一种用于汽车空调的三层套管式中间换热器的制作方法

本实用新型涉及汽车空调领域，具体涉及一种用于汽车空调的三层套管式中间换热器。

背景技术：

电动车与传统的燃油汽车相比区别在于电动车使用电池作为驱动动力，没有用来采暖的发动机余热，不能提供作为汽车空调冬天采暖用的热源，必须使用自身供暖。用来给空调系统提供动力的电池主要用来驱动汽车，空调系统的能量消耗对汽车每充一次电的行程的影响很大。在制热循环中当环境温度为-10℃时，以为R134a工质的空调系统的供热性能仍良好但当室外温度降低到-20℃以下时系统效能会急剧降低，主要是由于环境温度的降低导致蒸发压力急剧降低，吸气比容增大，制冷剂流量降低，系统制热量下降所致。

套管换热器结构简单，能承受高压，应用亦方便。特别是由于套管换热器同时具备传热系数大，传热推动力大及能够承受高压强的优点，广泛应用于汽车空调热交换过程中。传统套管式换热器一般是由两个直径不同的直管制成的同心套管。在这种换热器中，一种流体走内层，另一种流体走外层，两者皆可得到较高的流速，而且在套管式换热器中，两种流体大多为纯逆流，对数平均温差较大，传热系数较高。但传热性能和传热系数往往没有得到大幅度的提高。

技术实现要素：

本实用新型设计开发了一种用于汽车空调的三层套管式中间换热器，本实用新型的实用新型目的是解决现有技术中使用两层同心套管进行换热导致换热效率低的问题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种用于汽车空调的三层套管式中间换热器，包括：

外层套管，其一端进出口通过第一三通阀连接所述汽车空调的车外换热器，另一端进出口通过第二三通阀连接所述汽车空调的车内主换热器；

中层套管，其一端进出口连接所述汽车空调的压缩机，另一端进出口通过第三三通阀连接所述车外换热器和所述车内主换热器；

内层套管，其进出口分别连通在所述外层套管的进出口处；

翅片，其固定安装在所述中层套管内；

其中，所述中层套管通过所述第三三通阀选择性的与所述车外换热器和所述车内主换热器连通。

优选的是，还包括：

第一电子膨胀阀，其设置在所述外层套管到所述第一三通阀之间的输入管路上；以及

第二电子膨胀阀，其设置在所述第二三通阀到所述车内主换热器的输入管路上。

优选的是，所述外层套管和所述内层套管内均填充气态制冷剂，所述中层套管内填充液态制冷剂。

优选的是，所述气态制冷剂在所述外层套管和所述内层套管内的流动方向与所述液态制冷剂在所述中层套管内的流动方向相反。

优选的是，所述翅片对称设置。

优选的是，所述三层套管式换热器为铝合金材料。

优选的是，所述翅片均为铝合金材料。

优选的是，所述翅片焊接于所述中层套管内。

本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果：

1、保证传统套管式换热器耐高压耐腐蚀换热面积可控等优点的同时，改善了设备换热性能，在传统套管式换热器基础上加以改进，换热方式以双面换热为主，这种换热方式能使换热器的传热系数和换热速率有很大的提高，在汽车三换热器空调系统的基础上新增三层套管式中间换热器，改善了压缩机在低温工况下的吸气状况，在制冷或制热模式下都可实现回热，同时增加了系统的制冷量与制热量，提高了除霜、除湿能力；

