CN221005579U - 用于冷媒循环系统的换热装置、冷媒循环系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空气调节技术领域，公开一种用于冷媒循环系统的换热装置，换热装置包括主管路和节流支管，其中，主管路开设有冷媒进口和冷媒出口；节流支管，穿设于所述主管路内，所述节流支管的长度方向沿所述主管路的延伸方向，所述节流支管在其内部限定出节流通路，节流支管的外壁与主管路的内壁限定出冷媒流道，流经所述节流通路的冷媒与流经所述冷媒流道的冷媒进行热量交换。本申请还公开一种冷媒循环系统。

Description

用于冷媒循环系统的换热装置、冷媒循环系统

技术领域

本申请涉及空气调节技术领域，例如涉及一种用于冷媒循环系统的换热装置、冷媒循环系统。

背景技术

在冷媒循环系统中，经冷凝器里流出液态冷媒过冷度越大，冷媒的流动稳定性越好，冷媒循环系统的制冷制热效果越好。通常在冷凝器的末段设置一段过冷管段以使液态冷媒获得一定的过冷度。该过程也被称为一次过冷。受限于过冷管段中液态冷媒与所在环境的温度差，增加过冷管段的长度对于过冷度的提高较为有限。

为了进一步提高液态冷媒的过冷度，相关技术中公开了一种空调器，包括用于将室外换热器流出并节流后的冷媒分离成气态和液态的辅助气液分离器、用于二次过冷的板式换热器和辅助电子膨胀阀，板式换热器的主流路将液态冷媒送入室内机，辅助流路将辅助电子膨胀阀节流的气态冷媒送入室外机。相关技术中的空调器，通过板式换热器中辅助流路中冷媒的蒸发吸热降低主流路中冷媒的温度，从而进一步提高主流路中冷媒的过冷度。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

冷媒流经辅助流路的电子膨胀阀时会从所在环境吸收热量，这样会造成冷媒循环系统的冷量损失。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种用于冷媒循环系统的换热装置、冷媒循环系统，以减少冷媒循环系统的冷量损失。

在一些实施例中，所述用于冷媒循环系统的换热装置包括：主管路和节流支管，其中，主管路开设有冷媒进口和冷媒出口；节流支管，穿设于所述主管路内，所述节流支管的长度方向沿所述主管路的延伸方向，所述节流支管在其内部限定出节流通路，节流支管的外壁与主管路的内壁限定出冷媒流道，流经所述节流通路的冷媒与流经所述冷媒流道的冷媒进行热量交换。

在一些实施例中，所述主管路的第一部分为S形，所述节流支管的第一部分对应所述主管路的第一部分为S形。

在一些实施例中，所述主管路开设有第一接口和第二接口，所述节流支管的第一端与所述第一接口相对接，所述节流支管的第二端与所述第二接口相对接。

在一些实施例中，所述换热装置还包括连接管，连接管的第一端连接于所述主管路的第一接口，第二端连通所述主管路的冷媒流道。

在一些实施例中，所述第一接口开设于所述主管路向下的一面。

在一些实施例中，所述第二接口开设于所述主管路向上的一面。

在一些实施例中，沿冷媒流道中的冷媒流动方向，所述第一接口位于所述第二接口的前方。

在一些实施例中，所述节流支管的直径小于或等于4毫米。

在一些实施例中，所述连接管的直径小于或等于4毫米。

在一些实施例中，所述换热装置还包括散热翅片，散热翅片设置于所述主管路的外壁。

在一些实施例中，所述换热装置还包括风扇，所述风扇驱动空气流经所述主管路。

在一些实施例中，冷媒循环系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和上述的换热装置，其中，压缩机的吸气端连通所述节流支管的一端；冷凝器的出液端连通所述主管路的冷媒进口和节流支管的另一端，进气端连通所述压缩机的排气；节流装置的进液端连通所述主管路的冷媒出口；蒸发器的进液端连通所述节流装置的出液端，出气端连通所述压缩机的吸气端。

