⅰ10对应的两个通孔9处向上凸起形成有阻隔部14，叠片Ⅱ13上于通道Ⅱ11对应的两个通孔9处也向上凸起形成有阻隔部14，阻隔部14与上层换热叠片7密封连接以使各换热腔室8交替与通道Ⅰ10和通道Ⅱ11连通；通道Ⅰ10以及与通道Ⅰ10连通的各换热腔室8形成为冷媒通道，通道Ⅱ11以及与通道Ⅱ11连通的各换热腔室8形成为导热液通道；

通道Ⅰ10中具有多个由阻隔部14向对应通孔9内侧延伸并封闭对应通孔9的分隔部20，多个分隔部20沿换热叠片7的层叠方向间隔设置，多个分隔部20交替存在于两个通道Ⅰ10内以将冷媒通道分隔为曲折连通的多个冷媒通道段；任一通道Ⅰ10内设有沿换热叠片7层叠方向延伸的导流管21，导流管21的上端延伸并密封穿过最上层换热叠片7上形成对应通道Ⅰ10的通孔9以用于输入冷媒，导流管21的下端延伸穿过存在于对应通道Ⅰ10内的多个分隔部20并位于最下层的冷媒通道段内；本实施例中，分隔部20的数量为两个，即将冷媒通道分隔为曲折连通的三个冷媒通道段；最下方的分隔部20位于导流管21所在的通道Ⅰ10内以使冷媒流经每一个冷媒通道段。

本实用新型所述换热芯体通过在通道Ⅰ10和通道Ⅱ11中交替设置两个分隔部20，从而将冷媒通道分隔为曲折连通的三个冷媒通道段，并通过导流管21将冷媒输送至最下层的冷媒通道段内，冷媒由对应通道Ⅰ10分流至最下层的冷媒通道段所对应的多个换热腔室8中，流经最下层的冷媒通道段所对应的多个换热腔室8与导热液通道中的导热液完成首次热交换，然后流入另一通道Ⅰ10中重新混合均匀，再分流进入中间层的冷媒通道段所对应的多个换热腔室8与导热液通道中的导热液完成第二次热交换，然后流入初始的通道Ⅰ10中再次混合均匀，再分流进入最上层的冷媒通道段所对应的多个换热腔室8与导热液通道中的导热液完成第三次热交换，最后经另一通道Ⅰ10混合流出；

本实用新型从换热芯体的内部结构出发，在不改变整体结构的前提下，将冷媒通道分隔为曲折连通的三个冷媒通道段，把原来的单一通道分配一次性热交换更改为多通道混合后分配热交换，使冷媒通道得以延长，冷媒在整个过程中完成三次分流换热和三次混合，冷媒吸热蒸发的效用得到更好地发挥，使换热芯体的换热性能得以提升，在对换热性能要求相同的情况下，所需换热叠片7的层数更少，可有效降低换热芯体的制造成本和重量；另外，该换热芯体可保证冷媒在冷媒通道内温度的均匀性，使输出冷媒的热度更为稳定，以便于在使用时用于控制冷媒输入量的热力膨胀阀能够更加精确地控制输入换热芯体的冷媒量，充分发挥冷媒吸热蒸发的效用，从而降低换热器的运行功耗。

经实际验证，采用原有结构换热芯体的换热器在换热叠片7层数为40层时换热量为3.2～4.8KW，而采用本实用新型所述换热芯体的换热器仅需28层就可达到4.8KW的换热量，且换热性能更为稳定可靠，换热芯体的重量对应降低了20%。

请参见图3、图4和图11，本实施例中，所述换热叠片7朝上的一面上沿长度或宽度方向上具有多排并列设置的波纹凸起22，换热叠片7朝下的一面上开设有与波纹凸起22对应的波纹凹槽23；这样，通过在换热叠片7的上下两面设置波纹凸起22和波纹凹槽23，可有效增加换热叠片7与冷媒或导热液的接触面积，从而提升该换热芯体的换热性能。

请参见图7、图8、图10和图11，所述若干换热叠片7的上下两端分别连接有上端板1和下端板2；上端板1与最上层换热叠片7密封贴合，上端板1上贯穿设有冷媒进口3和冷媒出口4，冷媒进口3和冷媒出口4通过最上层换热叠片7上的通孔9一对一与两个通道Ⅰ10连通，冷媒进口3与导流管21上端连通；下端板2与最下层换热叠片7密封贴合，下端板2上贯穿设有导热液进口5和导热液出口6，导热液进口5和导热液出口6通过最下层换热叠片7上的通孔9一对一与两个通道Ⅱ11连通；与冷媒进口3连通的通道Ⅰ10和与导热液进口5连通的通道Ⅱ11位于换热叠片7长度或宽度方向一侧，与冷媒出口4连通的通道Ⅰ10和与导热液出口6连通的通道Ⅱ11位于换热叠片7长度或宽度方向的另一侧；

这样，刚进入换热芯体的冷媒先流经最下层的冷媒通道段与刚进入换热芯体的导热液完成热交换，由于刚进入换热芯体的冷媒在整个换热过程中温度最低，而刚进入换热芯体的导热液在整个换热过程中温度最高，两者温差较大，可快速实现热交换，可有效提高该芯体的换热性能。

