换热器、空调系统及车辆的制作方法

本申请涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热器、空调系统及车辆。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

现有的板式换热器通常由板片叠装形成相互隔离且交错的两种流道，使得冷流体和热流体能够通过板片进行换热。然而，由于现有板式换热器的两种流道均由板片形成，因而其存在成本高的问题。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种换热器、空调系统及车辆，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

作为本申请实施例的第一方面，本申请实施例提供一种换热器，包括用于容纳第一流体的箱体，以及设置于所述箱体内部的换热芯体，所述换热芯体包括：

多个换热片，所述多个换热片层叠设置，所述换热片均设置有流道，所述流道容纳与所述第一流体进行热交换的第二流体；

第二流体输入通道和第二流体输出通道，均连通于各所述流道。

在一种实施方式中，所述箱体开设有第一进口和第一出口；所述第一进口与所述第二流体输出通道设置于所述箱体的第一侧，所述第一出口与所述第二流体输入通道设置于所述箱体的第二侧。

在一种实施方式中，所述箱体开设有第二进口和第二出口；所述第二进口与所述第二流体输入通道连通，所述第二出口与所述第二流体输出通道连通。

在一种实施方式中，所述流道在所述换热片中迂回设置。

在一种实施方式中，所述流道由设置于所述换热片外周的壁体限定出。

在一种实施方式中，所述第二进口和所述第二出口均包括：

通道接口，第一端与所述换热芯体的通道连通，第二端具有沿所述通道接口的内壁延伸出的凸部以及沿所述凸部周向设置的卡槽，所述凸部穿过所述箱体，所述卡槽内设置有用于密封所述通道接口与所述箱体内壁之间间隙的第一密封圈；

连接杆，第一端设置有第二密封圈，第二端设置有压板；

所述连接杆的第一端依次穿过螺母、第一垫片、第二垫片和所述箱体内壁后与所述通道接口的第二端连接，以密封所述连接杆的第一端与所述箱体外壁之间的间隙；

在一种实施方式中，相邻的两个所述换热片之间具有间隙；以及相邻的两个换热片之间通过钎焊工艺焊接成型。

作为本申请实施例的第二方面，本申请实施例提供一种空调系统，包括上述任一种实施方式中的换热器。

在一种实施方式中，所述空调系统还包括：压缩机、外部换热单元和双向节流阀，

当所述空调系统处于制冷模式时，所述换热器连接于所述压缩机与所述外部换热单元之间；

当所述空调系统处于制热模式时，所述换热器连接于所述双向节流阀与所述外部换热单元之间。

在一种实施方式中，所述空调系统还包括内部换热单元；

第一电子三通阀，设置于所述换热器、所述压缩机和所述双向节流阀之间；

第二电子三通阀，设置于所述换热器与所述外部换热单元的两端之间；

四通换向阀，设置于所述压缩机、所述内部换热单元和所述外部换热单元之间。

作为本申请实施例的第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括：上述任一种实施方式中的空调系统。

本申请实施例采用上述技术方案不仅可以实现流体之间的热交换，还可以有效降低成本和重量。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1示出根据本申请实施例的一种换热器的结构示意图；

图2示出根据本申请实施例的第一进口、第一出口、第二进口和第二出口设置于箱体的一种示意图；

图3示出图2的俯视示意图；

图4示出根据本申请实施例的第二进口的结构示意图；

图5示出根据本申请实施例的空调系统处于制冷模式的原理示意图；

图6示出根据本申请实施例的空调系统处于制热模式的原理示意图。

附图标记说明：

100-换热器；

110-箱体

111-第一进口；112-第一出口；

120-换热芯体；

121-换热片；121a-第二流体输入通道；121b-第二流体输出通道；121c-间隙；

122-第二进口；122a-通道接口；122b-连接杆；122c-压板；1221-凸部；1222-卡槽；1223-第一密封圈；1224-内螺纹；1225-第二密封圈；1226-外螺纹；1227-螺母；1228-第一垫片；1229-第二垫片；

