专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热交换器，尤其是用作分体式热泵空调室外侧冷凝器的热交换器。
技术背景目前，在单冷空调系统中，在对室外侧冷凝器设计时一般对冷媒采取较少的分配流路， 这不仅可以提高过冷度，还可以减少分流的压力损失。这是因为气态冷媒在冷凝器中为高压 状态，比容小，相比较换热器作为蒸发器用途来说同样长度的流程阻力损失要小，所以冷凝 器和蒸发器相比较同样流道压力损失要小，而且冷媒所通过的冷凝流路越长，可以形成更大 的过冷度，这可以有效的降低冷媒节流后的干度，减少冷量损失。但是这种设计只能针对单 冷空调系统，对热泵型空调系统制热时情况就刚好相反，因为在热泵制热时，室外的冷凝器 就变成了蒸发器，此时，连接在热交换器上的冷媒通道的制冷流入口作为了制热流出口，制 冷流出口作为了制热流入口，这时室外侧冷凝器的分配流路如果较少，很长的蒸发流路产生 的压力降会导致很大的蒸发温度降低，根据热力学原理，蒸发温度降低，会导致热泵在室外 的换热量减少，从而降低热泵制热量。所以在热泵工作时就需要尽可能降低蒸发器的冷媒流 程阻力，而解决这个问题最有效的办法就是让冷媒并联通过多条分配流路。因此在热泵空调系统中，室外换热器的流路分布设计是很矛盾的，对制冷有利的冷媒流 路对制热不利，对制热有利的冷媒流路对制冷不利，现有空调中，使用的管片式热交换器冷 媒分配流路装配完毕时，冷媒在其中的流程就确定，无法根据换热实际情况进行改变。所以 目前的设计方案为兼顾制冷、制热时的效率，把热泵空调系统的分配流路设计成中间值。例 如冷凝器制冷分两流路、制热分四流路可以使制冷、制热分别得到很好的匹配，在实际中， 一般就采用如图l所示的三流路即在热交换器上设置三对流道接口，每对流道接口包括一 个进口和一个出口，各对流道接口的进口和出口通过内部流路两两连通，制冷时，冷媒从热 交换器外的总进口通过外部分配管路和设置在热交换器上的流道接口进入热交换器，经流道 接口、外部分配管路和总出口流出；制热时，冷媒从热交换器外的总出口通过外部分配管路 和设置在热交换器的上的流道接口进入热交换器，经流道接口、外部分配管路和总进口流出 ，而折衷的后果是，既不能充分发挥制冷效率，也不能充分发挥制热效率。实用新型内容为了克服现有热泵空调系统室外换热器流路分布设计不足以充分发挥其制冷制热效率的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够同时改善制冷和制热效率的一种热交 换器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是热交换器，热交换器，热交换器上设 置有流道接口，各流道接口通过内部换热管路连通，各流道接口还通过外部分配管路连接到 总进口、总出口，在总进口和总出口之间形成冷媒流路，经外部分配管路分配到内部换热管 路中的冷媒在制热时形成的流路多于在制冷时形成的流路。本实用新型的有益效果是在现有热交换器的基础上，通过对流道接口、内部换热管路 和外部分配管路的优化设计，可实现该热交换器作为热泵空调器室外侧冷凝器时，制冷和制 热时内部换热管路的流路变换，经外部分配管路分配到内部换热管路中的冷媒在制热时形成 的流路多于在制冷时形成的流路，从而使热交换器在制冷和制热时的换热效率均有提高，实 现了热泵空调器的制冷、制热量同时得到优化的输出效果，提高了热交换器的换热效率。
图1是现有热交换器流路连接的示意图。 图2是本实用新型的热交换器流路连接的示意图。 图3是本实用新型的热交换器流路连接的另一示意图。 图4是本实用新型的热交换器流路连接的又一示意图。 图5是本实用新型的热交换器流路连接的再一示意图。图中标记为l-总进口， 2-总出口， 3-第一单向阀，4-第三单向阀，5-第二单向阀，6-第一Y形接头，7-第二Y形接头，8-第四Y形接头，9-第六Y形接头，IO-第三Y形接头，11-第 七Y形接头，12-第八Y形接头，13-第五Y形接头，14-过冷段，15-第四单向阀，16-第一三流 道分配器，17-第二三流道分配器，18-第三三流道分配器，19-四流道分配器，21-第一流道 接口， 22-第二流道接口， 23-第三流道接口， 24-第四流道接口， 25-第五流道接口， 26-第 六流道接口， 27-第七流道接口， 28-第八流道接口， 29-第九流道接口， 30-第十流道接口， 33-外部分配管路。