换热器和热泵系统
专利汇可以提供换热器和热泵系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种换热器和 热 泵 系统，涉及换热设备技术领域。该换热器(300)包括单个的微通道 扁管 (100)以及分别布置在所述微通道扁管(100)的长度方向的两端的两个集 流管 (200)，所述集流管(200)的外周壁设有呈长条状沿管道轴线方向延伸的扁管插 接口 (23)，所述微通道扁管(100)的两端分别通过所述扁管插接口(23)伸入对应的所述集流管(200)的管腔中。本实用新型的换热器(300)和热泵系统的冷媒流通性好且冷媒分流均匀、换热效率高，可实现不停机化霜，提高用户的使用满意度。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是换热器和热泵系统专利的具体信息内容。
1.一种换热器，其特征在于，所述换热器(300)包括单个的微通道扁管(100)以及分别布置在所述微通道扁管(100)的长度方向的两端的两个集流管(200)，所述集流管(200)的外周壁设有呈长条状沿管道轴线方向延伸的扁管插接口(23)，所述微通道扁管(100)的两端分别通过所述扁管插接口(23)伸入对应的所述集流管(200)的管腔中。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述微通道扁管(100)包括管腔伸入端(16)，所述管腔伸入端(16)沿所述集流管(200)的径向朝向所述集流管(200)的中心伸入所述管腔中，所述管腔伸入端(16)的径向伸入长度小于所述集流管(200)的集流管半径R且与所述集流管(200)的中心之间形成有径向间隔k。
3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述径向间隔k满足：0.5R≤k＜R。
4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述径向间隔k满足：5mm≤k≤25mm。
5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述微通道扁管(100)的长度方向为水平横向方向，所述微通道扁管(100)的宽度方向为所述集流管(200)的中心轴线方向。
6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述管腔伸入端(16)与所述集流管(200)的外周壁之间形成有围绕所述扁管插接口(23)的封闭焊缝。
7.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述集流管(200)的外周壁设有用于冷媒流入或流出所述管腔的管道接口(24)，在所述集流管(200)的横截面上，所述管道接口(24)的径向中心线与所述扁管插接口(23)的径向中心线之间关于所述集流管(200)的横截面圆心的圆心角为θ，满足：90°≤θ≤270°。
8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述圆心角θ满足：90°≤θ≤150°或210°≤θ≤270°。
9.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述管道接口(24)沿所述集流管(200)的轴线方向设置在所述集流管(200)的中部，所述集流管(200)包括用于连接外接冷媒管的套管转接接头(25)，所述套管转接接头(25)围绕所述管道接口(24)固定安装在所述集流管(200)的外周壁上。
10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述套管转接接头(25)与所述管道接口(24)相连的连接端形成有冷媒输入孔部，所述套管转接接头(25)的另一端形成为穿套有冷媒管道的管道连接部，所述冷媒管道的内管径为d3，所述冷媒输入孔部的内孔径为d2，所述管道接口(24)的内径为d0，所述集流管(200)的外径为d4，满足：20mm≤d4≤50mm，d4>d3>d2>d0。
