專利名稱：雙聯(lián)型熱交換器和配備有該熱交換器的制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以被適當(dāng)?shù)赜米髌囉?、家用或商用空調(diào)的制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器的雙聯(lián)型熱交換器，還涉及一種配備有該雙聯(lián)型熱交換器的制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如

圖11所示，大多數(shù)傳統(tǒng)的用于汽車用空調(diào)的制冷系統(tǒng)包括一個(gè)使用一個(gè)壓縮機(jī)101、一個(gè)冷凝器102、一個(gè)貯液器103、一個(gè)膨脹閥104和一個(gè)蒸發(fā)器105的蒸汽壓縮型制冷循環(huán)。圖12圖解說明了一個(gè)顯示一個(gè)制冷循環(huán)中的制冷劑的狀態(tài)的莫利爾線圖，該圖中的縱坐標(biāo)表示壓力，橫坐標(biāo)表示焓/熱函。在該圖中，制冷劑在液相線的左側(cè)區(qū)域里處于液相態(tài)，在液相線和汽相線之間的區(qū)域里處于汽液混合態(tài)，在汽相線的右側(cè)區(qū)域里處于氣相態(tài)。
如該圖中的實(shí)線所示，制冷劑被壓縮機(jī)101壓縮從A點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到B點(diǎn)狀態(tài)，從而變成高溫和高壓的汽態(tài)制冷劑，然后由冷凝器102冷凝從B點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到C點(diǎn)狀態(tài)。以這種方式冷凝的制冷劑被一次性地儲存到貯液器103里，并且只有液化的制冷劑通過膨脹閥104減壓并膨脹從C點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到D點(diǎn)狀態(tài)，從而變成低溫和低壓的薄霧狀制冷劑。然后，該制冷劑在蒸發(fā)器105里通過與周圍的空氣進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)和汽化而從D點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到A點(diǎn)狀態(tài)，并變成汽態(tài)制冷劑。在這里，從D點(diǎn)狀態(tài)到A點(diǎn)狀態(tài)的熱函差等于作用在該空氣冷卻上的熱量。因而，熱函差越大，制冷能力越強(qiáng)。
附帶說一下，為了提高上述制冷循環(huán)的制冷能力，一種基于下述概念的冷凝器已在開發(fā)之中通過過冷卻冷凝的制冷劑至低于C點(diǎn)狀態(tài)的溫度幾度以增加冷凝過程中的散熱量來提高蒸發(fā)時(shí)的熱函差，在該冷凝過程中，制冷劑從B點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到C點(diǎn)狀態(tài)。
作為這種改進(jìn)技術(shù)之一，提出了一種具有一個(gè)放置在冷凝部分和過冷卻部分之間的貯液器的冷凝器。
如圖13所示，這種提出的具有一個(gè)貯液器的冷凝器被稱為一個(gè)過冷卻系統(tǒng)冷凝器或類似的名稱。該冷凝器配備有一個(gè)多流型熱交換器板束(core)111和一個(gè)連接在集管112之一上的貯液器113。熱交換器板束111的上游側(cè)構(gòu)成了一個(gè)冷凝部分111C，而其下游側(cè)構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立于冷凝部分111C的過冷卻部分111S。在所述冷凝器中，從制冷劑入口111a導(dǎo)入的制冷劑通過在經(jīng)過冷凝部分111C的時(shí)候與周圍的空氣進(jìn)行熱交換而冷凝，而冷凝的制冷劑被導(dǎo)入貯液器113以被分離成一液態(tài)制冷劑和一汽態(tài)制冷劑。然后，只有液態(tài)制冷劑被導(dǎo)入過冷卻部分111S以進(jìn)行過冷卻，接著流出制冷劑出口111b。
在包括上述冷凝器的制冷循環(huán)中，如圖12虛線所示，被壓縮機(jī)壓縮的制冷劑從A點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Bs點(diǎn)狀態(tài)，從而變成高溫和高壓的汽態(tài)制冷劑，然后它由冷凝部分111C冷卻從Bs點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Cs1點(diǎn)狀態(tài)，從而變成液態(tài)制冷劑。此外，在經(jīng)過貯液器113后，液態(tài)制冷劑由過冷卻部分111S過冷卻從Cs1點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Cs2點(diǎn)狀態(tài)。然后，該液態(tài)制冷劑由一個(gè)膨脹閥減壓并膨脹而從Cs2點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Ds點(diǎn)狀態(tài)，并變成薄霧狀制冷劑。該薄霧狀制冷劑接著由一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)和汽化而從Ds點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到A點(diǎn)狀態(tài)，并變成汽態(tài)制冷劑。
在上述制冷循環(huán)中，通過過冷卻冷凝制冷劑，如Cs1-Cs2所示，蒸發(fā)時(shí)的熱函差(Ds-A)變得大于普通制冷循環(huán)中蒸發(fā)時(shí)的熱函差(D-A)。因而，可以得到一個(gè)顯著的制冷效果。
