CN105588372A - 多层换热器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多层换热器及其使用方法，其中考虑到制冷剂的压力下降对温度的影响，对多层换热器结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将直接连通制冷剂入口的第一层设置为背风层的设计，确保各层的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的多层换热器相比可以产生更好的冷却效果。

Description

多层换热器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种多层换热器及其使用方法，属于空调换热器领域。

背景技术

现有的多层换热器一般包括多个由集流管、扁管和翅片组成的层，当多层换热器作为蒸发器使用时，理论上，当换热器作为蒸发器使用时，由于制冷剂在流动过程中持续地从外界吸收热量，其温度应该是持续增加的。也就是说，在用作蒸发器的多层换热器的多个层中，制冷剂最先流入的一层中的制冷剂的温度应该最低，以后每一层中制冷剂温度都低于后一层中制冷剂的温度，制冷剂最后流过的一层中制冷剂的温度最高。因此，根据逆流设计原理，在对换热器进行安装时，通常是以制冷剂最后流过的一层正对着需要冷却的气流吹来的方向，即作为迎风层；制冷剂最先流入的一层背向需要冷却的气流吹来的方向，即作为背风层；采用这种设置方式的预期是：在气流的流动方向上，每一层中制冷剂的温度都低于前一层中制冷剂的温度，这样做符合逆流设计原理，可以获得最佳的冷却效果。

然而，在将换热器用作蒸发器的实际使用过程中，制冷剂在换热器内部流动时，其压力会持续降低，而降压则会在一定程度上导致制冷剂的温度降低。在上述制冷剂流动路径的某些部分，这个降压过程所造成的降温效果有可能会抵消、甚至超过制冷剂从外界吸收热量所造成的升温效果。这样，对于多层换热器来说，虽然制冷剂最先流入的一层中的制冷剂从外界吸收的热量最少，但是由于这层直接连通制冷剂入口，其中的制冷剂刚刚流入多层换热器中，还没有经过充分的降压，因降压而造成的降温效果并不明显，因此这一层可能并非是整个换热器内制冷剂温度最低的一层。因此，将制冷剂最先流入的一层作为多层换热器的背风层实际上可能并不符合逆流设计原理，难以达到最佳的冷却效果。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更加符合逆流设计原理，冷却效果更好的多层换热器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多层换热器，用于制冷***中作为蒸发器，所述多层换热器包括制冷剂入口、制冷剂出口和多个供制冷剂流通的层，所述制冷剂入口与制冷***的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷***的储液器或压缩机连接；每个所述层包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述多个层包括位于一侧的第一外层、位于相对的另一侧的第二外层、以及设置在所述第一外层和第二外层之间的中间层，且所述第一外层朝向制冷***的进风方向，所述第二外层朝向制冷***的出风方向；所述制冷剂入口与所述中间层的集流管连通，所述制冷剂出口与所述第一外层的集流管连通，所述中间层经由所述第二外层与所述第一外层连通。

每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述中间层和所述第二外层各有一个集流管开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，该两个开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在该两个开设有所述连通孔的集流管之间，且所述流通孔与该两个集流管的所述连通孔相互对准，使该两个集流管通过各自的连通孔及所述流通孔相互连通；所述连接管跨过所述中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一外层的一个集流管相互连通。

所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第二中间层的集流管连通；所述第二中间层经由所述第二外层与所述第一中间层连通，所述第一中间层与所述第一外层连通。

每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述第二中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述第二中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一中间层的一个集流管连通，所述第一中间层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述第一外层、第二外层、第一中间层和第二中间层都各有一个集流管开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管之间、以及所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管之间，且所述连接体的所述流通孔和与之焊接的集流管的所述连通孔相互对准，使所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通；所述连接管跨过所述第二中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一中间层的一个集流管相互连通。

所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第一中间层的集流管连通；所述第一中间层经由所述第二中间层与所述第二外层连通，所述第二外层与所述第一外层连通。