本公开实施例提供的用于冷媒循环系统的换热装置、冷媒循环系统，可以实现以下技术效果：

通过节流支管中冷媒的蒸发吸热为主管路中的冷媒降温，可以减少冷媒循环系统的冷量损失；节流支管设置于主管路中，节流支管内外的换热面积较大，流经节流支管的冷媒和流经主管路的冷媒可以取得更好的换热效果；节流支管的长度方向沿主管路的延伸方向，节流支管对于主管路中冷媒的流动影响较小。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于冷媒循环系统的换热装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于冷媒循环系统的换热装置的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于冷媒循环系统的换热装置的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一个冷媒循环系统的结构示意图。

附图标记：

100：主管路；101：冷媒进口；102：冷媒出口；103：第一接口；104：第二接口；200：节流支管；201：节流通路；300：连接管；400：散热翅片；10：换热装置；20：压缩机；21：吸气口；22：喷射口；30：冷凝器；40：节流装置；50：蒸发器。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在冷媒循环系统中，经冷凝器里流出液态冷媒过冷度越大，冷媒的流动稳定性越好，冷媒循环系统的制冷制热效果越好。通常在冷凝器的末段设置一段过冷管段以使液态冷媒获得一定的过冷度。该过程也被称为一次过冷。受限于过冷管段中液态冷媒与所在环境的温度差，增加过冷管段的长度对于过冷度的提高较为有限。为了进一步提高液态冷媒的过冷度，相关技术中公开了一种空调器，包括用于将室外换热器流出并节流后的冷媒分离成气态和液态的辅助气液分离器、用于二次过冷的板式换热器和辅助电子膨胀阀，板式换热器的主流路将液态冷媒送入室内机，辅助流路将辅助电子膨胀阀节流的气态冷媒送入室外机。相关技术中的空调器，通过板式换热器中辅助流路中冷媒的蒸发吸热降低主流路中冷媒的温度，从而进一步提高主流路中冷媒的过冷度。相关技术的问题在于，冷媒流经辅助流路的电子膨胀阀时会从所在环境吸收热量，这样会造成冷媒循环系统的冷量损失。

为了减少冷媒循环系统的冷量损失，结合图1-3所示，本公开实施例提供一种用于冷媒循环系统的换热装置，换热装置包括主管路100和节流支管200，其中，主管路100开设有冷媒进口101和冷媒出口102；节流支管200穿设于主管路100内，节流支管200的长度方向沿主管路100的延伸方向，节流支管200在其内部限定出节流通路201，节流支管200的外壁与主管路100的内壁限定出冷媒流道，流经节流通路201的冷媒与流经所述冷媒流道的冷媒进行热量交换。

在本公开实施例中，主管路100的内部具有供液态冷媒或气态冷媒流动的冷媒流道。

节流支管200用于提供节流阻力，在使连接于节流支管200的两端处于连通状态的情况下阻隔节流支管200两端的高低压环境。高压液态冷媒流经节流支管200时，由于压力降低，冷媒蒸发为气态，并且在蒸发过程中吸收热量。示例性地，节流支管200可以为冷媒循环系统的节流装置，从冷凝器流出的冷媒经节流支管200节流降压后进入蒸发器。

在空调器运行制冷模式的情况下，节流支管200从所在环境吸收热量会导致冷媒循环系统中冷媒的焓值增加，也即造成冷媒循环系统的冷量损失。因此，节流支管200主管路100以内，节流支管200中的冷媒从主管路100中的冷媒中吸收热量，从而降低流经主管路100的冷媒的温度。这样就可通过节流支管200为流经主管路100的冷媒降温，在流经主管路100的冷媒为液态冷媒时液态冷媒可以获得更大的过冷度。

