CN223179357U - 换热器以及换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及换热器以及换热系统，其中换热器包括两个换热单元，各所述换热单元包括间隔排布的多个换热扁管，以及与多个所述换热扁管连通的集流管，两个所述换热单元中的换热扁管交替布置；所述换热扁管具有沿着自身长度方向折返的流道，且流道的进口及出口位于同一端部，同一所述换热单元中的所述集流管为两个，两个所述集流管对应连通所述进口和所述出口，且两个所述换热单元的集流管位于所述换热器的两相对侧。本申请的换热器外观更加规整紧凑，各集流管采用多段的分体对接方式，更便于加工装配，能够灵活适应不同的设计要求。

Description

换热器以及换热系统

技术领域

本申请涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种换热器以及换热系统。

背景技术

双系统、变负荷以及多种介质散热将是制冷系统能效提升的方向和思路之一。其中双回路制冷系统中的蒸发器在家用、商用、工业冷却等多个领域均有应用。

现有技术中的三介质微通道换热器包括两个换热单元，每个换热单元包括多个扁管和两个集流管，扁管单流程设置，扁管的两端分别连通集流管，且两个换热单元的扁管沿着集流管的长度方向交错排列，其中一个换热单元的扁管需要折弯避开另一个换热单元的集流管，但由于扁管弯曲加工难度加大，不利于换热器的加工，且换热器的整体结构紧凑性不佳。

实用新型内容

本申请提供一种便于装配加工、可进一步提高换热器整体结构的紧凑性，该换热器可适用于多介质换热场景。

本申请一种换热器，包括两个换热单元，各所述换热单元包括间隔排布的多个换热扁管，以及与多个所述换热扁管连通的集流管，两个所述换热单元中的换热扁管交替布置；

所述换热扁管具有沿着自身长度方向折返的流道，且流道的进口及出口位于同一端部，同一所述换热单元中的所述集流管为两个，两个所述集流管对应连通所述进口和所述出口，且两个所述换热单元的集流管位于所述换热器的两相对侧。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一实施例中，所述集流管包括依次连通的多个单元管，同一换热单元中的各所述换热扁管连通至对应的单元管。

在其中一实施例中，同一所述换热单元中的两个所述集流管沿着所述换热扁管的宽度方向的最长距离为l，所述换热扁管的宽度为L，L和l满足：L>l。

在其中一实施例中，所述同一所述换热单元中的两个所述集流管(200)的中心线在所述换热扁管(100)的长度方向错开布置，且L和l关系的满足：

在其中一实施例中，各所述集流管均带有接头管，所述换热器中所有的接头管位于所述换热器的同一侧；两个所述换热单元中对应的所述接头管相向弯折。

在其中一实施例中，同一所述换热单元中的两根所述接头管中，其中一根所述接头管的管径为OD1，另一根所述接头管的管径为OD2；且满足：OD1<OD2≤1.56*OD1。

在其中一实施例中，相邻的所述换热扁管之间通过翅片热耦合，沿所述换热扁管的宽度方向，所述的换热器其中一侧为处在气流上游的迎风侧；两个所述换热单元各自独立的作为蒸发器或冷凝器，且所述进口侧在迎风侧。

在其中一实施例中，在多个所述单元管中，相邻两单元管之间直接插接配合，或相邻两单元管之间设有中间管，并通过所述中间管相互连通。

在其中一实施例中，相邻的所述单元管与所述中间管这两者中，其中一者带有缩径部，并通过所述缩径部与另一者插接配合。

在其中一实施例中，沿所述集流管的长度方向，所述单元管的长度为L1；所述中间管的长度为L2，且满足L1：L2＝1：(0.5～2)。

本申请还提供一种换热系统，包括本申请所述的换热器，其中两个所述换热单元分别接入对应的换热介质；各所述换热单元各自独立的采用冷媒或水作为换热介质。

本申请的换热器无需对扁管进行折弯设置，可实现两个换热单元对应扁管与集流管的连通，便于装配加工，提高换热器整体结构的紧凑性，各集流管采用多段的分体对接方式，更便于加工装配，能够灵活适应不同的设计要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中换热器的结构示意图；

