專利名稱：一種換熱器及應用該換熱器的制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電器設備中的空調(diào)器技術領域，更具體地，涉及一種換熱器及應用該換熱器的制冷系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的制冷技術和制冷循環(huán)，只能制造出相對溫度較高的溫度(一般_18°C )，隨著醫(yī)療等科技的發(fā)展，_18°C的低溫已經(jīng)不能滿足需要，因此，需要制造更加低溫的環(huán)境，這就要使用雙級制冷循環(huán)。而低溫制冷使用的雙級制冷系統(tǒng)，都需要使用中間冷卻器進行能量交換。傳統(tǒng)中間冷卻器結構比較復雜，有些系統(tǒng)低溫級制冷劑與中間冷卻器中的液體有接觸，需要安裝油液分離器，增加了熱交換器結構的難度和性能不穩(wěn)定性。國際上已經(jīng)公開的專利文件N0.200580021382.5為有相類似功能的專利，把外表面帶有翅片的內(nèi)管穿入外管內(nèi)，兩種不同的液體分別通過內(nèi)管以及內(nèi)外管之間的空隙，進行熱量交換，此中間冷卻換熱器加工非常困難，容易造成內(nèi)外管折裂，也需要內(nèi)外管有很厚的管壁，降低了換熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。本發(fā)明的首要目的是提供一種結構簡單緊湊及加工工藝簡單的換熱器。本發(fā)明的進一步目的是提供應用該換熱器的制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)包括兩極制冷系統(tǒng)，兩極制冷系統(tǒng)內(nèi)部液體之間完全相互獨立，換熱器既是高溫端循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器，又能充當?shù)蜏囟搜h(huán)系統(tǒng)的冷凝器，結構簡單，比傳統(tǒng)的低溫制冷循環(huán)系統(tǒng)大大簡化和可靠。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種換熱器，其中，包括第一液流管道、第二液流管道，多個翅片和固定板，第一液流管道中流動第一冷媒，第二液流管道中流動第二冷媒，多個翅片上設有通孔，第一液流管道與第二液流管道穿過通孔且與多個翅片接觸，第一液流管道與第二液流管道固定于固定板上。第一冷媒為高溫制冷劑，第二冷媒為低溫制冷劑。高溫制冷劑在第一液流管道中蒸發(fā)，吸收熱量制冷，通過翅片傳遞給第二液流管道，低溫制冷劑在第二液流管道中吸收冷量，散出熱量，達到冷凝的效果，使系統(tǒng)達到更低的溫度。上述的換熱器結構簡單，換熱效果好，加工工藝簡單，換熱效率高。 進一步的，所述的換熱器還包括固定板，第一液流管道與第二液流管道固定于固定板上；所述的第一液流管道包括依次連接第一進口管、第一液流管道主體、第一出口管；所述的第一液流管道主體由多個第一 U型管結構和多個第一直管結構串聯(lián)而成；所述的第二液流管道包括依次連接第二進口管、第二液流管道主體、第二出口管；所述的第二液流管道主體由多個第二 U型管結構和多個第二直管結構串聯(lián)而成。第一液流管道、第二液流管道均為中空的銅管。第一液流管道主體和第二液流管道主體為規(guī)則的盤旋結構，且每個盤旋的轉角處第一 U型管結構和第二 U型管結構彎折一定的角度，再通過第一直管結構、第二直管結構連接。第一冷媒由第一進口管流入，經(jīng)過第一U型管結構和第一直管結構，第一出口管流出；第二冷媒由第二進口管流入，經(jīng)過第二U型管結構和第二直管結構，第二出口管流出，第一液流管道與第二液流管道通過翅片進行熱量交換。而且U型管結構的彎曲形狀和直管結構的長度，以及翅片的數(shù)量可進行調(diào)整，從而控制熱量交換的速度和效果。