换热装置和换热系统

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种换热装置和换热系统。

背景技术

目前微通道换热器作为蒸发器在空调系统中运行时，由于每根扁管之间的分液不可能完全均匀，因此会造成蒸发器出口带有大量的未蒸发液体进入系统，导致冷媒流量减小，换热效率下降，并且可能导致压缩机损坏等不良后果。

现有横插翅片换热器，第二组件位于芯体两侧，制冷剂从多个进口进入换热器，经过换热后进入出口第二组件，由于第二组件腔体较大，部分未蒸发的液态制冷剂由于重力作用会落入出口第二组件底部，气态制冷剂在第二组件上部空间，液态制冷剂在压差驱动下与气态制冷剂混合被带出出口管，进入压缩机，从而影响压缩机的正常与运转，也降低了换热效率。

微通道换热器作为冷凝器或蒸发器已经普遍用在空调系统中，换热器通常包括多个换热管、进口集管和出口集管，当空调系统工作时候，相关技术中，当换热器作为蒸发器使用时，换热管为竖直放置，进口集管和出口集管则为水平放置，气液两相的制冷剂从制冷剂流入进口集管内后流向各个换热管，再从出口集流管流出，在重力作用下，气液两相制冷剂容易在出口集流管内产生气体和液体分层现象，液态制冷剂在压差驱动下与气态制冷剂混合被带出，因而影响了换热系统运行的可靠性，降低了换热机组的使用寿命，影响了换热系统的换热效率。

发明内容

本发明的实施例提出一种换热装置，该换热装置在系统中有利于提高换热系统的运行可靠性，有利于提高换热机组的使用寿命，有利于提高换热系统的换热效率

根据本发明的实施例提出一种换热器，所述换热器包括：

换热管，所述换热管包括换热通道，所述换热管为多个；

第一组件，多个所述换热管在所述第一组件长度方向上间隔布置，所述换热管长度方向上的第一端与所述第一组件直接连接或间接连接，所述第一组件包括第一腔，所述第一腔与多个所述换热通道连通；

输送管，所述输送管包括输送通道，所述输送通道与多个所述换热通道连通；

进出口管，所述进出口管为多个，一个所述进出口管与至少一个换热管连通，所述进出口管与所述输送通道连通；和

第一管，至少部分所述第一管位于所述第一腔内，所述第一管包括第二腔，至少部分所述第二腔位于所述第一腔内，且位于所述第一腔内的该部分所述第二腔与所述第一腔不连通。

在一些实施例中，所述第一管与所述输送管直接连接或间接连接，所述第二腔与所述输送通道连通；

所述第一管的一端与所述输送管连接，另一端伸入所述所述第一腔内，且所述第一腔相对所述第二腔密封。

本发明实施例还提供一种换热系统，包括：压缩机、制冷剂和本发明实施例的换热装置；

所述第一组件的长度方向与水平方向成角度，所述第一组件包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和所述第二端盖沿所述第一组件长度方向设置，所述第一端盖在竖直方向上高于所述第二端盖，所述第一管与所述第二端盖直接连接或间接连接，

所述换热装置作为蒸发器工作时，部分所述制冷剂由所述输送通道流向所述多个换热通道，再流向所述第一腔内，另一部分所述制冷剂由所述输送通道流向所述第二腔，所述第二腔内制冷剂的平均温度高于所述第一腔内制冷剂的平均温度。

在一些实施例中，所述第一腔包括第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔连通，所述第一容纳腔与所述换热管的换热通道连通；

至少部分所述第二腔位于所述第二容纳腔内，且位于所述第二容纳腔内的该部分所述第二腔与所述第二容纳腔不连通。

在一些实施例中，所述第一组件包括第一管件和第二管件，所述第一容纳腔形成于所述第一管件，所述第二容纳腔形成于所述第二管件。

在一些实施例中，所述输送管上包括第一连通孔和第二连通孔，所述第一管的一端在所述第一连通孔与所述输送管直接连接或间接连接，所述第一管的另一端在所述第二连通孔与所述输送管直接连接或间接连接，至少部分所述第一管位于所述第二容纳腔内；

