CN111649507B - 单向热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换***(10)包括第一热交换器(12)和第二热交换器(14)，其相对于通过热交换器***(10)的制冷剂的流动与第一热交换器(12)并行布置。流量控制组件(70)位于第一热交换器的出口处。流量控制组件(70)配置成允许制冷剂通过流量控制组件(70)流出第一热交换器(12)，并限制已经通过第二热交换器(14)的制冷剂流经流量控制组件(70)并流入第一热交换器(12)。

Description

单向热交换器
技术领域
本公开涉及一种包括流量控制组件的热交换器，该流量控制组件提供通过热交换器的单向制冷剂流。
背景技术
本部分提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。
现有的热交换器允许制冷剂在第一方向和与第一方向相反的第二方向两者上流过。在典型的热泵***中，制冷剂倾向于流向相对较冷的区域。这样的制冷剂流可能破坏***，特别是如果***包括机舱冷凝器和外部冷凝器。例如，在冬季期间(或在外部冷凝器比机舱冷凝器相对较冷的其他条件下)，已通过内部冷凝器的制冷剂可能流向外部冷凝器的出口并积聚在外部冷凝器的出口处。从机舱冷凝器流向外部冷凝器的这种制冷剂可能会破坏通过该***的制冷剂流，并可能导致***中制冷剂的减少。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
本公开涉及一种热交换***。该***包括第一热交换器和第二热交换器，第二热交换器相对于通过热交换器***的制冷剂的流动与第一热交换器并行布置。流量控制组件位于第一热交换器的出口处。流量控制组件配置成允许制冷剂通过流量控制组件流出第一热交换器，并限制已经通过第二热交换器的制冷剂流经流量控制组件并流入第一热交换器。
本公开进一步包括用于车辆的热交换***。该热交换***包括外部热交换器，该外部热交换器配置成在制冷剂和车辆外部的环境空气之间传递热量。内部热交换器配置成在制冷剂和车辆的客舱内的空气之间传递热量。内部热交换器相对于通过热交换***的制冷剂的流动与外部热交换器并行布置。流量控制组件位于外部热交换器的出口处。流量控制组件配置成允许制冷剂通过流量控制组件流出外部热交换器，并限制已经通过内部热交换器的制冷剂流经流量控制组件并流入外部热交换器。流量控制组件包括壳体，该壳体限定通道，该通道具有出口和位于外部热交换器的出口处的入口。膨胀阀沿着从外部热交换器和内部热交换器延伸到蒸发器的制冷剂管线。压缩机沿着从蒸发器延伸到外部热交换器和内部热交换器的制冷剂管线。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅用于说明所选择的实施例，而不是所有可能的实现方式，并且不旨在限制本公开的范围。
图1示出了包括根据本公开的示例性热交换器的示例性热泵***；
图2A是根据本公开的热交换器的流量控制组件的横截面视图，该流量控制组件处于打开状态；
图2B是处于闭合状态的流量控制组件的横截面视图；以及
图3是流量控制组件的部件的分解图。
贯穿附图的若干视图，相应的参考标记指示相应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。
图1示出了根据本公开的示例性热交换***(诸如热泵***)10。热交换***10通常包括第一热交换器12和第二热交换器14。热交换***10可以配置成用于车辆中，其中第一热交换器12配置成在***10的制冷剂和车辆外部的环境空气之间传递热量。因此，第一热交换器12可以是配置成安装在暴露于车辆外部的环境空气的位置的外部热交换器。第二热交换器14可以是配置成在***10的制冷剂和车辆的客舱内的空气之间传递热量的内部热交换器。因此，第二热交换器14可以配置成安装在暴露于车辆的客舱的空气的位置。第一热交换器12和第二热交换器14可以是任何合适的热交换器，例如冷凝器。
***10可进一步包括蒸发器16，该蒸发器通过制冷剂管线(第一制冷剂管线)18与第一热交换器12和第二热交换器14流体连通。制冷剂管线18包括连接到第一热交换器12的第一分支18A，和连接到第二热交换器14的第二分支18B。沿制冷剂管线18布置膨胀阀22。
***10还可以包括压缩机24。压缩机24沿着从蒸发器16延伸的制冷剂管线(第二制冷剂管线)20布置。制冷剂管线20包括延伸到第一热交换器12的第一分支20A，和延伸到第二热交换器14的第二分支20B。沿着第一分支20A布置第一阀40，用于控制制冷剂向第一热交换器12的流动。沿着第二分支20B布置第二阀42，用于控制制冷剂向第二热交换器14的流动。
第一热交换器12包括主体50，主体50具有在主体50上来回延伸的多个制冷剂管52。制冷剂从制冷剂管线20的第一分支20A通过入口54流入制冷剂管52中。制冷剂通过主体50的出口56离开制冷剂管52(并离开主体50)。流量控制组件70在出口56处安装到主体50。类似于第一热交换器12，第二热交换器14也包括穿过其中延伸的多个制冷剂管，它们分别连接到制冷剂管线20和18的第二分支20B处的入口和第二分支18B处的出口。
