[发明专利]热交换器及使用该热交换器的热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器及使用该热交换器的热泵系统，例如，涉及具有冷凝器及蒸发器这两个功能并可作为设于车辆空调热泵系统的HVAC(供暖、通风和空调(Heating Ventilation&Air Conditioning))单元之外的室外热交换器使用的热交换器及使用该热交换器的热泵系统。

背景技术

在这种热交换器中，公开了一种过冷式冷凝器(日文：サブク一ルコンデンサ)，该过冷式冷凝器包括：冷凝器芯部，该冷凝器芯部通过与空气进行热交换来使制冷剂冷凝；储液罐，在该储液罐中供从冷凝器芯部经过储液罐的制冷剂流入；以及过冷芯部，该过冷芯部通过与空气的热交换来对经过储液罐的气液混合制冷剂进行过冷却，以使该气液混合制冷剂液化(例如参照专利文献1)。

上述冷凝器芯部及过冷芯部均由多个管道及配置在相邻管道间的翅片构成，其中，上述多个管道在左、右集水箱之间沿左右方向配置，上述左、右集水箱分别以彼此呈平行的状态沿左右方向配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第四052706号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在制冷剂冷凝时，伴随着制冷剂的状态变化，气液混合制冷剂中的液态制冷剂与制冷剂气体的密度变化率会明显变化。在这种状态下，由于液体制冷剂比制冷剂气体更容易受到重力的影响，因此，有时会在管道内流动的液态制冷剂中产生气泡，而使制冷剂流动产生偏流。特别是在制冷剂沿纵向流动的情况下，液态制冷剂容易受到重力的影响，而容易在管道内产生制冷剂的偏流。因而，在像上述现有技术的情况那样，在将供气液混合制冷剂流动的过冷芯部设置成制冷剂纵向流动时，可能无法在上述芯部顺畅地进行热交换，而使热交换器的热交换效率降低。

另外，上述现有技术的热交换器只不过是冷凝器，其没有考虑具有冷凝器及蒸发器两个功能的热交换器，此外，也没有考虑设于车辆空调热泵系统的HVAC单元之外的室外热交换器。

本发明基于上述技术问题而作，其目的在于提供一种热交换器及使用该热交换器的热泵系统，其中，上述热交换器能大幅提高热交换效率，且具有冷凝器及蒸发器两个功能，并适用于设置在车辆空调热泵系统的HVAC单元之外的室外热交换器。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的热交换器包括：主芯部，该主芯部进行空气与制冷剂之间的热交换；储液罐，该储液罐供经过主芯部的制冷剂流入；以及过冷芯部，该过冷芯部通过与空气的热交换，来对经过储液罐的气液混合制冷剂进行过冷却，以使上述气液混合制冷剂液化，过冷芯部由多个管道和配置在相邻的管道之间的翅片构成，其中，上述多个管道在左、右集水箱之间沿左右方向配置，并与上述左、右集水箱两者连通，上述左、右集水箱分别以彼此呈平行的状态沿左右方向配置。

较为理想的是，主芯部由多个管道和配置在相邻的管道之间的翅片构成，其中，上述多个管道在上、下集水箱之间沿上下方向配置，并与上述上、下集水箱两者连通，上述上、下集水箱分别以彼此呈平行的状态沿上下方向配置。

本发明的热泵系统是通过改变主芯部中的制冷剂的流动方向，来将热交换器切换为冷凝器或蒸发器进行使用，上述热泵系统包括旁通元件，在将热交换器作为蒸发器使用时，上述旁通元件使经过主芯部的制冷剂绕过储液罐及过冷芯部流通。

较为理想的是，热交换器包括连通部，在将热交换器作为冷凝器使用时，上述连通部使主芯部与储液罐连通，旁通元件具有：制冷剂流路，在将热交换器作为蒸发器使用时，上述制冷剂流路在使经过主芯部的制冷剂绕过储液罐及过冷芯部流通之后与连通部连通；以及阀门，该阀门设置在制冷剂流路的主芯部入口侧，在将热交换器作为冷凝器使用时，上述阀门阻止制冷剂从连通部向制冷剂流路流动。

另一方面，本发明的热泵系统是通过不改变主芯部中的制冷剂的流动方向，来将热交换器切换为冷凝器或蒸发器进行使用，上述热泵系统包括旁通元件，在将热交换器作为蒸发器使用时，上述旁通元件使经过主芯部的制冷剂绕过储液罐及过冷芯部流通。

较为理想的是，热交换器包括连通部，在将热交换器作为冷凝器使用时，上述连通部使主芯部与储液罐连通，旁通元件具有：制冷剂流路，在将热交换器作为蒸发器使用时，上述制冷剂流路在使经过主芯部的制冷剂绕过储液罐及过冷芯部流通之后，与连通部连通；以及阀门，该阀门设置在制冷剂流路的主芯部出口侧，在将热交换器作为冷凝器使用时，上述阀门阻止制冷剂从连通部向制冷剂流路流动。