节流支管200的长度方向沿主管路100的延伸方向，节流支管200对于主管路100中冷媒流动的阻力较小，有利于主管路100中冷媒的流动。

冷媒流经起到节流作用的节流支管时，在节流支管的第一段，冷媒以液态为主，流速变化不大，冷媒的压力线性降低。这一段中冷媒与节流支管外部环境的温差较小，换热较小。换热冷媒流动至节流支管的第二段时，由于压力降低开始蒸发。冷媒蒸发后体积膨胀流速增加，冷媒在这一段压降较大。这一段中冷媒蒸发吸热增多，在蒸发过程中通过节流支管的管壁从节流支管所在环境吸收热量。冷媒流动至节流支管第二段的末段时，气态冷媒流速达到最大，无法进一步增大。蒸发后的冷媒温度较低，通过节流支管的管壁继续与节流支管缠绕的管壁进行换热。同时，由于节流支管的管壁有一定的导热性，节流支管的第一段的温度也低于外观的温度，流经节流支管第一段的冷媒也与外管中的冷媒换热。冷媒的节流和蒸发均是在节流支管中完成中的，节流支管等效起到节流作用和换热作用。

使用本公开实施例提供的换热装置，可以通过节流支管200中冷媒的蒸发吸热为主管路100中的冷媒降温，从而减少冷媒循环系统的冷量损失；节流支管200设置于主管路100中，节流支管200内外的换热面积较大，流经节流支管200的冷媒和流经主管路100的冷媒可以取得更好的换热效果；节流支管200的长度方向沿主管路100的延伸方向，节流支管200对于主管路100中冷媒的流动影响较小。

可选地，主管路100的第一部分为S形，节流支管200的第一部分对应主管路100的第一部分为S形。

主管路100的第一部分为S形，在主管路100的长度较大的情况下主管路100的平面面积较小。采用这样的设置形式，换热装置的整体体积较小，有利于将换热装置装配至冷媒循环系统。节流支管200的第一部分与主管路100的第一部分相对应，也设置为S形。这样可以增加节流支管200的长度，从而提高节流支管200内外冷媒的换热面积。

可选地，节流流道的进液端敞开于换热空间。

在节流流道的出液端具有吸气压力的情况下，换热空间的冷媒从节流流道的进液端进入节流流道。在这种情况下，进入换热空间的一部分冷媒作为被降温的对象，另一部分冷媒作为实现降温的手段。具体地，进入节流流道的一部分液态冷媒蒸发吸热，从而降低换热空间的另一部分液态冷媒的温度。

采用这样的设置形式，可以简化换热装置的结构，降低换热装置的制造和装配难度。

可选地，主管路100开设有第一接口103和第二接口104，节流支管200的第一端与第一接口103相对接，节流支管200的第二端与第二接口104相对接。

主管路100的两端分别为冷媒进口101和冷媒出口102，主管路100用于连接冷媒循环系统中相邻或关联的两个功能部件，并为冷媒的流动提供冷媒流道。示例性地，主管路100为连接于冷凝器与节流装置之间的一段冷媒管。

主管路100开设有第一接口103和第二接口104，从而使主管路100内部的节流支管200可以通过第一接口103和第二接口104连通外部环境。具体地，节流支管200的第一端与第一接口103对接，节流支管200的第二端与第二接口104相对接。

示例性地，作为节流支管200的第一端与第一接口103相对接的一种实现形式，主管路100的侧壁开设有对接窗口，节流支管200的第一端与对接窗口焊接连接。作为节流支管200的第一端与第一接口103相对接的另外一种实现形式，主管路100的侧壁开设有对接窗口，节流支管200的第一端从对接窗口穿出，节流支管200的侧壁与对接窗口的内圈焊接连接。在节流支管200的第一端从第一窗口穿出的情况下，有利于将节流支管200连接至其他管路。

采用这样的设置形式，主管路100的密闭性较好，节流支管200可以方便地连通主管路100外部的其他管路。

可选地，换热装置还包括连接管300，连接管300的第一端连接于主管路100的第一接口103，第二端连通主管路100的冷媒流道。

连接管300用于为节流支管200引入液态冷媒。具体地，连接管300的一端连通主管路100的第一接口103以与节流支管200对接，连接管300的第二端连通主管路100的冷媒流道。在这种情况下，进入主管路100的冷媒分为两部分，一部分沿主管路100的冷媒流道继续流动，另一部分通过连接管300进入节流支管200。进入节流支路的液态冷媒在节流支路中流动的过程中压力降低，从而蒸发并吸热。节流支管200中的冷媒蒸发时从主管路100中的液态冷媒中吸收热量，从而提高主管路100中液态冷媒的过冷度。采用这样的设置形式，流经主管路100的液态冷媒可以获得更大的过冷度从而获得更好的流动稳定性，这样有利于冷媒循环系统的制冷运行和制热运行。