每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述第一中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述第一中间层的另一个集流管与所述第二中间层的一个集流管连通，所述第二中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述第二外层的一个集流管、所述第一中间层的一个集流管和所述第二中间层的两个集流管都开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管相互靠近且相互平行，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管之间、以及所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管之间，且所述连接体的所述流通孔和与之焊接的集流管的所述连通孔相互对准，使所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通；所述连接管跨过所述第一中间层和第二中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一外层的一个集流管相互连通。

本发明还提供一种多层换热器的使用方法，其中所述多层换热器包括制冷剂入口、制冷剂出口和多个供制冷剂流通的层，每个所述层包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述多个层包括第一外层、第二外层和中间层，所述多层换热器的相对的两侧分别是所述第一外层和所述第二外层，所述中间层设置在所述第一外层和第二外层之间；所述制冷剂入口与所述中间层的集流管连通，所述制冷剂出口与所述第一外层的集流管连通，所述中间层经由所述第二外层与所述第一外层连通；所述方法包括以下步骤：

将所述多层换热器用于制冷***中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷***的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷***的储液器或压缩机连接，所述第一外层朝向制冷***的进风方向，所述第二外层朝向制冷***的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂流过所述多个层后从所述制冷剂出口流出；

将需要由制冷***冷却的气流从所述第一外层吹入所述多层换热器，使所述气流流过所述中间层后从所述第二外层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。

本发明揭示的多层换热器中，考虑到制冷剂的压力下降对制冷剂温度的影响，对多层换热器结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将直接连通制冷剂入口的第一层设置为背风层的设计，确保各层的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的多层换热器相比可以产生更好的冷却效果。

附图说明

图1是本发明的第一个较佳实施方式提供的多层换热器的结构示意图。

图2是图1所示的多层换热器的另一个视角下的结构示意图。

图3是图1及图2所示的多层换热器的第一种集流管和与该第一种集流管对应的连接体的结构示意图。

图4是图3所示的第一种集流管和连接体焊接在一起的结构示意图。

图5是图1及图2所示的多层换热器的第二种集流管和与该第二种集流管对应的连接体的结构示意图。

图6是图1所示的多层换热器的工作方式的示意图。

图7是本发明的第二个较佳实施方式提供的多层换热器的工作方式的示意图。

图8是本发明的第三个较佳实施方式提供的多层换热器的工作方式的示意图。

具体实施方式

请参图1及图2所示，本发明的第一个较佳实施方式提供一种多层换热器100，其可以应用在制冷***(例如空调)中作为蒸发器。该多层换热器100包括六个形状为圆柱形且相互平行的集流管1、2、3、4、5、6，其中集流管4、1、5依次地靠近设置，集流管3、2、6依次地靠近设置。在集流管1和2之间、集流管3和4之间、集流管5和6之间都连接有多个扁管11，这样，集流管1和2及连接在二者之间的扁管11组成该多层换热器100的位于中间的第一层，集流管3和4及连接在二者之间的扁管11组成该多层换热器100的位于一侧的第二层，集流管5和6及连接在二者之间的扁管11组成该多层换热器100的位于相对的另一侧的第三层。扁管11中设有与对应的集流管连通的，供制冷剂流通的微通道，在该多层换热器100的每一层中的相邻的扁管11之间设置有百叶窗形的翅片10(此处为了便于观察，仅示出了部分翅片10)，用于增加换热效率。

该多层换热器100还包括连接体12、垫板13、连接管14、制冷剂入口7和制冷剂出口9。其中连接体12设置在集流管2和3之间，集流管2和3通过连接体12相互连通，同时还通过连接体12相互固定并相互隔开一定的距离。垫板13设置在集流管1和4之间、集流管1和5之间以及集流管3和6之间，设置在垫板13两侧的两个集流管通过垫板13相互固定并相互隔开一定的距离。制冷剂入口7与集流管1连通，制冷剂出口9与集流管6连通，连接管14将集流管4和5相互连通。以下将对上述这些部件的具体形状和组装结构做详细介绍。