上述傳統(tǒng)的提出的具有一個(gè)貯液器的冷凝器象其它現(xiàn)有的冷凝器一樣被安裝在汽車的一個(gè)有限空間里，并具有和現(xiàn)有冷凝器基本上相同的尺寸。然而，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的提出的具有一個(gè)貯液器的冷凝器使用板束111的下面部分作為一個(gè)對凝結(jié)不起作用的過冷卻部分111S，所以和現(xiàn)有的冷凝器相比，冷凝部分111C變得小一該過冷卻部分111S，并因而削弱了冷凝能力。因此，有必要利用一個(gè)壓縮機(jī)增加制冷劑壓力并將高溫和高壓的制冷劑送進(jìn)一個(gè)冷凝部分111C，以使制冷劑即使在較低的冷凝能力之下也能夠保證被冷凝。結(jié)果，在該制冷循環(huán)里，制冷劑壓力在冷凝區(qū)域內(nèi)增加得格外多，并且如圖12的莫利爾線圖所示，在使用傳統(tǒng)的提出的具有一個(gè)貯液器的冷凝器的制冷循環(huán)里，冷凝和過冷卻區(qū)域(Bs-Cs2)里的制冷劑壓力同普通的制冷循環(huán)相比是高的。因此，壓縮機(jī)的負(fù)荷變大，從而需要增加壓縮機(jī)的尺寸并提高它的性能，而這反過來又導(dǎo)致制冷系統(tǒng)的尺寸和重量增加以及昂貴的制造成本。
此外，因?yàn)橘A液器113一體地連接到板束111上，所以貯液器113位于冷凝部分111C附近從而妨礙了冷凝部分111C的工作。這樣，冷凝部分111C的有效冷卻面積將減少。因此，為了抑制有效冷卻面積的減少，需要進(jìn)一步增加冷凝器的尺寸。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是要解決上述在先技術(shù)的問題，并提供一種可以在不增加制冷劑壓力的情況下獲得高制冷性能并減少尺寸和重量的雙聯(lián)型熱交換器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可以在不增加制冷劑壓力的情況下獲得高制冷性能并減少尺寸和重量的制冷系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，一種用在其中冷凝制冷劑被減壓并且然后被減壓的制冷劑被蒸發(fā)的制冷循環(huán)中的雙聯(lián)型熱交換器包括一個(gè)通過與周圍的空氣進(jìn)行熱交換來過冷卻冷凝制冷劑的過冷卻器，和一個(gè)通過與周圍的空氣進(jìn)行熱交換來蒸發(fā)減壓制冷劑的蒸發(fā)器，其中，在經(jīng)過過冷卻器的制冷劑和經(jīng)過蒸發(fā)器的制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻過冷卻器中的制冷劑并加熱蒸發(fā)器中的制冷劑。
在上述雙聯(lián)型熱交換器中，因?yàn)樵谶^冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑之間進(jìn)行熱交換以冷卻過冷卻器中的制冷劑，所以可以使冷凝或過冷卻過程中的制冷劑的散熱量增加。此外，在上述熱交換器應(yīng)用到一個(gè)制冷循環(huán)的情況下，不需要在冷凝器中配備一個(gè)過冷卻部分，因此增加了冷凝器的有效面積。而且，除了冷凝器以外，還可以將貯液器等設(shè)置在一個(gè)希望的位置，這可以避免妨礙冷凝器的工作并使冷凝器的冷凝能力更有效。
在上述雙聯(lián)型熱交換器中，優(yōu)選地還包括一個(gè)過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片，過冷卻器中的制冷劑通過過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片與周圍的空氣進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)器中的制冷劑通過蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片與周圍的空氣進(jìn)行熱交換，其中，過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片和蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片以連續(xù)的方式相連接，過冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑由此通過導(dǎo)熱散熱片進(jìn)行熱交換。
在這種情況下，過冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑之間的熱交換可以通過導(dǎo)熱散熱片有效地進(jìn)行。
而且，在上述雙聯(lián)型熱交換器中，優(yōu)選地將過冷卻器設(shè)置到相對于空氣導(dǎo)入方向的上風(fēng)側(cè)，將蒸發(fā)器設(shè)置到下風(fēng)側(cè)，并且在那里，在經(jīng)過蒸發(fā)器內(nèi)側(cè)的制冷劑和被過冷卻器加熱的空氣之間進(jìn)行熱交換。
在這種情況下，過冷卻器中的制冷劑可以在被導(dǎo)入后立即由低溫的空氣充分地過冷卻，并且蒸發(fā)器中的制冷劑可以由經(jīng)過過冷卻器的高溫空氣充分加熱至蒸發(fā)。