图2为图1中的换热器省略翅片后的结构示意图；

图3为图2中A部分放大图；

图4为本申请一实施例中换热器各接头管的管径示意图；

图5为本申请一实施例中换热器各换热扁管的间距示意图；

图6为本申请一实施例中多个单元管之间的配合示意图；

图7为图6中单元管以及中间管的放大示意图；

图8为本申请一实施例中换热系统的原理示意图；

图9为本申请另一实施例中换热系统的原理示意图。

各元件附图标记如下：

100、换热扁管；100a、第一换热扁管；100b、第二换热扁管；200、集流管；210、进流管；210a、第一进流管；210b、第二进流管；220、出流管；220a、第一出流管；220b、第二出流管；230、接头管；230a、第一接头管；230b、第二接头管；230c、第三接头管；230d、第四接头管；240、单元管；241、插槽；242、第一缩径部；250、中间管；251、第二缩径部；300、翅片。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度(或一使用状态下，又或某一附图视角下)高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度(或一使用状态下，又或某一附图视角下)小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1～图3，本申请一实施例提供一种换热器，包括两个换热单元，两个换热单元各自独立的作为蒸发器或冷凝器，可形成双流路系统，例如两者通入不同的制冷剂，一侧走冷介质(作为蒸发器)、一侧走热介质(作为冷凝器)；又例如两者都通入相同的制冷剂，且两者都通入热介质(都作为冷凝器)；又例如两者都通入相同的制冷剂，且两者都通入冷介质(都作为蒸发器)。

各换热单元包括间隔排布的多个换热扁管100以及与多个换热扁管100连通的集流管200，两个换热单元中的换热扁管100交替布置。就换热扁管100本身而言可结合现有技术，例如换热扁管100整体上为板状，且具有相对的长度方向L和宽度方向W。

换热扁管100可包括相互扣合固定的第一板体和第二板体，两板体之间围成换热介质的流体通道；例如第一板体包括第一本体和第一凸起，第一凸起凸设于第一本体并与第二本体形成流体通道，又例如第二板体包括第二本体和第二凸起，第二凸起凸设于第二本体并与第一本体形成流体通道，又例如第一板体带有第一凸起，第二板体带有第二凸起，且第一凸起与第二凸起形成流体通道。该结构特点的换热扁管100可应用至微板换热器，相邻的换热扁管100之间可通过翅片300热耦合，结合通过翅片300的气流，本实施例的换热器可供三介质换热。

换热扁管100具有沿着自身长度方向折返的流道，且流道的进口及出口位于同一端部，同一换热单元中的所述集流管200为两个，且布置在换热扁管100的长度方向的同一侧，两个集流管200对应连通进口和出口，且两个换热单元的集流管200位于换热器的两相对侧。

集流管200合理的布置方式可进一步减少自身空间干涉，提高换热器整体结构的紧凑性。本实施例中集流管200采用分体对接方式，集流管200在自身的延伸方向上包括依次连通的多个单元管240，各单元管240的侧壁开设有插槽241，同一换热单元中的各换热扁管100经由插槽241连通至对应的单元管240。

同一换热单元中的两个集流管200中的一个作为进流管210，另一个作为出流管220，换热扁管100长度方向的一侧带有与内部流体通道连通的入口和出口(图3中的虚线箭头示意了换热介质经由入口和出口经过流体通道的方向)，入口和出口设置在同一侧可以增加换热扁管100内的流程，有利于提高换热效率。换热扁管100在入口和出口部位形状各自收敛形成插接部，该插接部与对应单元管240中的插槽241密封插接，例如可采用钎焊等方式固定。

本实施例的集流管200包含多节单元管240，可以根据换热扁管100的间距，灵活调整单元管240的长度。换热扁管100的入口和出口设置在同一侧，且该侧的进流管210和出流管220并排设置，整体结构更紧凑，有利于提高换热效率。

同一换热单元中的两个集流管200在换热扁管100的宽度方向上的布置方式为：两个集流管200的中心相互对正；或者，两个集流管200的中心错开布置，且朝向换热扁管100的一侧相互平齐。无论何种方式，为了进一步优化布局，两个集流管200具有相互远离的第一侧边和第二侧边，且第一侧边和第二侧边均不超出换热扁管100的宽度边界，例如同一换热单元中的两个集流管200沿着换热扁管100的宽度方向的最长距离为l，换热扁管100的宽度为L，L和l满足：L>l，该设置使换热器整体结构紧凑、外观更加规整，便于储运叠置以及与使用环境的周边设备相匹配。

