CN104566704B - 蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器 - Google Patents

蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器，蓄热装置包括：蓄热罐；蓄热材料，设置于蓄热罐内；换热器，设置于蓄热罐内并置于蓄热材料中，换热器包括用于液态冷媒进出的第一连接口和用于气态冷媒进出的第二连接口。应用本发明的蓄热装置，可以通过该换热器将高温气态冷媒的热量经过蓄热材料进行储存，以为化霜时可以再次通过换热器把热量传递给冷媒，从而实现提供热量的目的，由于本发明的蓄热装置是直接收集高温气态冷媒的热量，故能够减弱过低的室外环境温度和压缩机运行较低频率对蓄热装置的蓄热量的影响，从而能够达到提高化霜效果的目的。

Description

蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器
技术领域
本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器。
背景技术
在热泵式空调器运行制热模式时室外换热器表面温度会降得很低，当室外换热器的表面温度低于大气的冻结温度时，就会在冷凝器的翅片表面形成霜层，霜层会由于制热的持续进行，厚度逐渐增加，导致蒸发量大大减少，削弱室内侧制热效果。为了改善效果，目前行业内采用新的化霜模式技术:蓄热连续化霜，即通过对正常制热运行时的压缩机废热进行蓄存，在化霜时热量二次利用。
现有技术中的蓄热装置都是围绕压缩机的本体而设计，用于收集压缩机的本体散发的余热进行蓄热，但此热量受室外环境温度和压缩机运行频率的影响较大。具体原因如下：室外环境温度低，导致压缩机缸体余热减少；特别是针对于变频压缩机，当房间达到需求时，变频压缩机频率为最低频率，此时压缩机散发热量也有一定降低，势必对蓄热量造成影响，导致蓄热量不足，在化霜时不能达到理想的效果。除此，还要考虑蓄热装置的壳体形状、蓄热传热效率等众多影响因素。导致设计出的蓄热装置成本高，不可维修等缺点。
发明内容
本发明旨在提供一种蓄热装置及具有该蓄热装置的空调器，以达到提高化霜效果的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种蓄热装置，包括：蓄热罐；蓄热材料，设置于蓄热罐内；换热器，设置于蓄热罐内并置于蓄热材料中，换热器包括用于液态冷媒进出的第一连接口和用于气态冷媒进出的第二连接口。
进一步地，蓄热罐包括罐体和与罐体相连接的上盖，蓄热装置还包括防泄漏组件，设置于上盖上以防止置于罐体内的蓄热材料泄漏。
进一步地，防泄漏组件包括第一段、第二段和连接第一段和第二段的连接段，第一段由罐体内部延伸至罐体外部并与大气连通，第二段置于罐体内，连接段与上盖固定连接。
进一步地，连接段呈S形。
进一步地，连接段包括第一连接段、第二连接段和垂直段，第一连接段和第二连接段平行设置，并分别位于所述垂直段的两侧，垂直段垂直于第一连接段和第二连接段，且垂直段的两端分别与第一连接段和第二连接段连接。
进一步地，防泄漏组件为毛细管。
进一步地，蓄热装置还包括支撑架，换热器通过支撑架与蓄热罐固定连接。
进一步地，换热器为换热管路，呈弯折状布置于蓄热罐内，且换热管路的第一连接口和第二连接口均布置于蓄热罐的上盖上。
进一步地，蓄热装置还包括挂接组件，设置与蓄热罐的罐体上。
进一步地，本发明还提供了一种空调器，包括压缩机和与压缩机的气态冷媒管路连接的上述蓄热装置。
应用本发明的蓄热装置，可以通过该换热器将高温气态冷媒的热量经过蓄热材料进行储存，以为化霜时可以再次通过换热器把热量传递给冷媒，从而实现提供热量的目的，由于本发明的蓄热装置是直接收集高温气态冷媒的热量，故能够减弱过低的室外环境温度和压缩机运行较低频率对蓄热装置的蓄热量的影响，从而能够达到提高化霜效果的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明实施例中蓄热装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例中蓄热罐的结构示意图；
图3为根据本发明实施例中蓄热装置的上盖结构示意图；
图4为图3中A向视图。