另外参考图2A，2B和3，现将详细描述第一热交换器12的流量控制组件70。流量控制组件70包括壳体72，该壳体以任何合适的方式(例如通过热熔)在出口56处固定至主体50。壳体72限定穿过其中的制冷剂通道74。制冷剂通道74具有入口76和出口78。流量控制组件70被安装成使得入口76位于第一热交换器12的主体50的出口56处。
可移动体80位于通道74内。可移动体80可以由任何合适的聚合材料制成。可移动体80包括在可移动体80的面对出口78的一侧上从可移动体80延伸的对准构件82。对准构件82可以是任何合适的对准构件，例如一对柱82。可移动体80具有小于出口78的最大外径，以允许可移动体80通过出口78***制冷剂通道74。在入口76和出口78之间，通常在通道74的中间部分86处，通道74变宽以允许制冷剂在可移动体80周围流动。为了使可移动体80在制冷剂通道74的通常较宽的中间部分86内居中，对准构件82在通道74的相对狭窄的部分88处邻接通道74的相对部分，该相对狭窄的部分在通道74的出口78和较宽的中间部分86之间延伸。为了将可移动体80保持在通道74(并且特别是相对较宽的中间部分86)内，在柱82和出口78之间布置有挡块84。在可移动体80在通道74中就位后，将挡块84***。挡块84可以是如图3中最清楚地示出的C形夹，或者可以是任何其他合适的挡块。
流量控制组件70进一步包括密封件90，该密封件90位于可移动体80上，在可移动体80的与对准构件82相对的一侧。密封件90可以是任何合适的密封件，例如环形聚合密封件。密封件90布置成当可移动体80处于闭合位置时(见图2B)，抵接通道74的密封表面92，以防止制冷剂流经通道74并流入第一热交换器12，如本文进一步解释的。
特别参考图2A和2B，流量控制组件70包括阻挡件94和/或96。阻挡件94是在入口76处延伸到通道74中的环形阻挡件。阻挡件96是从壳体72延伸到第一热交换器12的出口56中的环形阻挡件。当壳体72被钎焊到第一热交换器12的主体50上时，阻挡件94和96防止钎焊焊剂进入通道74。
可移动体80可在图2A所示的打开位置和图2B所示的闭合位置之间移动。当离开第一热交换器12的制冷剂施加在可移动体80上的力大于通过第一分支18A从第二热交换器14流入通道74的制冷剂施加在可移动体80上的任何力时，可移动体80通过离开第一热交换器12的制冷剂移动至图2A的打开位置。当离开第二热交换器14的制冷剂施加在可移动体80上的力大于从第一热交换器12流入通道74的制冷剂施加在可移动体80上的力时，可移动体80通过从第二热交换器14(通过分支18B和18A)进入通道74的制冷剂移动至图2B的闭合位置。
当热交换***10被安装在车辆中且第一热交换器12布置为外部热交换器并且第二热交换器14布置为内部热交换器时，流量控制组件70特别有用。例如，与内部热交换器14暴露的环境相比，当外部热交换器12暴露于相对较冷的环境时，离开内部热交换器14的制冷剂将具有从第二制冷剂管线分支18B流入第一制冷剂管线分支18A并流入流量控制组件70的通道74的趋势。在这样的情况下，制冷剂将接触可移动体80并且将可移动体80推向外部热交换器12的出口56，使得密封件90紧靠密封表面92密封，以防止来自内部热交换器14的制冷剂流入外部热交换器12。因此，流量控制组件70将流经热交换器12的制冷剂仅限制在一个方向上，即从入口54到出口56。这防止了制冷剂在外部热交换器12的出口56处的任何不希望的堆积。本领域技术人员将理解，流量控制组件70也提供了许多附加的优点。
为了说明和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施例中使用。同样也可以以许多方式变型。这样的变型不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。
提供了示例性实施例以使得本公开将会是详尽的并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。阐述了诸如具体部件、装置和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施例的详尽理解。对本领域技术人员而言将显而易见的是，不必使用具体细节，示例性实施例可以以许多不同的方式实施、并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在一些示例性实施例中，并未对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细的描述。
