[发明专利]一种蒸发器与环路热管可切换的换热单元

说明书

本发明涉及一种蒸发器与环路热管可切换的换热单元，包括主换热器、预冷换热器和再热换热器，所述预冷换热器、主换热器和再热换热器的换热流体通道依次串联，所述预冷换热器、主换热器和再热换热器的制冷剂换热通道通过制冷剂连接管联通，并通过制冷剂管路切换形成独立蒸发器模式或蒸发器加环路热管组合模式。与现有技术相比，本发明可以通过四个三通阀来实现不同情况下独立蒸发器模式及蒸发器加环路热管组合模式的转换，从而减少系统不必要的能量损失。

技术领域

本发明涉及一种换热单元，具体涉及一种蒸发器与环路热管可切换的换热单元。

背景技术

热管是一种新型的传热元件，主要原理是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。环路热管是一种高效的相变传热装置，它由蒸发器、冷凝器组成，通过气液传输管路连接成回路，利用工质的蒸发和冷凝来传递热量，能够在小温差，长距离的情况下传递大量的热量。环路热管目前已成为航空热控制系统的首选传热元件，在地面电子设备的冷却系统中也正发挥着越来越重要的作用。

在蒸汽压缩制冷装置中，蒸发器利用制冷剂低压蒸发，形成低温，实现对换热流体降温。蒸发器面积越大，制冷系统的蒸发压力越高，制冷循环的效率越高。当使用蒸发器对空气进行热湿处理时，不仅可以实现空气降温，当蒸发器表面温度低于露点温度时还可以使空气中的水分凝结，实现除湿功能，且蒸发温度越低，凝水效果越显著。

在实际应用过程中，某些情况下需要将所有换热面积都作为蒸发器，尽可能提高蒸发温度，提高循环效率；在除湿再热的条件下，又需要利用低蒸发温度增加凝水效率，通过再热实现热回收。例如，在热泵干衣机的热泵循环中，为了使除湿效果更好，蒸发温度一般较低，而且空气先经过降温除湿然再进行加热，带来不必要的能量损失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以在独立蒸发器和蒸发器加环路热管组合之间相互转换的换热单元。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种蒸发器与环路热管可切换的换热单元，该换热单元包括主换热器、预冷换热器和再热换热器，所述预冷换热器、主换热器和再热换热器的换热流体通道依次串联，所述预冷换热器、主换热器和再热换热器的制冷剂换热通道通过制冷剂连接管联通，并通过制冷剂管路切换形成独立蒸发器模式或蒸发器加环路热管组合模式。

优选的，所述的换热流体通道的进口设置在预冷换热器上，换热流体通道的出口设置在再热换热器上。

所述的换热流体通道中流动的流体为空气，通过风机将空气从换热流体通道的进口输送至换热流体通道的出口。

所述制冷剂换热通道连接顺序如下：一号三通阀的三号口与主换热器的制冷剂通道的a端连接；一号三通阀的二号口分别与预冷换热器的制冷剂通道的a端及三号三通阀的三号口连接；预冷换热器的制冷剂通道的b端与二号三通阀的一号口连接，所述二号三通阀的二号口与主换热器的制冷剂通道的a端连接，所述主换热器的制冷剂通道的b端分别与三号三通阀的一号口及四号三通阀的三号口连接，所述三号三通阀的二号口与再热换热器的制冷剂通道的a端连接，所述再热换热器的制冷剂通道的b端分别与二号三通阀的三号口及四号三通阀的一号进口连接。

所述再热换热器的制冷剂通道的b端与二号三通阀的三号口的连接管路上设有制冷剂泵。

独立蒸发器模式下，所述一号三通阀的三号口、二号三通阀的三号口、三号三通阀的三号口及四号三通阀的三号口关闭。

蒸发器加环路热管组合模式下，所述一号三通阀的二号口、二号三通阀的二号口、三号三通阀的一号口及四号三通阀的一号口关闭。

所述制冷剂换热通道的进口与一号三通阀一号口连接，制冷剂换热通道的出口与四号三通阀的二号口连接，此种连接方式下，制冷剂换热通道中的流体流动与换热流体通道中的空气流动呈顺流。