CN220979711U - 热量交换装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种热量交换装置及系统，该热量交换装置包括换热器、涡流管和第一输送管路；换热器的进风口通过第一输送管路与涡流管的冷气出风口连接。本申请实施例的方案在热量交换装置中引入换热器，涡流管的冷气出风口与换热器的进风口通过第一输送管路连接，这样可以在换热器处实现涡流管输出的冷气与其它流入换热器的气体之间的热交换。进一步当将这套装置用于车辆中时，可以在交换器处完成涡流管的冷气与中冷器输出的气体之间的热交换，相较于将涡流管的冷气直接输出至中冷器并在中冷器处完成降温，这样做可以提高热交换效率。

Description

热量交换装置及系统

技术领域

本申请属于热量交换技术领域，具体涉及一种热量交换装置及系统。

背景技术

发动机进气温度受环境温度、中冷器性能、风扇性能等的影响非常大，发动机进气温度过高或过低不仅会影响发动机排放还会影响发动机动力性和经济性。将中冷后温度控制在最佳温度范围，既满足发动机排放需求还可以使发动机维持较低燃油消耗率。

相关技术中采用涡流管的冷气对中冷器中的气体进行降温，具体说来，将中冷器做成封闭散热器，利用涡流管的冷气直接冷却高温气体，这种方式冷却效率不高。因此亟需一种高效的热量交换装置，以便利用该热量交换装置实现对中冷器输出的气体进行降温。

实用新型内容

本申请提出一种热量交换装置及系统，能够缓解相关技术中冷却效率不高的技术问题。

本申请第一方面实施例提出了一种热量交换装置，包括：

换热器、涡流管和第一输送管路；

所述换热器的进风口通过所述第一输送管路与所述涡流管的冷气出风口连接。

在一些实施例中，还包括：

开关装置，与所述第一输送管路连接，并且设置在所述涡流管的冷气出风口和所述换热器之间。

在一些实施例中，所述开关装置包括换向阀，所述换向阀还通过所述第一输送管路与所述涡流管的热气出风口连接。

在一些实施例中，还包括：

设置于所述换热器上的消声器。

本申请第一方面实施例提出了一种热量交换系统，包括：

中冷器、第二输送管路、发动机和第一方面所述的热量交换装置；

所述中冷器的出风口通过所述第二输送管路与所述热量交换装置中的所述换热器的进风口连接，所述换热器的出风口通过所述第二输送管路与所述发动机的进风口连接。

在一些实施例中，所述热量交换装置包括开关装置；所述热量交换系统还包括：

与所述开关装置连接的控制设备。

在一些实施例中，所述热量交换系统还包括：

与所述热量交换装置中的所述涡流管连接的空压机气瓶。

在一些实施例中，所述热量交换系统还包括：

设置于所述涡流管与所述空压机气瓶之间的电磁阀。

在一些实施例中，所述电磁阀还与所述控制设备连接。

在一些实施例中，所述热量交换系统还包括：

与所述空压机气瓶连接的空气过滤器。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，热量交换装置包括换热器、涡流管和第一输送管路；换热器的进风口通过第一输送管路与涡流管的冷气出风口连接。本申请实施例的方案在热量交换装置中引入换热器，涡流管的冷气出风口与换热器的进风口通过第一输送管路连接，这样可以在换热器处实现涡流管输出的冷气与其它流入换热器的气体之间的热交换。进一步当将这套装置用于车辆中时，可以在交换器处完成涡流管的冷气与中冷器输出的气体之间的热交换，相较于将涡流管的冷气直接输出至中冷器并在中冷器处完成降温，这样做可以提高热交换效率。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变的明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1示出了本申请一实施例所提供的热量交换装置的结构示意图；

图2示出了本申请一实施例所提供的热量交换系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

相关技术中采用涡流管的冷气对中冷器中的气体进行降温，具体说来，将中冷器做成封闭散热器，利用涡流管的冷气直接冷却高温气体，这种方式冷却效率不高。因此亟需一种高效的热量交换装置，以便利用该热量交换装置实现对中冷器输出的气体进行降温。

为了缓解相关技术中存在的冷却效率不高的问题，本申请实施例提供一种热量交换装置和系统，该热量交换装置包括换热器、涡流管和第一输送管路；换热器的进风口通过第一输送管路与涡流管的冷气出风口连接。本申请实施例的方案在热量交换装置中引入换热器，涡流管的冷气出风口与换热器的进风口通过第一输送管路连接，这样可以在换热器处实现涡流管输出的冷气与其它流入换热器的气体之间的热交换。进一步当将这套装置用于车辆中时，可以在交换器处完成涡流管的冷气与中冷器输出的气体之间的热交换，相较于将涡流管的冷气直接输出至中冷器并在中冷器处完成降温，这样做可以提高热交换效率。

