專利名稱：空調器及其熱交換系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調技術領域，更具體地說，是涉及一種空調器及其熱交換系統。
背景技術：
目前具有制冷和制熱功能的空調系統，其結構組成一般如圖1中所示，包括通過管路連接的壓縮機100'、四通閥200'、室外機300'、室內機400'以及節流裝置500'。其中，在室外機300'中設有第一熱交換系統310'，在室內機400'中設有第二熱交換系統410'。空調系統運行時，壓縮機100'驅動冷媒循環，冷媒在系統內部循環，并通過室外機30(V的第一熱交換系統31(V以及室內機40(V中的第二熱交換系統41(V來實現冷媒與空氣之間的熱交換。在上述的空調系統中，制冷和制熱時，四通閥的各接口通斷不同。在制冷過程中，四通閥的通斷如圖1中所示，從壓縮機100'出來后依次經過四通閥200'、室外機300'、節流裝置500'及室內機400'后回到壓縮機100'。在經過室外機300'的第一熱交換系統310'時，冷媒為高溫高壓狀態，通過冷媒冷凝向室外空氣放熱，此時，冷媒由第一熱交換系統31(V的端口 310Y流向端口 310a,;在經過室內機40(V中的第二熱交換系統41(V時，冷媒為低溫狀態，通過冷媒蒸發冷卻室內空氣，從而達到制冷的目的，此時，冷媒由第二熱交換系統41(V的端口 410W流向端口 410a,。在制熱過程中，四通閥的通斷如圖2中所示，高溫高壓的冷媒從壓縮機100'出來后依次經過四通閥20(V、室內機40(V，并在室內機40(V中的第二熱交換系統41(V中冷凝放熱，并通過室內機400'將熱量散入到室內空氣中，從而達到制熱的目的，此時，冷媒由第二熱交換系統41(V的端口 410a,流向端口 410W。同時，經室內機40(V冷凝的液態冷媒繼續通過節流裝置500'被節流成低溫低壓的二相冷媒進入室外機300'的第一熱交換系統310'并蒸發吸 熱，再回到壓縮機100'，此時，冷媒由第一熱交換系統310'的端口310a'流向端口 310b'。室外機30(V的第一熱交換系統31(V以及室內機40(V中的第二熱交換系統410'均包含有換熱器，當冷媒在換熱器的換熱管內流動時，隨著流動阻力的增大，冷媒與空氣的換熱溫差將會降低，從而導致換熱效果變差，空調機性能下降。所以一般在換熱器內設置多個流路，以此來增加流動通路截面積，并縮短流路的長度，降低流動阻力。但增加流路的同時也會降低冷媒在換熱管內的流速，從而降低冷媒與換熱管之間的換熱系數，也將導致換熱器的換熱效果變差。因此，換熱器的流路設計需要平衡流動阻力和換熱系數對換熱效果的影響。由圖1和圖2中可見，在空調制冷和制熱過程中，第一熱交換系統31(V與第二熱交換系統410'中的換熱器都會經歷冷媒流動方向反轉且其內冷媒狀態在冷凝或蒸發狀態間變化的過程。而冷媒在冷凝狀態和蒸發狀態時，換熱器內冷媒的流動阻力和換熱系數之間的關系有所不同。一般而言，為了提升系統性能，當換熱器內冷媒在蒸發狀態時，冷媒壓損較大且對系統性能影響也比較大，此時首要降低冷媒壓損，即采用較多流路；而換熱器內冷媒在冷凝狀態時，此時冷媒流向發生發轉且冷媒壓損較小，壓損對系統性能影響也比較小，此時首要增加冷媒流速，提升冷媒與換熱管間的換熱系統，即采用較少的流路。為了提升系統性能，一般當換熱器內冷媒處于蒸發狀態時最好采用較多流路，而換熱器內冷媒處于冷凝狀態時采用較少流路。即是說，換熱器的流路分布設計是矛盾的，對制冷有利的冷媒流路對制冷不利，對制熱有利的冷媒流路對制冷不利。如圖3中所示，為現有技術中一種具有兩個流路的換熱器。此換熱器中，包括一進口管500a,、一出口管500Y以及連接于進口管500a,與出口管500Y之間的第一流路600a'和第二流路600b'。各個流路均由若干首尾相連的傳熱管(此處未具體示出)構成。根據制冷與制熱狀態下四通閥不同的通斷結構，在圖3中，冷媒由進口管500a'進入后分為兩路，分別進入第一流路600a'和第二流路600b'，最后由出口管500b'流出。而如圖4所示，冷媒由出口管500b'進入后分為兩路，分別進入第一流路600a'和第二流路600b /，最后由500a'流出。由圖3和圖4可以看出，當換熱器結構確定后，換熱器的流路數量就確定了，即使冷媒流動方向發生變化，系統的流路也不會發生變化，這就滿足不了冷媒處于流 向不同的蒸發的冷凝兩種情況下對流路數量的要求，會造成制冷制熱性能不均衡，一種性能良好，而另一種性能較差。