[发明专利]组合式冷凝器与蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及由多个堆叠的热交换板制成的组合式冷凝器与蒸发器，所述热交换板设置有脊部和槽部的挤压图案(a pressed pattern of ridges and grooves)，以使所述热交换板彼此保持距离进而创建板间流通通道，其中，组合式冷凝器与蒸发器中的蒸发器部分具有可连接至膨胀阀(expansion valve)的冷却剂出口。

背景技术

用于家庭供热或地区供热的热泵通常包括压缩气态冷却剂的压缩机和冷凝器，在冷凝器中，被压缩的气态冷却剂与例如用于房屋的热系统的热载体进行热交换，以使冷却剂冷凝。在冷却剂被冷凝后，它将通过膨胀阀，使得冷却剂的压力(且因此沸点)降低。然后，低压冷却剂进入蒸发器，在蒸发器中，冷却剂在与低温热载体的热交换下蒸发，例如，所述低温热载体为从地面或外部空气收集热量的盐溶液。

以上公开的热泵系统的基本功能非常简单，但是实际情况是，为了实现最高性能，将变得复杂。

将使问题复杂化的现象的一个例子是温度差异将随着时间明显改变；在冬季或者热的自来水的加热中，有必要在高温下冷凝冷却剂，且盐水溶液(即用于使冷却液蒸发的能量载体)可以被冷却，而在春季和秋季可能为其他的温度水平。通常，通过控制膨胀阀和压缩机来控制压差，通过压差的控制可以实现使系统适应于不同的温度。但是，不可能改变热交换器，意味着那些必须设计成用于“最坏情况”。通常，越大越好，但是在某些时候，热交换器的花费将太高。

用于冷凝气态冷却剂的热交换器太小的一个主要问题是并不是所有的冷却剂在离开冷凝器时都会被冷凝。未冷凝的冷却剂离开冷凝器对热泵工序(heat pump process)非常有害，因为未冷凝的冷却剂将使得很难控制膨胀阀。避免这种问题的普遍做法是提供吸气热交换器，该热交换器在来自于冷凝器的冷凝的冷却剂和离开蒸发器的蒸发的冷却剂之间进行热交换(通常称为“吸气”)。用于吸气热交换器的热交换器通常非常小，常常足够将通向膨胀阀的管道钎接(braze)至或焊接至使吸入的气体通向冷凝器的管道以实现所需热交换。

即使来自于冷凝器的液体冷却剂应该完全是液体，在膨胀阀上游压力下将冷却剂过冷却至远低于它的沸点应该是有利的。众所周知，一些冷却剂将在通过膨胀阀之后立即沸腾。这种沸腾将从液体冷却剂的温度中带走的能量。通过过冷却将要进入膨胀阀中的液体冷却剂，可以明显减少经过膨胀阀之后立即转化成气相的液体的量。

膨胀阀下游的这种冷却剂立即沸腾的减少具有非常积极的效果；一个众所周知的问题是冷却剂中的气体大幅度地增加了冷却剂的体积，使得必须使用大直径的连接管道而且蒸发器中的冷却剂的分配可能被气态成分扰乱。

本发明的一个目的是提供用于过冷却进入膨胀阀的液体冷却剂的方案，使得以上关于分配和增加的压降的问题可以被缓解。

现有技术中的热泵的另一个问题是部件的数量和对应的必要的管道的量。不仅所有的管道增加了失效的风险，而且由于流动阻力和热损失的增加也会降低系统的效率。

本发明的目的是提供一种热交换器，该热交换器允许更少的管道以及对应地更高的效率，同时允许在冷却剂通过膨胀阀以前过冷却冷却剂。

发明内容

本发明通过提供组合式冷凝器与蒸发器来解决或缓解上述问题，在所述组合式冷凝器与蒸发器中，蒸发器部分和膨胀阀之间的连接部件延伸穿过蒸发器部分。

附图说明

在下文中，将参考附图描述本发明的实施方式，其中：

图1是根据现有技术的冷却系统的热泵的示意图；

图2是显示了包括在根据本发明的热交换器中的多个热交换板的立体爆炸图；

图3是图2中显示的一个热交换板的更大比例的立体图；

图4A是根据本发明的接口装置的平面图；

图4B是图4A中的接口装置的立体图；

图4C是图4A中的接口装置的立体图；

图5A是沿图5B中的线A-A剖切的具有根据图4A至图4C的接口装置的热交换器的剖视图；

图5B是图5A中的热交换器的平面图；

图6是利用蒸发器的接口开口中的热交换的组合式冷凝器与蒸发器的冷凝器侧的平面示意图；

图7是利用蒸发器的接口开口中的热交换的组合式冷凝器与蒸发器的蒸发器侧的平面示意图；

图8是图6和图7中显示的组合式蒸发器的沿这些附图中的线A-A剖切的剖视图；以及

图9是包括在根据本发明的一种实施方式中的组合式冷凝器与蒸发器中的多个的热交换板的立体爆炸图。

具体实施方式