下面结合附图来描述本申请实施例提出的热量交换装置和系统。

如图1所示，该热量交换装置可以包括：

换热器11、涡流管12和第一输送管路13；

换热器11的进风口通过第一输送管路13与涡流管12的冷气出风口连接。

其中，涡流管12的冷气出风口用于输出冷气，冷气沿着第一输送管路13并通过换热器11的进风口流入换热器11中。

本实施例提供的方案中，在热量交换装置中引入换热器，涡流管的冷气出风口与换热器的进风口通过第一输送管路连接，这样可以在换热器处实现涡流管输出的冷气与其它流入换热器的气体之间的热交换。进一步当将这套装置用于车辆中时，可以在交换器处完成涡流管的冷气与中冷器输出的气体之间的热交换，相较于将涡流管的冷气直接输出至中冷器并在中冷器处完成降温，这样做可以提高热交换效率。

本申请又一个实施例中，如图1所示，该热量交换装置还可以包括：

开关装置14，与所述第一输送管路13连接，并且设置在所述涡流管12的冷气出风口和所述换热器11之间。

其中开关装置14的开度大小可调节，通过控制开关装置14可以实现对第一输送管路13通断的调节以及实现从涡流管12流入换热器11的冷气的量进行调节，因此在涡流管12与换热器11之间设置开关装置，有助于提高控制精度。

本申请又一个实施例中，开关装置14包括换向阀，换向阀还通过第一输送管路13与涡流管12的热气出风口连接。

应理解，换向阀为可以改变输出方向的阀门，通过改变输出方向，换向阀可以输出热气或冷气。应用中，该换向阀包括但不限于三通阀、四通阀等。

本实施例提供的方案中，开关装置采用换向阀实现，换向阀还通过第一输送管路与涡流管的热气出风口连接，这样设计使得在换热器处不仅可以实现与涡流管的冷气的热交换，还可以实现与涡流管的热气的热交换，有助于实现涡流管产生的热气的高效利用。

本申请又一个实施例中，如图1所示，该热量交换装置还可以包括：

设置于换热器11上的消声器15。

本实施例提供的方案中，在换热器上设置消声器，有助于使换热器内部保持压力平衡。

本申请另一实施例中，提供一种热量交换系统，如图2所示，该热量交换系统可以包括：

中冷器21、第二输送管路22、发动机23和前述实施例中的热量交换装置24；

中冷器21的出风口通过第二输送管路22与热量交换装置中的换热器的进风口连接，换热器的出风口通过第二输送管路22与发动机23的进风口连接。

应理解，本实施例中的中冷器21和发动机23包括但不限于应用于车辆、船舶、飞机、火箭等设备中。中冷器21的作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机23的热负荷，提高进气量，进而增加发动机23的功率。

应理解，由于中冷器21的出风口通过第二输送管路22与换热器的进风口连接，所以由中冷器21输出的气体，可以沿着第二输送管路22输送并最终通过换热器的进风口流入换热器，在换热器中与涡流管向换热器输入的冷气进行热交换，使得从中冷器21流入换热器的气体温度下降，从涡流管流入换热器的气体温度上升，换热器通过第二输送管路22向发送机输入降温后的气体。

本实施例提供的方案中，在交换器处完成涡流管的冷气与中冷器输出的气体之间的热交换，相较于将涡流管的冷气直接输出至中冷器并在中冷器处完成降温，这样做可以提高热交换效率。

