热交换器及具有其的空调器的制作方法

1.本实用新型涉及制冷制热领域，特别是涉及一种热交换器及具有其的空调器。


背景技术：

2.随着科技的发展、社会经济的发展以及人们生活水平的提高，高舒适性成了用户高需求，空调也成为了人们日常生活中不可或缺的家用电器。制冷空调设备是由压缩机、换热器、节流装置及管路连接而成的封闭系统，换热器是否能有效的传递热量决定整个空调制冷系统放热过程和吸热过程是否高效的进行。目前空调器使用的铜管作为冷媒流路，铝箔翅片作为散热片，铜管内壁直径一般为7mm或5mm，换热效率低，导致空调器的能效低。


技术实现要素：

3.本实用新型第一方面的目的旨在提供一种热交换器，其具有较高的换热效率，提高热交换器的换热性能。
4.本实用新型第二方面的目的是要提供一种具有上述热交换器的空调器。
5.根据本实用新型的第一方面，本实用新型提出了一种热交换器，包括第一管、第二管和多个分支管，每个所述分支管的一端连接于所述第一管，以与所述第一管连通，每个所述分支管的另一端连接于所述第二管，以与所述第二管连通，其特征在于，还包括第一冷媒腔、第一旁通管和第二旁通管；所述第一冷媒腔通过所述第一旁通管与所述第一管连通，所述第一冷媒腔通过所述第二旁通管与所述第二管连通，所述第一冷媒腔内与所述第一旁通管连通的连通位置高于所述第一冷媒腔内与所述第二旁通管连通的连通位置。
6.可选地，所述热交换器还包括第一节流装置，所述第一节流装置设置于所述第一旁通管上。
7.可选地，所述第一管处于所述第二管的上方，多个分支管沿所述第一管的延伸方向依次设置；
8.所述第一管上沿其长度方向的依次设置多个第一连接位置，多个所述分支管分别在多个所述第一连接位置处与所述第一管连通；
9.所述第二管上沿其长度方向的依次设置多个第二连接位置，多个所述分支管分别在多个所述第二连接位置处与所述第二管连通。
10.可选地，所述第一管的一端具有连通口，所述第一管上还设置有第三连接位置，所述第三连接位置处于所述连通口和多个所述第一连接位置之间，所述第一旁通管在所述第三连接位置处与所述第一管连通；
11.所述第二管上还设置有第四连接位置，所述第四连接位置多个所述第二连接位置的外侧，所述第二旁通管在所述第四连接位置处与所述第四管连通；
12.所述第三连接位置和所述第四连接位置处于所述第一管和所述第二管的同侧端。
13.可选地，所述热交换器还包括连通管和气液间隔板；所述连通管与所述第一冷媒腔连通，所述第一冷媒腔内与所述连通管连通的连通位置低于所述第一冷媒腔内与所述第
一旁通管连通的连通位置；
14.所述气液间隔板上设置有多个冷媒通孔；所述气液间隔板为一个，设置于第一冷媒腔内，且处于所述连通管的管路口和所述第二旁通管的管路口的上侧，以及处于所述第一旁通管的管路口的下侧；或者，所述气液间隔板为多个，沿上下方向依次间隔地设置于第一冷媒腔内，且多个所述气液间隔板处于所述连通管的管路口和所述第二旁通管的管路口的上侧，以及处于所述第一旁通管的管路口的下侧；或者，所述第一冷媒腔为气液分离器；
15.所述第一旁通管和所述第二旁通管均竖向设置，每个所述分支管为扁管，每个所述分支管竖向设置，所述第一管和所述第二管均水平设置。
16.根据本实用新型的第二方面，本实用新型提出了一种空调器，包括蒸发器和冷凝器，其中，所述蒸发器和/或所述冷凝器采用上述任一种热交换器。
17.可选地，所述空调器还包括四通阀、压缩机和第二节流装置；所述冷凝器采用上述任一种热交换器，所述第一管、所述压缩机的进口、所述压缩机的出口和所述蒸发器的出口连通所述四通阀的四个阀口；所述第二节流装置设置于所述第一冷媒腔与所述蒸发器的进口之间。
18.可选地，所述蒸发器包括第二冷媒腔、换热部、进口管、出口管和流路控制装置；所述第二冷媒腔内限定有相互连通的第一容纳腔和第二容纳腔，所述第二容纳腔处于所述第一容纳腔的上方，所述第二容纳腔和所述第一容纳腔通过第一连通口连通；所述进口管的一端与所述第一容纳腔连通，另一端连通所述第二节流装置；所述换热部设置于所述第二冷媒腔外，且所述换热部具有至少一个冷媒通道，每个所述冷媒通道的下端连通所述第一容纳腔的下部，每个所述冷媒通道的上端和每个所述第一连通口连通所述出口管的一端，所述出口管的另一端连通所述四通阀的阀口；所述流路控制装置配置成阻碍所述出口管中的冷媒经由所述第一连通口进入所述第一容纳腔。