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術之缺陷，提供一種流數數量可變，可平衡制冷與制熱效果的熱交換系統及采用這種熱交換系統的空調器。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:提供一種熱交換系統，包括第一管路、第二管路以及連接于所述第一管路與所述第二管路之間的換熱器，所述換熱器包括相互并聯的至少兩流路，各所述流路由若干換熱管首尾串接而成，所述第一管路與其中一流路之間設有沿第一管路至該流路單向導通的第一單向閥，其中另一流路與所述第二管路之間設有沿該流路至第二管路單向導通的第二單向閥，所述第一單向閥與所述第二單向閥之間設有控制閥，當換熱流向為第一管路至第二管路時，所述控制閥閉合，當換熱流向為第二管路至第一管路時，所述控制閥打開。具體地，各所述流路中的換熱管數量不同。具體地，所述換熱器具有多個流路，所述的其中一流路與所述的另一流路為多個流路中的任意兩個。優選地，所述控制閥為電磁閥。具體地，所述第一單向閥、所述第二單向閥與所述控制閥通過管接頭或采用焊接方式設置。本實用新型還提供了一種空調器，包括室內機與室外機，所述室內機與所述室外機中至少之一具有上述的熱交換系統。本實用新型中，實現制冷時多流路，降低壓損，增加換熱溫差，提升換熱效率；而制熱時少流路，提升冷媒流動速度，提升冷換熱效率，從而大幅度提升空調器的系統性能。

圖1是現有技術中空調器在制冷時的原理示意圖；[0017]圖2是現有技術中空調器在制熱時的原理示意圖；圖3是現有技術中一種具有兩個流路的換熱器在制冷時的原理示意圖；圖4是圖3中換熱器在制熱時的原理示意圖；圖5是本實用新型提供的熱交換系統的第一實施例的流路示意圖；圖6是本實用新型提供的熱交換系統的第一實施例的結構示意圖；圖7是本實用新型的第一實施例中控制閥的原理流程圖；圖8是本實用新型的第一實施例在制冷狀態時的冷媒流動示意圖；圖9是本實用新型的第一實施例在制熱狀態時的冷媒流動示意圖；圖10是本實用新型提供的熱交換系統的第二實施例的流路示意圖；圖11是本實用新型提供的熱交換系統的第三實施例的流路示意圖12是本實用新型提供的熱交換系統的第四實施例的流路示意圖；圖13是本實用新型提供的熱交換系統的第五實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。實施例一參照圖5、圖6，本實用新型提供了一種熱交換系統，包括第一管路100、第二管路200以及連接于第一管路100與第二管路200之間的換熱器300。本實施例中，換熱器300包括兩個流路，這里為便于說明，將此兩個流路分別命名為第一流路310和第二流路320。第一流路310和第二流路320均由若干換熱管330首尾串接而成。當然，換熱器300也可以包括更多的流路。其中，第一管路100與第一流路310之間設有沿第一管路100至第一流路310單向導通的第一單向閥400，第二流路320與第二管路200之間設有沿第二流路320至第二管路200單向導通的第二單向閥500，第一單向閥400與第二單向閥500之間設有控制閥600。結合圖7、圖8及圖9。當在蒸發制冷狀態下，換熱流向為第一管路100至第二管路200時，控制閥600閉合，此時，冷媒從第一流路310與第二流路320中并行流過，即流路為兩路，降低了冷媒流速和流程長度，降低了流動阻力，提升換熱器300作為蒸發器時的效率，滿足制冷狀態下的性能要求；當在冷凝制熱狀態下，換熱流向為第二管路200至第一管路100時，控制閥600打開，此時，冷媒先經由第二流路320然后再經過第一流路310，即流路為一路，這樣增加了冷媒流速，提升換熱器作為冷凝器使用時的換熱效果，滿足制熱狀態下的性能要求。由上可以看出，本實用新型提供的熱交換系統能夠很好的平衡和提升空調器制冷和制熱效果，且這種結構簡單、易于控制，因此實用性強。參照圖6，本實施例中，第一流路310與第二流路320中的換熱管300的數量均為