所述制冷剂能够从所述第一连通孔流入所述第一管的第二腔内，并从所述第二连通孔流出至所述输送管的输送通道内。

在一些实施例中，所述第一连通孔通向所述第二连通孔的部分所述输送管设置有第一单向阀，以使所述制冷剂能够从所述第二连通孔在所述输送管内单向流动至所述第一连通孔；

和/或，

所述第一管设置有第二单向阀，以使所述制冷剂能够从所述第一连通孔在所述第一管内单向流动至所述第二连通孔。

在一些实施例中，还包括节流装置，所述节流装置与所述输送管连通，沿所述输送管内的制冷剂流动方向，所述节流装置位于所述输送管的下游，所述节流装置相较于所述换热管的制冷剂出口通道更靠近所述换热管的制冷剂入口通道。

在一些实施例中，还包括第二组件，所述第二组件包括第三壁，所述第二组件还包括第三腔，围成所述第三腔的壁包括所述第三壁；

所述换热管长度方向上的第二端与所述第二组件直接连接或间接连接，所述第一腔与多个所述换热通道连通；所述换热通道和所述输送通道均与所述第三腔连通，所述第一管件内设置有第一隔板，所述第一容纳腔包括第一子腔室和第二子腔，至少部分所述第一隔板位于所述第一子腔室和所述第二子腔室之间，所述第二组件内设置有第二隔板，所述第三腔包括第三子腔室和所述第四子腔室，至少部分所述第二隔板位于所述第三子腔室和所述第四子腔室之间，至少一个所述换热管的所述换热通道连通所述第二子腔室和所述第四子腔室，其余所述换热管的所述换热通道连通所述第一子腔室和所述第三子腔室；

所述输送管包括第一输送管和第二输送管，所述第一输送管的输送通道连通所述第二子腔室，所述第二组件包括围成所述第三子腔室的第三子壁和围成所述第四子腔的第四子壁，所述第二输送管的一端与部分所述第三子壁直接或间接连接，所述第二输送管的另一端与部分所述第四子壁直接或间接连接，所述第二输送管的输送通道连通所述第四子腔室与所述第三子腔室。

在一些实施例中，所述第一输送管上包括第一连通孔和第二连通孔，所述第一管的第二腔的一端在所述第一连通孔与所述第一输送管连通，所述第一管的第二腔的另一端在所述第二连通孔与所述第一输送管连通，至少部分所述第一管位于所述第二容纳腔内；

所述制冷剂能够从所述第一连通孔流入所述第一管的第二腔内，并从所述第二连通孔流出至所述第一输送管内。

在一些实施例中，所述第一输送管设置有第三单向阀，所述第三单向阀设置为使所述制冷剂能够从所述第二连通孔在所述第一输送管内单向流动至所述第一连通孔；

所述第一管设置有第四单向阀，以使所述制冷剂能够从所述第一连通孔在所述第一管内单向流动至所述第二连通孔。

在一些实施例中，所述输送管上包括第一连通孔和第二连通孔，所述第一管的一端在所述第一连通孔与所述输送管直接连接或间接连接，所述第一管的另一端在所述第二连通孔与所述输送管直接连接或间接连接，至少部分所述第一管位于所述第二容纳腔内；

所述制冷剂能够从所述第一连通孔流入所述第一管的第二腔内，并从所述第二连通孔流出至所述输送管内；

所述第一连通孔和所述第二连通孔之间的管路设置有第五单向阀，以使所述制冷剂能够从所述第二连通孔在所述输送管内单向流动至所述第一连通孔。

在一些实施例中，所述第一管与所述压缩机的出口连接，所述换热系统包括四通阀和换热器，所述四通阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一管的一端与所述压缩机的出口连通，所述第一管的另一端与所述第一接口连通，所述换热装置在作为蒸发器工作状态时，所述第一接口与所述第三接口连通，所述第三接口与所述换热器的一个接口连通，所述第四接口与所述第一组件的一个接口连通，所述第二接口与所述压缩机的进口连通。

本发明的附加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得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1-图6分别是本发明不同实施例中换热装置的示意图；