11.根据权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述冷媒输入孔部与所述管道接口(24)相连的孔端还形成有扩口腔，所述扩口腔的内径为d1，所述内径为d1满足：d4>d1>d3>d2>d0。
12.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述套管转接接头(25)的管腔内周壁的外端部形成有焊接倒角斜面(26)，所述焊接倒角斜面(26)与所述套管转接接头(25)的外端部的端面之间的夹角β满足：30°≤β≤80°。
13.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述换热器(300)还包括用于保护所述套管转接接头(25)与冷媒管道之间的连接部的热缩套管(27)。
14.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器(300)包括沿所述微通道扁管(100)的长度方向延伸并覆盖在所述微通道扁管(100)的表面的加热元件(31)。
15.根据权利要求14所述的换热器，其特征在于，所述加热元件(31)为厚膜加热体。
16.根据权利要求14所述的换热器，其特征在于，所述加热元件(31)与所述微通道扁管(100)的接触表面设有导热硅胶层。
17.根据权利要求1～16中任意一项所述的换热器，其特征在于，所述微通道扁管(100)包括沿厚度方向间隔排布的多行微通道(1)，所述微通道(1)沿所述微通道扁管(100)的长度方向延伸。
18.一种热泵系统，包括在冷媒回路上设置的室外换热器(400)、室内换热器(600)、压缩机(500)和用于切换制冷制热模式的四通阀(700)，其特征在于，所述热泵系统还包括根据权利要求1～17中任意一项所述的换热器(300)，所述换热器(300)串联设置在所述压缩机(500)的出口端与所述四通阀(700)之间的冷媒管路中；
或者，所述换热器(300)串联设置在所述压缩机(500)的入口端与所述四通阀(700)之间的冷媒管路中。
19.根据权利要求18所述的热泵系统，其特征在于，所述换热器(300)串联设置在所述压缩机(500)的出口端与所述四通阀(700)之间的冷媒管路中，所述热泵系统还包括串联设置在所述换热器(300)与所述四通阀(700)之间的冷媒管路中的油分离器。
20.一种热泵系统，包括在冷媒回路上设置的室外换热器(400)、室内换热器(600)、压缩机(500)、板换装置(800)和用于切换制冷制热模式的四通阀(700)，其特征在于，所述热泵系统还包括根据权利要求1～17中任意一项所述的换热器(300)，所述室外换热器(400)和所述室内换热器(600)之间的冷媒主流路上连接有所述板换装置(800)且在所述主流路上引出一条冷媒支流路，所述冷媒支流路经所述板换装置(800)与所述冷媒主流路进行换热后通过所述换热器(300)回到所述压缩机(500)。
换热器和热泵系统
技术领域
背景技术
大时，室外换热器的表面会逐渐结霜，结霜后的室外换热器的换热效率降低，造成空调的制
热速度缓慢，使得室内环境温度提升缓慢，空调的使用舒适度较差，用户体验不佳。
霜；另一种是通过将膨胀阀的开度调大，减小其节流作用，从而使高温冷媒进入室外换热器
进行除霜。但是空调在使用上述两种方法进行除霜时，空调的室内机都需要停机停止供热，
由此会使得室内的温度下降，影响室内的舒适性。并且当空调切换到制冷循环进行除霜时，
室内换热器作为蒸发器会从室内吸收热量，使得除霜停机时的室内温度会进一步降低，进
一步影响室内的舒适性。同时，空调系统在制热循环与制冷循环之间切换时会增加系统的
耗电量，不利于节能减排。
管的分配到各个微通道扁管的各个微通道的流量不均，由此大大影响了微通道换热器的换
热效率。
发明内容
壁设有呈长条状沿管道轴线方向延伸的扁管插接口，所述微通道扁管的两端分别通过所述
扁管插接口伸入对应的所述集流管的管腔中。
的集流管半径R且与所述集流管的中心之间形成有径向间隔k。
线之间关于所述集流管的横截面圆心的圆心角为θ，满足：90°≤θ≤270°。
道的内管径为d3，所述冷媒输入孔部的内孔径为d2，所述管道接口的内径为d0，所述集流管
的外径为d4，满足：20mm≤d4≤50mm， d4>d3>d2>d0。
腔内周壁的外端部形成有焊接倒角斜面，所述焊接倒角斜面与所述套管转接接头的外端部