在上述雙聯(lián)型熱交換器中，熱交換器優(yōu)選地配備有一個(gè)包括多個(gè)在板厚方向經(jīng)由導(dǎo)熱散熱片疊置的板形管狀單元的板束，其中，每個(gè)管狀單元包括一個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道和一個(gè)獨(dú)立于過冷卻器側(cè)熱交換通道的蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，每個(gè)熱交換通道沿管狀單元的縱向延伸；其中，板束配備有分別和過冷卻器側(cè)熱交換通道的相對端相連通并在管狀單元的疊置方向延伸的一個(gè)過冷卻器側(cè)入口通道和一個(gè)過冷卻器側(cè)出口通道；其中，板束配備有分別和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道的相對端相連通并在管狀單元疊置的方向延伸的一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)入口通道和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)出口通道，由此，流入過冷卻器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過入口通道并流入每個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道，然后流入過冷卻器側(cè)出口通道并流出出口通道，并且，流入蒸發(fā)器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過入口通道并流入每個(gè)蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，然后流入蒸發(fā)器側(cè)出口通道并流出出口通道。
在這種情況下，板束可以僅僅通過管狀單元疊置成象傳統(tǒng)的疊層式蒸發(fā)器等一樣來實(shí)現(xiàn)簡單的、可靠的裝配。
管狀單元優(yōu)選地配備有一個(gè)位于管狀單元中的過冷卻器側(cè)熱交換通道和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道之間的連續(xù)地沿管狀單元的長度方向延伸的槽縫，其中，該連續(xù)的槽縫獨(dú)立于這兩個(gè)熱交換通道，并且該連續(xù)的槽縫的相對端在管狀單元的相對端是開口的。
在這種情況下，由于拙劣的釬焊而引起的制冷劑泄漏一定能被上述連續(xù)的槽縫檢測到，所以可以可靠地防止兩個(gè)熱交換通道之間的意外連通。
此外，雙聯(lián)型熱交換器還優(yōu)選地包括一個(gè)作為用于減壓冷凝制冷劑的減壓裝置的減壓管，其中，減壓管被設(shè)置在蒸發(fā)器側(cè)入口通道。
在這種情況下，可以省略用于減壓裝置的安裝空間，從而進(jìn)一步地減小熱交換器的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)具有一個(gè)制冷循環(huán)的制冷系統(tǒng)包括一個(gè)用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)，一個(gè)用于冷凝壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的冷凝器，一個(gè)用于存儲冷凝器冷凝的制冷劑并提供液化制冷劑的貯液器，一個(gè)用于過冷卻貯液器提供的制冷劑的過冷卻器，用于使被過冷卻器過冷卻的制冷劑減壓的減壓裝置，和一個(gè)用于蒸發(fā)由減壓裝置減壓的制冷劑的蒸發(fā)器，其中，過冷卻器和蒸發(fā)器作成一體而構(gòu)成一個(gè)雙聯(lián)型熱交換器，在該熱交換器中，熱交換在經(jīng)過過冷卻器的制冷劑和經(jīng)過蒸發(fā)器的制冷劑之間進(jìn)行，從而冷卻過冷卻器中的制冷劑并加熱蒸發(fā)器中的制冷劑。
在這個(gè)制冷系統(tǒng)中，因?yàn)檫^冷卻器和蒸發(fā)器作成一體而構(gòu)成一個(gè)其中熱交換在過冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑之間進(jìn)行從而冷卻過冷卻器中的制冷劑的雙聯(lián)型熱交換器，所以可以增加冷凝或過冷卻過程中的散熱量。而且，因?yàn)檫^冷卻部分沒有配備到冷凝器上，所以可以大大地增加冷凝器的有效面積。另外，因?yàn)樯鲜鲑A液器可以設(shè)置在除冷凝器以外的一個(gè)希望的位置上從而防止妨礙冷凝器的工作，所以冷凝器的冷凝能力可以得到充分的保證。
在該制冷系統(tǒng)中，上述雙聯(lián)型熱交換器的結(jié)構(gòu)可以被適當(dāng)?shù)馗难b。使用該熱交換器可以獲得上述的功能和效果。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)在下面的優(yōu)選實(shí)施例中將是顯而易見的。
附圖的簡要說明圖1是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的雙聯(lián)型熱交換器的正視圖。
圖2是一個(gè)表示該實(shí)施例的熱交換器的側(cè)視圖。
圖3圖解說明了該實(shí)施例的熱交換器的一個(gè)制冷劑回路。
圖4是一個(gè)表示構(gòu)成該實(shí)施例的熱交換器的管狀單元和它的外圍部件的分解透視圖。
圖5A是一個(gè)表示該實(shí)施例的管狀單元的橫截面圖，而圖5B是一個(gè)表示圖5A中的交替的長和短劃線所包圍部分的放大的橫截面圖。
圖6是一個(gè)表示該實(shí)施例的管狀單元的分解透視圖。
圖7是一個(gè)表示構(gòu)成該實(shí)施例的管狀單元的一個(gè)成型板的正視圖。
圖8是一個(gè)表示使用該實(shí)施例的熱交換器時(shí)的一個(gè)制冷循環(huán)的示意性的回路構(gòu)形。
圖9是一個(gè)使用該實(shí)施例的熱交換器的制冷循環(huán)的莫利爾線圖。
圖10是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)的雙聯(lián)型熱交換器的蒸發(fā)器的進(jìn)口部分和它的鄰近部分的橫截面圖。
圖11是一個(gè)表示一個(gè)傳統(tǒng)的制冷循環(huán)的結(jié)構(gòu)的回路圖。
圖12是一個(gè)傳統(tǒng)的制冷循環(huán)的莫利爾線圖。