進一步的，所述的多個第一直管結構與多個第二直管結構穿過翅片上的通孔，多個第一直管結構、多個第二直管結構的外管壁與多個翅片接觸；多個第一 U型管結構與多個第二U型管結構固定于固定板上。所述的多個翅片垂直于第一直管結構及第二直管結構的管體軸向，且相鄰翅片之間的間距為4 6mm。多個翅片均勻排列在直管結構的外表面，且每個翅片平行設置。為了使換熱器的換熱面積足夠大，便于加工制作，而又不至于在制取超低溫時發(fā)生凍結，影響制冷性能，根據(jù)實際使用情況，片距設置為4-6_。進一步的，所述的多個翅片的通孔處設有翻邊，翻邊與第一液流管道、第二液流管道的外管壁接觸；進一步的，翻邊與多個第一直管結構、多個第二直管結構的外管壁接觸；所述的翻邊高度為4mm。翻邊緊密貼合多個第一直管結構、多個第二直管結構的外管壁，可以增大翅片與第一直管結構、第二直管結構的接觸面積；另外，翻邊高度為4mm不會超過相鄰翅片之間的間距。進一步的，所述的翅片厚度為0.15 0.18mm，所述的第一液流管道、第二液流管道的管壁厚度為0.35 0.4mm。換熱器的銅管的厚度都為0.35mm -0.4mm,既有利于熱量的傳遞，提高管內(nèi)外流體熱量交換的效率，又能增強管道的強度，在加工彎曲的過程中不易損壞，增強耐腐蝕性，保證系統(tǒng)管路的可靠性，翅片的厚度為0.15mm-0.18_，亦是為了散熱效率和加工工藝性考慮:由于翅片固定在銅管的加工過程為脹管式，如果翅片太厚，容易對銅管進行擠壓，傷害銅管表面質(zhì)量。由于熱量的傳遞速度與熱量通過載體的橫截面積成正比，因此，如果翅片太薄，由銅管傳遞給翅片的熱量會受到很大的熱阻，影響熱量傳遞的效率。所述的固定板厚度為I 1.5mm。考慮到成本和工藝性，固定板厚度為I 1.5mm合適，而且第一液流管道、第二液流管道的外表面光滑、平整，與翅片結合牢固、無松脫。優(yōu)選的，第一液流管道與第二液流管道并行排列，這樣可以增強換熱的效果。優(yōu)選的，第一液流管道、第二液流管道均是一體成型制成，一體成型制成的第一液流管道、第二液流管道使得加工工藝簡單，使得換熱器具有良好的加工性和實用性。所述的多個第一U型管結構、多個第二U型管結構與水平方向呈60°夾角。第一液流管道、第二液流管道不是水平或者豎直方向排列，而是與水平方向呈60°夾角排列彎曲而成，實驗證明，在液流管長度相同的條件下，斜排比豎排換熱器的換熱效率提升10-15%?！N制冷系統(tǒng)，利用所述的換熱器，包括第一制冷系統(tǒng)和第二制冷系統(tǒng)，第一制冷系統(tǒng)包括依次連接的第一壓縮機、第一冷凝器、第一干燥器、第一毛細管和換熱器，換熱器作為第一制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，第一冷媒流動于第一制冷系統(tǒng)中；所述的第二制冷系統(tǒng)包括依次連接的第二壓縮機、第二蒸發(fā)器、第二毛細管、第二干燥器和換熱器，換熱器作為第二制冷系統(tǒng)的冷凝器，第二冷媒流動于第二制冷系統(tǒng)中，所述的第一制冷系統(tǒng)與第二制冷系統(tǒng)相互獨立，第一冷媒為高溫制冷劑，第二冷媒為低溫制冷劑。高溫制冷劑包括R600a與R23，或者 R600a 與 R508b，低溫制冷劑包括 R600a，R134a, R740。第一制冷系統(tǒng)內(nèi)的高溫制冷劑和第二制冷系統(tǒng)內(nèi)的低溫制冷劑在換熱器中進行熱量交換，換熱器既是第一制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，又是第二制冷系統(tǒng)的冷凝器。高溫制冷劑在第一液流管道中蒸發(fā)，吸收熱量 制冷，通過翅片傳遞給第二液流管道，低溫制冷劑在第二液流管道中吸收熱量，散出冷量，達到冷凝的效果，使系統(tǒng)達到更低的溫度。與現(xiàn)有技術相比，有益效果是:本發(fā)明的換熱器具有結構簡單，加工簡易，換熱面積容易更改，換熱效果好的特點。并且，本發(fā)明的換熱器，第一制冷系統(tǒng)和第二制冷系統(tǒng)之間完全相互獨立，制冷劑液體之間不會有任何相互接觸的風險，因此，制冷系統(tǒng)中不需要增加油液分離器等輔助裝置，使制冷系統(tǒng)更加簡化和安全。另外，使用本發(fā)明制冷系統(tǒng)的冷柜，能穩(wěn)定的制取超低溫。