123-第二出口；

200-压缩机；

300-外部换热单元；

400-双向节流阀；

500-内部换热单元；

600-四通换向阀；

700-第一电子三通阀；

800-第二电子三通阀。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

由于现有的板式换热器通常包括板片、支架和压紧板，板片叠装于两个压紧板之间并设置于支架上，并且板式换热器的两种流道由板片叠装形成，因而现有的板式换热器的制作成本高。鉴于此，本申请提供一种换热器不仅能实现流体之间的换热，还能够有效降低换热器的制作成本。

图1示出根据本申请实施例的换热器的结构示意图。如图1所示，该换热器100可以包括箱体110和换热芯体120。

其中，换热芯体120设置于箱体110的内部形成容套式换热结构。换热芯体120可以包括多个换热片121，多个换热片121可以沿换热片121的厚度方向层叠设置，换热片121的数量可以根据箱体110的容积、换热片121的厚度以及热交换的要求等实际情况进行设置，本申请对换热片121的数量不作限定。

箱体110可用于容纳第一流体，换热芯体120可用于容纳第二流体。第一流体与第二流体具有温度差，从而可以在多个换热片121的外表面上进行热交换。

换热片121的内部设置有容纳第二液体的流道，流道的截面可以是矩形、椭圆形或其他形状，流道的形状可以是矩形、椭圆形或其他形状。换热片121中流道的截面形状、尺寸和形状可以根据实际需要进行调整，本申请对此不作限定。

换热芯体120还可以包括第二流体输入通道121a和第二流体输出通道121b，第二流体输入通道121a和第二流体输出通道121b连通于各换热片121的流道，具有集流的作用。第二流体输入通道121a可以设置在箱体110的第一侧，并贯通连接多个换热片121，第二流体输出通道121b可以设置在箱体110的第二侧(第一侧的相对一侧，如图1所示，第一侧为左侧，第二侧为右侧)，并贯通连接多个换热片121。第二流体输入通道121a和第二流体输出通道121b还可以是利用其他连接件进行贯通连接形成，本申请对此不作限定。

换热芯体120中，第二流体输入通道121a和第二流体输出通道121b分别设置于箱体110的两侧，可以对第二流体进行汇流，并促使第二流体沿第二流体输入通道121a至第二流体输出通道121b的方向流动，使得各换热片121的流道的流向一致。

在一种实施方式中，流道可以在换热片121中迂回设置，可延长流体流经流道的路径，进而能提高换热效率。例如：换热片121的壁体除了包括设置于换热片121外周的部分外，还包括迂回设置的部分，从而限定出迂回设置的流道。

优选地，换热片121为中空设置，即换热片121的流道由设置于换热片121外周的壁体限定出，从而使得流道的横截面积与换热片121的横截面积基本相同，从而可以提高换热效率。需要说明的是，这里的“基本相同”不应被理解为流道与换热片121的横截面积相等，因为换热片121的横截面积还包括换热片121的壁体厚度，使得流道中的第二流体不会外漏。

在一种实施方式中，如图1所示，箱体110可以开设有第一进口111和第一出口112，第一进口111与第二流体输出通道121b设置于箱体110的第一侧，第一出口112与第二流体输入通道121a设置于箱体110的第二侧，以使第一流体和第二流体能够对流换热，提高换热器100的换热能力。

其中，第一进口111可以用于连接第一流体源，第一流体源用于向箱体110提供第一流体，使得第一流体从第一进口111输入箱体110并从第一出口112输出。

在一个示例中，箱体110可以由6个壁体围成，第一进口111和第一出口112可开设于箱体110的同一个壁体上，也可以分别开设于箱体110相对的两个壁体上，还可以开设于箱体110相邻的两个壁体上，第二流体输出通道121b和第二流体输入通道121a的设置位置可根据第一进口111和第一出口112的位置做适应性调整，本申请对此不作限定，只要能够实现第一流体和第二流体对流换热即可。

在一种实施方式中，如图1至图3所示，箱体110开设有第二进口122和第二出口123，第二进口122与第二流体输入通道连通121a，第二出口123与第二流体输出通道连通121b。