请一并参阅图3、图4及图5，该多层换热器100的集流管上等间距地开设有多个冲孔101。该冲孔101的形状与扁管12的端部形状相互对应，在上述的每一层中，扁管11的两端分别***该层的两个集流管的冲孔101，从而分别与这两个集流管实现连通。显然，每层的两个集流管之间都可以照此方式插接多个扁管11。由于同一集流管上的多个冲孔101间距相等，因此每一层中的多个扁管11的间距也相等，这样就可以在每一层的任意两个相邻的扁管11之间都安装同一规格的翅片10。另外，为了满足不同的连通需求，该多层换热器100中实际上存在着两种不同结构的集流管。一种结构的集流管，例如图5中所示的集流管2，其管体上除了开设有上述的冲孔101，同时还等间距地开设有多个流通孔102；集流管3的结构特征与该集流管2相似。这样，该集流管2、3除了能够与扁管11连通之外，还可以利用其流通孔102与开设在连接体12上的连通孔121配合，使集流管2、3经由连接体12相互连通。另一种结构的集流管，例如图5中所示的集流管1，其管体上开设有上述的冲孔101，但并未开设上述连通孔102；而集流管4、5、6的结构也与该集流管1相似，因此集流管1、4、5、6只能和扁管11连通。

连接体12可以用铝制成，其形状为长条形的板状，其两侧表面均凹陷下去形成弧形的凹面，使连接体12形成两边厚、中间薄的形状(例如，依照图6所示的方向，连接体12的上下两边较厚，中间较薄)。该连接体12两侧形成的凹面与集流管2、3的开设有连通孔102的部分侧面形状相互对应，并且该连接体12的中部也等间距地开设有多个与集流管2、3的连通孔102相互对应的流通孔121。集流管2、3分别以其侧面的一部分贴合在连接体12两侧形成的凹面上，集流管2、3的连通孔102都与流通孔121对准，使得集流管2、3可以通过连通孔102和流通孔121相互连通。确定集流管2、3的连通孔102都与连接体12的流通孔121对准后，可以采用例如焊接等方式将集流管2、3与连接体12相互固定，这样就利用连接体12把集流管2、3相对彼此固定，并且在将集流管2、3相互隔开一定距离的同时将集流管2、3相互连通。

垫板13可以用铝制成，其形状为条形板状，其宽度方向上的截面的大小和形状与连接体12宽度方向上的截面的大小和形状相似，也就是说，垫板13的两侧表面均凹陷下去形成与集流管部分侧面形状相互对应的弧形凹面，使其形成两边厚、中间薄的形状(例如，依照图6所示的方向，垫板13的上下两边较厚，中间较薄)。在本实施方式中，垫板13的长度小于连接体12的长度，集流管1和4之间、集流管1和5之间、集流管2和6之间都设置有两个相隔一定距离的垫板13。每个垫板13两侧形成的凹面分别与位于该垫板13两侧的两个集流管的部分侧面贴合，并且利用焊接等方式将该垫板13和位于其两侧的两个集流管相互固定，使得集流管1和4之间、集流管1和5之间、集流管2和6之间都通过垫板13相互固定且相互隔开一定距离。这样，六个集流管通过上述的连接体12、垫板13及扁管11组装在一起。

在本实施方式中，多层换热器100还包括设置在每一层两端的边板8。该边板8是采用与扁管11相同的材料制成的平板，其宽度与扁管11相同，长度则小于扁管11的长度。本实施方式中边板8的数量为六个，在每一层两端的两个扁管11的外侧都分别设有一个边板8，边板8与扁管11平行，且每个边板8和与其最为接近的扁管11(也就是每一层端部的扁管11)之间也设有翅片10，以便尽可能地增加换热面积，提高换热效率。

制冷剂入口7、制冷剂出口9和连接管14可以是铝制的弯管，在本实施方式中，制冷剂入口7和制冷剂出口9都设置在多层换热器100整体结构上的同一端，如图3所示；而连接管14设置在多层换热器100整体结构上的另一端，如图4所示。制冷剂入口7的一端与集流管1的一端连通，另一端朝集流管2、3、6所在的一侧弯折，用于和制冷***的现有节流部件(图未示)，例如膨胀阀或毛细管连接；制冷剂出口9的一端与集流管6的一端连通，另一端朝集流管1、4、5所在的一侧弯折，用于和制冷***的贮液器或压缩机(图未示)连接。连接管14跨过第一层，连接在集流管4的端部和集流管5的端部之间。可以理解，根据具体的使用环境，制冷剂入口7、制冷剂出口9和连接管14的具体形状可能会有相应的变化，但都涵盖在本发明的权利要求范围内。