圖13是一個(gè)表示根據(jù)一個(gè)傳統(tǒng)的建議具有一個(gè)貯液器的冷凝器的循環(huán)布局的示意性正視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面將參考附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。圖1至圖7表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的雙聯(lián)型熱交換器。如這些圖所示，該熱交換器1包括板形管狀單元2，每片由一波紋散熱片制成的外部散熱片5和連接管6。多個(gè)上述管狀單元2沿板厚度方向疊置，并有上述的外部散熱片5和連接管6置于管狀單元2之間，從而形成一個(gè)板束10。該熱交換器1的板束10的前側(cè)構(gòu)成了一個(gè)過冷卻器S，其后側(cè)構(gòu)成一個(gè)蒸發(fā)器E。過冷卻器S和蒸發(fā)器E各自有一個(gè)獨(dú)立的制冷劑回路。在圖3中，位于過冷卻器側(cè)的制冷劑回路用實(shí)線表示，而位于蒸發(fā)器側(cè)的制冷劑回路用虛線表示。
如圖6所示，每一個(gè)管狀單元2由一對以面對面的方式連接的成型板20構(gòu)成。
成型板20是一個(gè)通過壓制、軋制或切割一塊鋁質(zhì)釬焊板或類似材料獲得的矩形鋁質(zhì)成形加工品。
在該成型板20的頂端部分的過冷卻器S側(cè)，有兩個(gè)并排的小的長形的孔21a、21b。另一方面，在成型板20的蒸發(fā)器E側(cè)，有兩個(gè)并排的大直徑的孔31a、31b。
此外，在成型板20的內(nèi)表面的過冷卻器S側(cè)和蒸發(fā)器E側(cè)，形成有多個(gè)平行的通道凹槽22、32。每個(gè)通道凹槽22、32的一端都與孔21a、31a中的一個(gè)相連通。每個(gè)通道凹槽22、32從孔21a、31a向下延伸，在成型板20的底端U形轉(zhuǎn)彎，然后向上延伸。每個(gè)通道凹槽22、32的另一端與另一個(gè)孔21b、31b相連通。
在成型板20的內(nèi)表面的過冷卻器S側(cè)和蒸發(fā)器E側(cè)之間，形成一個(gè)垂直延伸凹槽25。凹槽25的頂端和底端在成型板20的頂端和底端分別是開口的。
在一對成型板20以面對面的方式連接的情形下，成型板20、20的相應(yīng)的通道凹槽22、32構(gòu)成了一個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道22和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32。過冷卻器側(cè)熱交換通道22的相對端通過相應(yīng)的小孔21a、21b連通，而蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32的相對端通過相應(yīng)的大直徑孔31a、31b連通。
如圖5A和圖5B所示，在成型板20，20之間的相應(yīng)的垂直延伸凹槽25形成了一個(gè)垂直方向延伸的其頂端和底端在管狀單元2的頂端和底端開口的槽縫25。
在該說明中，為了避免由于過多的標(biāo)號引起混淆，通道凹槽和熱交換通道使用相同的標(biāo)號，而垂直方向延伸的凹槽和垂直方向延伸的槽縫使用相同的標(biāo)號。
此外，如圖4所示，置于相鄰的管狀單元2的頂端部分之間的連接管6有相應(yīng)于管狀單元2的21a、21b、31a、31b的第一導(dǎo)管部分到第四導(dǎo)管部分62a、62b、63a、63b。
多個(gè)管狀單元2疊置在一起，以使上述連接管6置于相鄰的管狀單元2的頂端部分之間并且上述外部散熱片5置于相鄰的管狀單元2的其余部分之間，從而形成了板束10。
當(dāng)裝配板束的時(shí)候，外部散熱片5被布置成從板束10的前緣延伸到它的后緣。換句話說，外部散熱片5在過冷卻器S和蒸發(fā)器E之間連續(xù)地延伸。
在該板束10中，每個(gè)管狀單元2的每個(gè)孔21a、21、31a、31b和連接管6的每個(gè)導(dǎo)管部分62a、62b、63a、63b相對應(yīng)。每個(gè)連接管6的第一導(dǎo)管部分62a沿管狀單元2的層壓方向連續(xù)地排列，形成一個(gè)過冷卻器側(cè)進(jìn)口通道8a。該進(jìn)口通道8a通過孔21a同每個(gè)管狀單元2的過冷卻器側(cè)熱交換通道22的一端相連通。同樣地，每個(gè)連接管6的第二導(dǎo)管部分到第四導(dǎo)管部分62b、63a、63b，沿管狀單元2的層壓方向連續(xù)地排列，分別形成一個(gè)過冷卻器側(cè)出口通道8b、一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)進(jìn)口通道9a和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)出口通道9b。這些通道8b、9a、9b中的每一個(gè)均通過相應(yīng)的孔21b、31a、31b與每個(gè)管狀單元2的過冷卻器側(cè)熱交換通道22、蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32的每一端相連通。
此外，在位于板束10一側(cè)的管狀單元2的外側(cè)成型板20中(如圖1所示的左端管狀單元)，在成型板20的上面部分形成的孔21a、21b、31a、31b是封閉的。另一方面，在位于板束10另一側(cè)的管狀單元2的外側(cè)成型板20中，孔21a，21b，31a，31b是開口的，并且分別構(gòu)成一個(gè)過冷卻器進(jìn)口12a，一個(gè)過冷卻器出口12b，一個(gè)蒸發(fā)器進(jìn)口13a和一個(gè)蒸發(fā)器出口13b。
在該熱交換器1中，每個(gè)管狀單元2的成型板20由一個(gè)鋁質(zhì)釬焊板制成的成形物構(gòu)成，并且外部散熱片5和連接管6分別由一個(gè)鋁質(zhì)成形加工品構(gòu)成。如果有必要，這些組件可以通過釬焊材料臨時(shí)裝配，并且該臨時(shí)的裝配是在一個(gè)爐子里整體釬焊的。
