一种交叉流换热器及多级加热热泵系统的制作方法

本发明涉及热泵技术领域，尤其是涉及一种交叉流换热器及多级加热热泵系统。

背景技术：

目前，热泵双系统的运行由两个独立系统运行，两个独立系统各自通过一个换热器进行工作，当热泵双系统中的其中一个独立系统卸载时，则热泵双系统由另外一个独立系统运行，导致热泵双系统的整体运行能耗较高。

现有技术中的并联热泵系统能够较好地解决热泵双系统的整体运行能耗较高的问题，但是，并联热泵系统的两个系统是在同一个换热器中运行，两个系统内的制冷剂均在换热器内流动进行换热，由于换热器在两个系统的分路设计是上下流动模式，因此当并联热泵系统中只有一个系统运行时，换热器的换热面积将会减少并导致换热器的换热效率较低，同时容易出现系统报高压的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种交叉流换热器及多级加热热泵系统，以解决并联热泵系统的换热器只有一个系统运行时换热效率较低且系统报高压的技术问题，提高并联热泵系统的换热器在只有一个系统运行时的换热效率并且避免出现高压问题。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供了一种交叉流换热器，包括壳体、若干换热管和若干换热弯头，所述换热管设置在所述壳体内，所述换热弯头设置在所述壳体的外侧壁上；所述换热管包括第一换热管和第二换热管，所述换热弯头包括第一换热弯头和第二换热弯头，所述第一换热管与所述第一换热弯头连通并形成第一分路，所述第二换热管与所述第二换热弯头连通并形成第二分路，且所述第一分路与所述第二分路沿所述壳体的上下方向交替设置。

优选地，所述第一换热弯头和所述第二换热弯头均匀分布在所述壳体的外侧壁上。

优选地，还包括第一进气管、第一出液管、第二进气管以及第二出液管；所述第一分路的进口端与所述第一进气管连通，所述第一分路的出口端与所述第一出液管连通，所述第二分路的进口端与所述第二进气管连通，所述第二分路的出口端与所述第二出液管连通。

优选地，所述第一进气管上设有用于通入制冷剂气体的第一进气细管和若干第一出气细管，所述第一进气管与所述第一进气细管连通，所述第一进气管通过若干所述第一出气细管与所述第一分路的进口端连通；所述第一出液管上设有用于制冷剂液体流出的第一出液细管和若干第一进液细管，所述第一出液管与所述第一出液细管连通，所述第一出液管通过若干所述第一进液细管与所述第一分路的出口端连通。

优选地，所述第二进气管上设有用于通入制冷剂气体的第二进气细管和若干第二出气细管，所述第二进气管与所述第二进气细管连通，所述第二进气管通过若干所述第二出气细管与所述第二分路的进口端连通；所述第二出液管上设有用于制冷剂液体流出的第二出液细管和若干第二进液细管，所述第二出液管与所述第二出液细管连通，所述第二出液管通过若干所述第二进液细管与所述第二分路的出口端连通。

优选地，若干所述换热弯头倾斜设置在所述壳体的外侧壁上，且所述第一换热弯头与所述第二换热弯头倾斜设置。

优选地，若干所述换热管之间平行设置，且所述第一换热管与所述第二换热管平行设置。

优选地，还包括翅片，所述翅片设置在所述壳体内，所述翅片与所述换热管的外侧壁连接。

本发明实施例另一方面提供了一种多级加热热泵系统，包括第一系统、第二系统、第三系统、第四系统、第一交叉流换热器以及第二交叉流换热器，所述第一交叉流换热器、所述第二交叉流换热器均为上述的交叉流换热器；

所述第一系统包括第一压缩机、第一节流装置、第一蒸发器，所述第一压缩机的出口端与所述第一交叉流换热器的第一进气管连通，所述第一交叉流换热器的第一出液管与所述第一节流装置的第一端口连通，所述第一节流装置的第二端口与所述第一蒸发器的第一端口连通，所述第一蒸发器的第二端口与所述第一压缩机的进口端连通；

所述第二系统包括第二压缩机、第二节流装置、第二蒸发器，所述第二压缩机的出口端与所述第二交叉流换热器的第一进气管连通，所述第二交叉流换热器的第一出液管与所述第二节流装置的第一端口连通，所述第二节流装置的第二端口与所述第二蒸发器的第一端口连通，所述第二蒸发器的第二端口与所述第二压缩机的进口端连通；

