CN107906992A - 一种蓄热器和空调器 - Google Patents

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吴俊鸿
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Abstract

本发明提供一种蓄热器和空调器，所述蓄热器(100)包括：壳体(1)；微通道换热器(2)，位于所述壳体(1)内部；且在所述壳体(1)内部还填充设置有蓄热材料。通过本发明相比于现有的管翅式换热器换热面积更大，与蓄热材料的接触面积更大，有效地提高了换热能力，在达到相同蓄热量时，蓄热器体积较小，占用外机压缩机腔的空间较小，从而不会增加管路的设计难度和外机的整体尺寸；相比于现有的铜管配合肋片式换热器，有效地减小了接触热阻，提高了换热能力。

Description

一种蓄热器和空调器
技术领域
本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种蓄热器和空调器。
背景技术
目前热泵空调器在低温工况制热运行时，由于室外机换热器在运行过程中温度较低，会使空气中的水分在换热器上结霜，随着霜层厚度的增加，外机风阻增大、风量衰减，同时换热器热阻增大，换热能力衰减，供热能力衰减严重，严重影响制热舒适性；同时化霜过程中，室内机将从室内吸热，加剧室内温度的降低，严重影响制热舒适性。
热泵空调器为保证较快的化霜时间和较好的制热舒适性，会使用蓄热化霜功能，蓄热化霜功能涉及到蓄热模块，目前常见的蓄热模块为蓄热材料+换热组件结构，专利号为CN203758333U、CN103542754B、CN103542753B、CN103542755B、CN103851943A、CN203489761U、CN 204153884U、CN 204128085U、CN203824394U的专利，蓄热器中的换热组件均采用翅片管式换热器或铜管配合肋片式换热器；而翅片管式换热器在装配过程中翅片容易倒片，影响与蓄热材料的接触面积，换热能力下降；铜管配合肋片式换热器，由于肋片与铜管为非一体化，存在较大的接触热阻，影响铜管与蓄热材料的换热效果。
由于现有技术中的蓄热器中的翅片管式换热器在装配过程中翅片容易倒片，影响与蓄热材料的接触面积，换热能力有限，铜管配合肋片式换热器，由于肋片与铜管为非一体化，存在较大的接触热阻、影响铜管与蓄热材料的换热效果等技术问题，因此本发明研究设计出一种蓄热器和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的蓄热器换热能力有限的缺陷，从而提供一种蓄热器和空调器。
本发明提供一种蓄热器，其包括：
壳体；
微通道换热器，位于所述壳体内部；
且在所述壳体内部还填充设置有蓄热材料。
优选地，
所述微通道换热器位于所述壳体的内部中间位置，所述蓄热材料充满所述微通道换热器的四周。
优选地，
所述壳体包括位于所述微通道换热器一侧的第一壳体、和位于所述微通道换热器另一侧的第二壳体，所述第一壳体和第二壳体共同接合形成内部封闭的壳体空间。
优选地，
所述蓄热器为弧形结构，以与压缩机的机壳外周面相适配，包括：
弧形结构的所述微通道换热器，均为弧形结构的所述第一壳体和所述第二壳体，所述第一壳体位于所述微通道换热器的弧形凹陷内侧、所述第二壳位于所述微通道换热器的弧形凸起外侧，且所述第一壳体的导热系数大于第二壳体的导热系数。
优选地，
所述微通道换热器包括集液管和扁管，且在两根相互集液管之间设置有多个扁管，使得所述集液管与多个所述扁管内部均连通，且在其中至少一所述集液管上设置有冷媒进管和冷媒出管。
优选地，
所述扁管包括与所述集液管插接配合的平面，所述集液管上设置有能容纳所述平面插入的容纳孔，所述扁管内部设置有沿所述扁管长度方向延伸的内部通道、所述内部通道延伸至所述平面，使得当所述扁管的平面插入所述集液管的容纳孔中时，所述内部通道能与所述集液管内部相通。
优选地，
所述平面为矩形平面，包括宽度边和厚度边，且所述宽度边比所述厚度边长；且所述扁管插入所述集液管的方向包括：
垂直插入，所述扁管以其所述宽度边与所述集液管的轴线相垂直地插入所述集液管；
平行插入，所述扁管以其所述宽度边与所述集液管的轴线相平行地插入所述集液管。
优选地，
所述内部通道有多个，且沿所述宽度边方向进行排布。
优选地，
所述微通道换热器为两个以上；和/或，所述微通道换热器上还设置有翅片。
本发明还提供一种空调器，其包括冷媒循环管路和前述的蓄热器，所述冷媒循环管路与所述微通道换热器相连通。
优选地，
还包括压缩机，所述蓄热器设置在所述压缩机的机壳的外周。
本发明提供的一种蓄热器和空调器具有如下有益效果：