可选地，第二接口104开设于主管路100向上的一面。

主管路100向上的一面是以换热装置在使用状态下而言的。示例性地，在主管路100竖向设置的情况下，第二接口104开设于主管路100向上的端面；在主管路100横向设置的情况下，第二接口104开设于主管路100的侧面、且第二接口104开口向上。第二接口104开设于主管路100向上的一面，冷媒在换热空间内可以在气液两相冷媒密度差的作用下完成气液分离，避免液态冷媒从第二接口104流出。

可选地，第一接口103开设于主管路100向下的一面。

同样地，主管路100向下的一面是以换热装置在使用状态下而言的。第一接口103开设于主管路100向下的一面，可以提高换热空间冷媒流动的有序性，并且减小冷媒循环系统运行时液态冷媒进入换热空间产生的噪音。

可选地，沿冷媒流道中的冷媒流动方向，第一接口103位于第二接口104的前方。

沿直流支管中冷媒流动的方向，冷媒蒸发逐渐增多，温度逐渐下降。也即在节流支管200中温度是沿冷媒流动方向逐渐降低的。第一接口103位于第二接口104的前方，节流支管200中的冷媒流动方向与冷媒流道中的冷媒的流动方向相反。冷媒流道中的冷媒流经节流支管200的外壁时，温度沿流动方向逐渐降低。采用这样的设置形式，可以使节流支管200中的冷媒与冷媒流道中的冷媒在靠近第二接口104的位置具有较大的温度差，从而提高节流支管200中的冷媒与冷媒流道中的冷媒之间的换热效果。

可选地，节流支管的直径大于或等于1.5毫米。

相较于用于节流的毛细管，通常而言，毛细管长度与内径的组合是为了使冷媒循环系统具有最高的制冷效率，要均衡考虑节流管中冷媒的质量流量、节流阻力以及冷媒循环系统的冷媒充注量。而对于节流支管而言，流经节流主管的冷媒较少，与质量流量和冷媒充注量的关联关系较弱，节流支管可以设置较长的长度和较大的管径以提高其换热作用。

可选地，节流支管200的直径小于或等于4毫米。

节流支管200的直径小于或等于4毫米，可以起到较好的节流降压作用。此外，节流支管200的直径较大，节流支管200中的冷媒与冷媒流道中的冷媒换热面积较大，二者之间可以取得更好的换热效果。

可选地，连接管300的直径小于或等于4毫米。

连接管300的直径小于或等于4毫米，连接管300也可以起到一定的节流降压作用。采用这样的设置形式，有利于冷媒在节流支管200中的蒸发吸热。

可选地，节流支管200与连接管300为一体结构。

在该种情况下，节流支管200和连接管300为连续的细管，细管的一部分从主管路100的外壁穿出而作为连接管300，另一部分作为节流支管200。采用这样的设置形式，节流支管200与毛细管之间不需要焊接连接，有利于降低换热装置的成本。

可选地，换热装置还包括散热翅片400，散热翅片400设置于主管路100的外壁。

主管路100的冷媒流道中冷媒温度较高，在主管路100的外壁设置散热翅片400，冷媒流道中的液态冷媒可以与主管路100所在环境的空气进行热量交换。采用这样的设置形式，可以进一步提高换热装置对于流经换热流道的冷媒的降温效果，从而使液态冷媒可以获得更大的过冷度。