2、增强了设备竞争力，使管壳类换热器在传热系数与换热性能方面的设备竞争力得到增强；

3、节能环保，更强的换热性能更高的换热效率带来更少的能源损失，从而能够节省能源，减少余热散失，在汽车空调中使用能更加充分地实现换热性能最优化。

附图说明

图1为本实用新型所述的三层套管式中间换热器结构示意图。

图2为本实用新型所述的三层套管式中间换热器纵剖视图。

图3为本实用新型所述的三层套管式中间换热器主视图。

图4为本实用新型所述的三层套管式中间换热器横剖视图。

图5为本实用新型所述的汽车空调结构示意图。

图6为本实用新型所述的汽车空调工作时的制冷模式示意图。

图7为本实用新型所述的汽车空调工作时的制热模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～4所示，本实用新型将套管式换热器的结构进行改进，通过增加套管的方法增加换热面积，将高换热性能和套管式换热器高强度结构融于一体，三层套管式换热器100包括外层套管110、中层套管120和内层套管130；外层套管110中的流动的是气态制冷剂510，内层套管130中流动的也是气态制冷剂510，内层套管130和外层套管110之间的中层套管120流动的是液态制冷剂520，气态制冷剂510和液态制冷剂520两者反向流动，翅片121 位于中层套管120之间；内层套管130的进出口分别连通在外层套管110的进出口处，使气态制冷剂510通过外层套管110的进口处进入到外层套管后分为两路，一路通过外层套管110的出口流出，一路通过流经内层套管130 后再经由外层套管110的出口流出，从而进行更好的热交换，增强能效。

在另一种实施例中，外层套管110、中层套管120、内层套管130和翅片 121均是高强度的铝合金材料，翅片121焊接于中层套管120内；作为一种优选使用时，此换热器可按照如下步骤操作：使用时将此换热器多个组合后，气侧气态制冷剂510与蒸发器-压缩机相连；液侧液态制冷剂520与冷凝器- 膨胀阀相连。

如图5～7所示，本实用新型中设计开发的用于汽车空调的三层套管式中间换热器100在车辆中基于压缩机400和换热器组成了汽车空调，该汽车空调本体同时包括四个电子三通阀：第一电子三通阀310、第二电子三通阀320、第三电子三通阀330、第四电子三通阀340，和一个单向阀370；压缩机400 进口通过三层套管式中间换热器100连接第二电子三通阀320，换热器包括车外换热器210和车内换热器，压缩机100出口通过第四电子三通阀340分别连接车外换热器210和车内换热器。

车外换热器210和车内换热器均具有两个进出口，车外换热器210的其中一个进出口通过第一电子三通阀310、三层套管式中间换热器100、第二电子三通阀320、第二电子膨胀阀360连接车内换热器的一个进出口，车外换热器210的另一个进出口具有两个分支，分别接入第三电子三通阀330和第四电子三通阀340、车内换热器的另一个进出口具有两个分支，一路接入第三电子三通阀330，另一路通过单向阀370连接至第四电子三通阀340；作为改进，车内换热器共设两个：车内主换热器220、车内辅换热器230。

本实用新型具有系统构成简单、制冷制热性能强、简洁高效、可靠性高等优点，本实用新型中应用了三层套管式中间换热器技术，可在不加装气液分离器的条件下有效阻止液体冷媒进入压缩机，避免对压缩机造成损害；同时，三层套管式中间换热器100的应用也增加了系统的制冷和制热性能，车内换热器可与传统空调换热器在安装方面进行互换，压缩机采用补气增焓涡旋电动压缩机，使得系统可在低温环境下正常工作，并可有效提升系统制热能力和制冷能力，增大系统能效比、简化系统构成，电子膨胀阀针对小型汽车的使用环境，在工作能力、使用寿命、可靠性方面较传统双向膨胀阀均有非常大的优势。

如图6所示，本实用新型在汽车热泵空调循环系统工作时的制冷循环过程包括：冷媒首先在压缩机400内被压缩，压缩后经第四电子三通阀340进入车外换热器210，在车外换热器210内冷凝后经第一电子三通阀310、三层套管式中间换热器100内的外层套管110、第二电子三通阀320、第二电子膨胀阀360进入车内主换热器220，冷媒在车内主换热器220内蒸发后再经第三电子三通阀330、三层套管式中间换热器100内的中层套管120，最后回至压缩机400，形成制冷循环。

如图7所示，本实用新型在汽车热泵空调循环系统工作时的制热循环过程包括：冷媒首先在压缩机400内被压缩，压缩后经第四电子三通阀340进入车内辅换热器230，在车内辅换热器230内冷凝后经单向阀370进入车内主换热器220，再次冷凝后经第二电子三通阀320、三层套管式中间换热器 100内的外层套管110、第一电子膨胀阀350、第一电子三通阀310进入车外换热器210，冷媒在车外换热器210内蒸发后再经第三电子三通阀330、三层套管式中间换热器100内的中层套管120，最后回至压缩机400，形成制热循环。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。