图7是是本发明一实施例中换热系统的示意图。

附图标记：

1-压缩机，2-进口；3-出口；4-四通阀；5-换热器；

10-换热管；

20-第一组件；21-第一管件；22-第二管件；201-第一隔板；

30-输送管；31-进出口管；32-第一输送管；33-第二输送管；

40-第一管路；

50-第五单向阀；51-第一单向阀；52-第二单向阀；53-第三单向阀；54-第四单向阀；

60-节流装置；

70-第二组件；701-第二隔板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参阅图1，本实施例提供一种换热装置，包括：换热管10、第一组件20、输送管30、进出口管31和第一管40，换热管10包括换热通道，换热管10的数量为多个，均可用于与外接换热，多个换热管10在第一组件20长度方向上间隔布置，换热管10长度方向上的第一端与第一组件20直接连接或间接连接，第一组件20包括第一腔，第一腔与多个换热通道连通；输送管30包括输送通道，输送通道与多个换热通道连通；进出口管31为多个，一个进出口管31与至少一个换热管10连通，进出口管31均与输送通道连通；至少部分第一管40位于第一腔内，第一管40包括第二腔，至少部分第二腔位于第一腔内，且位于第一腔内的该部分第二腔与第一腔不连通。

换热系统可以有多种不同的工作模式，当该换热装置在系统中作为制冷剂的蒸发器工作时，制冷剂可以沿着输送管30的输送通道流入进出口管31，然后进一步流入多个换热管10的换热通道内与空气进行换热，然后流入第一组件20的第一腔内。其中从输送通道过来的部分制冷剂会流入第一管40的第二腔内，这部分制冷剂的温度跟第一组件20内的制冷剂温度相比，相对更高，因此在受重力作用，积聚在第一组件20的液态制冷剂能被该部分制冷剂加热。由于至少部分第一管40位于第一腔内，因此，第一管40能够加热位于第一腔内的液态制冷剂，从而有利于减少第一组件20中液态制冷剂的积聚，减少液态制冷剂的流出。

其中，第一管40与输送管30连接，从而输送通道内的制冷剂可以流入第一管40的第二腔内，第一管40也可以与压缩机1的出口3连通，从而由压缩机1流出的高温制冷剂可以流入第一管40的第二腔内。

参阅图1，在第一管40与输送管30连通的实施例中，当换热系统冬天跑制热工况时，该换热装置作为蒸发器运行，节流后的两相态制冷剂从输送管30进入多个换热管10，输送管30通过分液头进一步将制冷剂分配给各进出口管31，由于分液段压降较大，因此流入第一管40的第二腔内的制冷剂温度会大于第一组件20的第一腔内制冷剂的温度，使得积聚在第一腔内的液态制冷剂被第一管40内的高温制冷剂加热，使其蒸发，减少了第一组件20中液态制冷剂的流出。

当换热系统夏天跑制冷工况时，该换热器作为冷凝器运行，高温高压气态制冷剂从第一组件20进入换热管10，经过与空气热交换后形成高温高压液态制冷剂流入输送管30，此时，第一组件20内的第一管40内部的液态制冷剂被第一组件20内的高温气态制冷剂加热气化并被封在第一管40内，由于第一组件20内设置有第一40，因此减少了第一组件20的内容积，有利于提升该换热装置的换热效率，因此提升了换热装置的换热效率。

在一些实施例中，第一管40与输送管30直接连接或间接连接，第二腔与输送通道连通，从而输送通道内的高温的制冷剂能够流入第二腔内。具体地，第一管40的一端与输送管30连接，另一端伸入第一腔内，且第一腔相对第二腔密封。

本实施方式进一步提供一种换热系统，包括：压缩机1、制冷剂和上述实施例中的换热装置；第一组件20的长度方向与水平方向成角度，如图1-图7中，第一组件20的长度方向与水平方向垂直。当然，第一组件20的长度方向与水平方向之间的夹角也可以是85°、80°等。

其中，第一组件20包括第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖沿第一组件20长度方向设置，第一端盖在竖直方向上高于第二端盖，第一管40与第二端盖直接连接或间接连接，也就是说第一管40通过第二端盖连接在第一组件20上。

