冷凝换热器及具有其的室外机的制作方法

本发明涉及空调设备技术领域，具体而言，涉及一种冷凝换热器及具有其的室外机。

背景技术：

为满足逐渐提高的空调器能效标准，空调器在采用强化换热技术的同时增大了冷凝器和蒸发器的换热面积。传统空气冷却式冷凝器以加大换热面积来满足换热量的需求，体积、重量较大，且制作和运行成本高。同时增大换热器面积使得冷凝器和蒸发器内的容积也随之增大，换热器内制冷剂容量增加，导致制冷剂充灌量增多。由于室外机的换热面积和体积均大于室内机，故减小室外机换热器制冷剂容量有助于显著减少空调机组制冷剂灌注量。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种冷凝换热器及具有其的室外机，以解决现有技术中空调器系统制冷剂的灌注量大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种冷凝换热器，包括：第一换热器，第一换热器具有制冷剂入口和制冷剂出口；第二换热器，第二换热器具有进口端和出口端，进口端与第一换热器相连通，出口端与制冷剂出口相连通，制冷剂从制冷剂入口进入第一换热器内，经一定数量或一定长度的换热管后通过进口端进入第二换热器内，在第二换热器完成换热后制冷剂通过出口端排出第二换热器后，再进入第一换热器其余的换热管中进行换热；其中，第一换热器中供制冷剂流通的管道的过流面积大于第二换热器中的供制冷剂流通的管道的过流面积。

进一步地，冷凝换热器还包括：气液分离器，气液分离器的进口与第一换热器相连通，进口端通过气液分离器的第一出口与第一换热器相连通，气液分离器的第二出口与出口端相连通地设置；其中，制冷剂通过冷剂入口进入第一换热器内经换热后形成气液两相的制冷剂，气液两相的制冷剂通过进口进入气液分离器内进行气液分离作业后，形成的气体制冷剂通过第一出口进入第二换热器内，进入第二换热器内的气体制冷剂换热后形成全液态制冷剂，然后通过第二换热器后与第二出口处排出的液态制冷剂混合后进入第一换热器内，并通过制冷剂出口排出第一换热器外。

进一步地，第一换热器为微通道换热器，第二换热器为翅片换热器，微通道的过流面积小于翅片换热器中的铜管的过流面积。

进一步地，第一换热器为翅片换热器，第二换热器为翅片换热器，第一换热器的铜管的过流面积小于第二换热器的铜管的过流面积。

进一步地，冷凝换热器还包括蒸发冷却装置，蒸发冷却装置包括：接水盘，接水盘设置于第一换热器和/或第二换热器的底部；喷淋管件，喷淋管件设置于第一换热器和第二换热器中的至少一个的顶部，喷淋管件通过冷却管路与外界水源相连通。

进一步地，蒸发冷却装置还包括：水泵，水泵设置于冷却管路上。

进一步地，第二出口处的管路上设置有毛细管。

进一步地，喷淋管件的侧壁上开设有喷淋孔，喷淋管件沿第一换热器和第二换热器的长度方向设置，喷淋管件用于向第一换热器和/或第二换热器喷洒冷却水，降低换热器周围环境温度。

根据本发明的另一方面，提供了一种室外机，包括冷凝换热器，上述的冷凝换热器。

进一步地，室外机包括壳体，壳体内设置有风机部，风机部作业时，壳体外侧形成朝向外界吸风的迎风侧，第二换热器设置于壳体内，并靠近迎风侧设置，第一换热器设置于壳体内，第二换热器位于第一换热器与迎风侧之间。

应用本发明的技术方案，通过将第一换热器中供制冷剂流通的管道的过流面积与第二换热器中的供制冷剂流通的管道的过流面积设置成不同的方式，同时将第一换热器与第二换热器设置成串联的方式，能够使得在达到相同换热量时，即采用该冷凝换热器能够有效节省制冷剂的灌注量，同时提高了该冷凝换热器的换热效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的冷凝换热器的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的冷凝换热器的第二实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的空调器的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一换热器；11、制冷剂入口；12、制冷剂出口；

20、第二换热器；

30、气液分离器；31、进口；32、进口；33、第二出口；34、毛细管；

40、蒸发冷却装置；41、接水盘；42、喷淋管件；43、水泵；

50、压缩机；60、节流装置；70、蒸发器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，根据本发明的具体实施例，提供了一种冷凝换热器。