在一个示例中，第二进口122穿过箱体110的壁体与第二流体输入通道121a直接连接，第二出口123穿过箱体110的壁体与第二流体输出通道121b直接，可以简化换热器的制作工艺。

第二进口122可以用于连接第二流体源，第二流体源用于向换热芯体120提供第二流体，使得第二流体依次经第二进口122和第二流体输入通道121a输入多个流道，并依次从第二流体输出通道121b和第二出口123输出，并在流动的过程中与第一流体进行对流换热。

在一种实施方式中，如图1至图4所示，第二进口122可以包括通道接口122a，通道接口122a的第一端与换热芯体120的第二流体输入通道121a连通，通道接口122a的第二端具有沿通道接口122a的内壁延伸出的凸部1221以及沿凸部1221周向设置的卡槽1223，凸部1221穿过箱体110，卡槽1223内设置有密封通道接口122a与箱体110内壁之间间隙的第一密封圈1223，可避免第二流体从通道接口122a与箱体110内壁之间的间隙流出。

在一种实施方式中，第二进口122还可以包括：连接杆122b，连接杆122b的第一端与通道接口122a的第二端连通并设置有密封通道接口122a与连接杆122b之间间隙的第二密封圈1225，连接杆122b的第二端设置有压板122c；连接杆122b的第一端依次穿过螺母1227、第一垫片1228、第二垫片1229和箱体110后与通道接口122a的第一端连通，以密封连接杆122b的第一端与箱体110外壁之间的间隙，避免第二流体泄露。

可选地，通道接口122a的内壁设置有内螺纹1224，连接杆122b的第一端设置有外螺纹1226，如此，可实现连接杆122b的第一端与通道接口122a的第二端之间的连接。需要说明的是，连接杆122b的第一端与通道接口122a的第二端还可以通过其他方式进行连接，本申请对此不作限定。

需要说明的是，第二出口123与第二进口122的结构相同，不同之处在于第二出口123中通道接口122a的第一端与换热芯体120的第二流体输出通道121b连通，第二进口122用于输入第二流体，第二出口123用于输出第二流体。

换热芯体120通过第二进口122和第二出口123的上述结构可固定于箱体110的内壁上，可省去现有板式换热器中制作时所需的支架。

在一种实施方式中，如图1所示，相邻的两个换热片121之间具有间隙121c，以便换热片121的外表面与第一流体充分接触，提升换热器100的换热能力。

在一种实施方式中，多个换热片121中相邻的两个换热片121之间可以通过钎焊工艺焊接成型，可简化多个换热片121进行层叠设置的制作工艺，降低制作成本。

在一种实施方式中，换热芯体120中多个换热片121、第二进口123和第二出口124的材料可以是铝制材料，能够降低换热芯体的制作成本并减轻重量。

在一种实施方式中，箱体110的材料可以是塑料，能够降低箱体110的制作成本并减轻重量。

本实施例中，只需利用换热片121形成一种流道，可以省去另一种流道制作所需的板片，并且还可以省去现有板式换热器所使用的支架和压紧板，可有效降低换热器100的制作成本和减轻换热器100的重量。

另外，当采用现有的板式换热器制作容套式换热器时，需要将板式换热器设置于箱体的内部。由于现有的板式换热器具有两个进口和两个出口，箱体具有一个进口和一个出口，因而，采用板式换热器制成的容套式换热器至少包括三个进口和三个出口，需要输入三路流体，这就导致现有板式换热器制成的容套式换热器的管道结构复杂，容易增加管道的布设成本。然而，本申请实施例的换热器100通过将换热芯体120设置于箱体110的内部，并且换热芯体120只有一个进口和一个出口，整个换热器100只有两个进口和两个出口，这样可以有效降低换热器100的管道的复杂度，降低管道的布设成本。

本申请的实施例还提供了一种空调系统，如图5和图6所示，该空调系统包括上述任一种实施方式中的换热器100。

其中，该空调系统包括制冷模式和制热模式，该空调系统包括循环连通的压缩机200、外部换热单元300、双向节流阀400和内部换热单元500，当空调组件处于制冷模式时，制冷剂沿压缩机200、外部换热单元300、双向节流阀400和内部换热单元500循环流动；当空调系统处于制热模式时，制冷剂沿压缩机200、内部换热单元500、双向节流阀400和外部换热单元300循环流动。