换热装置作为蒸发器工作时，部分制冷剂由输送通道流向多个换热通道，再流向第一腔内，另一部分制冷剂由输送通道流向第二腔，第二腔内制冷剂的平均温度高于第一腔内制冷剂的平均温度，从而达到加热第一腔内制冷剂的目的。

在一些实施例中，第一腔包括第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔和第二容纳腔连通，第一容纳腔与换热管10的换热通道连通；至少部分第二腔位于第二容纳腔内，且位于第二容纳腔内的该部分第二腔与第二容纳腔不连通。

具体地，可以在第一腔内设置一个隔板，从而将第一腔分割成第一容纳腔和第二容纳腔，也可以将第一组件20分成两部分，每一部分均形成腔室。

例如：第一组件20包括第一管件21和第二管件22，第一容纳腔形成于第一管件21，第二容纳腔形成于第二管件22。第一管件21和第二管件22可以通过连接管连接，以实现第一容纳腔和第二容纳腔的导通。

在一些实施例中，参阅图2，输送管30上包括第一连通孔和第二连通孔，第一管40的一端在第一连通孔与输送管30直接连接或间接连接，第一管40的另一端在第二连通孔与输送管30直接连接或间接连接，至少部分第一管40位于第二容纳腔内；制冷剂能够从第一连通孔流入第一管40的第二腔内，并从第二连通孔流出至输送管30的输送通道内。也就是说，第一管40的两端均与输送管30连接，这样设置能够使得第一管40内的制冷剂的流动性更好，从而提高加热效果，减少液态制冷剂的流出，提升了换热系统的可靠性。

进一步地，参阅图3，第一连通孔通向第二连通孔的部分输送管30设置有第一单向阀51，以利于换热装置实现系统不同模式下的工作状态，当换热装置在制冷剂为蒸发器工作情况下，第一单向阀51截止，当换热装置在制冷剂为冷凝器工作情况下，第一单向阀51导通，以使制冷剂能够从第二连通孔在输送管30内单向流动至第一连通孔；由此，输送管30内的制冷剂在流向换热管10之前只能从第一管40内经过，从而使得第一管40内的制冷剂具有良好的加热效果，有利于减少第一组件中液态制冷剂的流出，提升换热系统换热效率。

进一步地，参阅图2，第一管40设置有第二单向阀52，在换热系统中，当换热装置在蒸发器工作模式下，以使制冷剂能够从第一连通孔在第一管40内单向流动至第二连通孔，由此，在其他模式下，制冷剂反向流动时，制冷剂不从第一管40内经过。

参阅图3，换热系统还包括节流装置60，节流装置60与输送管30连通，沿输送管30内的制冷剂流动方向，节流装置60位于输送管30的下游，节流装置60相较于换热管10的制冷剂出口通道更靠近换热管10的制冷剂入口通道。通过在输送管30上设置节流装置60，能够进一步增大输送管30和换热管10之间的压差，从而提高换热系统的性能。

在一些实施例中，换热装置还包括第二组件70，所述第二组件70包括第三壁，第二组件70还包括第三腔，围成第三腔的壁包括第三壁；换热管10长度方向上的第二端与第二组件70直接连接或间接连接，第一腔与多个换热通道连通；换热通道和输送通道均与第三腔连通。第二组件70可将多个进出口管31输送的制冷剂汇集，然后输送到各个换热管10内。

示例地，第一管件21内设置有第一隔板201，第一容纳腔包括第一子腔室和第二子腔，至少部分第一隔板位于第一子腔室和第二子腔室之间，第二组件70内设置有第二隔板701，第三腔包括第三子腔室和第四子腔室，至少部分第二隔板701位于第三子腔室和第四子腔室之间，至少一个换热管10的换热通道连通第二子腔室和第四子腔室，其余换热管10的换热通道连通第一子腔室和第三子腔室；输送管30包括第一输送管32和第二输送管33，第一输送管32的输送通道连通第二子腔室，第二组件70包括围成第三子腔室的第三子壁和围成第四子腔的第四子壁，第二输送管33的一端与部分第三子壁直接或间接连接，第二输送管33的另一端与部分第四子壁直接或间接连接，第二输送管33的输送通道连通第四子腔室与第三子腔室。