具体地，如图1所示，该冷凝换热器包括第一换热器10和第二换热器20。第一换热器10具有制冷剂入口11和制冷剂出口12；第二换热器20具有进口端和出口端，进口端与第一换热器10相连通，出口端与制冷剂出口12相连通，制冷剂从制冷剂入口11进入第一换热器10内，经一定数量或一定长度的换热管后通过进口端进入第二换热器20内，在第二换热器20完成换热后制冷剂通过出口端排出第二换热器20后，再进入第一换热器10其余的换热管中进行换热；其中，第一换热器10中供制冷剂流通的管道的过流面积大于第二换热器20中的供制冷剂流通的管道的过流面积。

在本实施例中，通过将第一换热器10中供制冷剂流通的管道的过流面积与第二换热器20中的供制冷剂流通的管道的过流面积设置成不同的方式，同时将第一换热器10与第二换热器20设置成串联的方式，能够使得在达到相同换热量时，即采用该冷凝换热器能够有效节省制冷剂的灌注量，同时提高了该冷凝换热器的换热效率。

其中，冷凝换热器还包括气液分离器30。气液分离器30的进口31与第一换热器10相连通。进口端通过气液分离器30的第一出口32与第一换热器10相连通。气液分离器30的第二出口33与出口端相连通地设置。其中，制冷剂通过冷剂入口11进入第一换热器10内换热后形成气液两相的制冷剂，气液两相的制冷剂通过进口31进入气液分离器30内进行气液分离作业后，形成的气体制冷剂通过第一出口32进入第二换热器20内，进入第二换热器20内的气体制冷剂换热后形成干度很小或全液态制冷剂，然后通过第二换热器20后与第二出口33处排出的液态制冷剂混合后进入第一换热器10内，并通过制冷剂出口12排出第一换热器10外。这样设置能够进一步地提高该冷凝换热器的换热效率。

为了进一步地提高该冷凝换热器的换热效率，可以将第一换热器10设置为微通道换热器，第二换热器20为翅片换热器，微通道的过流面积小于翅片换热器中的铜管的过流面积。

如图2所示，根据本申请的另一个实施例，第一换热器10为翅片换热器，第二换热器20为翅片换热器，第一换热器10的铜管的过流面积小于第二换热器20的铜管的过流面积。这样设置同样能够起到提高冷凝换热器的换热效率，同时起到减小制冷剂灌注量的目的。

进一步地，冷凝换热器还包括蒸发冷却装置40。蒸发冷却装置40包括接水盘41和喷淋管件42。接水盘41设置于第一换热器10或第二换热器20的底部。喷淋管件42设置于第一换热器10和第二换热器20中的至少一个的顶部，喷淋管件42通过冷却管路与外界水源相连通。这样设置能够有效地对冷凝换热器进行冷却降温，有效地提高了该换热器的实用性。

蒸发冷却装置40还包括水泵43。水泵43设置于冷却管路上。这样设置能够通过水泵43将接水盘内的水重新循环利用，同时可以通过水泵将外界水源输送至需要加湿降温的换热器处。

其中，第二出口33处的管路上设置有毛细管34。这样设置能够起到对从第二出口33处排出的制冷剂起到降压稳压的作用。

喷淋管件42的侧壁上开设有喷淋孔，喷淋管件42沿第一换热器10和第二换热器20的长度方向设置，喷淋管件42用于向第一换热器10和/或第二换热器(20)喷洒冷却水，降低换热器周围环境温度。

优选地，喷淋管件42的侧壁上开设有喷淋孔。喷淋管件42沿第一换热器10和第二换热器20的长度方向设置，喷淋管件42用于向第一换热器10和第二换热器20喷洒冷却水，以使第一换热器10和第二换热器20的表面上形成水膜。这样设置能够使得喷淋管件喷洒出来的水分更加均匀。在本实施例中，第一换热器是翅片管换热器。

上述实施例中的冷凝换热器还可以用于室外机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种室外机，包括冷凝换热器，上述实施例中的冷凝换热器。具体地，室外机包括壳体，壳体内设置有风机部，风机部作业时，壳体外侧形成朝向外界吸风的迎风侧，第二换热器20设置于壳体内，并靠近迎风侧设置，第一换热器10设置于壳体内，第二换热器20位于第一换热器10与迎风侧之间。

