CN107314527A - 辐射换热器和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐射换热器和空调器。辐射换热器包括本体、输送管和传热部。本体的外表面形成辐射面。输送管设置在本体内，输送管用于传输冷媒。传热部设置在本体和输送管之间，传热部用于在输送管与辐射面之间进行热传递。上述辐射换热器和空调器中，输送管用于传输冷媒，冷媒可在辐射换热器内发生相变而释放或吸收热量，不需要通过将冷媒与额外的载冷剂换热后再由载冷剂与空气进行热交换，辐射换热器的换热效率较高。

Description

辐射换热器和空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，更具体而言，涉及一种辐射换热器和空调器。

背景技术

在使用辐射换热器时，通常利用载冷剂与制冷剂传递热量，再将载冷剂灌注到辐射换热器内，并通过载冷剂加热或冷却辐射换热器的辐射面，导致辐射换热器需要经过多次热交换后，制冷剂内的热量才能传递到辐射面，辐射换热器的换热效率低。

发明内容

本发明实施方式提供一种辐射换热器和具有该辐射换热器的空调器。

本发明实施方式的辐射换热器包括：

本体，所述本体的外表面形成辐射面；

设置在所述本体内的输送管，所述输送管用于传输冷媒；和

设置在所述本体和所述输送管之间的传热部，所述传热部用于在所述输送管与所述辐射面之间进行热传递。

在某些实施方式中，所述本体呈环形，所述本体围成收容空间，所述输送管和所述传热部设置在所述收容空间内。

在某些实施方式中，所述传热部包括多个传热肋筋，所述传热肋筋的一端连接所述输送管的外壁，另一端连接所述本体的内表面。

在某些实施方式中，在所述辐射换热器的横截面中，所述辐射面的横截面包括相对的第一曲线和第二曲线，所述第一曲线包括波峰和波谷，所述第二曲线包括波峰和波谷，所述第一曲线的波峰与所述第二曲线的波谷相对，所述第一曲线的波谷与所述第二曲线的波峰相对。

在某些实施方式中，所述输送管的中心位于所述第一曲线的波峰与所述第二曲线的波谷的连线上。

在某些实施方式中，所述输送管的数量为多段，多段所述输送管等距间隔设置，每段所述输送管的横截面呈圆形、椭圆形、矩形中的一种或多种。

在某些实施方式中，所述输送管的数量为多段，多段所述输送管的横截面的中心的连线定义为中心线，所述辐射面包括两个子辐射面，所述中心线平行设置在所述两个子辐射面之间，所述中心线到所述两个子辐射面的距离相同。

在某些实施方式中，所述本体的数量为单个；或

所述本体的数量为多个，多个所述本体间隔设置。

在某些实施方式中，所述输送管的数量为多段，在所述辐射换热器的横截面中，多段所述输送管呈至少两行和两列的矩阵排列。

本发明实施方式的空调器，包括：

上述任一实施方式所述的辐射换热器；和

压缩机，所述压缩机与所述输送管连接。

在某些实施方式中，所述空调器还包括风机，所述风机用于建立气流以驱动空气在所述辐射面流动。

本发明实施方式提供的辐射换热器和空调器中，输送管用于传输冷媒，冷媒可在辐射换热器内发生相变而释放或吸收热量，不需要通过将冷媒与额外的载冷剂换热后再由载冷剂与空气进行热交换，辐射换热器的换热效率较高。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的空调器的功能元件示意图；

图2是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图；

图3是本发明实施方式的空调器的功能元件示意图；

图4是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图；

图5是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图；

图6是本发明实施方式的辐射换热器的立体示意图；

图7是本发明实施方式的辐射换热器的立体示意图；

图8是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图；

图9是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图；

图10是本发明实施方式的辐射换热器的截面示意图。

主要元件符号说明：

空调器100、辐射换热器10、本体12、辐射面121、波峰1212、波谷1214、子辐射面1216、中部122、侧部123、侧板124、收容空间125、结合部126、输送管14、入口142、传热部16、传热肋筋162、压缩机20、换向阀30、室外换热器40、节流部件50、风机60、墙壁200。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1和图2，本发明实施方式的空调器100包括辐射换热器10和压缩机20。压缩机20与辐射换热器10连接。具体地，辐射换热器10可以设置在室内，压缩机20可以设置在室内或者室外，压缩机20与辐射换热器10的输送管14连接。

另外，空调器100还可包括换向阀30、室外换热器40和节流部件50。

节流部件50连接在辐射换热器10和室外换热器40之间。压缩机20包括流入口和流出口，压缩机20接收从流入口流入的冷媒，并将冷媒压缩成高温高压的气态后由流出口排出。在辐射换热器10需要制热时，调节换向阀30使得压缩机20的流出口与辐射换热器10连接，压缩机20的流入口与室外换热器40连接；在辐射换热器10需要制冷时，调节换向阀30使得压缩机20的流入口与辐射换热器10连接，压缩机20的流出口与辐射换热器10连接。