图中实线箭头所示为制热流向，虚线箭头所示为制冷流向。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图2 图5所示，本实用新型的热交换器，热交换器上设置有流道接口，各流道接口通 过内部换热管路连通，各流道接口还通过外部分配管路33连接到总进口1、总出口2，在总进 口 l和总出口2之间形成冷媒流路，经外部分配管路33分配到内部换热管路中的冷媒在制热时形成的流路多于在制冷时形成的流路。本实用新型通过对流道接口之间的内部换热管路和外 部分配管路的优化设计，流道接口 、内部换热管路和外部分配管路的巧妙连接就实现了流路 分配的自动变换，从而使热交换器在制冷和制热时的换热效率均有提高。由于对部分的热泵空调而言，两流路即可较好匹配制冷的需要而四流路即可较好匹配制 热的需要，可设计经外部分配管路33分配到内部换热管路中的冷媒在制热时形成四流路，在 制冷时形成两流路。如图2 图5所示，热交换器上设置有四对流道接口第一、第二流道接口21、 22、第三 、第四流道接口23、 24和第六、第八流道接口26、 28，以及热交换器中部的第五、第七流道 接口25、 27，内部换热管路中，第五流道接口25连通第六流道接口26，第七流道接口27连通 第八流道接口28;通过设置在外部分配管路33中的单向阀和分流合流接头实现流路分配。如图2 图5所示，所述的分流合流接头采用Y形接头或流道分配器，以简化管路连接。为了提高冷媒的过冷度，降低冷媒节流后的干度，减少冷量损失，热交换器的内部换热 管路中还设置有过冷段14，过冷段14同时作为冷媒流出热交换器之前的汇流段，过冷段14通 过设置的第九、第十流道接头29、 30串接在总出口2之前的外部分配管路33上。实施例一如图2所示，总进口1和总出口2之间采用设置有单向阀和Y形接头的外部分配管路33，实 现了热泵空调器室外侧热交换器在制冷、制热时的流路自动切换。总进口1与第一Y形接头6 串接；第一Y形接头6的另两端中，其中一端通过第一单向阀3串接到第二Y形接头7，另一端 通过第二单向阀5串接到第三Y形接头10;第二Y形接头7的另两端中，其中一端通过第四Y形 接头8串接到流道接口21、 23，另一端通过第三单向阀4串接到第五Y形接头13;第三Y形接头 IO的另两端中，其中一端通过第六Y形接头9连接到流道接口22、 24，另一端通过第七Y形接 头11连接到流道接口25、 27;第五Y形接头13的另两端中，其中一端通过第八Y形接头12连接 到流道接口26、 28，另一端连接到过冷段流道接口29，过冷段流道接口30连接到总出口2。 其中，第一单向阀3的连接方式为制冷时导通，第二单向阀5和第三单向阀4的连接方式为制 热时导通。下面叙述一下冷媒在该种连接方式下的流动过程。在热泵制冷时，高压气态冷媒从总进口l进入，然后由第一Y型接头6引向第一单向阀3和 第二单向阀5，此时只有第一单向阀3导通，冷媒通过第一单向阀3后再由第二Y型接头7分成 一路通向第三单向阀4，另一路通向第四Y型接头8的两路，由于此时第三单向阀4是关闭状态 ，所以冷媒再由第四Y型接头8分两路通过流道接口21、 23进入热交换器的上部，并在热交换器的中部通过流道接口22、 24流出，并通过第六Y型接头9合流后进入第三Y型接头10，并由 第三Y型接头10分为通向第二单向阀5和第七Y型接头11的两路，此时第二单向阀5虽然是导通 状态，但由于此时第二单向阀5出口处的压力大于入口处的压力，冷媒不能通过，只能由第 七Y型接头11分流成两路通过流道接口25、 27进入热交换器的下部，然后通过流道接口26、 28流出，并通过第八Y型接头12合流为一路后再由第五Y型接头13分成通向第三单向阀4和过 冷段流道接口29的两路，同样由于此时第三单向阀4出口处的压力大于入口处的压力，冷媒 不能通过，只能通过过冷段流道接口29流入过冷段14，最后通过过冷段流道接口30并由冷媒 总出口2流出。