示例地，第一管件21内设置有第一隔板201，第一隔板201将第一容纳腔分成两个相对密封的第一子腔室和第二子腔室，第二组件70内设置有第二隔板701，第二隔板701将第三腔分成两个相对密封的第三子腔室和第四子腔室，至少一个换热管10的两端分别连通第二子腔室和第四子腔室，其余换热管10的两端分别连通第一子腔室和第三子腔室；也就是说，本实施例中，将换热管10代替了一部分输送管30，从而提升了换热装置的可靠性，而且第一子腔室和第二子腔室之间的第一隔板201可以传导热量，从而进一步减少第一子腔内制冷剂液化的问题。输送管30包括第一输送管32和第二输送管33，第一输送管32连通第二子腔室，第二输送管33的一端连通第四子腔室，另一端与第三子腔室连通。

进一步地，参阅图5，第一输送管32上包括第一连通孔和第二连通孔，第一管40的第二腔的一端在第一连通孔与第一输送管32连通，第一管40的第二腔的另一端在第二连通孔与第一输送管32连通，至少部分第一管40位于第二容纳腔内；制冷剂能够从第一连通孔流入第一管40的第二腔内，并从第二连通孔流出至第一输送管32内。

进一步地，第一输送管32设置有第三单向阀53，第三单向阀53设置为使制冷剂能够从第二连通孔在第一输送管32内单向流动至第一连通孔；第一管40设置有第四单向阀54，以使制冷剂能够从第一连通孔在第一管40内单向流动至第二连通孔。由此，第一输送管32内的制冷剂在输送换热管10之前，需要从第一管40内经过，从而使得第一管40内的制冷剂对第二管件22内制冷剂的加热效果更加稳定。在换热装置作为制冷剂的冷凝器工作时，制冷剂反向流动时，不必流经第一管40。

在一些实施例中，参阅图6，输送管30上包括第一连通孔和第二连通孔，第一管40的一端在第一连通孔与输送管30直接连接或间接连接，第一管40的另一端在第二连通孔与输送管30直接连接或间接连接，至少部分第一管40位于第二容纳腔内；制冷剂能够从第一连通孔流入第一管40的第二腔内，并从第二连通孔流出至输送管30内；第一连通孔和第二连通孔之间的管路设置有第五单向阀50，以使制冷剂能够从第二连通孔在输送管30内单向流动至第一连通孔。由此，输送管30内的制冷剂先流经第一管40，然后再流向换热管10换热，从而使得第一管40内的制冷剂对第一组件20内制冷剂的加热效果更加稳定，有利于减少换热装置的第一组件20中的液态制冷剂的流出。

在一些实施例中，参阅图7，换热系统还包括换热器5和四通阀4，所述四通阀4包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一管40的一端与压缩机1的出口3连通，第一管40的另一端与第一接口连通，换热装置在作为蒸发器工作状态时，所述第一接口与所述第三接口连通，第三接口与换热器5的一个接口连通，第四接口与第一组件20的一个接口连通，第二接口与压缩机的进口2连通。在本实施例中，在压缩机1的出口3流出的制冷剂的相对其他换热器和换热装置中的制冷剂温度较高，热量损失少，从而通过第一管40的制冷剂具有良好的加热效果，有利于减少换热装置的第一组件中的液态制冷剂的流出，提升换热系统的换热效率，以及提升压缩机的可靠性。

在一些实施例中,参阅图2和图3，第一管40从第二管件22的顶壁进入第一腔，并从第二管件22的底壁从所述第一腔穿出。

在一些实施例中,参阅图4，第一管40从第二管件22的侧壁或者底壁进入第一腔，并从第二管件22的底壁从所述第一腔穿出。

具体地，参阅图2、图3、图4、图5和图7，第一管40的加热段包括螺旋管段，参阅图6，第一管40的加热段包括U形管段。由此，可以增加第一管40在第一组件20内的流通路径，从而提高加热效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须包括特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。