请结合图2，本发明实施方式的辐射换热器10包括本体12、输送管14和传热部16。本体12的外表面形成辐射面121。输送管14设置在本体12内，输送管14用于传输冷媒。传热部16设置在本体12和输送管14之间，传热部16用于在输送管14与辐射面121之间进行热传递。

上述的辐射换热器10中，输送管14用于传输冷媒，冷媒可在辐射换热器10内发生相变而释放或吸收热量，不需要通过将冷媒与额外的载冷剂换热后再由载冷剂与空气进行热交换，辐射换热器10的换热效率较高。

进一步地，由于本发明实施方式的辐射换热器10不需要使用载冷剂，因此空调器100中不需要设置载冷剂的流路，且不需要设置用于驱动载冷剂的泵等驱动装置，简化了空调器100的结构。

具体地，以辐射换热器10的制热过程为例，当冷媒的温度较本体12的温度高时，冷媒的热量通过输送管14和传热部16传递到本体12上，且进一步传递到本体12的辐射面121上，辐射面121的温度升高。可以理解，任何物体都具有不断地辐射、吸收和反射电磁波的本领，且物体在辐射电磁波时温度下降，吸收电磁波时温度升高。当物体的温度高于周围物体的温度时，该高温物体辐射出去的电磁波的能量大于吸收的电磁波的能量，该高温物体的温度逐渐降低，类似的，周围的低温物体辐射出去的电磁波的能量小于吸收的电磁波的能量，该低温物体的温度逐渐升高。也就是说，当辐射面121的温度高于室内温度时，室内空气在辐射面121辐射的电磁波的作用下，温度会逐渐升高。同理，当辐射面121的温度低于室内温度时，辐射面121在室内空气的电磁波的作用下，温度会逐渐降低。另外，由于辐射面121与室内空气直接接触，辐射面121与室内空气也可通过热传递的方式相互传热。

为了使冷媒与辐射面121更好地换热，本体12、输送管14和传热部16均可采用导热系数较高的金属材料制成，例如铜、铝等金属。输送管14的数量可以是一个或者多个，输送管14可以在本体12内盘绕，每一个输送管14均形成有入口142和出口(图未示)，冷媒从入口142流入输送管14，冷媒从出口流出输送管14。

请参阅图3，在某些实施方式中，空调器100还包括风机60，风机60用于建立气流以驱动空气在辐射面121流动。

风机60能够加快在辐射面121的空气的流速，以加快空气与辐射面121的传热速度。具体地，风机60可以设置在辐射换热器10的上游或者设置在辐射换热器10的下游，风机60的种类可以是轴流风机、贯流风机、离心风机等，具体可依据辐射换热器10的具体形状选择。

请参阅图4，在实际使用中，辐射换热器10可以安装在墙壁200上，或者说辐射换热器10可以倚靠在墙壁200上以便于布置辐射换热器10，合理利用室内空间。在某些实施方式中，本体12的数量为单个，单个本体12固定安装在墙壁200上或者倚靠在墙壁200上。

请参阅图4和图5，在另一些实施方式中，本体12的数量为多个，多个本体12间隔设置。如此，辐射面121的面积较大以提高辐射面121向外辐射的电磁波的量或吸收的电磁波的量，且空气可从本体12之间的间隔穿过以与辐射面121进行换热。多个本体12可与墙壁200层叠设置，多个本体12的形状、尺寸可以是一样或者不一样。此时入口142设置在其中一个本体12上，输送管14在该本体12内盘绕后再伸出该本体12以进入下一个本体12，直至输送管14从最后一个本体12内伸出后再接入空调器100的冷媒流路中。

进一步地，入口142设置在最远离墙壁200的本体12以外的其他本体12上。

可以理解，在辐射换热器10制热时，入口142与压缩机20的流出口连通，此时流入入口142的冷媒处于高温高压的状态，且在入口142位置的冷媒的温度比在输送管14其余位置的冷媒的温度都要高，例如入口142位置的冷媒的温度可达到70至120摄氏度，也就使得靠近入口142附近的辐射面121的温度较其余位置的辐射面121的温度高，且可能达到烫伤用户的程度。将入口142设置在最远离墙壁200的本体12以外的其他本体12上，当冷媒被输送到最远离墙壁200的本体12上时，冷媒的温度已经相对较低，对应的辐射面121的温度也较低，减少用户被烫伤的机率。