请参阅图6，在将该多层换热器100设置在制冷***中作为蒸发器使用时，是将上述的第三层设置在制冷***的进风方向，亦即使第三层正对着需要冷却的气流吹来的方向(即图中的箭头A1所示的方向)，用作多层换热器100中最先与需要冷却的气流接触的一层，即迎风层；第二层设置在制冷***的出风方向，亦即使第二层背向需要冷却的气流吹来的方向，用作多层换热器100中最后与需要冷却的气流接触的一层，即背风层；也就是说，需要冷却的气流通过该多层换热器100的顺序是第三层、第一层、第二层。处于流体状态(可能是液体、气体或二者的混合)的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口7流入，沿着图中的箭头B1所示的方向，依次流过集流管1、集流管1与集流管2之间的扁管11、集流管2、集流管2与集流管3之间的连接体12、集流管3、集流管3与集流管4之间的扁管11、集流管4、连接管14、集流管5、集流管5与集流管6之间的扁管11、集流管6，最后从制冷剂出口9流出，进入制冷***的贮液器或压缩机以进行循环。也就是说，制冷剂流过该多层换热器100各层的顺序是第一层、第二层、第三层。当制冷剂每一次流过扁管11时，都可以通过扁管11和翅片10吸收外界的热量。

在制冷剂的上述流动过程中，制冷剂的压力会持续降低，而降压则会在一定程度上导致制冷剂的温度降低。在上述制冷剂流动路径的某些部分(例如上述的第二层)，这个降压过程所造成的降温效果有可能会抵消，甚至超过制冷剂从外界吸收热量所造成的升温效果。这样，虽然第一层内的制冷剂从外界吸收的热量最少，但是由于第一层内的制冷剂距离压缩机最近，还没有经过充分的降压，因为降压而造成的降温效果并不明显，因此第一层往往并非是整个换热器内制冷剂温度最低的一层。在实际使用中，第二层中的制冷剂由于经过了充分的降压，降压所造成的降温效果最为明显，因此温度一般低于第一层中的制冷剂；而第三层中的制冷剂虽然压力最低，但由于从外界吸收了最多的热量，因此温度一般还是高于第一层中的制冷剂。也就是说，该多层换热器100中的制冷剂温度高低顺序一般是第三层中的制冷剂温度最高，第一层中的制冷剂温度次之，第二层中的制冷剂温度最低。因此，本实施方式中将该多层换热器100的第三层设置为迎风层，第一层居中，第二层作为背风层，是符合逆流设计原理的，即确保了各层中制冷剂的温度沿着从迎风层到背风层的方向逐渐降低，与上述的背景技术所述的多层换热器相比，可以获得更好的冷却效果。

在上述实施方式中，所述第一层、第二层、第三层的表述方式只是为了便于区分多层换热器100的各个层，其数字顺序对应于制冷剂在多层换热器100中的流动顺序，但不一定对应于各层的制造顺序和组装顺序。当然，也可以根据其他标准对上述各层予以命名，例如可以根据各层所处的位置，将上述的第一层称为中间层，第三层称为第一外层，第二层称为第二外层。

在本发明的其他实施方式中，作为较佳实施方式的多层换热器层数也可以多于三层，只要在其作为蒸发器使用时，各层的设置顺序仍然符合逆流设计原理，确保各层中制冷剂的温度沿着从迎风层到背风层的方向逐渐降低即可。以下将本发明的两个多于三层的换热器实施方式作为示例而加以说明。