可选地，换热装置还包括风扇，风扇驱动空气流经主管路100。

在设置有风扇的情况下，空气吹向换热装置的主管路100以及散热翅片400时，可以带走冷媒携带的热量。采用这样的设置形式，可以进一步提高对于液态冷媒的降温效果。

结合图1-4所示，本公开实施例提供一种冷媒循环系统，冷媒循环系统包括压缩机20、冷凝器30、节流装置40、蒸发器50和上述的换热装置10，其中，压缩机20的吸气端连通节流支管200的一端；冷凝器30的出液端连通主管路100的冷媒进口101和节流支管200的另一端，进气端连通压缩机20的排气；节流装置40的进液端连通主管路100的冷媒出口102；蒸发器50的进液端连通节流装置40的出液端，出气端连通压缩机20的吸气端。

本公开实施例提供的冷媒循环系统为具有二次过冷功能的冷媒循环系统。示例性地，冷媒循环系统在制冷工况下，经压缩机20排气排出的高温冷媒在冷凝器30中进行降温。高温气态冷媒在冷凝器30中冷凝为高压液态冷媒，流向换热装置10。进入换热装置10的高压液态冷媒一部分沿主管路100继续流动，一部分沿节流支管200流动。进入节流支管200的冷媒压力降低，蒸发为气态。在冷媒的蒸发过程中，从主管路100中的冷媒中吸收热量，从而降低主管中高压液态冷媒的温度，也即增大主管路100中高压液态冷媒的过冷度。蒸发后的气态冷媒沿节流支管200回到压缩机20的吸气端。主管路100中的液态冷媒依次流经节流装置40，节流降压后进入蒸发器50，在蒸发中吸热蒸发后回到压缩机20的吸气端。

使用本公开实施例提供的冷媒循环系统，可以通过节流支管200中冷媒的蒸发吸热为主管路100中的冷媒降温，从而减少冷媒循环系统的冷量损失；节流支管200设置于主管路100中，节流支管200内外的换热面积较大，流经节流支管200的冷媒和流经主管路100的冷媒可以取得更好的换热效果。

可选地，压缩机20的吸气端包括吸气口21和喷射口22，吸气口21连通蒸发器50的出气端，喷射口22连通外管的第二接口104。

压缩机20为转子压缩机20，转子压缩机20的活塞缸开设有进气口和喷射口22。在压缩机20的吸气压力较大的情况下，压缩机20从换热装置10的换热空间吸取气态冷媒，从而增大冷媒循环系统中的冷媒质量流量。通过这种喷气增焓的形式，可以提高压缩机20的制热效果，尤其是低温环境下的制热效果。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于冷媒循环系统的换热装置，其特征在于，包括：

主管路，开设有冷媒进口和冷媒出口；

节流支管，穿设于所述主管路内，所述节流支管的长度方向沿所述主管路的延伸方向，所述节流支管在其内部限定出节流通路，节流支管的外壁与主管路的内壁限定出冷媒流道，流经所述节流通路的冷媒与流经所述冷媒流道的冷媒进行热量交换。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述主管路的第一部分为S形，所述节流支管的第一部分对应所述主管路的第一部分为S形。

3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述主管路开设有第一接口和第二接口，所述节流支管的第一端与所述第一接口相对接，所述节流支管的第二端与所述第二接口相对接。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，还包括：

连接管，第一端连接于所述主管路的第一接口，第二端连通所述主管路的冷媒流道。

5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，

所述第一接口开设于所述主管路向下的一面；和/或，

所述第二接口开设于所述主管路向上的一面。

6.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，

沿冷媒流道中的冷媒流动方向，所述第一接口位于所述第二接口的前方。

7.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，

所述节流支管的直径小于或等于4毫米；和/或，

所述连接管的直径小于或等于4毫米。

8.根据权利要求1至7任一项所述的换热装置，其特征在于，还包括：

散热翅片，设置于所述主管路的外壁。

9.根据权利要求8所述的换热装置，其特征在于，还包括：

风扇，驱动空气流经所述主管路。

10.一种冷媒循环系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的换热装置；和，

压缩机，吸气端连通所述节流支管的一端；

冷凝器，出液端连通所述主管路的冷媒进口和节流支管的另一端，进气端连通所述压缩机的排气；

节流装置，进液端连通所述主管路的冷媒出口；

蒸发器，进液端连通所述节流装置的出液端，出气端连通所述压缩机的吸气端。