同理，在辐射换热器10制冷时，入口142位置的冷媒温度较底，导致与入口142位置靠近的辐射面121的温度也较低，当用户触碰到靠近入口142的辐射面121时，用户可能会瞬间接受到较强的冷刺激，用户体验不佳。入口142设置在最远离墙壁200的本体12以外的其他本体12上，用户不易触碰到接近入口142的辐射面121，不易受到强冷刺激。

具体地，请再参阅图4，在某些实施方式中，本体12的数量为两个，入口142设置在最靠近墙壁200的本体12上。如此，减少用户被烫伤的机率。

请再参阅图5，在某些实施方式中，本体12的数量为至少三个，入口142设置在除最靠近墙壁200的本体12及最远离墙壁200的本体12以外的其他本体12上。也就是说，当本体12的数量为至少三个时，入口142既不设置在最远离墙壁200的本体12上，也不设置在最靠近墙壁200的本体12上，或者说入口142设置在中间的本体12上。如此，靠近墙壁200的本体12的温度不会过高，在能减少用户被烫伤的机率的同时，还能避免因入口142靠墙壁200过近而带来的高温对墙壁200造成的变形、变色、掉漆等损害。同理，入口142设置在中间的本体12上，使得在辐射换热器10制冷时墙壁200的温度不会过低，避免墙壁200因受到低温作用而产生太大的收缩，提高墙壁200的使用寿命。

具体地，本体12的数量可以是三个、四个、五个或者更多，可以合理地布置多个本体12内的输送管14，以使得冷媒从入口142流入输送管14后，先在中间本体12内流通，冷媒从中间本体12流出后再沿接近墙壁200的方向依次流入靠近墙壁200的本体12，最后再将冷媒从最靠近墙壁200的本体12内引入最远离墙壁200的本体12内。可以进一步降低最外层本体12的温度，避免用户被烫伤。

进一步地，在某些实施方式中，入口142设置在本体12的中间位置。

具体地，如图6所示，在一个例子中，本体12包括中部122和位于中部122两侧的两个侧部123，侧部123均位于辐射换热器10的边缘位置，将入口142设置在本体12的中间位置，也就是说设置在中部122时，入口142处的高温冷媒对侧部123的影响较小，有效地降低侧部123的温度。而由于用户更容易碰触到辐射换热器10的边缘，或者更容易碰触到侧部123，因此，降低侧部123的温度有利于进一步避免用户被烫伤。

如图7所示，在另一个例子中，本体12包括与墙壁200平行的侧板124，入口142设置在侧板124的中心位置。此时输送管14可以在本体12内从侧板124的中心逐渐向四周盘绕，以使得越靠近本体12的边缘的位置，本体12的温度更低，避免用户被烫伤。进一步地，由于多个本体12层叠设置，也就是说设置有入口142的侧板124不会直接暴露在辐射换热器10的任何一个外表面上，用户不易触碰到该侧板124，避免用户被烫伤。

请再参阅图2，在某些实施方式中，本体12呈环形，本体12围成收容空间125，输送管14和传热部16设置在收容空间125内。

在如图2所示的辐射换热器10的截面图中，本体12的形状可以是跑道形，本体12可以由两个开口相对的结合件126组成，结合件126可以通过卡合、胶合等方式连接，以便于拆装本体12并对传热部16和输送管14进行检修。

具体地，在某些实施方式中，传热部16包括多个传热肋筋162，传热肋筋162的一端连接输送管14的外壁，另一端连接本体12的内表面。如此，传热肋筋162能将冷媒的热量从输送管14内传递到辐射面121上。传热肋筋162的一端可以固定在结合件126的内表面上(例如焊接)，当两个结合件126相互连接时，传热肋筋162的另一端抵持在输送管14的外壁。

请参阅图8，在某些实施方式中，在辐射换热器10的横截面中，辐射面121的横截面包括相对的第一曲线S1和第二曲线S2。第一曲线S1包括波峰1212和波谷1214，第二曲线S2包括波峰1212和波谷1214。第一曲线S1的波峰1212与第二曲线S2的波谷1214相对，第一曲线S1的波谷1214与第二曲线S2的波峰1212相对。

如此，辐射面121呈曲面状，辐射面121的面积较大，在相同温度下辐射面121向外发射的电磁波的量较多，周围的物体升温较快。或者辐射面121吸收的外界的电磁波的量较多，周围的物体降温较快。

具体地，输送管14的中心位于第一曲线S1的波峰1212与第二曲线S2的波谷1214的连线上。也就是说，每一个第一曲线S1的波峰1212和第二曲线S2的波谷1214之间容纳有一个输送管14，输送管14的管径可以设置得较大，增加输送的冷媒的量以增强辐射换热器10的换热能力。

