CN107860255A - 蓄热装置和空调器 - Google Patents

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彭光前
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Abstract

本发明提供一种蓄热装置和空调器。该蓄热装置包括主体模块(1)和加热器(2)，主体模块(1)包括相变蓄热材料(3)，加热器(2)用于对相变蓄热材料(3)进行加热。根据本发明的蓄热装置，蓄热能力强，热量利用率高，耗能小。

Description

蓄热装置和空调器
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种蓄热装置和空调器。
背景技术
目前，空调室外机具有蓄热除霜的功能，该功能的具体实现方式为，蓄热器通过蓄积压缩机的热量，供给室外机冷凝器，在冷凝器结霜时利用蓄热器蓄积的热量除去霜层。
现有技术中提供了一种蓄热器结构，需与压缩机缸体相匹配，蓄热件由铝块形成并埋设有电加热器，需要热量供给时，优先使用存储的压缩机缸体的热量进行供给，即使在除霜所需的热量不足时，也能够将来自电加热器的热补充至蓄热件。
该专利中的蓄热器主体结构是压铸铝，能够存蓄的压缩机缸体的热量十分有限，主要依靠电加热模块将热量传送到铝块上，再由铝块导热至管路冷媒中，其热量传输过程主要依靠即时电加热开启进行供给，所需电加热功率较大，蓄热能力十分有限，电加热热量利用率较低，耗能较高。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种蓄热装置和空调器，蓄热能力强，热量利用率高，耗能小。
为了解决上述问题，本发明提供一种蓄热装置，包括主体模块和加热器，主体模块包括相变蓄热材料，加热器用于对相变蓄热材料进行加热。
优选地，主体模块包括壳体和设置在壳体内的泡沫金属，相变蓄热材料填充在泡沫金属内。
优选地，加热器包括插设于主体模块内的加热管。
优选地，多个加热管均匀间隔设置在主体模块内。
优选地，壳体包括设置于泡沫金属外的保温层。
优选地，壳体还包括导热层，保温层包覆在导热层外，导热层包设在相变蓄热材料外侧。
优选地，相变蓄热材料为石蜡；和/或，泡沫金属为泡沫铝或泡沫铜。
优选地，相变蓄热材料内掺混有导热材料。
优选地，主体模块内还穿设有换热管。
优选地，换热管呈连续的S形。
根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括蓄热装置，该蓄热装置为上述的蓄热装置。
优选地，蓄热装置包括换热管时，空调器还包括室外换热器和室内换热器，换热管与室外换热器和室内换热器之间的冷媒管并联。
本发明提供的蓄热装置，包括主体模块和加热器，主体模块包括相变蓄热材料，加热器用于对相变蓄热材料进行加热。由于蓄热装置采用了相变蓄热材料，因此可以利用相变蓄热材料蓄热密度高，能够通过相变在恒温下放出大量热量，蓄热量大，蓄热能力强的特点，有效快速吸收加热器的加热能量并蓄积在主体模块内，并在需要时释放蓄积的热量，吸热速度和放热速度快，可以在平时蓄积加热器的加热量，热量散失少，热量利用率高，因此在蓄积相同热量的情况下，相对于压铸铝等可以减少加热器的加热量，降低能源损耗，提高空调系统的运行能效，提高空调的除霜效率。
附图说明
图1是本发明实施例的蓄热装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的蓄热装置的主体模块的分解结构示意图；
图3是本发明实施例的蓄热装置的分解结构示意图。
附图标记表示为：
1、主体模块；2、加热器；3、相变蓄热材料；4、泡沫金属；5、壳体；6、换热管；7、盒体；8、盒盖。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，蓄热装置包括主体模块1和加热器2，主体模块1包括相变蓄热材料3，加热器2用于对相变蓄热材料3进行加热。
由于蓄热装置采用了相变蓄热材料3，因此可以利用相变蓄热材料3蓄热密度高，能够通过相变在恒温下放出大量热量，蓄热量大，蓄热能力强的特点，有效快速吸收加热器的加热能量并蓄积在主体模块内，并在需要时释放蓄积的热量，吸热速度和放热速度快，可以在平时蓄积加热器的加热量，热量散失少，热量利用率高，因此在蓄积相同热量的情况下，相对于压铸铝等可以减少加热器的加热量，降低能源损耗，提高空调系统的运行能效，提高空调的除霜效率。
由于相变蓄热材料可以累积加热量，因此能够采用小功率的加热器进行持续加热，可以采用较小功率的加热器实现较大的蓄热量。
优选地，主体模块1包括壳体5和设置在壳体5内的泡沫金属4，相变蓄热材料3填充在泡沫金属4内。填充蓄热材料的主体模块1的壳体5包括盒体7和盒盖8。盒体7和盒盖8可以为塑料，也可以为铜、铝、铁等金属材料。
由于泡沫金属为多孔介质结构，且金属的导热性能较好，因此，将相变蓄热材料3填充在泡沫金属4内，不仅可以保证泡沫金属4与相变蓄热材料3的接触更加充分，增大相变蓄热材料3的换热效率，也可以从整体上在保证热量供应的同时减小蓄热装置的尺寸，实现蓄热装置的小型化。由于金属具有良好的热传导性能，因此在进行热量蓄积或者时释放热量时，能够通过泡沫金属实现更加快速的热量吸收或者热量释放速率，提高热传递效率，提高热量供应和吸收速率，减少热量损失，同时能够使热量在蓄热装置内部分布更加均匀，进一步提高蓄热装置的蓄热量。