本申请的技术方案提供了一种减少制冷剂灌注量、提高换热效率的冷凝器及其空气调节系统，通过两种不同换热器串联的方式减小制冷剂灌注量同时增强换热，后通过喷淋装置以水降膜蒸发的方式改善高温环境下换热器制冷量不足，提高换热效率。采用本申请的技术方案，解决了空调系统制冷剂灌注量较大、解决了传统换热器换热末段气相含量少，液相含量多，制冷剂流速较慢，换热效率不高的问题。解决了高温环境下换热器制冷量不足，换热效率差的问题。

本申请的技术方案通过设置两个不同管径翅片管换热器或翅片管和微通道换热器串联的方式，能够有效地减小冷凝器尺寸，减小制冷剂灌注量。其中，冷凝器末段为管径较小的换热器或微通道换热器，由于末段换热管尺寸减小，增加制冷剂流动速度，提高换热效率。在翅片管换热器上方布置蒸发冷却装置，通过蒸发冷凝的方式提高换热效率，且换热器下方设置接水盘，通过水泵实现水的重复利用，起到节能作用。通过布置蒸发冷却装置也可提高高温环境下换热器制冷量和换热效率。

冷凝器及空气调节系统由翅片管换热器、微通道换热器、气液分离器、喷淋装置、接水盘及水泵组成。

如图1所示，微通道换热器即第一换热器与翅片管换热器即第二换热器串联布置，微通道换热器布置在背风侧，翅片管换热器布置在迎风侧。微通道换热器至少有两个流程。压缩机出口高温高压制冷剂气体首先流入微通道换热器。在微通道换热器内制冷剂存在三种状态：气相、气液两相及液相。流动过程中，制冷剂首先由气相转变成气液两相，最后转变成液相。在某一流程(记为第n流程)出口处将气液两相的制冷剂引出微通道换热器进入气液分离器。制冷剂在气液分离器内进行气液分离，分离出来的制冷剂气体进入翅片管换热器，制冷剂气体与外界空气进行换热释放潜热冷凝成液体后流出翅片管换热器。气液分离器中分离出来的制冷剂液体经由毛细管降压后与流出翅片管换热器的液相制冷剂汇合，进入微通道换热器的第(n+1)个流程继续进行换热。翅片管换热器与微通道换热器的结合代替同一类型或同一管径化热器，大大减小了换热器尺寸，冷凝器中积存的制冷剂液体量减少，减小空调系统中制冷剂灌注量。此外，由于微通道换热管的水力直径较小，使得制冷剂流速增加，提升了换热器的换热效果。与此同时，气液分离后制冷剂为全液相流入微通道下一流程，改善微通道换热器分流不均。

在翅片管换热器上方布置蒸发冷却装置，采用喷淋的方式。从蒸发冷却装置中喷出的水在翅片上形成水膜并向下流动，水在重力作用下在翅片表面成液膜，由于翅片表面温度较高，液膜蒸发吸热降低换热器表面温度，提升冷凝器换热效果。在换热器最下方设置有接水盘，用于接收流经翅片管换热器翅片后未能蒸发的水，未蒸发的水经水泵引入喷淋装置中再利用。这种风冷+降膜蒸发的冷却效果好于单纯的风冷。

如图3所示，压缩机50不断地抽吸蒸发器70中产生的蒸气，并将蒸气压缩后送往冷凝器(第一换热器10、第二换热器20)，与外界空气换热后冷凝成液体。冷凝器采用两种不同类型换热器串联的方式，一个为微通道换热器，一个为翅片管换热器，减小换热器尺寸的同时降低了制冷剂的灌注量，过程中加入气液分离装置使得制冷剂气相与液相分离。换热末段为小管径或水力直径较小的微通道换热器，提高换热效率。流出冷凝器的制冷剂液体通过节流装置60降温降压后变成气液混合物，进入蒸发器，混合物中的液体在蒸发器中蒸发，吸收热量变成制冷剂气体重新回到压缩机中，如此循环。

本申请中的冷凝换热器不限于实施方式中的一个翅片管换热器和一个微通道换热器的组合，可以是两个及以上不同管径的翅片管换热器或者微通道换热器的组合，其中换热末段管径最小，两相管径逐渐减小。图2为两个不同管径翅片管换热器串联的冷凝器结构图。换热末端为管径较小的翅片管换热器。制冷剂气体先流入一个翅片管换热器，在换热进行一段时间后，制冷剂为气液两相状态。进行气液分离，气相进入另一翅片管换热器，经换热后冷凝成液体，这部分液体与气液分离器中分出的制冷剂液体混合进入管径较小的翅片管换热器继续换热。本申请中换热器的布置除最优实施方式中的方式外，可以是左右，上下布置，可根据实际情况进行调整。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。