请参见图7、图8、图10和图11，上端板1的上方设有上盖板24，上盖板24的边缘与上端板1密封连接以使上端板1与上盖板24之间形成密封的冷媒腔室；上盖板24上具有向下凸起且自由端与上端板1密封连接的分隔板25，分隔板25将冷媒腔室分隔为冷媒进腔26和冷媒出腔27，冷媒进腔26和冷媒出腔27一对一与冷媒进口3和冷媒出口4连通；本实施例中，上盖板24的边缘具有一圈向下弯折形成的翻边，上盖板24的翻边与上端板1密封连接以使上端板1与上盖板24之间形成密封的冷媒腔室，上盖板24朝上的一面经冲压成型有凹陷部，上盖板24朝下的一面对应形成向下凸起的凸包，所述凸包与上端板1密封贴合即作为分隔板25；上盖板24上贯穿开设有与冷媒进腔26连通的冷媒输入口28以及与冷媒出腔27连通的冷媒输出口29，冷媒输入口28和冷媒输出口29均靠近分隔板25设置。

这样，通过设置上盖板24并与上端板1之间形成冷媒进腔26和冷媒出腔27，并于上盖板24上设置分别与冷媒进腔26和冷媒出腔27对应连通的冷媒输入口28和冷媒输出口29，使冷媒输入口28和冷媒输出口29位置靠近，以便于安装使用时冷媒管道的布置。

为便于安装使用时连接对应管道，上盖板24上分别于冷媒输入口28和冷媒输出口29处连接有冷媒输入接头30和冷媒输出接头31，下端板2上分别于导热液进口5和导热液出口6处连接有导热液输入接头32和导热液输出接头33。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种换热芯体，包括层叠连接的若干换热叠片，相邻两层换热叠片的边缘密封贴合以使相邻两层换热叠片之间形成密封的换热腔室；换热叠片的四角贯穿开设有通孔，位于每层换热叠片相同位置的所有通孔形成换热通道，位于换热叠片长度或宽度方向一侧的两个换热通道为通道Ⅰ，另一侧的两个换热通道为通道Ⅱ；换热叠片分为叠片Ⅰ和叠片Ⅱ，叠片Ⅰ和叠片Ⅱ交替层叠连接，叠片Ⅰ上于通道Ⅰ对应的两个通孔处向上凸起形成有阻隔部，叠片Ⅱ上于通道Ⅱ对应的两个通孔处也向上凸起形成有阻隔部，阻隔部与上层换热叠片密封连接以使各换热腔室交替与通道Ⅰ和通道Ⅱ连通；通道Ⅰ以及与通道Ⅰ连通的各换热腔室形成为冷媒通道，通道Ⅱ以及与通道Ⅱ连通的各换热腔室形成为导热液通道；其特征在于：通道Ⅰ中具有多个由阻隔部向对应通孔内侧延伸并封闭对应通孔的分隔部，多个分隔部沿换热叠片的层叠方向间隔设置，多个分隔部交替存在于两个通道Ⅰ内以将冷媒通道分隔为曲折连通的多个冷媒通道段；任一通道Ⅰ内设有沿换热叠片层叠方向延伸的导流管，导流管的上端延伸并密封穿过最上层换热叠片上形成对应通道Ⅰ的通孔以用于输入冷媒，导流管的下端延伸穿过存在于对应通道Ⅰ内的多个分隔部并位于最下层的冷媒通道段内。

2.根据权利要求1所述一种换热芯体，其特征在于：最下方的分隔部位于导流管所在的通道Ⅰ内。

3.根据权利要求1所述一种换热芯体，其特征在于：分隔部的数量为两个。

4.根据权利要求1所述一种换热芯体，其特征在于：换热叠片朝上的一面上沿长度或宽度方向上具有多排并列设置的波纹凸起，换热叠片朝下的一面上开设有与波纹凸起对应的波纹凹槽。

5.根据权利要求1所述一种换热芯体，其特征在于：所述若干换热叠片的上下两端分别连接有上端板和下端板；上端板与最上层换热叠片密封贴合，上端板上贯穿设有冷媒进口和冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口通过最上层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅰ连通，冷媒进口与导流管上端连通；下端板与最下层换热叠片密封贴合，下端板上贯穿设有导热液进口和导热液出口，导热液进口和导热液出口通过最下层换热叠片上的通孔一对一与两个通道Ⅱ连通；与冷媒进口连通的通道Ⅰ和与导热液进口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向一侧，与冷媒出口连通的通道Ⅰ和与导热液出口连通的通道Ⅱ位于换热叠片长度或宽度方向的另一侧。

6.根据权利要求5所述一种换热芯体，其特征在于：上端板的上方设有上盖板，上盖板的边缘与上端板密封连接以使上端板与上盖板之间形成密封的冷媒腔室，上盖板上具有向下凸起且自由端与上端板密封连接的分隔板，分隔板将冷媒腔室分隔为冷媒进腔和冷媒出腔，冷媒进腔和冷媒出腔一对一与冷媒进口和冷媒出口连通；上盖板上贯穿开设有与冷媒进腔连通的冷媒输入口以及与冷媒出腔连通的冷媒输出口，冷媒输入口和冷媒输出口均靠近分隔板设置。

7.根据权利要求6所述一种换热芯体，其特征在于：上盖板上分别于冷媒输入口和冷媒输出口处连接有冷媒输入接头和冷媒输出接头，下端板上分别于导热液进口和导热液出口处连接有导热液输入接头和导热液输出接头。

Images