在一些优选的实施例中，同一换热单元中的两个集流管200的中心线在换热扁管100的长度方向错开布置，且L和l关系的满足：

结合图4，在两个集流管200的中心错开布置方式中，由于两个集流管200管径不同，因此两者中心可在换热扁管100的长度方向彼此错开，能够根据空间尺寸要求，将两者在换热扁管100的宽度方向上进一步凑近，使得换热器的整体结构更加紧凑，同时便于两个集流管200的安装。

针对不同规格的换热器，上文中的L和l可等比例设置，例如当各集流管200的管径减小时，换热扁管100的宽度同步减小。总体上两个集流管200的管径之和小于换热扁管100的宽度，使得两个集流管200在换热扁管100的宽度方向上可以不外凸于换热扁管100。

为了便于连接外部管路和设备，以构成换热系统，各集流管200均带有接头管230，换热器中所有的接头管230位于换热器的同一侧，就换热器整体而言，接头管230共为四根，其两个换热单元中对应的接头管230相向弯折。如此设置可以使接头管230在换热扁管100的长度方向不外凸于集流管200，便于对接头管230进行预装配，且依旧保持整体外观的规整，减少占用空间。

本实施例的换热器作为三介质换热器使用时，除了两个换热单元相应配置以外，还可以结合翅片300部位的气流方向，例如沿换热扁管100的宽度方向，换热器其中一侧为处在气流上游的迎风侧，气流由迎风侧流向翅片300的另一侧。

作为蒸发器使用的换热单元中，进流管210的管径小于出流管220的管径，即进流管210的管径较小，因为作为蒸发器功能，进流管210一侧内部流动的介质比容相比出流管220一侧要小。

作为冷凝器使用的换热单元中，进流管210的管径大于出流管220的管径，即进流管210的管径较大，因为作为冷凝器功能，进流管210一侧内部流动的介质比容相比出流管220一侧要大。

参见图4，在其中一实施例中，进一步优化了集流管200以及接头管230的尺寸配置，例如：

其中一换热单元中具有第一出流管220a且管径为D1，以及第一进流管210a且管径为D2，为了适应冷媒的比容变化和平衡换热以及压降，以该换热单元作冷凝器使用为例，则D2大于D1，同理若作为蒸发器使用则管径大小的关系反之，管径可理解为内径，在管壁相同或基本一致的前提下也可以理解为外径。

另一换热单元中具有第二进流管210b且管径为D3，以及第二出流管220b且管径为D4，以该换热单元作蒸发器使用为例，则D4大于D3，同理若作为冷凝器使用则管径大小的关系反之。

图4中集流管与接头管的对应连接关系为：第一出流管220a连通有第一接头管230a，且管径为OD1；第一进流管210a连通有第二接头管230b，且管径为OD2；第二进流管210b连通有第三接头管230c，且管径为OD3；第二出流管220b连通有第四接头管230d，且管径为OD4；且满足：OD1<OD2≤1.56*OD1，OD1的直径相对较小，有利于换热介质的均匀分液，OD1<OD2，可适应换热介质的比容变化和平衡换热和压降，OD2不宜过大，否则不利于换热介质的流出。同理OD3<OD4≤1.56*OD3。

另外作蒸发器使用时，第二进流管210b以及第三接头管230c管径不易过大，以保证分液的均匀性。

参见图5，其中一换热单元中具有第一换热扁管100a且厚度为M1，另一换热单元中具有第二换热扁管100b且厚度为M2，各换热单元的换热量可能具有不同的设计需求，换热扁管厚度可相应调整，即M1和M2可以相等，也可以不等。同理其中一换热单元中相邻两第一换热扁管100a的间距为N1，另一换热单元中相邻两第二换热扁管100b的间距为N2，N1和N2可以相等，也可以不等。

关于集流管200可以采用一体或分体对接方式，在分体对接方式中，相邻两单元管240之间直接插接配合，而在优选的实施例中，如图6、图7，相邻两单元管240之间设有中间管250，并通过中间管250相互连通。

相邻的单元管240与中间管250这两者中，其中一者带有缩径部，并通过缩径部与另一者插接配合。例如单元管240的一端带有第一缩径部242，并通过第一缩径部242与该侧相邻的中间管250插接，同理、中间管250的一端带有第二缩径部251，并通过第二缩径部251与该侧相邻的单元管240插接，锁紧部位既可以采用圆滑过渡也可以采用台阶过渡。