本申请又一个实施例中，热量交换装置包括开关装置；如图2所示，热量交换系统还包括：

与开关装置连接的控制设备25。

本实施例中，控制设备25可以控制开关装置的通断和/或控制开关装置的开度。

本实施例中，控制设备25可以是复用设备中的ECU(电子控制单元)等。

本实例提供的方案中，设置控制设备对开关装置进行控制，相较于人工控制，有助于提高控制精度。

本申请又一个实施例中，如图2所示，热量交换系统还包括：

与热量交换装置中的涡流管连接的空压机气瓶26。

应理解，空压机气瓶26用于输出具有一定压力的压缩空气，这样有助于快速向涡流管引入高压干燥气体，提高后续换热效率。

应用中，为了降低成本，空压机气瓶26可以复用设备中已有的空压机气瓶。其中这里的设备指的是中冷器21和发动机23所应用车辆、船舶等设备。

本申请又一个实施例中，如图2所示，热量交换系统还包括：

设置于涡流管与空压机气瓶26之间的电磁阀27。

本实施例中，电磁阀27用于导通或关断用于连接涡流管和空压机气瓶26的第二输送管路22。其中在电磁阀27打开时，用于连接涡流管和空压机气瓶26的第二输送管路22打开，这种情况下空压机气瓶26通过第二输送管路22向涡流管输送高压干燥气体；在电磁阀27关闭时，用于连接涡流管和空压机气瓶26的第二输送管路22关断，这种情况下空压机气瓶26不能向涡流管输送高压干燥气体。

应理解，在复用设备中的空压机气瓶的情况下，空压机气瓶在设备中除了向涡流管输送高压干燥气体外，还具有别的用途，设置电磁阀27可以尽量减少设备原本对空压机气瓶的使用。比如可以在设备原本使用空压机气瓶比较多或频繁的情况下，可以控制减少电磁阀的开度或者直接关断电磁阀。

本申请又一个实施例中，如图2所示，所述电磁阀还与所述控制设备25连接。

本实施例中，控制设备25可以控制开关装置的通断和/或控制开关装置的开度。

本实例提供的方案中，设置控制设备对开关装置进行控制，相较于人工控制，有助于提高控制精度。

本申请又一个实施例中，如图2所示，热量交换系统还包括：

与空压机气瓶26连接的空气过滤器28。

本实施例提供的方案，通过空气过滤器对流入空压机气瓶的空气进行过滤，有助于改善流入空压机气瓶的空气质量，提高空压机气瓶输出高压干燥气体的效率。

以热量交换系统应用于车辆为例，上述热量交换系统的工作原理为：

当整车在高温环境或低温环境下工作，空压机气瓶内气体在满足制动要求的前提下，将空压机气瓶高压气体导入涡流管，当中冷后温度高于最佳温度上限时，通过四通阀将涡流管产生的冷气导入交换器给中冷后气体降温，使发动机进气温度控制在最佳进气温度范围；当中冷后温度低于最佳温度下限时，通过四通阀将涡流管产生的热气导入冷热交换器给中冷后气体升温，使发动机进气温度控制在最佳进气温度。

系统控制逻辑：当检测到中冷后温度不在最佳进气温度范围，空压机气瓶压力大于1MPa时，电磁阀打开，将高压干燥气体引入涡流管，四通阀控制热(冷)气进入交换器，使发动机进气温度维持在最佳进气温度范围；当中冷后温度在最佳进气温度范围时，电磁阀关闭，交换器停止换热。

需要说明的是：

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下示意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热量交换装置，其特征在于，包括：

换热器、涡流管和第一输送管路；

所述换热器的进风口通过所述第一输送管路与所述涡流管的冷气出风口连接。

2.根据权利要求1所述的热量交换装置，其特征在于，还包括：

开关装置，与所述第一输送管路连接，并且设置在所述涡流管的冷气出风口和所述换热器之间。

3.根据权利要求2所述的热量交换装置，其特征在于，所述开关装置包括换向阀，所述换向阀还通过所述第一输送管路与所述涡流管的热气出风口连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的热量交换装置，其特征在于，还包括：

设置于所述换热器上的消声器。

5.一种热量交换系统，其特征在于，包括：

中冷器、第二输送管路、发动机和权利要求1所述的热量交换装置；

所述中冷器的出风口通过所述第二输送管路与所述热量交换装置中的所述换热器的进风口连接，所述换热器的出风口通过所述第二输送管路与所述发动机的进风口连接。

6.根据权利要求5所述的热量交换系统，其特征在于，所述热量交换装置包括开关装置；所述热量交换系统还包括：

与所述开关装置连接的控制设备。

7.根据权利要求6所述的热量交换系统，其特征在于，所述热量交换系统还包括：

与所述热量交换装置中的所述涡流管连接的空压机气瓶。

8.根据权利要求7所述的热量交换系统，其特征在于，所述热量交换系统还包括：

设置于所述涡流管与所述空压机气瓶之间的电磁阀。

9.根据权利要求8所述的热量交换系统，其特征在于，所述电磁阀还与所述控制设备连接。

10.根据权利要求7所述的热量交换系统，其特征在于，所述热量交换系统还包括：

与所述空压机气瓶连接的空气过滤器。