可见此时冷媒在进入过冷段14前在热交换器中的流道被分为两流路，实现了 热泵制冷时高效的两流路流程。在热泵制热时，低压液态冷媒从冷媒总出口2进入，通过过冷段流道接口30进入过冷段 14，后由过冷段流道接口29流出并通向第五Y型接头13，然后再由第五Y型接头13分成通向第 八Y型接头12和第三单向阀4的两路，通向第八Y型接头12的一路冷媒被分成两路通过流道接 口26和流道接口28进入热交换器的下部，此时第三单向阀4为导通状态，另一路冷媒通过第 三单向阀4后再由第二Y型接头7分为通向第一单向阀3和第四Y型接头8的两路，此时第一单向 阀3是关闭状态，所以这一路冷媒和热泵制冷时一样，通过第四Y型接头8分两路通过流道接 口21和流道接口23进入热交换器的上部，因此此时冷媒流路就变为上下各两路共四流路，并 在中部通过流道接口22、 24、 25、 27流出，并通过第六Y型接头9、第七Y型接头11和第三Y型 接头10的两次合流后成为一路流向第二单向阀5，此时第二单向阀5为导通状态，冷媒通过第 二单向阀5后再由第一Y型接头6分为通向第一单向阀3和冷媒总进口 1的两路，此时第一单向 阀3虽然是导通状态，但由于此时第一单向阀3出口处的压力大于入口处的压力，冷媒不能通 过，最后冷媒通过冷媒总进口l流出，可见此时冷媒在经过过冷段14后在热交换器中的流道 被分为四流路，实现了热泵制热高效的四流路流程。实施例二如图3所示，总进口l和总出口2之间采用另一种设置有单向阀和Y形接头的外部分配管路 33，亦实现了热泵空调器室外侧热交换器在制冷、制热时的流路自动切换。总进口1与第一Y 形接头6串接；第一Y形接头6的另两端中，其中一端通过第一单向阀3串接到第二Y形接头7， 另一端通过第八Y形接头12分别连接到第二单向阀5和第三单向阀4;第二Y形接头7的另两端 中，其中一端通过第三Y形接头10分别连接到流道接口21、 23，另一端通过第四单向阀15连 接到第四Y形接头8;第二单向阀5通过第六Y形接头9连接到流道接口22、 27;第三单向阀4通 过第七Y形接头11连接到流道接口24、 25;第四Y形接头8的另两端中，其中一端通过第五Y形接头13分别连接到流道接口26、 28，另一端连接到过冷段流道接口29，过冷段流道接口30连 接到总出口2。其中，第一单向阀3的连接方式为制冷时导通，第二单向阀5、第三单向阀4和 第四单向阀15的连接方式为制热时导通。下面叙述一下冷媒在该种连接方式下的流动过程。在热泵制冷时，高压气态冷媒从总进口l进入，然后由第一Y型接头6分别引向第八Y形接 头12和第一单向阀3，并经第八Y形接头12流向第二单向阀5和第三单向阀4，此时只有第一单 向阀3导通，冷媒通过第一单向阀3后再由第二Y型接头7分成一路通向第三Y形接头10并经第 三Y形接头10分两路通过流道接口21、 23进入热交换器的上部，在热交换器的中部，其中通 过流道接口24流出的一路冷媒通过第七Y型接头11通向热交换器的流道接口25和第三单向阀4 ，通过流道接口22流出的另一路冷媒通过第六Y型接头9通向热交换器的流道接口27和第二单 向阀5，此时虽然第三单向阀4和第二单向阀5相对于冷媒流向导通，但由于此时第三单向阀4 和第二单向阀5的出口处压力大于入口处压力，冷媒不能通过，只能通过流道接口25、 27进 入热交换器的中部，在热交换器的下部，冷媒经流道接口26、 28进入第五Y形接头13，并经 第五Y形接头13合流后进入第四Y形接头8，此时虽然第四单向阀15是导通状态，但第四单向 阀15的出口处压力大于入口处压力，冷媒不能通过，只能通过过冷段流道接口29流入过冷段 14，最后通过过冷段流道接口30并由冷媒总出口2流出。可见此时冷媒在进入过冷段14前在 热交换器中的流道被分为两流路，实现了热泵制冷时高效的两流路流程。