圖1是換熱器整體結構示意 圖2是第一液流管道、第二液流管道結構示意 圖3是制冷系統(tǒng)不意圖。
具體實施例方式附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。如圖1、2所示，一種換熱器，其中，包括第一液流管道1、第二液流管道2，多個翅片3和固定板4，第一液流 管道I中流動第一冷媒，第二液流管道2中流動第二冷媒，多個翅片3上設有通孔，第一液流管道I與第二液流管道2穿過通孔且與多個翅片3接觸，第一液流管道I與第二液流管道2固定于固定板4上。上述的換熱器結構簡單，換熱效果好，加工工藝簡單，換熱效率高。

換熱器還包括固定板4，第一液流管道I與第二液流管道2固定于固定板4上；第一液流管道I包括依次連接第一進口管101、第一液流管道主體、第一出口管102 ;第一液流管道主體由多個第一 U型管結構103和多個第一直管結構104串聯(lián)而成；第二液流管道2包括依次連接第二進口管201、第二液流管道主體、第二出口管202 ;第二液流管道主體由多個第二 U型管結構203和多個第二直管結構204串聯(lián)而成。本實施例中，第一液流管道1、第二液流管道2為拼接而成，第一液流管道主體和第二液流管道主體為規(guī)則的盤旋結構，且每個盤旋的轉角處第一 U型管結構103和第二 U型管結構203彎折一定的角度，再通過第一直管結構104、第二直管結構204連接。第一冷媒由第一進口管101流入，經(jīng)過第一U型管結構103和第一直管結構104，第一出口管102流出；第二冷媒由第二進口管201流入，經(jīng)過第二 U型管結構203和第二直管結構204，第二出口管202流出，第一液流管道I與第二液流管道2通過翅片3進行熱量交換。而且U型管結構的彎曲形狀和直管結構的長度，以及翅片的數(shù)量可進行調(diào)整，從而控制熱量交換的速度和效果。多個第一直管結構104與多個第二直管結構204穿過翅片3上的通孔，多個第一直管結構104、多個第二直管結構204的外管壁與多個翅片3接觸；多個第一 U型管結構103與多個第二 U型管結構203固定于固定板4上。多個翅片3垂直于第一直管結構104及第二直管結構204的管體軸向，且相鄰翅片3之間的間距為4 6mm。多個翅片3均勻排列在直管結構的外表面，且每個翅片平行設置。為了使換熱器的換熱面積足夠大，便于加工制作，而又不至于在制取超低溫時發(fā)生凍結，影響制冷性能，根據(jù)實際使用情況，片距設置為4-6mm。多個翅片3的通孔處設有翻邊，翻邊與第一液流管道1、第二液流管道2的外管壁接觸，進一步的，翻邊與多個第一直管結構104、多個第二直管結構204的外管壁接觸；所述的翻邊高度為4mm。翻邊緊密貼合多個第一直管結構104、多個第二直管結構204的外管壁，可以增大翅片3與第一直管結構104、第二直管結構204的接觸面積；另外，翻邊高度為4mm不會超過相鄰翅片之間的間距。本實施例中，翅片3厚度為0.15 0.18mm，第一液流管道1、第二液流管道2的管壁厚度為0.35 0.4_。固定板4厚度為I 1.5_，所述的第一液流管道1、第二液流管道2均為中空的銅管，第一液流管道I與第二液流管道2并行排列。第一液流管道I與第二液流管道2并行排列，這樣可以增強換熱的效果。換熱器的銅管的厚度都為0.35_ -0.4mm,既有利于熱量的傳遞，提高管內(nèi)外流體熱量交換的效率，又能增強管道的強度，在加工彎曲的過程中不易損壞，增強耐腐蝕性，保證系統(tǒng)管路的可靠性，翅片的厚度為0.15mm-0.18mm,亦是為了散熱效率和加工工藝性考慮:由于翅片固定在銅管的加工過程為脹管式，如果翅片太厚，容易對銅管進行擠壓，傷害銅管表面質(zhì)量。由于熱量的傳遞速度與熱量通過載體的橫截面積成正比，因此，如果翅片太薄，由銅管傳遞給翅片的熱量會受到很大的熱阻，影響熱量傳遞的效率。