优选地，加热器2包括插设于主体模块1内的加热管或加热棒。该加热管例如为电加热管。由于加热管插设于主体模块1内，并直接与相变蓄热材料3以及泡沫金属4进行接触，因此能够使得电加热管所产生的热量直接传递至相变蓄热材料3内蓄积起来，提高了热传递效率，热量吸收更加充分，减少了电加热管加热时的热量损失。
优选地，多个加热管均匀间隔设置在主体模块1内，能够更加有效地保证对相变蓄热材料3的快速均匀加热。
优选地，壳体5包括设置于泡沫金属4外的保温层，保温层可以在加热器2进行加热时将避免热量从蓄热装置内部向外部散失，使得热量始终保持在蓄热装置内部，保证相变蓄热材料3能够充分吸收加热器2所产生的热量，提高热量利用率，减少热量损失。
优选地，壳体5还包括导热层，保温层包覆在导热层外，导热层包设在相变蓄热材料3外侧。保温层包覆在导热层外，导热层包设在相变蓄热材料3外，能够通过导热层提高相变蓄热材料3的热量传输效率，同时通过保温层避免相变蓄热材料的热量发生散失，提高相变蓄热材料内的热量利用效率，提高吸热效率和放热效率。
壳体5可以是塑料及其他保温材料，也可以是铝、铜等金属材料，如果外壳为金属材料，则外部还需要包裹保温棉等保温材料。
蓄热相变材料是指在工作温度范围内能否通过相态变化蓄热和放热的材料，优选石蜡，也可添加其他石墨等其他导热材料进行掺混，其成分及组成比例用于满足其相变工作温度及蓄热量需求，并不局限于某一种。此外，泡沫金属可以为泡沫铝、泡沫铜等金属材料，泡沫金属的孔隙率等结构参数根据具体蓄热量需求而定。
主体模块1内还穿设有换热管6，该换热管6用于形成空调系统的旁通冷媒管。该换热管6穿设在主体模块1内，能够与主体模块1内的相变蓄热材料进行热交换，从而满足冷媒的加热需求。该换热管6直接与相变蓄热材料3进行接触，能够提高冷媒与相变蓄热材料的换热效率。
优选地，换热管6呈连续的S形，能够使换热管6更加充分地与相变蓄热材料3进行接触，进一步提高相变蓄热材料3与冷媒之间的换热效率。
在进行蓄热装置的主体模块1的组装时，可以将换热管6与泡沫金属4固定好后，放入盒体7中，再填充一定量的相变蓄热材料3，盖好盒盖8完成组装。盒体7与盒盖8可通过焊接、卡扣、螺钉等方式固定。加热管或加热棒在主体模块1封装完毕后插入主体模块1中，加热管或加热棒数量及功率根据需要确定。
根据本发明的实施例，空调器包括蓄热装置，该蓄热装置为上述的蓄热装置。
蓄热装置包括换热管6时，空调器还包括室外换热器和室内换热器，换热管6与室外换热器和室内换热器之间的冷媒管并联。
蓄热装置和室外换热器均设置在室外机内，蓄热装置的尺寸结合其在室外机内部摆放位置，并根据总电加热输入功率及相应的换热面积确定，蓄热装置可通过螺钉、卡扣等方式与室外机隔板、底座等结构固定，可水平或竖直放置，具体摆放形式不限。
当空调器系统运行到一定阶段时，在适当时机开启电加热通过蓄热装置储存热量，并在室外换热器结霜时蓄热装置释放热量，以提高室外换热器的化霜速度，并减少室外换热器化霜过程中，对室内侧化霜热量的需求量，只需要较少的室内侧热量，就可以与蓄热装置一同快速实现对室外换热器的化霜，或者无需从室内侧环境进行吸热，通过蓄热装置就可以实现对室外换热器的化霜，从而降低室内换热器对室内侧环境的吸热，减小室内环境的温降，提高用户使用舒适性。此外，该蓄热装置也可以在低温制热等室外环境温度较低的情况下使用，以提高系统整体的制热量。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种蓄热装置，其特征在于，包括主体模块(1)和加热器(2)，所述主体模块(1)包括相变蓄热材料(3)，所述加热器(2)用于对所述相变蓄热材料(3)进行加热。
2.根据权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于，所述主体模块(1)包括壳体(5)和设置在所述壳体(5)内的泡沫金属(4)，所述相变蓄热材料(3)填充在所述泡沫金属(4)内。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热装置，其特征在于，所述加热器(2)包括插设于所述主体模块(1)内的加热管。
4.根据权利要求3所述的蓄热装置，其特征在于，多个所述加热管均匀间隔设置在所述主体模块(1)内。
5.根据权利要求2所述的蓄热装置，其特征在于，所述壳体(5)包括设置于所述泡沫金属(4)外的保温层。
6.根据权利要求5所述的蓄热装置，其特征在于，所述壳体(5)还包括导热层，所述保温层包覆在所述导热层外，所述导热层包设在所述相变蓄热材料(3)外侧。
7.根据权利要求1或2、4至6中任一项所述的蓄热装置，其特征在于，所述相变蓄热材料(3)为石蜡；和/或，所述泡沫金属(4)为泡沫铝或泡沫铜。
8.根据权利要求7所述的蓄热装置，其特征在于，所述相变蓄热材料(3)内掺混有导热材料。
9.根据权利要求1或2、4至6中任一项所述的蓄热装置，其特征在于，所述主体模块(1)内还穿设有换热管(6)。
10.根据权利要求9所述的蓄热装置，其特征在于，所述换热管(6)呈连续的S形。
11.一种空调器，包括蓄热装置，其特征在于，所述蓄热装置为权利要求1至10中任一项所述的蓄热装置。
12.根据权利要求11所述的空调器，其特征在于，所述蓄热装置包括换热管(6)时，所述空调器还包括室外换热器和室内换热器，所述换热管(6)与所述室外换热器和室内换热器之间的冷媒管并联。
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