的端面之间的夹角β满足：30°≤β≤80°。
括根据本实用新型上述的换热器，所述换热器串联设置在所述压缩机的出口端与所述四通
阀之间的冷媒管路中；
离器。
征在于，所述热泵系统还包括根据上述的换热器，所述室外换热器和室内换热器之间的冷
媒主流路上连接有所述板换装置且在所述主流路上引出一条冷媒支流路，所述冷媒支流路
经板换装置与所述冷媒主流路进行换热后通过所述换热器回到所述压缩机。
道的流量均匀，由此可大大提高微通道扁管的换热效率。
具体实施方式
实用新型的限制。
有呈长条状沿管道轴线方向延伸的扁管插接口23，微通道扁管100的两端分别通过扁管插
接口23伸入对应的集流管200 的管腔中。
制，冷媒的流通性以及分散性均受到较大的影响，故现有的换热器的换热效率受到了较大
的限制。为此，本实用新型针对性提供了一种换热器，该换热器300在两个集流管之间仅设
置单个微通道扁管，冷媒经过集流管流入微通道扁管时的流通性好、分散性好且冷媒分配
到微通道扁管的各个微通道的流量均匀，由此可大大提高微通道扁管的换热效率。
集流管200的中心之间形成有径向间隔k。
集流管200的径向朝向集流管200的中心通过扁管插接口23伸入管腔中。当管腔伸入端16通
过扁管插接口23伸入集流管200的管腔中时，如管腔伸入端16的伸入长度过长，则会降低冷
媒从集流管200流入微通道扁管100的微通道1的流通性；如管腔伸入端16的伸入长度过短，
则不利于集流管200与微通道扁管100之间的装配可靠性。为此，管腔伸入端16的径向伸入
长度可设置小于集流管200的集流管半径R。
≤25mm，由此不仅使得冷媒在各个微通道 1的流量相对均匀，还能保证集流管200与微通道
扁管100之间的装配可靠性，同时也能较大程度地提高冷媒从集流管200流入微通道扁管
100的微通道1后的流通性。
防止冷媒的泄露。
线之间关于集流管200的横截面圆心的圆心角为θ。具体地，参见图3，顾名思义，管道接口24
的径向中心线即穿过集流管200的横截面圆心的径向线且该径向线为通过管道接口24的中
心的中线，换言之，管道接口24的径向中心线为通过集流管200的横截面圆心和管道接口24
的中心的连接线；扁管插接口23的径向中心线即为穿过集流管200的横截面圆心的扁管插
接口23的中心线。当θ小于90°或270°时，冷媒在集流管200与微通道扁管100之间的流通性
较一般；当θ为180°时，冷媒直接从集流管200流向微通道扁管100，系统的压力较大，故可设
置θ满足：90°≤θ≤270°。
括用于连接外接冷媒管的套管转接接头25，套管转接接头25围绕管道接口24固定安装在集
流管200的外周壁上。具体地，如图3所示，为了保证冷媒在集流管200与微通道扁管100之间
的流通性和分散均匀性。套管转接接头25与管道接口24相连的连接端形成有冷媒输入孔
部，套管转接接头25的另一端形成为穿套有冷媒管道的管道连接部，冷媒管道的内径为d3，
冷媒输入孔部的内孔径为d2，管道接口24的内径为d0，集流管200的外径为d4，满足：20mm≤
d4≤50mm，d4>d3>d2>d0。其中，套管转接接头25与管道接口24同轴布置且管道接口24的轴线
方向与集流管 200的轴线方向垂直。与此同时，在套管转接接头25的管道连接部与冷媒输
入孔部之间形成有用于安装冷媒管道的限位台阶，故设置冷媒输入孔部的内孔径为d3大于
冷媒管道的内径为d2。
孔径为d2，扩口腔的内径为d1满足： d4>d1>d3>d2>d0。
管转接接头25与冷媒管道之间焊接得更加牢固，焊接密封性更好。其中，套管转接接头25的
管腔内周壁的外端部为远离集流管200的那一端。
200与微通道扁管100也可采用焊接性能优异的 3003铝材。
17，用于与加热元件31的焊接结构孔311进行适配安装，由此可在微通道扁管100上增加安
装发热元件31，从而对微通道扁管100进行加热，提高系统的整体能量以达到给室外换热器
不停机除霜的目的。
有且只有一行微通道1，而微通道扁管换热器的主要换热元件是微通道扁管，故提升微通道
扁管的换热效率即可提高微通道换热器的换热效率。提高微通道换热器的换热效率的方法
主要有两种，一种是增大换热器的尺寸，但由于换热器的尺寸受到安装空间的限制，尺寸可