在該雙聯(lián)型熱交換器1中，如圖3所示，通過過冷卻器進(jìn)口12a導(dǎo)入的制冷劑經(jīng)過過冷卻器側(cè)入口通道8a并平均地分布在每個(gè)管狀單元2的過冷卻器側(cè)熱交換通道22里。然后，制冷劑經(jīng)過平行的熱交換通道22，并接著被導(dǎo)入過冷卻器側(cè)出口通道8b。其后，制冷劑流出過冷卻器出口12b。
此外，通過蒸發(fā)器進(jìn)口13a導(dǎo)入的制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器側(cè)入口通道9a并平均地分布在每個(gè)管狀單元2的蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32里。然后，制冷劑經(jīng)過平行的熱交換通道32，并接著被導(dǎo)入蒸發(fā)器側(cè)出口通道9b。其后，制冷劑流出蒸發(fā)器出口13b。
如圖8所示，上述雙聯(lián)型熱交換器1同一個(gè)壓縮機(jī)15、一個(gè)多流型冷凝器16、一個(gè)貯液器17和一個(gè)膨脹閥18一起構(gòu)成了一個(gè)制冷循環(huán)。在該雙聯(lián)型熱交換器1中，過冷卻器進(jìn)口12a與貯液器17的出口相連，而過冷卻器出口12b通過膨脹閥18與蒸發(fā)器進(jìn)口13a相連。此外，蒸發(fā)器出口13b通過膨脹閥18與壓縮機(jī)15相連。在該雙聯(lián)型熱交換器1中，過冷卻器S被設(shè)置在相對于導(dǎo)入空氣A的上風(fēng)側(cè)，而蒸發(fā)器E被放置到下風(fēng)側(cè)。因此，導(dǎo)入熱交換器1的空氣A經(jīng)過過冷卻器S側(cè)和接著通過蒸發(fā)器E。
在該制冷循環(huán)中，如圖9的實(shí)線所示，制冷劑被壓縮機(jī)15壓縮從Ap點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Bp點(diǎn)狀態(tài)，從而變成高溫和高壓的汽態(tài)制冷劑，隨后由冷凝器16冷凝轉(zhuǎn)換到Cp1點(diǎn)狀態(tài)。冷凝的制冷劑被一次性地儲存到貯液器17里，并且只有液化的制冷劑被提取并導(dǎo)入構(gòu)成雙聯(lián)型熱交換器1的過冷卻器S中。在該過冷卻器S中，冷凝的制冷劑通過外部散熱片5與導(dǎo)入的空氣A和經(jīng)過蒸發(fā)器E的制冷劑進(jìn)行熱交換以被過冷卻，并因而轉(zhuǎn)換到Cp2點(diǎn)狀態(tài)。然后，過冷卻的制冷劑通過膨脹閥18被減壓從Cp2點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Dp點(diǎn)狀態(tài)，從而變成低壓和低溫的薄霧狀制冷劑。而且，該制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器E并與導(dǎo)入空氣A和經(jīng)過過冷卻器S的冷凝制冷劑進(jìn)行熱交換以被蒸發(fā)，從而從Dp點(diǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到Ap點(diǎn)狀態(tài)，并變成汽態(tài)制冷劑，然后返回到壓縮機(jī)15。
在使用該雙聯(lián)型熱交換器1的制冷系統(tǒng)中，由冷凝器16冷凝的制冷劑通過過冷卻器S過冷卻。因而，如圖9所示，同普通(傳統(tǒng))的制冷循環(huán)相比，在冷凝和過冷卻過程(Bp-Cp2)中，熱函減少了“ΔQ1”，從而提高了制冷能力，而這又反過來增加了蒸發(fā)時(shí)的熱函差。為了參考，在圖9中，傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的莫利爾線圖由一虛線(等同于圖12中的實(shí)線)表示。
此外，在該實(shí)施例的熱交換器1中，因?yàn)檎舭l(fā)器E中的制冷劑通過與經(jīng)過蒸發(fā)器E的較熱的空氣A和過冷卻器S中的冷凝制冷劑進(jìn)行熱交換而被蒸發(fā)，所以同傳統(tǒng)的制冷循環(huán)相比，蒸發(fā)時(shí)的熱函差增加了“ΔQ2”。因此，蒸發(fā)時(shí)的熱函差(Ap-Dp)可以得到進(jìn)一步的增加，這使得可以獲得一個(gè)足夠的制冷效果。
此外，在該實(shí)施例的蒸發(fā)器E中，因?yàn)橹评鋭┩邷乜諝釧和冷凝制冷劑進(jìn)行熱交換，所以制冷劑可以在蒸發(fā)過程中被充分加熱。這使得制冷劑被適當(dāng)?shù)剡^熱，而這一適當(dāng)過熱又可以有效地防止被蒸發(fā)的制冷劑因?yàn)闆]有充分加熱而以液態(tài)返回壓縮機(jī)的缺陷。
此外，該實(shí)施例中，因?yàn)橥獠可崞?在過冷卻器S和蒸發(fā)器E之間連續(xù)延伸，所以熱交換可以在過冷卻器S中的制冷劑和蒸發(fā)器E中的制冷劑之間進(jìn)行，這可以進(jìn)一步提高制冷效果。
在該實(shí)施例中，因?yàn)橥胀ǖ闹评溲h(huán)相比，制冷劑在較高溫度下流出蒸發(fā)器E，所以制冷劑的比體積變得更大，這可能會導(dǎo)致制冷劑的循環(huán)量變差。然而，即使考慮到這一因素，在該實(shí)施例中，因?yàn)橹评鋭┑闹评湫Ч?熱函差)如上文所述被顯著增加，所以制冷能力還是提高了。
此外，在該實(shí)施例的雙聯(lián)型熱交換器1中，因?yàn)檎舭l(fā)器E一體地配備在過冷卻器S上，所以不需要象傳統(tǒng)的提出的使用具有一個(gè)貯液器的熱交換器的制冷系統(tǒng)那樣在冷凝器自身之外再配備一個(gè)過冷卻部分。換句話說，整個(gè)冷凝器可以由最初的冷凝部分構(gòu)成。因而，可以有效地進(jìn)行制冷劑的散熱，這使得可以確定地獲得足夠的冷凝能力。因此，可以防止在制冷循環(huán)中制冷劑的壓力提高，而這本身又可以減少例如壓縮機(jī)的負(fù)荷、重量和尺寸。
此外，在該實(shí)施例中，因?yàn)橘A液器17獨(dú)立于冷凝器16而配備，所以貯液器17可以放置在例如機(jī)艙剩余空間這樣的期望位置。因而，可以有效地利用機(jī)艙并防止貯液器17妨礙冷凝器16的工作。從這一點(diǎn)來看，冷凝器可以獲得足夠的冷凝能力，而這又進(jìn)一步提高了制冷能力。