本文中使用的术语仅用于描述特定的示例性实施例而不意在进行限制。如本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”可以意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的并且因此指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。本文中描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求其以所论述或示出的特定顺序执行，除非明确确定了执行顺序。还应理解的是，可以使用附加的或替代性的步骤。
在元件或层被称为“位于另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”或“联接至另一元件或层”的情况下，该元件或层可以直接地位于该另一元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至该另一元件或层，或者可以存在中介元件或层。相比而言，当元件被称为“直接地位于另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“在……之间”与“直接地在……之间”、“相邻”与“直接地相邻”等)应当以相似的方式理解。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或更多个列举项目的任意组合和所有组合。
尽管第一、第二、第三等术语可以在本文中用来对各个元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用来对一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分进行区分。诸如“第一”、“第二”和其他数值性术语之类的术语当在本文中使用时并不隐含着次序或顺序，除非上下文明确说明。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部分在不背离示例性实施例的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
出于易于描述的目的，在本文中可以使用比如“内”、“外”、“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语来描述附图中示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。空间相对术语可以意在涵盖装置在使用或操作中的除图中所描绘的取向之外的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被定向成在其他元件或特征的“上方”。因而，示例性术语“在……下方”可以涵盖在……上方和在……下方两种取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或者处于其他取向)，并且相应地解释本文中使用的空间相对描述用语。

Claims (16)

1.一种热交换***，其特征在于，包括：
第一热交换器（12）；
第二热交换器（14），所述第二热交换器相对于通过所述热交换***的制冷剂的流动与所述第一热交换器并行布置；以及
流量控制组件（70），所述流量控制组件位于所述第一热交换器的出口处，所述流量控制组件配置成允许制冷剂通过所述流量控制组件流出所述第一热交换器，并限制已经通过所述第二热交换器的制冷剂流经所述流量控制组件并流入所述第一热交换器；其中
所述流量控制组件包括壳体（72），所述壳体限定通道（74），所述通道具有位于所述第一热交换器的所述出口处的入口（76）和出口（78），
所述流量控制组件包括位于所述通道内的可移动体（80）；
所述可移动体能够移动至打开位置，以允许制冷剂通过所述流量控制组件流出所述第一热交换器；
所述可移动体能够移动至闭合位置，以限制已经通过所述第二热交换器的制冷剂流经所述流量控制组件并通过所述第一热交换器的所述出口流入所述第一热交换器，并且
所述可移动体包括一对柱（82），所述一对柱抵接所述通道的内表面以维持所述可移动体在所述通道内居中并且允许制冷剂在所述可移动体周围流动。
2.根据权利要求1所述的热交换***，其特征在于，进一步包括蒸发器（16）、压缩机（24）和膨胀阀（22）。
3.根据权利要求1所述的热交换***，其特征在于，其中：
所述热交换***配置成安装在车辆中；
所述第一热交换器是外部热交换器，所述外部热交换器配置成安装在暴露于所述车辆周围的环境空气的位置；并且
所述第二热交换器是内部热交换器，所述内部热交换器配置成安装在暴露于所述车辆的客舱的空气的位置。
4.根据权利要求3所述的热交换***，其特征在于，其中，所述第一热交换器是第一冷凝器，并且所述第二热交换器是第二冷凝器。
5.根据权利要求1所述的热交换***，其特征在于，其中，所述可移动体具有小于所述通道的所述出口（78）的最大外径，以允许所述可移动体通过所述出口***所述通道中；并且