增大的空间较小；另一种则是通过优化微通道扁管的内部结构参数来提高微通道扁管的内
部换热效率。
需停机除霜，保证室内换热器600的稳定工作从而为用户提供舒适稳定的室内温度，大大提
升客户的使用满意度。同时，微通道扁管100可将系统的内部压力分散、减少压降，从而保证
换热器有足够的承压能力，使得整个系统的安全可靠。
阀700，热泵系统还包括根据本实用新型上述的换热器300，换热器300串联设置在压缩机
500的出口端与四通阀700之间的冷媒管路中；或者，换热器300串联设置在压缩机500的入
口端与四通阀700之间的冷媒管路中。
一种可以不停机化霜的低温强热热泵系统，通过在压缩机500的出口端与四通阀700之间冷
媒管路中设置上述的换热器300，换热器300用于对室外换热器400除霜，达到不停机化霜的
目的。由于换热器 300的内部换热面积大，换热效率高，可实现快速制热化霜并且热泵系统
可持续制热，用户可快速感受舒适的效果。
(沿图7中所示的四通阀700内的实线路径)流向室内换热器600、电子膨胀阀、室外换热器
400等回到压缩机500，完成制热模式下的冷媒循环回路。此外，该热泵系统还可包括串联设
置在换热器 300与所述四通阀700之间的冷媒管路中的油分离器。当空调开启制热模式的
时候，从压缩机500的出口端出来的冷媒会带出压缩机500的机油，此时换热器300可对从压
缩机500的出口端出来冷媒进行加热，由此可将冷媒和掺杂在冷媒中的机油快速分离，从而
可使压缩机500快速可靠地运行以提高热泵系统的制热效率。
所示的四通阀700内的实线路径)、室内换热器600、电子膨胀阀、室外换热器400、四通阀700
和换热器300后回到压缩机500。同样的，该热泵系统还可包括串联设置在压缩机500与四通
阀700 之间的冷媒管路中的油分离器。
的整体能量以达到给室外换热器400不停机除霜的目的，即可使得系统不停机持续运行。在
通过四通阀700切换为制冷模式时，室外换热器400不存在表面结霜情况，无需化霜。
制热模式的四通阀700，热泵系统还包括上述的换热器300，室外换热器400和室内换热器
600之间的冷媒主流路上连接有板换装置800且在主流路上引出一条冷媒支流路，冷媒支流
路经板换装置 800与冷媒主流路进行换热后通过换热器300回到压缩机500。
行放热，再依次经过冷媒主流路的板换装置800、室外换热器400和四通阀700回到压缩机
500。通过从冷媒主流路引出部分冷媒进入冷媒支流路，冷媒支流路的冷媒支流路经过电子
膨胀阀节流降压后进入板换装置800并在板换装置800中吸收冷媒主流路中的冷媒的热量
后蒸发，然后通过换热器300回到压缩机500。其中，冷媒主流路中的冷媒在被冷媒支流路的
冷媒冷却后进入室外换热器400吸收外界的热量，然后经过四通阀700回到压缩机500，由此
加大了冷媒主流路的循环回路的焓差，大大提高压缩机500的效率。同样的，发热元件31对
换热器300进行加热来提高热泵系统的整体能量以达到给室外换热器400不停机除霜的目
的。
均匀，由此可大大提高微通道扁管的换热效率。并且通过优化集流管200与微通道扁管100
之间的安装结构参数，冷媒在集流管 200与微通道扁管100之间的流通性、均匀性更好，从
而使得换热器300的换热效率更高。同时，通过在换热器300上增加设置加热元件31，可提高
热泵系统的整体能量以达到给室外换热器400不停机除霜的目的，由此热泵系统可持续制
热，用户可快速感受舒适的效果。与此同时，本实用新型热泵系统可实现快速启动制热。
包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型
对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所
公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限
制。
机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以
是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
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