所述第三系统包括第三压缩机、第三节流装置、第三蒸发器，所述第三压缩机的出口端与所述第一交叉流换热器的第二进气管连通，所述第一交叉流换热器的第二出液管与所述第三节流装置的第一端口连通，所述第三节流装置的第二端口与所述第三蒸发器的第一端口连通，所述第三蒸发器的第二端口与所述第三压缩机的进口端连通；

所述第四系统包括第四压缩机、第四节流装置、第四蒸发器，所述第四压缩机的出口端与所述第二交叉流换热器的第二进气管连通，所述第二交叉流换热器的第二出液管与所述第四节流装置的第一端口连通，所述第四节流装置的第二端口与所述第四蒸发器的第一端口连通，所述第四蒸发器的第二端口与所述第四压缩机的进口端连通。

优选地，所述第一交叉流换热器与所述第二交叉流换热器设置在送风口处，且所述第一交叉流换热器与所述第二交叉流换热器平行设置且相互抵靠。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，本发明实施例提供了一种交叉流换热器，包括壳体、若干换热管和若干换热弯头，所述换热管设置在所述壳体内，所述换热弯头设置在所述壳体的外侧壁上；所述换热管包括第一换热管和第二换热管，所述换热弯头包括第一换热弯头和第二换热弯头，所述第一换热管与所述第一换热弯头连通并形成第一分路，所述第二换热管与所述第二换热弯头连通并形成第二分路，且所述第一分路与所述第二分路沿所述壳体的上下方向交替设置，使得所述第一分路上的所述第一换热管、所述第二分路上的所述第二换热管均交替分布在所述交叉流换热器的换热范围内，从而使得所述第一分路、所述第二分路均能覆盖整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热；此外，当所述交叉流换热器应用于并联热泵系统时，其中一个独立系统的制冷剂通过所述第一分路流动，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路流动，在其中一个独立系统停止运行时，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路流动且采用整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热，从而保证并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热面积，以利于提高并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热效率，进而保证了换热器的换热能力并且避免出现高压问题。本发明实施例还提供了一种多级加热热泵系统。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种交叉流换热器的主视图；

图2是本发明实施例中的一种交叉流换热器的右视图；

图3是本发明实施例中的一种交叉流换热器的分路示意图；

图4是本发明实施例中的一种多级加热热泵系统的结构示意图；

其中，10、换热弯头；11、第一换热弯头、12、第二换热弯头；101、第一分路；102、第二分路；21、第一进气管；211、第一进气细管；22、第一出液管；221、第一出液细管；31、第二进气管；311、第二进气细管；32、第二出液管；321、第二出液细管；4、第一系统；41、第一压缩机；42、第一蒸发器；43、第一节流装置；5、第二系统；51、第二压缩机；52、第二蒸发器；53、第二节流装置；6、第三系统；61、第三压缩机；62、第三蒸发器；63、第三节流装置；7、第四系统；71、第四压缩机；72、第四蒸发器；73、第四节流装置；81、第一交叉流换热器；82、第二交叉流换热器；9、翅片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～3，本发明优选实施例的一种交叉流换热器，包括壳体、若干换热管和若干换热弯头1，所述换热管设置在所述壳体内，所述换热弯头1设置在所述壳体的外侧壁上；所述换热管包括第一换热管和第二换热管，所述换热弯头1包括第一换热弯头11和第二换热弯头12，所述第一换热管与所述第一换热弯头11连通并形成第一分路，所述第二换热管与所述第二换热弯头12连通并形成第二分路，且所述第一分路与所述第二分路沿所述壳体的上下方向交替设置。

在本发明实施例中，通过所述第一分路101与所述第二分路102沿所述壳体的上下方向交替设置，使得所述第一分路101上的所述第一换热管、所述第二分路102上的所述第二换热管均交替分布在所述交叉流换热器的换热范围内，从而使得所述第一分路101、所述第二分路102均能覆盖整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热；此外，当所述交叉流换热器应用于并联热泵系统时，其中一个独立系统的制冷剂通过所述第一分路101流动，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路102流动，在其中一个独立系统停止运行时，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路102流动且采用整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热，从而保证并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热面积，以利于提高并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热效率，进而保证了换热器的换热能力并且避免出现高压问题。

在本发明实施例中，应当说明的是，所述第一换热管与所述第一换热弯头11一一对应，所述第二换热管与所述第二换热弯头12一一对应。

参见图2和图3，在本发明实施例中，所述第一换热弯头11和所述第二换热弯头12均匀分布在所述壳体的外侧壁上，从而使得与所述第一换热弯头11连通的所述第一换热管、与所述第二换热弯头12连通的所述第二换热管能够均匀分布在所述壳体内，从而保证了所述第一分路101、所述第二分路102均能采用整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热。