本实施例中采用中间管250作为过渡，不仅可以灵活调整和适应换热扁管的厚度以及间距变化，还可以避免加工和装配的误差积累，减少后期焊接过程中的形变以及内应力，进一步保证密封性。

在其中一实施例中，进一步优化了单元管240和中间管250之间的轴向长度，例如沿集流管200的长度方向，单元管240的长度为L1；中间管250的长度为L2，且满足L1：L2＝1：(0.5～2)，例如L1：L2＝1：1。

本申请另一些实施例中还提供了换热系统，包括上文各实施例的换热器，其中换热器中的两个换热单元分别接入对应的换热介质，且各换热单元各自独立的采用冷媒或水作为换热介质。两个换热单元中，一者接入第一换热系统，另一者接入第二换热系统，各换热系统可设置压缩机或不设置压缩机。

参见图8，在其中一实施例中配置了换热器A，换热器B以及压缩机、节流阀、球阀等配套设备。整体上构成两套换热系统，其中第一换热系统设置压缩机并采用冷媒作为换热介质，第二换热系统不设置压缩机并采用水作为换热介质，该方式可应用至工业激光冷水机等领域。

对于换热器A，其中一换热单元走第一换热系统的高温介质(作为冷凝器功能)，另一换热单元中走第二换热系统的低温介质(作为蒸发器功能)，两种换热介质和流经翅片的空气相互换热。

对于换热器B，其中一换热单元走第一换热系统的低温介质(作为蒸发器功能)，另一换热单元走第二换热系统的高温介质(作为冷凝器的功能)，两种换热介质和流经翅片的空气相互换热。

参见图9，在另一实施例中，与图8实施例的主要不同在于第二换热系统中，针对换热器B额外提供了低温进水和低温出水，进一步强化了换热效果。

本申请的换热器进一步作了优化设计，改善了结构的规整性，并提高装配效率，灵活适应不同的要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括两个换热单元，各所述换热单元包括间隔排布的多个换热扁管(100)，以及与多个所述换热扁管(100)连通的集流管(200)，两个所述换热单元中的换热扁管(100)交替布置；

所述换热扁管(100)具有沿着自身长度方向折返的流道，且流道的进口及出口位于同一端部，同一所述换热单元中的所述集流管(200)为两个，两个所述集流管(200)对应连通所述进口和所述出口，且两个所述换热单元的集流管(200)位于所述换热器的两相对侧。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述集流管(200)包括依次连通的多个单元管(240)，同一换热单元中的各所述换热扁管(100)连通至对应的单元管(240)。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，同一所述换热单元中的两个所述集流管(200)沿着所述换热扁管(100)的宽度方向的最长距离为l，所述换热扁管(100)的宽度为L，L和l满足：L>l。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述同一所述换热单元中的两个所述集流管(200)的中心线在所述换热扁管(100)的长度方向错开布置，且L和l关系的满足：

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，各所述集流管(200)均带有接头管(230)，所述换热器中所有的接头管(230)位于所述换热器的同一侧；两个所述换热单元中对应的所述接头管(230)相向弯折。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，同一所述换热单元中的两根所述接头管(230)中，其中一根所述接头管(230)的管径为OD1，另一根所述接头管(230)的管径为OD2；且满足：OD1<OD2≤1.56*OD1。

7.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，相邻的所述换热扁管(100)之间通过翅片(300)热耦合，沿所述换热扁管(100)的宽度方向，所述的换热器其中一侧为处在气流上游的迎风侧；两个所述换热单元各自独立的作为蒸发器或冷凝器，且所述进口侧在迎风侧。

8.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，在多个所述单元管(240)中，相邻两单元管(240)之间直接插接配合，或相邻两单元管(240)之间设有中间管(250)，并通过所述中间管(250)相互连通。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，沿所述集流管(200)的长度方向，所述单元管(240)的长度为L1；所述中间管(250)的长度为L2，且满足L1：L2＝1：(0.5～2)。

10.一种换热系统，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的换热器，其中两个所述换热单元分别接入对应的换热介质；各所述换热单元各自独立的采用冷媒或水作为换热介质。