[發明專利]熱交換器及使用該熱交換器的熱泵系統

有效

• 申請號: 201280041831.2
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN103889751A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 松元雄一;飯野祐介
• 申請（專利權）人: 三電有限公司
• 主分類號: B60H1/32
• 分類號: B60H1/32;F25B1/00;F25B13/00;F25B39/00;F25B39/04;F25B40/02;F25B41/04;F28D1/053;F28F9/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 韓俊

技術領域

本發明涉及一種熱交換器及使用該熱交換器的熱泵系統，例如，涉及具有冷凝器及蒸發器這兩個功能并可作為設于車輛空調熱泵系統的HVAC(供暖、通風和空調(Heating?Ventilation&Air?Conditioning))單元之外的室外熱交換器使用的熱交換器及使用該熱交換器的熱泵系統。

背景技術

在這種熱交換器中，公開了一種過冷式冷凝器(日文：サブク一ルコンデンサ)，該過冷式冷凝器包括：冷凝器芯部，該冷凝器芯部通過與空氣進行熱交換來使制冷劑冷凝；儲液罐，在該儲液罐中供從冷凝器芯部經過儲液罐的制冷劑流入；以及過冷芯部，該過冷芯部通過與空氣的熱交換來對經過儲液罐的氣液混合制冷劑進行過冷卻，以使該氣液混合制冷劑液化(例如參照專利文獻1)。

上述冷凝器芯部及過冷芯部均由多個管道及配置在相鄰管道間的翅片構成，其中，上述多個管道在左、右集水箱之間沿左右方向配置，上述左、右集水箱分別以彼此呈平行的狀態沿左右方向配置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特許第四052706號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

但是，在制冷劑冷凝時，伴隨著制冷劑的狀態變化，氣液混合制冷劑中的液態制冷劑與制冷劑氣體的密度變化率會明顯變化。在這種狀態下，由于液體制冷劑比制冷劑氣體更容易受到重力的影響，因此，有時會在管道內流動的液態制冷劑中產生氣泡，而使制冷劑流動產生偏流。特別是在制冷劑沿縱向流動的情況下，液態制冷劑容易受到重力的影響，而容易在管道內產生制冷劑的偏流。因而，在像上述現有技術的情況那樣，在將供氣液混合制冷劑流動的過冷芯部設置成制冷劑縱向流動時，可能無法在上述芯部順暢地進行熱交換，而使熱交換器的熱交換效率降低。

另外，上述現有技術的熱交換器只不過是冷凝器，其沒有考慮具有冷凝器及蒸發器兩個功能的熱交換器，此外，也沒有考慮設于車輛空調熱泵系統的HVAC單元之外的室外熱交換器。

本發明基于上述技術問題而作，其目的在于提供一種熱交換器及使用該熱交換器的熱泵系統，其中，上述熱交換器能大幅提高熱交換效率，且具有冷凝器及蒸發器兩個功能，并適用于設置在車輛空調熱泵系統的HVAC單元之外的室外熱交換器。

解決技術問題所采用的技術方案

為了實現上述目的，本發明的熱交換器包括：主芯部，該主芯部進行空氣與制冷劑之間的熱交換；儲液罐，該儲液罐供經過主芯部的制冷劑流入；以及過冷芯部，該過冷芯部通過與空氣的熱交換，來對經過儲液罐的氣液混合制冷劑進行過冷卻，以使上述氣液混合制冷劑液化，過冷芯部由多個管道和配置在相鄰的管道之間的翅片構成，其中，上述多個管道在左、右集水箱之間沿左右方向配置，并與上述左、右集水箱兩者連通，上述左、右集水箱分別以彼此呈平行的狀態沿左右方向配置。

較為理想的是，主芯部由多個管道和配置在相鄰的管道之間的翅片構成，其中，上述多個管道在上、下集水箱之間沿上下方向配置，并與上述上、下集水箱兩者連通，上述上、下集水箱分別以彼此呈平行的狀態沿上下方向配置。

本發明的熱泵系統是通過改變主芯部中的制冷劑的流動方向，來將熱交換器切換為冷凝器或蒸發器進行使用，上述熱泵系統包括旁通元件，在將熱交換器作為蒸發器使用時，上述旁通元件使經過主芯部的制冷劑繞過儲液罐及過冷芯部流通。

較為理想的是，熱交換器包括連通部，在將熱交換器作為冷凝器使用時，上述連通部使主芯部與儲液罐連通，旁通元件具有：制冷劑流路，在將熱交換器作為蒸發器使用時，上述制冷劑流路在使經過主芯部的制冷劑繞過儲液罐及過冷芯部流通之后與連通部連通；以及閥門，該閥門設置在制冷劑流路的主芯部入口側，在將熱交換器作為冷凝器使用時，上述閥門阻止制冷劑從連通部向制冷劑流路流動。

另一方面，本發明的熱泵系統是通過不改變主芯部中的制冷劑的流動方向，來將熱交換器切換為冷凝器或蒸發器進行使用，上述熱泵系統包括旁通元件，在將熱交換器作為蒸發器使用時，上述旁通元件使經過主芯部的制冷劑繞過儲液罐及過冷芯部流通。

較為理想的是，熱交換器包括連通部，在將熱交換器作為冷凝器使用時，上述連通部使主芯部與儲液罐連通，旁通元件具有：制冷劑流路，在將熱交換器作為蒸發器使用時，上述制冷劑流路在使經過主芯部的制冷劑繞過儲液罐及過冷芯部流通之后，與連通部連通；以及閥門，該閥門設置在制冷劑流路的主芯部出口側，在將熱交換器作為冷凝器使用時，上述閥門阻止制冷劑從連通部向制冷劑流路流動。