另外，考慮到成本和工藝性，固定板4厚度選為1-1.5mm。所述的多個第一 U型管結構103、多個第二 U型管結構203與水平方向呈60°夾角。第一液流管道1、第二液流管道2不是水平或者豎直方向排列，而是與水平方向呈60°夾角排列彎曲而成，實驗證明，在液流管長度相同的條件下，斜排比豎排換熱器的換熱效率提升 10-15%。如圖3所不,一種制冷系統(tǒng),利用換熱器,包括第一制冷系統(tǒng)5和第二制冷系統(tǒng)6,第一制冷系統(tǒng)5包括依次連接的第一壓縮機51、第一冷凝器52、第一干燥器53、第一毛細管54和換熱器，換熱器作為第一制冷系統(tǒng)5的蒸發(fā)器，第一冷媒流動于第一制冷系統(tǒng)5中；第二制冷系統(tǒng)6包括依 次連接的第二壓縮機61、第二蒸發(fā)器62、第二毛細管64、第二干燥器63和換熱器，換熱器 作為第二制冷系統(tǒng)6的冷凝器，第二冷媒流動于第二制冷系統(tǒng)6中。第一制冷系統(tǒng)5的管路與第二制冷系統(tǒng)6的管路相互獨立，第一冷媒為高溫制冷劑，第二冷媒為低溫制冷劑。高溫制冷劑包括R600a與R23，或者R600a與R508b，低溫制冷劑包括R600a，R134a，R740。工作過程中，第一壓縮機51吸入低溫低壓的高溫制冷劑氣體，壓縮成高溫高壓的氣體進入第一冷凝器52，之后變成低溫高壓的液體，通過第一干燥器53和第一毛細管54的節(jié)流降壓作用，形成低溫低壓的霧狀進入第一液流管道I的第一進口管101，進入換熱器，在第一 U型管結構103、第一直管結構104中流動，蒸發(fā)吸熱，制造冷量，冷量傳遞給密布排列的翅片3，再通過翅片3將冷量傳遞到第二液流管道2 ;通過本實施例中的換熱器形成低溫低壓的高溫制冷劑氣體再進入第一壓縮機51，如此循環(huán)。第二壓縮機61吸入低溫低壓的低溫制冷劑，壓縮成高溫高壓的氣體通過第二進口管201，進入換熱器，在第二 U型管結構203、第二直管結構204中流動，流動過程中，吸收第一液流管道I的冷量，從而使低溫制冷劑氣體發(fā)生冷凝作用，放出熱量，熱量由翅片3傳遞到第一液流管道1，并由第一液流管道I中的高溫制冷劑吸收；第二液流管道2中經(jīng)過冷凝的低溫制冷劑，通過第二出口管202流出，形成低溫高壓的低溫制冷劑液體，再經(jīng)過第二干燥器63、第二毛細管64，形成低溫低壓霧狀進入第二蒸發(fā)器62，通過第二蒸發(fā)器62吸熱，使第二蒸發(fā)器62產(chǎn)生超低溫，從而實現(xiàn)制造超低溫的效果。本發(fā)明的換熱器，結構簡單實用，在制冷循環(huán)中，既是高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器，也是低溫制冷循環(huán)的冷凝器，起到一舉兩得的作用。相同或相似的標號對應相同或相似的部件；附圖中描述位置關系的用于僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，對發(fā)明的技術方案可以做若干適合實際情況的改進。因此，本發(fā)明的保護范圍不限于此，本領域中的技術人員任何基于本發(fā)明技術方案上非實質(zhì)性變更均包括在本 發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種換熱器，其特征在于，包括第一液流管道、第二液流管道，多個翅片，第一液流管道中流動第一冷媒，第二液流管道中流動第二冷媒，多個翅片上設有通孔，第一液流管道與第二液流管道穿過通孔且與多個翅片接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種換熱器，其特征在于:所述的多個翅片的通孔處設有翻邊，翻邊與第一液流管道、第二液流管道的外管壁接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種換熱器，其特征在于:所述的換熱器還包括固定板，第一液流管道與第二液流管道固定于固定板上；所述的第一液流管道包括依次連接第一進口管、第一液流管道主體、第一出口管；所述的第一液流管道主體由多個第一 