在热泵制热时，低压液态冷媒从冷媒总出口2进入，通过过冷段流道接口30进入过冷段 14，后由过冷段流道接口29流出并通向第四Y型接头8，然后再由第四Y型接头8分成通向第五 Y型接头13和第四单向阀15的两路，通向第五Y型接头13的一路冷媒分两路通过流道接口26和 28进入热交换器的下部，通向第四单向阀15的一路冷媒被第二Y形接头7分成两路，其中一中 经第三Y形接头10分两路通过流道接口21和23进入热交换器的上部而另一路通向第一单向阀3 ，此时第一单向阀3为关闭状态，冷媒不能通过，热交换器的中部，四路冷媒通过流道接口 22、 24、 25、 27流出并经第七Y形接头11和第六Y形接头9汇流为两路后，分别流经导通的第 二单向阀5和第三单向阀4，再经第八Y形接头12汇流后通向第一Y形接头6，由于此时第一单 向阀3关闭，最后冷媒经第一Y形接头6后通过冷媒总进口1流出，可见此时冷媒在经过过冷段 14后在热交换器中的流道被分为四流路，实现了热泵制热高效的四流路流程。实施例三如图4所示，总进口1和总出口2之间采用设置有单向阀和Y形接头、三流道分配器、四 流道分配器的外部分配管路33，也实现了热泵空调器室外侧热交换器在制冷、制热时的流路自动切换。总进口1连接到第一Y形接头6的一端；第一Y形接头6的另两端中，其中一端通过 第一单向阀3串接到第一三流道分配器16，另一端通过第二单向阀5串接到四流道分配器19; 四流道分配器19的另四端分别与第二、第四、第五、第七流道接口22、 24、 25、 27连通；第 一三流道分配器16的另三端中，其中两端分别与第一、第三流道接口21、 23连接，另一端通 过第二单向阀4连接到第二三流道分配器17;第二三流道分配器17的另三端中，其中两端分 别与第六、第八流道接口26、 28连接，另一端连接到总出口2。 实施例四如图5所示，总进口1和总出口2之间采用采用另一种设置有单向阀和Y形接头、三流道 分配器、四流道分配器的外部分配管路33，同样实现了热泵空调器室外侧热交换器在制冷、 制热时的流路自动切换。总进口1连接到第一三流道分配器16的一端，第一三流道分配器16 的另三端中， 一端通过第一单向阀3连接到第二三流道分配器17的一端， 一端通过第三单向 阀4连接到第一Y形接头6的一端，另一端通过第二单向阀5连接到第二Y形接头7的一端；第一 Y形接头6的另两端分别连接到第四、第五流道接口24、 25;第二Y形接头7的另两端分别连接 到第二、第七流道接口22、 27;第二三流道分配器17的另三端中，其中两端分别与第一、第 三流道接口21、 23连接，另一端通过第四单向阀15连接到第三三流道分配器18的一端；第三 三流道分配器18的另三端中，其中两端连接到第六、第八流道接口26、 28，另一端连接到总 出口2。
权利要求1.热交换器，热交换器上设置有流道接口，各流道接口通过内部换热管路连通，各流道接口还通过外部分配管路(33)连接到总进口(1)、总出口(2)，在总进口(1)和总出口(2)之间形成冷媒流路，其特征是经外部分配管路(33)分配到内部换热管路中的冷媒在制热时形成的流路多于在制冷时形成的流路。
2.如权利要求l所述的热交换器，其特征是经外部分配管路(33) 分配到内部换热管路中的冷媒在制热时形成四流路，在制冷时形成两流路。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征是热交换器上设置有四对 流道接口第一、第二流道接口 (21、 22)、第三、第四流道接口 (23、 24)和第六、第八 流道接口 (26、 28)，以及热交换器中部的第五、第七流道接口 (25、 27);内部换热管路 中，第五流道接口 (25)连通第六流道接口 (26)，第七流道接口 (27)连通第八流道接口 (28);通过设置在外部分配管路(33)中的单向阀和分流合流接头实现流路分配。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征是所述的分流合流接头采 用Y形接头或流道分配器。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征是外部分配管路(33)采 用如下连接结构，总进口 (1)连接到第一Y形接头(6)的一端；第一Y形接头(6)的另两端中，其中一 端通过第一单向阀3串接到第二Y形接头(7)，另一端通过第二单向阀(5)串接到第三Y形 接头(10);第二Y形接头(7)的另两端中，其中一端通过第四Y形接头(8)串接到第一、 第三流道接口 (21、 23)，另一端通过第三单向阀(4)串接到第五Y形接头(13);第三Y 形接头(10)的另两端中，其中一端通过第六Y形接头(9)连接到第二、第四流道接口 (22 、24)，另一端通过第七Y形接头(11)连接到第五、第七流道接口 (25、 27);第五Y形接 头(13)的另两端中，其中一端通过第八Y形接头(12)连接到第六、第八流道接口 (26、 28)，另一端连接到总出口 (2)。