此外，因?yàn)楦鶕?jù)上述實(shí)施例的雙聯(lián)型熱交換器1有一體地配備有蒸發(fā)器E和過冷卻器S的板束10，所以，同單獨(dú)配備蒸發(fā)器和過冷卻器的情況相比，該熱交換器可以在尺寸上更小，在重量上更輕。而且，因?yàn)樵诿總€(gè)管狀單元2上都形成有過冷卻器側(cè)熱交換通道22和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32，所以可以通過簡單地疊置管狀單元2來容易地裝配熱交換器1。
在構(gòu)成管狀單元2的成型板20通過滾軋成形等形成的情況下，同成型板20通過彎壓成形、擠出、機(jī)加工或類似方法成形的情況相比，可以更精確地形成成型板20的通道凹槽22、32。因而，可以提供一個(gè)有足夠強(qiáng)度和提高的耐壓性的高性能的、小的雙聯(lián)型熱交換器。
此外，在該實(shí)施例中，在管狀單元2內(nèi)形成有垂直延伸凹槽25以形成一個(gè)位于過冷卻器側(cè)熱交換通道22和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32之間的槽縫。所以，該凹槽25可以檢測到制冷劑的泄漏并防止這些熱交換通道22，23的不希望的連通。因此，產(chǎn)品質(zhì)量可以得到提高。
此外，在該實(shí)施例中，過冷卻器S設(shè)置在導(dǎo)入空氣的上風(fēng)側(cè)，而蒸發(fā)器E設(shè)置在下風(fēng)側(cè)。因而，經(jīng)過過冷卻器S的制冷劑在導(dǎo)入后立即由相對低溫的空氣A充分地過冷卻，而經(jīng)過蒸發(fā)器E的制冷劑由經(jīng)過過冷卻器S的高溫空氣A充分加熱，從而進(jìn)行有效的熱交換。
雖然在上述實(shí)施例中膨脹閥18被用作減壓裝置，但是，該發(fā)明并非僅限于以上所述。該減壓裝置可以是一個(gè)減壓管，例如一個(gè)毛細(xì)管或一個(gè)小孔管(orifice tube)。
例如，在一個(gè)小導(dǎo)管例如一個(gè)小孔管被用于減壓裝置的時(shí)候，如圖10所示，該小孔管18a可以安裝在蒸發(fā)器1的蒸發(fā)器側(cè)入口通道9a的蒸發(fā)器進(jìn)口13a處。如上所述，可以通過在熱交換板束10內(nèi)安裝減壓裝置來省略用于減壓裝置的安裝空間。這樣，可以進(jìn)一步減小熱交換器的尺寸和重量而獲得同樣的性能。
在上述實(shí)施例中，每個(gè)管狀單元2的多個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道22被彼此平行地設(shè)置，并且獨(dú)立形成。然而，本發(fā)明不限于以上所述設(shè)計(jì)。例如，位于相鄰的過冷卻器側(cè)熱交換通道22之間的隔板可以有一個(gè)開口，以使制冷劑可以均勻地經(jīng)過每個(gè)熱交換通道22。同樣，位于相鄰的蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道32之間的隔板也可以有一個(gè)開口，以使制冷劑可以均勻地經(jīng)過每個(gè)熱交換通道32。
此外，在本發(fā)明中，過冷卻器側(cè)熱交換通道和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道22、32可以分別由例如一個(gè)較寬的單一熱交換通道構(gòu)成。在熱交換通道由一個(gè)單一寬通道構(gòu)成的情況下，可以在熱交換通道內(nèi)配備一個(gè)不規(guī)則形內(nèi)部散熱片，以提高用于制冷劑的熱交換通道的熱傳遞效率。
此外，在上述實(shí)施例中，雖然以其中成型板和連接管獨(dú)立形成的疊層型熱交換器為例，但本發(fā)明并不限于此，而是可以適用于其中連接管(箱部分)通過深沖壓加工一體地形成于成型板之上的深沖壓杯型疊層熱交換器。
如上所述，上述雙聯(lián)型熱交換器配備有一個(gè)過冷卻器和一個(gè)蒸發(fā)器，并且通過在過冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑之間進(jìn)行熱交換而冷卻過冷卻器中的制冷劑。因而，冷凝或過冷卻過程中的散熱量增加，并因此提高了制冷效果。此外，在將根據(jù)本發(fā)明的熱交換器適用于一個(gè)制冷循環(huán)的任何情況下，不需要給冷凝器配備一個(gè)過冷卻部分。因而，可以增加冷凝器的有效面積，并且可以將貯液器或類似的物件設(shè)置在除冷凝器以外的一個(gè)希望位置，這樣可以避免妨礙冷凝器的工作。因此，冷凝器的冷凝能力可以得到充分的保證，并且可以防止制冷循環(huán)之內(nèi)的制冷劑壓力增加。而且，可以減小尺寸和重量。
此外，在導(dǎo)熱散熱片以沿過冷卻器和蒸發(fā)器連續(xù)地延伸的方式配備的情況下，過冷卻器中的制冷劑和蒸發(fā)器中的制冷劑之間的熱交換可以通過導(dǎo)熱散熱片有效地進(jìn)行，由此可以更可靠地獲得上述效果。
此外，在過冷卻器設(shè)置在上風(fēng)側(cè)而蒸發(fā)器設(shè)置在下風(fēng)側(cè)的情況下，過冷卻器中的制冷劑可以在被導(dǎo)入后立即由相對低溫的空氣充分地過冷卻，而蒸發(fā)器中的制冷劑可以由經(jīng)過過冷卻器的高溫空氣充分加熱并保證被蒸發(fā)。因此，存在熱交換可以有效得多的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在多個(gè)擁有相互獨(dú)立的過冷卻器側(cè)熱交換通道和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道的板形管狀單元疊置以形成象傳統(tǒng)的疊層型蒸發(fā)器等一樣的板束的情況下，該板束當(dāng)然可以通過僅疊置管狀單元而形成，因而可以容易地進(jìn)行裝配。