请参阅图7，本发明的第二个较佳实施方式提供一种多层换热器200，其可以应用在制冷***中作为蒸发器。该多层换热器200包括八个相互平行的集流管21、22、23、24、25、26、27、28。其中集流管28、25、21、24依次地(依照图8中所示的从左到右方向)靠近设置，这四个集流管的结构与上述多层换热器100的集流管1、4、5、6相似，没有开设连通孔102或者任何类似结构，集流管28和25之间、25和21之间、21和24之间都焊接有上述垫板13，通过垫板13相互固定并相隔一定距离。集流管24与25之间通过与上述连接管14相似的连接管(图未示)跨过第一层相互连通。集流管27、26、22、23依次地(依照图8中所示的从左到右方向)靠近设置，这四个集流管的结构与上述多层换热器100的集流管2、3相似，都开设有与上述连通孔102相似的连通孔(图未示)，其中集流管27与26之间、22与23之间都焊接有上述连接体12，使得集流管27与26之间、22与23之间通过连接体12相互固定并相隔一定距离；同时，这四个集流管均以其连通孔对准相应的连接体12开设的流通孔121(图未示)，使得集流管27与26之间、22与23之间都通过连接体12相互连通。集流管26与22之间则焊接有上述垫板13，通过垫板13相互固定并相隔一定距离。上述各个集流管和相应的连接体、垫板、连接管的具体装配和连接方法都可以与上述多层换热器100一致，这里无需重复说明。

在集流管21与22之间、23与24之间、25与26之间、27与28之间都连接有多个扁管11，使得集流管21、22与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器200的第一层，集流管23、24与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器200的第二层，集流管25、26与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器200的第三层，集流管27、28与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器200的第四层。每层的相邻扁管11之间可以设置百叶窗形的翅片(图未示)，每层两端的扁管11外侧还可以设置翅片和边板(图未示)，以便增强换热效果。该多层换热器200的翅片和边板的特征都与上述多层换热器100的翅片10和边板8相似，这里无需重复说明。集流管21的一端连接有和制冷***的节流部件(图未示)连通的制冷剂入口7，集流管28的一端连接有和制冷***的贮液器或压缩机(图未示)连通的制冷剂出口9。

对该多层换热器200进行使用时，处于流体状态的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口7流入，沿着图中的箭头B2所示的方向，依次流过集流管21、集流管21与集流管22之间的扁管11、集流管22、集流管22与集流管23之间的连接体12、集流管23、集流管23与集流管24之间的扁管11、集流管24、连接管、集流管25、集流管25与集流管26之间的扁管11、集流管26、集流管26与集流管27之间的连接体12、集流管27、集流管27与集流管28之间的扁管11、集流管28、最后从制冷剂出口9流出，进入贮液器或压缩机以实现循环。也就是说，制冷剂流过该多层换热器200各层的顺序是第一层、第二层、第三层、第四层。当制冷剂每一次流过扁管11时，都可以通过扁管11和翅片10吸收外界的热量。

根据与上述多层换热器100相似的原理，制冷剂在该多层换热器200中流动时，其温度最低的位置一般并非第一层，而是第二层或第三层。例如，在制冷剂过热度较低的情况下，各层的制冷剂的温度高低顺序一般是第二层中的制冷剂温度最低，第一层中的制冷剂温度稍高，第三层中的制冷剂温度更高，第四层中的制冷剂温度最高。因此，本实施方式中，为了适用于此类情况，是将第四层设置在多层换热器200的进风方向，亦即使第四层正对着需要冷却的气流吹来的方向(即图中的箭头A2所示的方向)，用作多层换热器200中最先与需要冷却的气流接触的一层，即迎风层；第二层设置在多层换热器200的出风方向，亦即使第二层背向需要冷却的气流吹来的方向，用作多层换热器200中最后与需要冷却的气流接触的一层，即背风层；第一层和第三层作为两个中间层。这样使得需要冷却的气流通过该多层换热器100的顺序是第四层、第三层、第一层、第二层。这样可以符合逆流设计原理，确保各层中制冷剂的温度沿着从迎风层到背风层的方向逐渐降低，获得较好的冷却效果。