6。當然，每個流路內包含的換熱管300的個數并無特定要求，也可以根據實際情況，調整換熱管300的數量，并對各流路內包含的換熱管300自由排布。本實施例中，控制閥600為電磁閥。電磁閥的控制根據換熱器300內冷媒狀態以及空調系統中四通閥的連接方式判斷，因此，不需增加新的傳感器，結構簡單、使用方便。當然，電磁閥也可以采用具有開、閉功能的其他同類裝置代替。同樣的，第一單向閥400和第一單向閥500可由一個方向導通，逆方向非導通的其他類似裝置代替。本實施例中，第一單向閥400、第二單向閥500與控制閥600通過管接頭或采用焊接方式設置。實施例二參照圖10，為本實用新型提供的熱交換系統的第二實施例的流路示意圖。本實施例與實施例一的不同之處在于:本實施例中，換熱器包含有四個流路，第一流路310、第二流路320、第三流路340以及第四流路350。而上述的第一單向閥400和第一單向閥500可以設置在任意流路上。即除圖10中所示外，第一單向閥400也可設置在第一管路100與第三流路340之間，第二單向閥400也可設置在第四流路350與第二管路200之間。實施例三參照圖11，為本實用新型提供的熱交換系統的第三實施例的流路示意圖。本實施例與實施例一的不同之處在于:本實施例中，換熱器包含有五個流路，第一流路310、第二流路320、第三流路340、第四流路350及和第五流路360。而第一流路310與第二流路320是由組成換熱器300的一部分換熱管330組成。同樣的，即除圖11所示外，第一單向閥400和第一單向閥500也可以設置在任意流路上。實施例四參照圖12，為本實用新型提供的熱交換系統的第四實施例的流路示意圖。本實施例與實施例一的不同之處在于:第一單向閥400、第一單向閥500與控制閥600的設置不同。本實施例中，第一管路100與第二流路320之間設置上述的第一單向閥400，第一流路310與第二管路2 00之間設置上述的第二單向閥500，控制閥600設置于第一單向閥400與第二單向閥500之間。由此可見，各單向閥和可開閉電磁閥的設置對管路沒有特定要求。實施例五參照圖13，為本實用新型提供的熱交換系統的第五實施例的流路示意圖。本實施例與實施例一的不同之處在于:換熱管330的設置方式不同。本實施例中，換熱管330為雙排設置，實施例一中換熱管330為單排設置。當然，換熱管330的設置也可以為多排。本實用新型還提供了一種空調器(圖中未示出)，包括室內機與室外機，室內機與室外機中至少之一具有上述的熱交換系統。即是，上述的熱交換系統既可以運用于空調器的室外機，也可以用于空調器的室內機，也可以同時運用于室內機與室外機中。采用上述的熱交換系統，實現制冷時多流路，降低壓損，增加換熱溫差，提升換熱效率；而制熱時少流路，提升冷媒流動速度，提升冷換熱效率，從而大幅度提升空調器的系統性能。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種熱交換系統，包括第一管路、第二管路以及連接于所述第一管路與所述第二管路之間的換熱器，所述換熱器包括相互并聯的至少兩流路，各所述流路由若干換熱管首尾串接而成，其特征在于:所述第一管路與其中一流路之間設有沿第一管路至該流路單向導通的第一單向閥，其中另一流路與所述第二管路之間設有沿該流路至第二管路單向導通的第二單向閥，所述第一單向閥與所述第二單向閥之間設有控制閥，當換熱流向為第一管路至第二管路時，所述控制閥閉合，當換熱流向為第二管路至第一管路時，所述控制閥打開。
2.如權利要求1所述的熱交換系統，其特征在于:各所述流路中的換熱管數量不同。
3.如權利要求1所述的熱交換系統，其特征在于:所述換熱器具有多個流路，所述的其中一流路與所述的另一流路為多個流路中的任意兩個。
4.如權利要求1所述的熱交換系統，其特征在于:所述控制閥為電磁閥。
5.如權利要求1所述的熱交換系統，其特征在于:所述第一單向閥、所述第二單向閥與所述控制閥通過管接頭或采用焊接方式設置。
6.一種空調器，包括室內機與室外機，其特征在于:所述室內機與所述室外機中至少之一具有如權利要 求1至5中任一項所述的熱交換系統。
專利摘要本實用新型涉及空調技術領域，提供了一種空調器及其熱交換系統，此熱交換系統，包括第一管路、第二管路以及連接換熱器，換熱器包括相互并聯的至少兩流路，各流路由若干換熱管首尾串接而成，第一管路與其中一流路之間設有沿第一管路至該流路單向導通的第一單向閥，其中另一流路與第二管路之間設有沿該流路至第二管路單向導通的第二單向閥，第一單向閥與第二單向閥之間設有控制閥，當換熱流向為第一管路至第二管路時，控制閥閉合，當換熱流向為第二管路至第一管路時，控制閥打開。本實用新型中，實現制冷時多流路，降低壓損，增加換熱溫差，提升換熱效率；而制熱時少流路，提升冷媒流動速度，提升冷換熱效率，從而大幅度提升空調器的系統性能。
文檔編號F24F13/30GK203132097SQ20132010020
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者岳寶 申請人:廣東美的電器股份有限公司, 廣東美的制冷設備有限公司