参见图1和图2，在本发明实施例中，还包括第一进气管21、第一出液管22、第二进气管31以及第二出液管32；所述第一分路101的进口端与所述第一进气管21连通，所述第一分路101的出口端与所述第一出液管22连通，所述第二分路102的进口端与所述第二进气管31连通，所述第二分路102的出口端与所述第二出液管32连通，使得制冷剂能够通过所述第一进气管21通入所述第一分路101并从所述第一出液管22流出，以利于制冷剂在所述第一分路101内流动并进行换热；以及使得制冷剂能够通过所述第二进气管31通入所述第二分路102并从所述第二出液管32流出，以利于制冷剂在所述第二分路102内流动并进行换热。

在本发明实施例中，所述交叉流换热器的工作原理是：所述交叉流换热器适用于并联热泵双系统，其中一个系统的高温制冷剂气体通过所述第一进气管21进入到所述第一分路101内流动进行换热变成制冷剂液体，制冷剂液体从所述第一出液管22流出；另一个系统的高温制冷剂气体通过所述第二进气管31进入到所述第二分路102内流动进行换热变成制冷剂液体，制冷剂液体从所述第二出液管32流出；当并联热泵双系统中仅有一个系统进行运行时，制冷剂仍能在所述第一分路101内或所述第二分路102内流动，且制冷剂能够覆盖整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热。因此，相比于现有技术并联热泵系统的两个系统分路为上下流动设计，本发明实施例提高了并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热效率，保证了换热器的冷凝能力并且避免出现高压问题。

参见图1和图2，在本发明实施例中，所述第一进气管21上设有用于通入制冷剂气体的第一进气细管211和若干第一出气细管，所述第一进气管21与所述第一进气细管211连通，所述第一进气管21通过若干所述第一出气细管与所述第一分路101的进口端连通；所述第一出液管22上设有用于制冷剂液体流出的第一出液细管221和若干第一进液细管，所述第一出液管22与所述第一出液细管221连通，所述第一出液管22通过若干所述第一进液细管与所述第一分路101的出口端连通。

参见图1和图2，在本发明实施例中，所述第二进气管31上设有用于通入制冷剂气体的第二进气细管311和若干第二出气细管，所述第二进气管31与所述第二进气细管311连通，所述第二进气管31通过若干所述第二出气细管与所述第二分路102的进口端连通；所述第二出液管32上设有用于制冷剂液体流出的第二出液细管和若干第二进液细管，所述第二出液管32与所述第二出液细管321连通，所述第二出液管32通过若干所述第二进液细管与所述第二分路102的出口端连通。

参见图1和图2，在本发明实施例中，若干所述换热弯头1倾斜设置于所述壳体上，且所述第一换热弯头11与所述第二换热弯头12倾斜设置，以使得与所述第一换热弯头11连通的所述第一换热管、与所述第二换热弯头12连通的所述第二换热管充分利用所述壳体内的换热空间，从而使得所述交叉流换热器的进风口进入的风与所述第一换热管内的制冷剂、所述第二换热管内的制冷剂进行充分的热交换。

参见图1和图2，在本发明实施例中，若干所述换热管之间平行设置，且所述第一换热管与所述第二换热管平行设置，从而使得所述交叉流换热器的进风口进入的风与所述第一换热管内的制冷剂、所述第二换热管内的制冷剂进行充分的热交换。

参见图1至图3，在本发明实施例中，还包括翅片9，所述翅片9设于所述壳体内，所述翅片9与所述换热管的外侧壁连接，以利于提高所述换热管的换热效率，从而增强所述交叉流换热器的换热效果。

为了解决相同的技术问题，本发明实施还提供了一种多级加热热泵系统，包括第一系统4、第二系统5、第三系统6、第四系统7、第一交叉流换热器81以及第二交叉流换热器82，所述第一交叉流换热器81、所述第二交叉流换热器82均为上述的交叉流换热器；

所述第一系统4包括第一压缩机41、第一节流装置43、第一蒸发器42，所述第一压缩机41的出口端与所述第一交叉流换热器81的第一进气管21连通，所述第一交叉流换热器81的第一出液管22与所述第一节流装置43的第一端口连通，所述第一节流装置43的第二端口与所述第一蒸发器42的第一端口连通，所述第一蒸发器42的第二端口与所述第一压缩机41的进口端连通；

所述第二系统5包括第二压缩机51、第二节流装置53、第二蒸发器52，所述第二压缩机51的出口端与所述第二交叉流换热器82的第一进气管21连通，所述第二交叉流换热器82的第一出液管22与所述第二节流装置53的第一端口连通，所述第二节流装置53的第二端口与所述第二蒸发器52的第一端口连通，所述第二蒸发器52的第二端口与所述第二压缩机51的进口端连通；