图中附图标记：10、蓄热罐；11、上盖；12、罐体；13、下盖；14、支撑架；20、蓄热材料；30、换热器；31、第一连接口；32、第二连接口；40、防泄漏组件；41、连接段；50、挂接组件；60、固定装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种蓄热装置，包括：蓄热罐10、蓄热材料20和换热器30。蓄热材料20设置于蓄热罐10内。换热器30同样设置于蓄热罐10内并置于蓄热材料20中，换热器30包括用于液态冷媒进出的第一连接口31和用于气态冷媒进出的第二连接口32。
设置换热器30，可以通过换热器30将高温气态冷媒的热量经过蓄热材料20进行储存，以为化霜时可以再次通过换热器30把热量传递给冷媒，从而实现提供热量的目的，由于本发明的蓄热装置是直接收集高温气态冷媒的热量，故能够减弱过低的室外环境温度和压缩机运行较低频率对蓄热装置的蓄热量的影响，从而能够达到提高化霜效果的目的。
如图1和图2所示，蓄热罐10包括罐体12、上盖11和下盖13。上述上盖11和下盖13分别与罐体12的两端相连接，蓄热装置还包括防泄漏组件40，设置于上盖11上以防止置于罐体12内的蓄热材料20流出。
具体地，防泄漏组件40包括第一段、第二段和连接第一段和第二段的连接段41，第一段由罐体12内部延伸至罐体12外部并与大气连通，第二段置于罐体12内，连接段41与上盖11固定连接。
本发明实施例中蓄热罐10内的蓄热材料为液体材料，由于蓄热罐10里面并不是100%体积都填充该液体蓄热材料20，（蓄热罐10内80-90%是蓄热材料、蓄热罐10的顶部有10-20%的空气层）所以，蓄热罐10在任何情况下（包括倾倒时），蓄热罐10内始终有一个液体材料与空气分界层，从而使得蓄热罐10内的蓄热材料20不会泄露到蓄热罐10的外部。
优选地，如图4所示，本发明实施例中的连接段41呈S形。
当然，上述连接段41也可以呈“之”字形。即上述连接段41包括相互平行的第一连接段和第二连接段以及两端分别连接二者的垂直段，第一连接段和第二连接段分别位于垂直段的两侧。
将连接段41设置成上述形状，能够进一步保证液态蓄热材料20不会泄露至蓄热罐10的外部。
上述连接段41可以通过固定装置60固定于上述上盖11上。
优选地，本发明中的防泄漏组件40可以为毛细管，也可以为设置在上盖11上的细槽。当然，该防泄漏组件40也可以为其他组件，凡是满足上述要求的均应在本申请的保护范围内。
本实施例中的防泄漏组件40由一根毛细管制成，上述第一段为毛细管的第一端，上述第二段为毛细管的第二端，上述连接段41为毛细管的中间部分。其中，毛细管的第一端由蓄热罐10的内部穿过上盖11并置于蓄热罐10的外部，上述毛细管的中间部分与第二端均置于蓄热罐10内。如图4所示，中间部分呈S形固定于上盖11上，且上述S形的中间部分所在平面与上盖11的下表面平行设置。上述第一端垂直于上述中间部分所在的平面。上述第二端与中间部分连接并置于蓄热材料20的最高位面之上（以蓄热罐10竖直放置为基准）。
需要说明的是，上述防泄漏组件40还可以作为泄压装置使用，即当蓄热材料20受热膨胀时，该防泄漏组件40可以将蓄热罐10内的气体排出，以防止蓄热罐爆裂。
上述换热器30可以为换热管路，呈弯折状布置于蓄热罐10内。该换热管路可以包括第一直管、第二直管、第三直管和第四直管。其中上述四根直管彼此平行设置。上述换热管路还包括第一弯管、第二弯管和第三弯管，上述第一弯管的两端分别连接第一直管和第二直管，上述第二弯管的两端分别连接第三直管和第四直管，上述第三弯管的两端分别连接第二直管和第三直管。
如图1所述，本发明实施例中的换热管路包括第一U形管和第二U形管。上述两个U形管由蓄热罐10的底部向蓄热罐10的顶部延伸，即U形管的弯折部靠近蓄热罐的下盖13设置。上述换热管路还包括弯折管，两端分别与第一U形管第一端和第二U形管的第一端连接。上述第一U形管的第二端和第二U形管的第二端向远离下盖13的方向延伸并穿过上盖11置于蓄热罐10的外侧。
其中，上述第一连接口31设置于第一直管上，上述第二连接口32设置于第四直管上，且上述第一连接口31和第二连接口32均设置于上盖11的同一侧。
将换热管路弯折布置于蓄热罐10内，可以增大换热管路与蓄热材料20的接触面积，提高蓄热效率。
进一步地，本实施例中的蓄热装置还包括支撑架14，换热管路远离上盖11的一侧通过支撑架14与蓄热罐10固定连接。
设置支撑架14可以增加换热管路的支撑刚度，防止换热管路因一端悬空而发生震动断裂。
优选地，本发明实施例中的蓄热装置还包括挂接组件50，设置与蓄热罐10的罐体12上，以便于通过该组件将蓄热罐10安装到设定位置上。