此时本体12和传热部16可以是通过注塑、吹塑等工艺一体成型的，而本体12和传热部16内形成的腔体则可作为输送管14。当然，本体12也可以是通过前述的两个结合件126结合的方式形成，传热部16也可以是由前述的传热肋筋162组成。

在某些实施方式中，输送管14的数量为多段，多段输送管14等距间隔设置，每段输送管14的横截面呈圆形、椭圆形、矩形中的一种或多种。

具体地，输送管14盘绕在本体12内，一个输送管14由多段输送管14组成，多段输送管14等距间隔设置，避免在本体12的某些位置的输送管段过于密集或者过于稀疏，提高本体12整体的换热效率。多段输送管14的横截面可以是一样的，也可以是不一样的。例如多段输送管14可以同时包括横截面是圆形、椭圆形的输送管14和矩形的输送管14，以适应不同位置的本体12的形状；或者多段输送管14可以全是横截面为圆形的输送管14，以更便于输送管14的批量生产。进一步地，不同的本体12内的输送管14的横截面的形状也可以是一样的，或者是不一样的。

请参阅图2和图9，在某些实施方式中，输送管14的数量为多段，多段输送管14的横截面的中心的连线定义为中心线C1，辐射面121包括两个子辐射面1216，中心线C1平行设置在两个子辐射面1216之间，中心线C1到两个子辐射面1216的距离相同。

也就是说，输送管14到两个子辐射面1216的距离相等，热量在输送管14和子辐射面1216之间传递的难易程度相等，避免两个子辐射面1216的温度相差太多而使得本体12某一侧的换热效果不佳。具体地，中心线C1可以是曲线或者直线，可以是多段相交的直线，以适应不同的墙壁200，例如中心线C1可以由两段以一定角度相交的线段组成，以便于辐射换热器10设置在两扇墙壁200相交的位置；对于半圆形的墙壁200，则可以选择中心线C1为半圆形的辐射换热器10。

请参阅图10，在某些实施方式中，输送管14的数量为多段，在辐射换热器10的横截面中，多段输送管14呈至少两行和两列的矩阵排列。

可以理解，在一个本体12内的多段输送管14至少排列成两行或两列，增加了输送管14在本体12内盘绕的总长度，有利于冷媒的热量充分传递到辐射面121上，或者冷媒更充分地吸收辐射面121上的热，辐射换热器10的换热能力得以提高。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种辐射换热器，其特征在于，包括：

本体，所述本体的外表面形成辐射面；

设置在所述本体内的输送管，所述输送管用于传输冷媒；和

设置在所述本体和所述输送管之间的传热部，所述传热部用于在所述输送管与所述辐射面之间进行热传递。

2.根据权利要求1所述的辐射换热器，其特征在于，所述本体呈环形，所述本体围成收容空间，所述输送管和所述传热部设置在所述收容空间内。

3.根据权利要求2所述的辐射换热器，其特征在于，所述传热部包括多个传热肋筋，所述传热肋筋的一端连接所述输送管的外壁，另一端连接所述本体的内表面。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的辐射换热器，其特征在于，在所述辐射换热器的横截面中，所述辐射面的横截面包括相对的第一曲线和第二曲线，所述第一曲线包括波峰和波谷，所述第二曲线包括波峰和波谷，所述第一曲线的波峰与所述第二曲线的波谷相对，所述第一曲线的波谷与所述第二曲线的波峰相对。

5.根据权利要求4所述的辐射换热器，其特征在于，所述输送管的中心位于所述第一曲线的波峰与所述第二曲线的波谷的连线上。

6.根据权利要求1所述的辐射换热器，其特征在于，所述输送管的数量为多段，多段所述输送管等距间隔设置，每段所述输送管的横截面呈圆形、椭圆形、矩形中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的辐射换热器，其特征在于，所述输送管的数量为多段，多段所述输送管的横截面的中心的连线定义为中心线，所述辐射面包括两个子辐射面，所述中心线平行设置在所述两个子辐射面之间，所述中心线到所述两个子辐射面的距离相同。

8.根据权利要求1所述辐射换热器，其特征在于，所述本体的数量为单个；或

所述本体的数量为多个，多个所述本体间隔设置。

9.根据权利要求1所述的辐射换热器，其特征在于，所述输送管的数量为多段，在所述辐射换热器的横截面中，多段所述输送管呈至少两行和两列的矩阵排列。

10.一种空调器，其特征在于，包括：

权利要求1-9任意一项所述的辐射换热器；和

压缩机，所述压缩机与所述输送管连接。

11.根据权利要求10所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括风机，所述风机用于建立气流以驱动空气在所述辐射面流动。