请参阅图8，本发明的第三个较佳实施方式提供一种多层换热器300，其可以应用在制冷***中作为蒸发器。该多层换热器300包括八个相互平行的集流管31、32、33、34、35、36、37、38。其中集流管38、31、34、35依次地(依照图8中所示的从左到右方向)靠近设置，集流管37、36、32、33依次地(依照图8中所示的从左到右方向)靠近设置。集流管31、36、37、38的结构与上述多层换热器100的集流管1、4、5、6相似，没有开设连通孔102或者任何类似结构；而集流管32、33、34、35的结构与上述多层换热器100的集流管2、3相似，都开设有与上述连通孔102相似的连通孔(图未示)。集流管31和34之间、31和38之间、32和37之间、33和36之间都焊接有上述垫板13，通过垫板13相互固定并相隔一定距离。集流管36与37之间通过与上述连接管14相似的连接管(图未示)跨过第一层和第二层相互连通。集流管32与33之间、34与35之间都焊接有上述连接体12，使得集流管32与33之间、34与35之间通过连接体12相互固定并相隔一定距离；同时，集流管32、33、34、35均以其连通孔对准相应的连接体12开设的流通孔121(图未示)，使得集流管32与33之间、34与35之间都通过连接体12相互连通。上述各个集流管和相应的连接体、垫板、连接管的具体装配和连接方法都可以与上述多层换热器100一致，这里无需重复说明。

在集流管31与32之间、33与34之间、35与36之间、37与38之间都连接有多个扁管11，使得集流管31、32与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器300的第一层，集流管33、34与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器300的第二层，集流管35、36与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器300的第三层，集流管37、38与连接在二者之间的扁管11构成该多层换热器300的第四层。每层的相邻扁管11之间可以设置百叶窗形的翅片(图未示)，每层两端的扁管11外侧还可以设置翅片和边板(图未示)，以便增强换热效果。该多层换热器200的翅片和边板的特征都与上述多层换热器100的翅片10和边板8相似，这里无需重复说明。集流管31的一端连接有和制冷***的节流部件(图未示)连通的制冷剂入口7，集流管38的一端连接有和制冷***的贮液器或压缩机(图未示)连通的制冷剂出口9。

对该多层换热器300进行使用时，处于流体状态的制冷剂经过节流部件调节流量后，从制冷剂入口7流入，沿着图中的箭头B3所示的方向，依次流过集流管31、集流管31与集流管32之间的扁管11、集流管32、集流管32与集流管33之间的连接体12、集流管33、集流管33与集流管34之间的扁管11、集流管34、集流管34与集流管35之间的连接体12、集流管35、集流管35与集流管36之间的扁管11、集流管36、连接管、集流管37、集流管37与集流管38之间的扁管11、集流管38、最后从制冷剂出口9流出，进入贮液器或压缩机而实现循环。也就是说，制冷剂流过该多层换热器200各层的顺序是第一层、第二层、第三层、第四层。当制冷剂每一次流过扁管11时，都可以通过扁管11和翅片10吸收外界的热量。

根据与上述多层换热器100相似的原理，制冷剂在该多层换热器300中流动时，其温度最低的位置一般并非第一层，而是第二层或第三层。例如，在制冷剂过热度较高的情况下，各层的制冷剂的温度高低顺序一般是第三层中的制冷剂温度最低，第二层中的制冷剂温度稍高，第一层中的制冷剂温度更高，第四层中的制冷剂温度最高。因此，本实施方式中为了适用于此种情况，是将第四层设置在多层换热器300的进风方向，亦即使第四层正对着需要冷却的气流吹来的方向(即图中的箭头A3所示的方向)，用作多层换热器300中最先与需要冷却的气流接触的一层，即迎风层；第三层设置在多层换热器300的出风方向，亦即使第三层背向需要冷却的气流吹来的方向，用作多层换热器300中最后与需要冷却的气流接触的一层，即背风层；第一层和第二层作为两个中间层。这样使得需要冷却的气流通过该多层换热器300的顺序是第四层、第一层、第二层、第三层。这样可以符合逆流设计原理，确保各层中制冷剂的温度沿着从迎风层到背风层的方向逐渐降低，获得较好的冷却效果。