U型管結構和多個第一直管結構串聯(lián)而成；所述的第二液流管道包括依次連接第二進口管、第二液流管道主體、第二出口管；所述的第二液流管道主體由多個第二 U型管結構和多個第二直管結構串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種換熱器，其特征在于:所述的多個第一直管結構與多個第二直管結構穿過翅片上的通孔，多個第一直管結構、多個第二直管結構的外管壁與多個翅片接觸；多個第一 U型管結構與多個第二 U型管結構固定于固定板上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種換熱器,其特征在于:所述的多個翅片垂直于第一直管結構及第二直管結構的管體軸向，且相鄰翅片之間的間距為4 6mm。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種換熱器，其特征在于:所述的翻邊與多個第一直管結構、多個第二直管結構的外管壁接觸；所述的翻邊高度為4mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種換熱器，其特征在于:所述的翅片厚度為0.15 0.18_，所述的第一液流管道、第二液流管道的管壁厚度為0.35 0.4_。
8.根據(jù)權利要求3所述的一種換熱器，其特征在于:所述的固定板厚度為I 1.5mm,所述的第一液流管道、 第二液流管道均為中空的銅管，第一液流管道與第二液流管道并行排列。
9.根據(jù)權利要求3所述的一種換熱器，其特征在于:所述的多個第一U型管結構、多個第二 U型管結構與水平方向呈60°夾角。
10.一種制冷系統(tǒng)，其特征在于利用權利要求1至9任一所述的換熱器，包括第一制冷系統(tǒng)和第二制冷系統(tǒng)，第一制冷系統(tǒng)包括依次連接的第一壓縮機、第一冷凝器、第一干燥器、第一毛細管和換熱器，換熱器作為第一制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器，第一冷媒流動于第一制冷系統(tǒng)中；所述的第二制冷系統(tǒng)包括依次連接的第二壓縮機、第二蒸發(fā)器、第二毛細管、第二干燥器和換熱器，換熱器作為第二制冷系統(tǒng)的冷凝器，第二冷媒流動于第二制冷系統(tǒng)中。
11.根據(jù)權利要求10所述的一種制冷系統(tǒng)，其特征在于:第一冷媒為高溫制冷劑，第二冷媒為低溫制冷劑。
12.根據(jù)權利要求11所述的一種制冷系統(tǒng)，其特征在于:高溫制冷劑包括R600a與R23，或者 R600a 與 R508b，低溫制冷劑包括 R600a，R134a, R740。
全文摘要
本發(fā)明涉及電器設備中的空調(diào)器技術領域，更具體地，涉及一種換熱器及應用該換熱器的制冷系統(tǒng)。一種換熱器，其中，包括第一液流管道、第二液流管道，多個翅片，多個翅片上設有通孔，第一液流管道與第二液流管道穿過通孔且與多個翅片接觸。本發(fā)明的換熱器具有結構簡單，加工簡易，換熱面積容易更改，換熱效果好的特點。并且，本發(fā)明的換熱器，第一制冷系統(tǒng)和第二制冷系統(tǒng)之間完全相互獨立，制冷劑液體之間不會有任何相互接觸的風險，因此，制冷系統(tǒng)中不需要增加油液分離器等輔助裝置，使制冷系統(tǒng)更加簡化和安全。另外，使用本發(fā)明制冷系統(tǒng)的冷柜，能穩(wěn)定的制取超低溫。
文檔編號F25B39/00GK103216977SQ201310158169
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權日2013年5月2日
發(fā)明者陳國良, 程凱, 楊波, 葉閩平 申請人:海信容聲(廣東)冷柜有限公司