19.可选地，所述出口管的一端处于所述第二容纳腔内；所述流路控制装置包括阀门和第三管，所述第三管的下端端口的边缘连接于所述第一连通口的边缘处，所述第三管的上端位于所述第二容纳腔内或所述第三管的上端插入出口管或所述第三管的上端连接于所述出口管的处于所述第二容纳腔内的一端，所述阀门安装于所述第三管上；所述第三管包括从向向上延伸的渐缩段，以及连接于所述渐缩段的上端且从下向上延伸的直线段，所述渐缩段的下端端口连接于所述第一连通口；
20.所述第一连通口处设置有气液间隔结构，所述气液间隔结构具有至少一个上下贯通气液间隔结构的连通孔。
21.可选地，所述第二冷媒腔处于所述换热部的中央位置处；所述换热部为一体式加工件，且采用挤出工艺成型；或，所述换热部和所述第二冷媒腔构成的整体为一体式加工件，且采用挤出工艺成型；或，所述蒸发器为一体式加工件，且采用挤出工艺成型。
22.本实用新型的热交换器及空调器中，由于具有第一管和第二管，用于汇流和分流，此设计突破传统弯管等管组设计减少了冷媒管路的局部阻力，提高冷媒与管路的换热效率。
23.进一步地，发明人发现现有换热器中，冷媒与管壁间接触小，有部分冷媒通过管路的中心部分没有起到热交换的作用，铝箔翅片与铜管间通过涨管等工艺，对管路进行膨胀加工使其充分接触到铝箔散热翅片，但这之间仍有很大的接触热阻。本实用新型通过分支
管的设计，如扁管设计，可提高换热效果。
24.进一步地，本实用新型中第一冷媒腔、第一节流装置(如机械式节流装置或自动控制式节流装置)等，可保证该热交换器在冷凝冷媒时能够对冷媒进行充分的冷凝，防止气态冷媒直接进入第二节流装置；该热交换器在进行冷媒吸热时，可使气态冷媒直接进入第一管用于压缩机的补气等，提高换热效果和空调器能效。
25.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
26.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
27.图1是根据本实用新型一个实施例的热交换器的示意性截面图；
28.图2是根据本实用新型一个实施例的热交换器的示意性局部结构图；
29.图3是根据本实用新型一个实施例的空调器中的蒸发器的示意性截面图。
具体实施方式
30.图1是根据本实用新型一个实施例的热交换器的示意性截面图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种热交换器，包括第一管11、第二管12、多个分支管13、第一冷媒腔21、第一旁通管22和第二旁通管23。每个分支管13的一端连接于第一管11，以与第一管11连通，每个分支管13的另一端连接于第二管12，以与第二管12连通。第一冷媒腔21通过第一旁通管22与第一管11连通，第一冷媒腔21通过第二旁通管23与第二管12连通，第一冷媒腔21内与第一旁通管22连通的连通位置高于第一冷媒腔21内与第二旁通管23连通的连通位置。由于具有第一管11和第二管12，用于汇流和分流，此设计突破传统弯管等管组设计减少了冷媒管路的局部阻力，提高冷媒与管路的换热效率。
31.在本实用新型的一些实施例中，第一管11和第二管12均水平设置，第一管11处于第二管12的上方。每个分支管13为扁管，每个分支管13竖向设置。多个分支管13沿第一管11的延伸方向依次设置。第一管11上沿其长度方向的依次设置多个第一连接位置，多个分支管13分别在多个第一连接位置处与第一管11连通。第二管12上沿其长度方向的依次设置多个第二连接位置，多个分支管13分别在多个第二连接位置处与第二管12连通。本实用新型通过分支管13的设计，如扁管设计，以及扁管安装位置，可提高换热效果。进一步地，多个分支管13构成一个换热管组，换热管组可为两个，沿垂直于第一管11的延伸方向依次设置。两个换热管组的分支管13可交错设置。
32.在本实用新型的一些实施例中，第一旁通管22和第二旁通管23均竖向设置。第一管11的一端具有连通口，第一管11上还设置有第三连接位置，第三连接位置处于连通口和多个第一连接位置之间，第一旁通管22在第三连接位置处与第一管11连通。第二管12上还设置有第四连接位置，第四连接位置多个第二连接位置的外侧，第二旁通管23在第四连接位置处与第四管连通。第三连接位置和第四连接位置处于第一管11和第二管12的同侧端。
33.在本实用新型的一些实施例中，热交换器还包括第一节流装置26，第一节流装置