在一种实施方式中，如图1和图5所示，当空调系统处于制冷模式时，外部换热单元300作为冷凝器工作，内部换热单元500作为蒸发器工作，换热器100连接于压缩机200的制冷剂出口与外部换热单元300的制冷剂进口之间，使得制冷剂经换热器100的第二流体输入通道121a输入多个流道，并从换热器100的第二流体输出通道121b输出。

在该实施方式中，由于空调系统处于制冷模式时，压缩机200输出的制冷剂处于高温、高压的气体状态，当该制冷剂通过换热器100时，制冷剂会向换热器100的箱体110内的第一流体散热，实现对制冷剂的降温和降压，可以降低电机怠速时外部换热单元300的负荷，提高空调系统的制冷性能，降低空调系统的能耗，提高制冷舒适性。

在一种实施方式中，如图1和图6所示，当空调组件处于制热模式时，外部换热单元300作为蒸发器工作，内部换热单元500作为冷凝器工作，换热器100连接于双向节流阀400的制冷剂出口与外部换热单元300的制冷剂进口之间。

在该实施方式中，由于空调系统处于制热模式时，双向节流阀400输出的制冷剂处于低温、低压的气液状态，当该制冷剂通过换热器100时，制冷剂会向换热器100的箱体110内的第一流体吸热，可有效利用第一流体的废热或余热来实现对制冷剂的升温和升压，提高压缩机200吸气的压力和温度，提高空调系统的制热性能，降低空调系统的能耗，提高热舒适性。

在一个示例中，第一流体源可以是车辆的电池冷却用水、电机冷却用水或水循环系统用水，第二流体源可以是空调系统中的制冷剂，制冷剂可以是车用制冷工质，如r134a、r1234yf等。第一流体和第二流体的种类可以根据需要进行选择调整，本申请对此不作限定。

当空调系统处于夏季制冷工况时，换热器100中水的温度低于制冷剂的温度，制冷剂向水散热，避免发动机怠速时降低外部换热单元300的负荷；当空调系统处于冬季制热工况时，换热器100中水的温度高于制冷剂的温度，制冷剂向水吸热，避免因环境温度过低而导致外部换热单元300无法从车外吸热而导致压缩机200无法工作。如此，实现两种不同工况下制冷剂与水之间的热交换，提高空调系统的制冷和制热性能，降低空调系统的能耗。

在一种实施方式中，如图5和图6所示，空调系统还可以包括：四通换向阀600，设置于压缩机200与内部换热单元500和外部换热单元300之间；四通换向阀600用于切换制冷剂的流向。

在一种实施方式中，如图5和图6所示，空调系统可以包括：第一电子三通阀700，设置于换热器100与压缩机200和双向节流阀400之间；第二电子三通阀800，设置于换热器100与外部换热单元300的两端之间。

在一个示例中，如图5所示，当空调系统处于制冷模式时，换热器100通过第一电子三通阀700和第二电子三通阀800连接至压缩机200的制冷剂出口与外部换热单元300的制冷剂进口之间，以使经压缩机200输出的制冷剂经换热器100降温、降压后输出至外部换热单元300。

在一个示例中，如图6所示，当空调系统处于制热模式时，换热器100通过第一电子三通阀700和第二电子三通阀800连接至双向节流阀400的制冷剂出口与外部换热单元300的制冷剂进口之间，以使经双向节流阀400输出的制冷剂经换热器100升温、升压后输出至外部换热单元300。

其中，第一电子三通阀700和第二电子三通阀800可以与空调系统中的控制器、车载控制器或外部控制器进行连接，以便控制换热器100与空调组件实现上述连接，控制器的类型可以根据需要进行选择调整，本申请对此不作限定。

本申请实施例的空调系统的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。

本申请的实施例还提供一种车辆，包括：上述任一种实施方式的空调系统。

本申请实施例的车辆的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，还可以是通信；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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。