需要说明的是，该蓄热装置的蓄热材料20可以是液体，如含有一定质量分数的乙二醇水溶液，也可以是某些固体/粉末状物质，例如聚乙二醇/石蜡等。
本发明还提供了一种空调器，包括压缩机和与压缩机的气态冷媒管路相连接的上述蓄热装置。
应用上述蓄热装置进行蓄热时，压缩机的高温气态冷媒通过四通阀的控制，经过第一管路导入至换热器30的第一连接口31，此时高温气态冷媒充满着整个换热器30的内部，蓄热材料20包围着换热器30，并与其有充分的面积接触，热量从高温气态冷媒通过换热器30的管壁传递给了蓄热材料20。其传热过程可以很简单的表述为：对流传热-导热-对流传热。此种方式相比于围绕压缩机蓄热槽相关的热传递形式具有很大的改进，能够降低压缩机和外接环境对蓄热量的影响。
当高温气态冷媒被降温后，液化形成液态冷媒，该冷媒通过第二连接口32流入到冷媒管中，并通过冷媒管与系统内的冷媒在汇合流入整个循环系统。
应用上述蓄热装置进行放热时，低温的冷媒经过冷媒管导入至第二连接口32内并充斥置于蓄热罐10内的管路中，由于蓄热材料20先前吸收了热量，此时温度偏高的蓄热材料20通过换热器30把热量传递给低温的冷媒，从而加热冷媒，使得冷媒变成饱和的气态冷媒，随后通过气态通过第一管路回到压缩机吸气口，进入制冷循环主系统中，进而完成化霜操作。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：可以通过换热器将高温气态冷媒的热量经过蓄热材料进行储存，以为化霜操作提供热量，由于本发明的蓄热装置是直接收集高温气态冷媒的热量，故可以减小或避免蓄热装置的蓄热量受室外环境温度和压缩机运行频率的影响，从而能够达到提高化霜效果的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种蓄热装置，其特征在于，包括：
蓄热罐(10)；
蓄热材料(20)，设置于所述蓄热罐(10)内；
换热器(30)，设置于所述蓄热罐(10)内并置于所述蓄热材料(20)中，所述换热器(30)包括用于液态冷媒进出的第一连接口(31)和用于气态冷媒进出的第二连接口(32)；
所述蓄热罐(10)包括罐体(12)和与所述罐体(12)相连接的上盖(11)，所述蓄热装置还包括防泄漏组件(40)，设置于所述上盖(11)上以防止置于所述罐体(12)内的蓄热材料(20)泄漏；
所述防泄漏组件(40)包括第一段、第二段和连接所述第一段和所述第二段的连接段(41)，所述第一段由所述罐体(12)内部延伸至所述罐体(12)外部并与大气连通，所述第二段置于所述罐体(12)内，所述连接段(41)与所述上盖(11)固定连接；
所述连接段(41)呈S形，所述S形的中间部分所在的平面与所述上盖(11)的下表面平行设置；所述第一段垂直于所述中间部分所在的平面。
2.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，所述连接段(41)包括第一连接段、第二连接段和垂直段，所述第一连接段和所述第二连接段平行设置，并分别位于所述垂直段的两侧，所述垂直段垂直于所述第一连接段和所述第二连接段，且所述垂直段的两端分别与所述第一连接段和所述第二连接段连接。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的蓄热装置，其特征在于，所述防泄漏组件(40)为毛细管。
4.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，所述蓄热装置还包括支撑架(14)，所述换热器(30)通过所述支撑架(14)与所述蓄热罐(10)固定连接。
5.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，所述换热器(30)为换热管路，呈弯折状布置于所述蓄热罐(10)内，且所述换热管路的第一连接口(31)和第二连接口(32)均布置于所述蓄热罐(10)的上盖(11)上。
6.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，所述蓄热装置还包括挂接组件(50)，设置与所述蓄热罐(10)的罐体(12)上。
7.一种空调器，包括压缩机和与所述压缩机的气态冷媒管路连接的蓄热装置，其特征在于，所述蓄热装置为根据权利要求1至6中任一项所述的蓄热装置。
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