6.如权利要求4所述的热交换器，其特征是外部分配管路(33)采用如下连接结构，总进口 (1)连接到第一Y形接头(6)的一端；第一Y形接头(6)的另两端中，其中一 端通过第一单向阀(3)串接到第二Y形接头(7)，另一端通过第八Y形接头(12)分别连接 到第二单向阀(5)和第三单向阀(4);第二Y形接头(7)的另两端中，其中一端通过第三 Y形接头(10)分别连接到第一、第三流道接口 (21、 23)，另一端通过第四单向阀(15) 连接到第四Y形接头(8);第二单向阀(5)通过第六Y形接头(9)连接到第二、第七流道 接口 (22、 27);第三单向阀(4)通过第七Y形接头(11)连接到第四、第五流道接口 (24 、25);第四Y形接头(8)的另两端中，其中一端通过第五Y形接头(13)分别连接到第六 、第八流道接口 (26、 28)，另一端连接到总出口 (2)。权利要求7如权利要求4所述的热交换器，其特征是外部分配管路(33)采 用如下连接结构，总进口 (1)连接到第一Y形接头(6)的一端；第一Y形接头(6)的另两端中，其中一 端通过第一单向阀(3)串接到第一三流道分配器(16)，另一端通过第二单向阀(5)串接 到四流道分配器(19);四流道分配器(19)的另四端分别与第二、第四、第五、第七流道 接口 (22、 24、 25、 27)连通；第一三流道分配器(16)的另三端中，其中两端分别与第一 、第三流道接口 (21、 23)连接，另一端通过第二单向阀(4)连接到第二三流道分配器( 17);第二三流道分配器(17)的另三端中，其中两端分别与第六、第八流道接口 (26、 28)连接，另一端连接到总出口 (2)。权利要求8如权利要求4所述的热交换器，其特征是外部分配管路(33)采 用如下连接结构，总进口 (1)连接到第一三流道分配器(16)的一端，第一三流道分配器(16)的另三 端中， 一端通过第一单向阀(3)连接到第二三流道分配器(17)的一端， 一端通过第三单 向阀(4)连接到第一Y形接头(6)的一端，另一端通过第二单向阀(5)连接到第二Y形接 头(7)的一端；第一Y形接头(6)的另两端分别连接到第四、第五流道接口 (24、 25); 第二Y形接头(7)的另两端分别连接到第二、第七流道接口 (22、 27);第二三流道分配器 (17)的另三端中，其中两端分别与第一、第三流道接口 (21、 23)连接，另一端通过第四 单向阀(15)连接到第三三流道分配器(18)的一端；第三三流道分配器(18)的另三端中 ，其中两端连接到第六、第八流道接口 (26、 28)，另一端连接到总出口 (2)。权利要求9如权利要求1 8中任意一项权利要求所述的热交换器，其特征是 :热交换器的内部换热管路中还设置有过冷段(14)，过冷段(14)通过设置在热交换器上的第九、第十流道接头(29、 30)串接在总出口 (2)之前的外部分配管路(33)上。
专利摘要本实用新型公开了一种能够提高热泵空调制冷制热效率的热交换器，该热交换器上设置有流道接口和过冷段，各流道接口通过内部换热管路连通，并通过外部分配管路连接到总进口和总出口，热交换器的内部换热管路可被外部分配管路分配为两流路或四流路。外部分配管路上通过设置单向阀和分流合流接头实现制冷、制热时冷媒流路的自动变换。所述分流合流接头可采用Y形接头和流道分配器，过冷段同时作为汇流段，本实用新型利用巧妙的流路设计，实现了热泵空调器室外侧冷凝器在制冷、制热时的流路自动切换，用一套系统分配流路实现了热泵空调器的制冷、制热量同时得到优化的输出效果，提高了热交换器的换热效率，尤其适合作为分体式热泵空调的室外侧换热器。
文档编号F25B39/04GK201173648SQ20082030036
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者峰 李, 涛 杨 申请人:四川长虹电器股份有限公司