在上述实施方式中，所述第一层、第二层、第三层、第四层的表述方式只是为了便于区分多层换热器200、300的各个层，其数字顺序对应于制冷剂在多层换热器200、300中的流动顺序，但不一定对应于各层的制造顺序和组装顺序。当然，也可以根据其他标准对上述各层予以命名，例如，可以根据各层所处的位置，将多层换热器200的上述第四层称为第一外层，第二层称为第二外层，第一层称为第二中间层(因为该层位于中间且较为靠近第二外层)，第三层称为第一中间层(因为该层位于中间且较为靠近第一外层)；以及将多层换热器300的上述第四层称为第一外层，第三层称为第二外层，第一层称为第一中间层(因为该层位于中间且较为靠近第一外层)，第二层称为第二中间层(因为该层位于中间且较为靠近第二外层)。

可以理解，在本发明另外的实施方式中，换热器的层数还可以更多，只要确保在将多层换热器用作蒸发器时各层的设置顺序符合逆流设计原理，即各层中制冷剂的温度沿着从迎风层到背风层的方向逐渐降低即可。在具体装配方式上，在需要相互连通，且分别属于相邻两层的集流管之间可以都通过上述的连接体相互固定及连通，在需要相互连通，且分别属于不相邻的两层的集流管之间可以都通过上述的连接管相互连通，在分别属于相邻两层的，且不需要相互连通的集流管之间可以都通过上述的垫板加以相互固定。

基于本发明上述各个实施方式提供的多层换热器，本发明还提供了相应的多层换热器使用方法。该方法的一个较佳实施方式包括以下步骤：

提供一种多层换热器，所述多层换热器包括制冷剂入口、制冷剂出口和多个供制冷剂流通的层，每个所述层包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述多个层包括第一外层、第二外层和中间层，所述多层换热器的相对的两侧分别是所述第一外层和所述第二外层，所述中间层设置在所述第一外层和第二外层之间；所述制冷剂入口与所述中间层的集流管连通，所述制冷剂出口与所述第一外层的集流管连通，所述中间层经由所述第二外层与所述第一外层连通；

将所述多层换热器用于制冷***中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷***的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷***的储液器或压缩机连接，所述第一外层朝向制冷***的进风方向，所述第二外层朝向制冷***的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂流过所述多个层后从所述制冷剂出口流出；

将需要由制冷***冷却的气流从所述第一外层吹入所述多层换热器，使所述气流流过所述中间层后从所述第二外层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。

在该方法的另一个较佳实施方式中，所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第二中间层的集流管连通；所述第二中间层经由所述第二外层与所述第一中间层连通，所述第一中间层与所述第一外层连通。

在该方法的另一个较佳实施方式中，所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第一中间层的集流管连通；所述第一中间层经由所述第二中间层与所述第二外层连通，所述第二外层与所述第一外层连通。

本发明揭示的多层换热器及其使用方法中，考虑到制冷剂的压力下降对温度的影响，对多层换热器结构进行了有效的改进，摒弃了现有技术中将直接连通制冷剂入口的第一层设置为背风层的设计，确保各层的设置顺序更加符合逆流设计原理，与现有的多层换热器相比可以产生更好的冷却效果。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，以上关于“上”、“下”、“左”、“右”等方位的描述只是为了便于理解本发明的内容，并非对本发明的限定。尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种多层换热器，用于制冷***中作为蒸发器，其特征在于：所述多层换热器包括制冷剂入口、制冷剂出口和多个供制冷剂流通的层，所述制冷剂入口与制冷***的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷***的储液器或压缩机连接；每个所述层包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述多个层包括位于一侧的第一外层、位于相对的另一侧的第二外层、以及设置在所述第一外层和第二外层之间的中间层，且所述第一外层朝向制冷***的进风方向，所述第二外层朝向制冷***的出风方向；所述制冷剂入口与所述中间层的集流管连通，所述制冷剂出口与所述第一外层的集流管连通，所述中间层经由所述第二外层与所述第一外层连通。