此外，在管狀單元的過冷卻器側(cè)熱交換通道和蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道之間形成有垂直延伸的槽縫的情況下，該槽縫可以檢測到制冷劑的泄漏并防止這些熱交換通道的不希望的連通。因此，產(chǎn)品質(zhì)量可以得到提高。
此外，在作為減壓裝置的小孔管結(jié)合在板束中的情況下，因?yàn)榭梢允÷杂糜跍p壓裝置的安裝空間，所以具有可獲得小型化的優(yōu)點(diǎn)。
該申請要求于2001年2月5號提出的日本專利申請No.2001-27807的優(yōu)先權(quán)，后者的公開內(nèi)容作為參考文獻(xiàn)整體上包括在本文中。
該說明中的用語和描述僅用于說明性目的，而本發(fā)明并不限于這些用語和描述。應(yīng)該意識到，在不脫離界定在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，有許多修改和替換。本發(fā)明允許任何在權(quán)利要求的限制范圍之內(nèi)的設(shè)計(jì)變化，除非該變化脫離了本發(fā)明的精神。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的雙聯(lián)型熱交換器和制冷系統(tǒng)可以被適當(dāng)?shù)赜米鞑粌H汽車用，還有家用或商用空調(diào)的制冷系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于制冷循環(huán)中的雙聯(lián)型熱交換器，所述雙聯(lián)型熱交換器中的冷凝制冷劑被減壓，然后所述減壓制冷劑被蒸發(fā)，所述雙聯(lián)型熱交換器包括一個(gè)通過與周圍的空氣進(jìn)行熱交換來過冷卻冷凝制冷劑的過冷卻器；和一個(gè)通過與周圍的空氣進(jìn)行熱交換來蒸發(fā)減壓制冷劑的蒸發(fā)器；其中，在經(jīng)過所述過冷卻器的制冷劑和經(jīng)過所述蒸發(fā)器的制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻所述過冷卻器中的制冷劑并加熱所述蒸發(fā)器中的制冷劑。
2.如權(quán)利要求1所述的雙聯(lián)型熱交換器，其特征在于，還包括一個(gè)過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片，所述過冷卻器中的制冷劑通過所述過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片與周圍的空氣進(jìn)行熱交換，所述蒸發(fā)器中的制冷劑通過所述蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片與周圍的空氣進(jìn)行熱交換，其中，所述過冷卻器側(cè)導(dǎo)熱散熱片和所述蒸發(fā)器側(cè)導(dǎo)熱散熱片以連續(xù)的方式相連接，由此，所述過冷卻器中的制冷劑和所述蒸發(fā)器中的制冷劑通過所述導(dǎo)熱散熱片進(jìn)行熱交換。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙聯(lián)型熱交換器，其特征在于，所述過冷卻器設(shè)置在相對于空氣導(dǎo)入方向的上風(fēng)側(cè)，所述蒸發(fā)器設(shè)置在下風(fēng)側(cè)，并且，在經(jīng)過所述蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑和被所述過冷卻器加熱的空氣之間進(jìn)行熱交換。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的雙聯(lián)型熱交換器，其特征在于，所述熱交換器配備有一個(gè)經(jīng)由所述導(dǎo)熱散熱片的包括多個(gè)在板厚方向疊置的板形管狀單元的板束；其中，每個(gè)所述管狀單元包括一個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道和一個(gè)獨(dú)立于所述過冷卻器側(cè)熱交換通道的蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，每個(gè)熱交換通道沿所述管狀單元的縱向延伸；并且，所述板束配備有分別和所述過冷卻器側(cè)熱交換通道的相對端相連通并在所述管狀單元的疊置方向延伸的一個(gè)過冷卻器側(cè)入口通道和一個(gè)過冷卻器側(cè)出口通道；以及，所述板束配備有分別和所述蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道的相對端相連通并在所述管狀單元的疊置方向延伸的一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)入口通道和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)出口通道，由此，流入所述過冷卻器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過所述入口通道并流入所述每個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道，然后流入所述過冷卻器側(cè)出口通道并流出所述出口通道，并且，流入所述蒸發(fā)器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過所述入口通道并流入所述每個(gè)蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，然后流入所述蒸發(fā)器側(cè)出口通道并流出所述出口通道。