其中，所述流量控制组件进一步包括挡块（84），所述挡块位于所述通道中，在所述可移动体和所述通道的所述出口之间，以将所述可移动体保持在所述通道内。
6.根据权利要求5所述的热交换***，其特征在于，其中，当所述可移动体处于所述打开位置时，所述一对柱抵接所述挡块，以将所述可移动体保持在所述通道内。
7.根据权利要求1、5-6中任一项所述的热交换***，其特征在于，进一步包括安置在所述可移动体上的密封件（90），当所述可移动体处于所述闭合位置时，所述密封件接触所述通道内的密封表面（92）以形成流体紧密封，以防止制冷剂流经所述通道并流入所述第一热交换器。
8.根据权利要求1、5-6中任一项所述的热交换***，其特征在于，其中，当离开所述第一热交换器的制冷剂施加在所述可移动体上的力大于从所述第二热交换器流入所述通道的制冷剂施加在所述可移动体上的力时，所述可移动体通过离开所述第一热交换器的制冷剂移动至所述打开位置；并且
其中，当离开所述第二热交换器的制冷剂施加在所述可移动体上的力大于从所述第一热交换器流入所述通道的制冷剂施加在所述可移动体上的力时，所述可移动体通过从所述第二热交换器进入所述通道的制冷剂移动至所述闭合位置。
9.根据权利要求1、5-6中任一项所述的热交换***，其特征在于，其中，所述可移动体由聚合材料制成。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换***，其特征在于，其中，所述流量控制组件被热熔到所述第一热交换器。
11.根据权利要求10所述的热交换***，其特征在于，其中，所述流量控制组件进一步包括在所述流量控制组件与所述出口之间的交界处的至少一个阻挡件（94、96），以在所述流量控制组件被热熔到所述第一热交换器时，限制焊剂流入由所述流量控制组件限定的通道中。
12.一种用于车辆的热交换***，其特征在于，所述热交换***包括：
外部热交换器，所述外部热交换器配置成在制冷剂和所述车辆外部的环境空气之间传递热量；
内部热交换器，所述内部热交换器配置成在制冷剂和所述车辆的客舱内的空气之间传递热量，所述内部热交换器相对于通过所述热交换***的制冷剂的流动与所述外部热交换器并行布置；
流量控制组件（70），所述流量控制组件位于所述外部热交换器的出口处，所述流量控制组件配置成允许制冷剂通过所述流量控制组件流出所述外部热交换器，并限制已经通过所述内部热交换器的制冷剂流经所述流量控制组件并流入所述外部热交换器，所述流量控制组件包括壳体（72），所述壳体限定通道（74），所述通道具有位于所述外部热交换器的所述出口处的入口（76）和出口（78）；
膨胀阀（22），所述膨胀阀沿着从所述外部热交换器和所述内部热交换器延伸至蒸发器（16）的第一制冷剂管线（18）；以及
压缩机（24），所述压缩机沿着从所述蒸发器延伸到所述外部热交换器和所述内部热交换器的第二制冷剂管线（20），其中
所述流量控制组件包括位于所述通道内的可移动体（80）；
所述可移动体能够移动至打开位置，以允许制冷剂通过所述流量控制组件流出所述外部热交换器；
所述可移动体能够移动至闭合位置，以限制已经通过所述内部热交换器的制冷剂流经所述流量控制组件并通过所述外部热交换器的所述出口流入所述外部热交换器，并且
所述可移动体包括一对柱（82），所述一对柱抵接所述通道的内表面以维持所述可移动体在所述通道内居中并且允许制冷剂在所述可移动体周围流动。
13.根据权利要求12所述的热交换***，其特征在于，其中，当离开所述外部热交换器的制冷剂施加在所述可移动体上的力大于从所述内部热交换器流入所述通道的制冷剂施加在所述可移动体上的力时，所述可移动体通过离开所述外部热交换器的制冷剂移动至所述打开位置；并且
其中，当离开所述内部热交换器的制冷剂施加在所述可移动体上的力大于从所述外部热交换器流入所述通道的制冷剂施加在所述可移动体上的力时，所述可移动体通过从所述内部热交换器进入所述通道的制冷剂移动至所述闭合位置。
14.根据权利要求12或13所述的热交换***，其特征在于，其中：
所述可移动体具有小于所述通道的所述出口的最大外径，以允许所述可移动体通过所述出口***所述通道中；
所述流量控制组件进一步包括挡块（84），所述挡块位于所述通道中，在所述可移动体和所述通道的所述出口之间，以将所述可移动体保持在所述通道内；并且
当所述可移动体处于所述打开位置时，所述一对柱抵接所述挡块，以将所述可移动体保持在所述通道内。
15.根据权利要求12至13中任一项所述的热交换***，其特征在于，其中，所述流量控制组件被热熔到所述外部热交换器。
16.根据权利要求15所述的热交换***，其特征在于，其中，所述流量控制组件进一步包括在所述流量控制组件与所述出口之间的交界处的至少一个阻挡件（94、96），以在所述流量控制组件被热熔到所述外部热交换器时，限制焊剂流入由所述流量控制组件限定的所述通道中。
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