所述第三系统6包括第三压缩机61、第三节流装置63、第三蒸发器62，所述第三压缩机61的出口端与所述第一交叉流换热器81的第二进气管31连通，所述第一交叉流换热器81的第二出液管32与所述第三节流装置63的第一端口连通，所述第三节流装置63的第二端口与所述第三蒸发器62的第一端口连通，所述第三蒸发器62的第二端口与所述第三压缩机61的进口端连通；

所述第四系统7包括第四压缩机71、第四节流装置73、第四蒸发器72，所述第四压缩机71的出口端与所述第二交叉流换热器82的第二进气管31连通，所述第二交叉流换热器82的第二出液管32与所述第四节流装置73的第一端口连通，所述第四节流装置73的第二端口与所述第四蒸发器72的第一端口连通，所述第四蒸发器72的第二端口与所述第四压缩机71的进口端连通。

参见图3，在本发明实施例中，所述第一交叉流换热器81与所述第二交叉流换热器82设置在送风口处，且所述第一交叉流换热器81与所述第二交叉流换热器82平行设置且相互抵靠，由于所述第一交叉流换热器81和所述第二交叉流换热器82是平行设置在送风口，所以风直接平行通过所述第一交叉流换热器81和所述第二交叉流换热器82的换热面进行换热，从而提高所述多级加热热泵系统的换热效率。

在本发明实施例中，需要说明的是，所述多级加热热泵系统主要应用于粮食烘干机上，相比于现有技术的粮食烘干机内任意两个系统采用同一制冷剂的设计，粮食烘干机采用r410a和r134a两种制冷剂能够满足烘干机在低温情况和高温情况下均能保持较高的能效比；所述第一节流装置43、所述第二节流装置53、所述第三节流装置63、所述第四节流装置73为热力膨胀阀或电子膨胀阀。

在本发明实施例中，所述多级加热热泵系统的工作原理是：

当所述第一系统4和所述第三系统6采用同一个制冷剂，或所述第二系统5和所述第四系统7采用同一个制冷剂时，所述多级加热热泵系统的机组在刚启动时，所述多级加热热泵系统可以启动所述第一系统4和所述第二系统5，或所述第三系统6和所述第四系统7进行工作以提供用于粮食烘干的烘干热量，此时由于所述第一交叉流换热器81和所述第二交叉流换热器82是平行设置在送风口，所以风直接平行通过所述第一交叉流换热器81和所述第二交叉流换热器82的换热面进行换热，从而提高所述多级加热热泵系统的换热效率；

当所述第一系统4和所述第三系统6采用不同制冷剂，或所述第二系统5和所述第四系统7时，所述多级加热热泵系统的机组在刚启动时，所述多级加热热泵系统可以启动所述第一系统4和所述第三系统6，或所述第二系统5和所述第四系统7进行工作以提供用于粮食烘干的烘干热量，此时由于所述多级加热热泵系统只需要采用所述第一交叉流换热器81或所述第二交叉流换热器82进行内部换热，即可满足所需烘干热量的要求，从而提高所述多级加热热泵系统的换热效率。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，本发明实施例提供了一种交叉流换热器，包括壳体、若干换热管和若干换热弯头，所述换热管设置在所述壳体内，所述换热弯头设置在所述壳体的外侧壁上；所述换热管包括第一换热管和第二换热管，所述换热弯头10包括第一换热弯头11和第二换热弯头12，所述第一换热管与所述第一换热弯头11连通并形成第一分路101，所述第二换热管与所述第二换热弯头12连通并形成第二分路102，且所述第一分路101与所述第二分路102沿所述壳体的上下方向交替设置，使得所述第一分路101上的所述第一换热管、所述第二分路102上的所述第二换热管均交替分布在所述交叉流换热器的换热范围内，从而所述第一分路101、所述第二分路102均能覆盖整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热；此外，当所述交叉流换热器应用于并联热泵系统时，其中一个独立系统的制冷剂通过所述第一分路101流动，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路102流动，在其中一个独立系统停止运行时，另一个独立系统的制冷剂通过所述第二分路102流动且覆盖整个所述交叉流换热器的迎风面积进行换热，从而保证并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热面积，以利于提高并联热泵系统在只有一个系统运行时的换热效率，进而保证了换热器的换热能力并且避免出现高压问题。同时，本发明实施例还提供了一种多级加热热泵系统，所述多级加热热泵系统的换热效率更高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。