26设置于第一旁通管22上。第一节流装置26可为机械式节流装置或自动控制式节流装置等，如毛细管、电磁膨胀阀，可保证该热交换器在冷凝冷媒时能够对冷媒进行充分的冷凝，防止大部分或全部气态冷媒直接进入第二节流装置；该热交换器在进行冷媒吸热时，可使气态冷媒直接进入第一管11用于压缩机的补气等，提高换热效果和空调器能效。
34.在本实用新型的一些实施例中，第一冷媒腔21为气液分离器，气液分离器的气体出口与第一旁通管22连通，液体出口与第二旁通管23连通。在一些可选实施例中，如图2所示，热交换器还包括连通管24和气液间隔板27。连通管24与第一冷媒腔21连通，第一冷媒腔21内与连通管24连通的连通位置低于第一冷媒腔21内与第一旁通管22连通的连通位置。连通管24可为冷媒进出第一冷媒腔21的进出管道。气液间隔板27上设置有多个冷媒通孔。气液间隔板27为一个，设置于第一冷媒腔21内，且处于连通管24的管路口和第二旁通管23的管路口的上侧，以及处于第一旁通管22的管路口的下侧。或者，气液间隔板27为多个，沿上下方向依次间隔地设置于第一冷媒腔21内，且多个气液间隔板27处于连通管24的管路口和第二旁通管23的管路口的上侧，以及处于第一旁通管22的管路口的下侧。气液间隔板27可进一步阻碍液态冷媒进入第一旁通管22。
35.本实用新型实施例还提供了一种空调器，包括蒸发器和冷凝器，其中蒸发器和/或冷凝器采用上述任一实施例中的热交换器。例如，空调器还包括四通阀、压缩机和第二节流装置。冷凝器采用上述任一实施例中的热交换器，第一管11、压缩机的进口、压缩机的出口和蒸发器的出口连通四通阀的四个阀口。第二节流装置设置于第一冷媒腔21与蒸发器的进口之间。
36.当空调器处于制冷状态时，压缩机压缩后的气态冷媒从第一管11处进入到热交换器，通过气流的分支管13进行热交换后，到达第二管12，然后经过第一冷媒腔21流出，进入第二节流装置和蒸发器，最后返回压缩机。当空调器处于制热状态时，来自第二节流装置的气液混合态冷媒从位于底部的第二管12流入，经过第一冷媒腔21之后，液态冷媒流向第二管12，其他冷媒位于第一冷媒腔21的顶部，通过第一节流装置26节流为气态冷媒之后直接进入到位于上侧的第一管11内，然后经第一管11回到压缩机内，从而达到补气增焓效果，提高压缩机的工作性能。液态冷媒流入第二管12内，然后通过气流的分支管13换热气化之后，进入到第一管11内，然后流出至压缩机。
37.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，蒸发器包括第二冷媒腔40、进口管41、出口管42、换热部50和流路控制装置。第二冷媒腔40内限定有相互连通的第一容纳腔和第二容纳腔，第二容纳腔处于第一容纳腔的上方，且通过第一连通口连通。进口管41的一端与第一容纳腔连通，另一端连通第二节流装置。换热部50设置于第二冷媒腔40外，且换热部50具有至少一个冷媒通道51，每个冷媒通道51的下端连通第一容纳腔的下部，每个冷媒通道51的上端和每个第一连通口连通出口管42的一端，出口管42另一端连通四通阀的阀口。流路控制装置配置成阻碍出口管42中的冷媒经由第一连通口进入第一容纳腔。出口管42还可与第二容纳腔连通，在出口管42与第二容纳腔连通时，流路控制装置还配置成阻碍第二容纳腔中的冷媒经由第一连通口进入第一容纳腔。进一步地，每个冷媒通道51的上端通过第二容纳腔的上部与出口管42连通。每个第一连通口通过第二容纳腔连通出口管。在一些实施例中，每个冷媒通道51的上端通过汇流管直接与出口管42的处于第二容纳腔内的一端连通。每个第一连通口通过连接管直接连接于出口管42的处于第二容纳腔内的一端。气液混
合物状的冷媒可经进口管41进入蒸发器后，饱和蒸气可直接在容纳腔内升腾，与第二冷媒腔40外侧的冷媒或空气换热，换热部50内冷媒吸热气化，上升汇聚，经出口管42排出换热部50，可提高能效。该蒸发器制热时，出口管42可接收高压的气态冷媒，流路控制装置可阻碍气态冷媒经过第一容纳腔直接进入进口管41，确保更多的冷媒从冷媒通道参与热交换，提高换热效率。
38.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，流路控制装置包括阀门43和第三管44，第三管44的下端端口的边缘连接于第一连通口的边缘处，第三管44的上端位于第二容纳腔内或第三管44的上端插入出口管42，或者第三管44的上端连接于出口管的处于第二容纳腔内的一端。阀门43安装于第三管44上。第三管44的上端位于第二容纳腔内，第三管44的上端与进口管41的下端之间的间距可为3mm至20mm。第三管44的上端插入出口管42后，第三管44与出口管42之间具有允许冷媒经过的间隙。阀门43为单向阀。可选地，阀门43也可为其他类型的阀门，其能够阻碍出口管42中的冷媒和/或第二容纳腔中的冷媒经由第一容纳腔和第二容纳腔之间的第一连通口进入第一容纳腔，以及允许第一容纳腔中的冷媒进入出口管42中。如阀门43为电控阀，根据需求进行启闭。