2.如权利要求1所述的多层换热器，其特征在于：每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

3.如权利要求2所述的多层换热器，其特征在于：所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述中间层和所述第二外层各有一个集流管开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，该两个开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在该两个开设有所述连通孔的集流管之间，且所述流通孔与该两个集流管的所述连通孔相互对准，使该两个集流管通过各自的连通孔及所述流通孔相互连通；所述连接管跨过所述中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一外层的一个集流管相互连通。

4.如权利要求1所述的多层换热器，其特征在于：所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第二中间层的集流管连通；所述第二中间层经由所述第二外层与所述第一中间层连通，所述第一中间层与所述第一外层连通。

5.如权利要求4所述的多层换热器，其特征在于：每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述第二中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述第二中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一中间层的一个集流管连通，所述第一中间层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

6.如权利要求5所述的多层换热器，其特征在于：所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述第一外层、第二外层、第一中间层和第二中间层都各有一个集流管开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管之间、以及所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管之间，且所述连接体的所述流通孔和与之焊接的集流管的所述连通孔相互对准，使所述第一外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的开设有所述连通孔的集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通；所述连接管跨过所述第二中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一中间层的一个集流管相互连通。

7.如权利要求1所述的多层换热器，其特征在于：所述中间层包括第一中间层与第二中间层，所述第一中间层较为接近所述第一外层，所述第二中间层较为接近所述第二外层；其中所述制冷剂入口与所述第一中间层的集流管连通；所述第一中间层经由所述第二中间层与所述第二外层连通，所述第二外层与所述第一外层连通。

8.如权利要求7所述的多层换热器，其特征在于：每个所述层包括两个集流管，且同一层的两个集流管之间连接有多个所述扁管；所述第一中间层的一个集流管与所述制冷剂入口连通，所述第一中间层的另一个集流管与所述第二中间层的一个集流管连通，所述第二中间层的另一个集流管与所述第二外层的一个集流管连通，所述第二外层的另一个集流管与所述第一外层的一个集流管连通，所述第一外层的另一个集流管与所述制冷剂出口连通。

9.如权利要求8所述的多层换热器，其特征在于：所述多层换热器还包括连接体和连接管；所述连接体形状为长条形板状并开设有多个流通孔，所述第二外层的一个集流管、所述第一中间层的一个集流管和所述第二中间层的两个集流管都开设有与所述流通孔对应的多个连通孔，所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管相互靠近且相互平行，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管相互靠近且相互平行，所述连接体焊接在所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管之间、以及所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管之间，且所述连接体的所述流通孔和与之焊接的集流管的所述连通孔相互对准，使所述第一中间层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的一个集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通，所述第二外层的开设有所述连通孔的集流管和所述第二中间层的另一个集流管通过各自的连通孔及对应的流通孔相互连通；所述连接管跨过所述第一中间层和第二中间层，将所述第二外层的一个集流管与所述第一外层的一个集流管相互连通。

10.一种多层换热器的使用方法，其中所述多层换热器包括制冷剂入口、制冷剂出口和多个供制冷剂流通的层，每个所述层包括集流管和多个与所述集流管连通的扁管，同一层中相邻的扁管之间设置有翅片；所述多个层包括第一外层、第二外层和中间层，所述多层换热器的相对的两侧分别是所述第一外层和所述第二外层，所述中间层设置在所述第一外层和第二外层之间；所述制冷剂入口与所述中间层的集流管连通，所述制冷剂出口与所述第一外层的集流管连通，所述中间层经由所述第二外层与所述第一外层连通；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将所述多层换热器用于制冷***中作为蒸发器，将所述制冷剂入口与制冷***的节流部件连接，所述制冷剂出口与制冷***的储液器或压缩机连接，所述第一外层朝向制冷***的进风方向，所述第二外层朝向制冷***的出风方向；

将处于流体状态的制冷剂从所述制冷剂入口输入，使所述制冷剂流过所述多个层后从所述制冷剂出口流出；

将需要由制冷***冷却的气流从所述第一外层吹入所述多层换热器，使所述气流流过所述中间层后从所述第二外层吹出，并在流过所述扁管和翅片时通过所述扁管及翅片与所述制冷剂交换热量。