5.如權(quán)利要求4所述的雙聯(lián)型熱交換器，其特征在于，所述管狀單元配備有一個(gè)位于所述管狀單元中的所述過冷卻器側(cè)熱交換通道和所述蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道之間的連續(xù)的沿所述管狀單元的縱向延伸的連續(xù)的槽縫，所述連續(xù)的槽縫獨(dú)立于所述兩個(gè)熱交換通道，并且所述連續(xù)的槽縫的相對端在所述管狀單元的相對端是開口的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的雙聯(lián)型熱交換器，其特征在于，還包括一個(gè)作為用于減壓冷凝制冷劑的減壓裝置的減壓管，其中，所述減壓管位于所述蒸發(fā)器側(cè)入口通道。
7.一種具有一個(gè)制冷循環(huán)的制冷系統(tǒng)，包括一個(gè)用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)；一個(gè)用于冷凝所述壓縮機(jī)壓縮的制冷劑的冷凝器；一個(gè)用于存儲所述冷凝器冷凝的制冷劑并提供液化制冷劑的貯液器；一個(gè)用于過冷卻所述貯液器提供的制冷劑的過冷卻器；用于減壓所述過冷卻器過冷卻的制冷劑的減壓裝置；和一個(gè)用于蒸發(fā)被所述減壓裝置減壓的制冷劑的蒸發(fā)器，其中，所述過冷卻器和所述蒸發(fā)器作成一體而構(gòu)成一個(gè)雙聯(lián)型熱交換器，在所述熱交換器中，在經(jīng)過所述過冷卻器的制冷劑和經(jīng)過所述蒸發(fā)器的制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻所述過冷卻器中的制冷劑并加熱所述蒸發(fā)器中的制冷劑。
8.如權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述雙聯(lián)型熱交換器配備有一個(gè)沿所述過冷卻器和所述蒸發(fā)器連續(xù)地延伸的導(dǎo)熱散熱片；其中，所述過冷卻器中的制冷劑和所述蒸發(fā)器中的制冷劑所述通過所述導(dǎo)熱散熱片進(jìn)行熱交換。
9.如權(quán)利要求7或8所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述過冷卻器設(shè)置在相對于空氣導(dǎo)入方向的上風(fēng)側(cè)，所述蒸發(fā)器設(shè)置在下風(fēng)側(cè)，并且，在經(jīng)過所述蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑和被所述過冷卻器加熱的空氣之間進(jìn)行熱交換。
10.如權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器配備有一個(gè)包括多個(gè)在板厚方向經(jīng)由所述導(dǎo)熱散熱片疊置的板形管狀單元的板束，其中，每個(gè)所述管狀單元包括一個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道和一個(gè)獨(dú)立于所述過冷卻器側(cè)熱交換通道的蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，每個(gè)熱交換通道沿所述管狀單元的縱向延伸；其中，所述板束配備有分別和所述過冷卻器側(cè)熱交換通道的相對端相連通并在所述管狀單元的疊置方向延伸的一個(gè)過冷卻器側(cè)入口通道和一個(gè)過冷卻器側(cè)出口通道；其中，所述板束配備有分別和所述蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道的相對端相通并在所述管狀單元的疊置方向延伸的一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)入口通道和一個(gè)蒸發(fā)器側(cè)出口通道；由此，流入所述過冷卻器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過所述入口通道并流入所述每個(gè)過冷卻器側(cè)熱交換通道，然后流入所述過冷卻器側(cè)出口通道并流出所述出口通道，并且，流入所述蒸發(fā)器側(cè)入口通道的制冷劑經(jīng)過所述入口通道并流入所述每個(gè)蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道，然后流入所述蒸發(fā)器側(cè)出口通道并流出所述出口通道。
11.如權(quán)利要求10所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述管狀單元配備有一個(gè)位于所述管狀單元中的所述過冷卻器側(cè)熱交換通道和所述蒸發(fā)器側(cè)熱交換通道之間的連續(xù)的沿所述管狀單元的縱向延伸的槽縫，所述連續(xù)的槽縫獨(dú)立于所述兩個(gè)熱交換通道，并且所述連續(xù)的槽縫的相對端在所述管狀單元的相對端是開口的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)作為用于減壓冷凝制冷劑的減壓裝置的減壓管，所述減壓管設(shè)置在所述蒸發(fā)器側(cè)入口通道。
全文摘要
該雙聯(lián)型熱交換器適于一個(gè)其中冷凝制冷劑被減壓并然后被蒸發(fā)的蒸氣壓縮型制冷循環(huán)。該雙聯(lián)型熱交換器一體地配備有一個(gè)其中的冷凝制冷劑與周圍的空氣A進(jìn)行熱交換而被過冷卻的過冷卻器S，和一個(gè)其中的減壓制冷劑與周圍的空氣A進(jìn)行熱交換而被蒸發(fā)的蒸發(fā)器E。在經(jīng)過過冷卻器S的制冷劑和經(jīng)過蒸發(fā)器E的制冷劑之間進(jìn)行熱交換，從而冷卻過冷卻器S中的制冷劑并加熱蒸發(fā)器E中的制冷劑。因此，根據(jù)該熱交換器，可以獲得高的制冷效果并同時(shí)避免制冷劑的壓力增加。
文檔編號F28D1/03GK1502029SQ02804550
公開日2004年6月2日 申請日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者堀內(nèi)博文, 星野良一, 小笠原升, 田村喬, 寺田隆, 渡邊太, 一, 升 申請人:昭和電工株式會社