39.优选地，第三管44的下端开口的横截面积大于第三管44的上端开口的横截面积。例如，第三管44包括从向向上延伸的渐缩段，以及连接于渐缩段的上端且从下向上延伸的直线段，渐缩段的下端端口连接于第一连通口，阀门43可设置于直线段上。在一些可选实施例中，第三管44为从向向上延伸的渐缩管。
40.在本实用新型的一些优选的实施例中，蒸发器还包括气液间隔结构45，设置于第一连通口处，气液间隔结构45具有至少一个上下贯通气液间隔结构45的连通孔。气液间隔结构45可为隔板，隔板上设置连通孔。可选地，气液间隔结构45也可为从容纳腔壁延伸出的凸起形成，凸起之间或凸起上设置连通孔。气液间隔结构45的设置通过连通孔通气，将冷媒液挡下，进一步提高换热性能。
41.在本实用新型的一些实施例中，第二冷媒腔40处于换热部50的中央位置处，可使蒸发器的结构紧凑、体积小，便于加工。例如，冷媒通道51为多个，沿容纳腔的轴线方向延伸。多个冷媒通道51位于换热部50的周向。具体地，在一些实施方式中，换热部50还包括至少一个或多个同轴设置的换热筒，每个换热筒的筒壁上设置有一个或多个冷媒通道51。或，在另一些实施方式中，换热部50还包括多个换热板，沿第二冷媒腔40的周向方向依次间隔地设置于第二冷媒腔40的外侧，每个换热板上设置有一个或多个冷媒通道51。或，在又一些实施方式中，换热部50还包括多个竖向设置的换热管，每个换热管内为冷媒通道51。换热筒之间、换热板之间、换热管之间可为气流通道，用于进行热交换。在一些可选实施例中，上述换热筒、换热板和换热管可进行结合。
42.在本实用新型的一些实施例中，第一容纳腔具有与每个冷媒通道51连通的第一子腔46和与第一子腔46连通的第二子腔47，第一子腔46与第二子腔47通过至少一个第二连通口55连通，第二连通口55可在第一子腔46的上表面中央位置处。第二容纳腔具有与每个冷媒通道51连通的第三子腔48和与第三子腔48连通的第四子腔49，第三子腔48与第四子腔49通过至少一个第三连通口56连通。进口管连通于第一子腔46，或进口管连通于第二子腔47。出口管连通于第三子腔48。进口管41连通于第一子腔46，以更好地进行气液分离以及便于冷媒流动，提高能效。出口管42连通于第三子腔48，以更好地使进行气液分离以及便于冷媒
流动，提高能效。
43.换热部还包括多个第一支路52和多个第二支路53。第一支路52和第二支路53均可沿水平方向延伸。第二子腔47处于第一子腔46上方。第四子腔49处于第三子腔48下方。每个第一支路52连通第一子腔46，且每个第一支路52上连接一个或多个冷媒通道51的下端。每个第二支路53连通第三子腔48，且每个第二支路53上连接一个或多个冷媒通道51的上端。
44.在本实用新型的一些实施例中，换热部还包括壳体58，壳体设置于冷媒通道51和气流通道外侧，第二冷媒腔位于壳体内。使空气在壳体58内部流动，提高换热部50的换热效率。优选地，壳体58为导热壳体，可用于辐射换热，导热壳体58内部可采用对流换热，导热壳体58承担一部分制热或制冷负荷，可以在保证制热或制冷能力的前提下，减少人体的吹风感，增加人体热舒适性。尤其在冬季制热时，辐射换热能显著增加人体热舒适性。
45.在本实用新型的一些实施例中，换热部50为一体式加工件，且采用挤出工艺成型。在本实用新型的另一些实施例中，换热部50和第二冷媒腔40构成的整体为一体式加工件，且采用挤出工艺成型。在本实用新型的又一些实施例中，蒸发器为一体式加工件，且采用挤出工艺成型。该蒸发器的部分或全部构件采用整体一体化挤出成型，即一体成型，以及该蒸发器的结构，可优化蒸发器的气流组织，冷媒通道51之间可为大间距风道，提高了对流换热强度，减少了冷媒管路如弯头的局部阻力，提高了换热系数，实现了降低生产成本、减少生产流程(一体化挤出、一体成型)、减少占用空间的目的，促进空调能效的提高。
46.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。