1.本发明的蓄热器和空调器，通过采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，相比于现有的管翅式换热器换热面积更大，与蓄热材料的接触面积更大，有效地提高了换热能力，在达到相同蓄热量时，蓄热器体积较小，占用外机压缩机腔的空间较小，从而不会增加管路的设计难度和外机的整体尺寸；
2.本发明的蓄热器和空调器，采用微通道换热器和蓄热材料组成，由于微通道换热器扁管的强度大于翅片的强度，不容易变形；即使出现稍微变形，但不影响与蓄热材料的接触面积，因此加工组装更方便，更容易实现自动化；
3.本发明的蓄热器和空调器，通过采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，相比于现有的铜管配合肋片式换热器，有效地减小了接触热阻，提高了换热能力，且蓄热器采有弧形结构能够紧密的贴合在压缩机缸体外侧，充分吸收压缩机缸体释放的废热，为化霜过程提供充足的能量，保证低温工况制热舒适性。
附图说明
图1是本发明的蓄热器的装配结构结构示意图；
图2是本发明的蓄热器的实施例1的整体结构示意图；
图3是本发明的蓄热器的实施例1的爆炸结构示意图；
图4是本发明的蓄热器的实施例2的爆炸结构示意图；
图5是本发明的蓄热器的实施例3的爆炸结构示意图；
图6是本发明的蓄热器的微通道换热器中扁管的结构示意图。
图中附图标记表示为：
100、蓄热器；1、壳体；11、第一壳体；12、第二壳体；2、微通道换热器；21、集液管；21a、冷媒进管；21b、冷媒出管；22、扁管；221、平面；221a、宽度边；221b、厚度边；222、内部通道；3、压缩机。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明提供一种蓄热器100，其包括：
壳体1；
微通道换热器2，位于所述壳体1内部；
且在所述壳体1内部还填充设置有蓄热材料。
通过采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，蓄热器采用微通道换热器和蓄热材料共同组成，中间为微通道换热器，两侧为填充的蓄热材料；相比于现有的管翅式换热器换热面积更大，与蓄热材料的接触面积更大，有效地提高了换热能力，在达到相同蓄热量时，蓄热器体积较小，占用外机压缩机腔的空间较小，从而不会增加管路的设计难度和外机的整体尺寸；
采用微通道换热器和蓄热材料组成，由于微通道换热器扁管的强度大于翅片的强度，不容易变形；即使出现稍微变形，但不影响与蓄热材料的接触面积，因此加工组装更方便，更容易实现自动化；
通过采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，相比于现有的铜管配合肋片式换热器，有效地减小了接触热阻，提高了换热能力，且蓄热器采有弧形结构能够紧密的贴合在压缩机缸体外侧，充分吸收压缩机缸体释放的废热，为化霜过程提供充足的能量，保证低温工况制热舒适性。
优选地，
所述微通道换热器2位于所述壳体1的内部中间位置，所述蓄热材料充满所述微通道换热器2的四周。这是本发明的微通道换热器的微通道换热器和蓄热材料的优选布置形式，这样能够使得微通道换热器与蓄热材料之间接触面积最大化，最大程度地提高微通道换热器与蓄热材料之间的换热能力，使得蓄热器的蓄热量得到提高。
如图3-5所示，优选地，
所述壳体1包括位于所述微通道换热器2一侧的第一壳体11、和位于所述微通道换热器2另一侧的第二壳体12，所述第一壳体11和第二壳体12共同接合形成内部封闭的壳体空间。这是本发明的壳体的优选结构形式，通过两部分壳体能够拼接成封闭的壳体空间、以提供蓄热材料和微通道换热器之间的换热空间。
优选地，
所述蓄热器为弧形结构，以与压缩机的机壳外周面相适配，包括：
弧形结构的所述微通道换热器2，均为弧形结构的所述第一壳体11和所述第二壳体12，所述第一壳体11位于所述微通道换热器2的弧形凹陷内侧、所述第二壳体12位于所述微通道换热器2的弧形凸起外侧，且所述第一壳体11的导热系数大于第二壳体12的导热系数。
这是本发明的蓄热器的微通道换热器的进一步的结构形式，通过将其设置为弧形的结构，能够匹配压缩机缸体的形状，，在装配过程中使其能够尽量贴合，使之与压缩机之间的换热面积得到充分的增大，提高与压缩机之间的换热能力，减少蓄热器和压缩机缸体的导热热阻。
蓄热器装配位置如图1所示，该蓄热器包裹在压缩机缸体上。制热开机时，蓄热器基本没有储存热量，压缩机缸体释放出来的废热通蓄热器内侧壳体传导给温度较低的蓄热材料，同时微通道换热器内流过的冷媒通过扁管也将热量传导给蓄热材料；通过吸收压缩机缸体的热量和冷媒的热量，蓄热材料通过形态变化(固态到液态等)将热量储存起来；
在一般化霜过程中，由于化霜水不断带走外机换热器的热量，会导致化霜能力逐渐衰弱，化霜速度逐渐减慢，同时化霜过程中需要从室内吸取热量来进行化霜，因此也会导致室内温度大幅度降低，严重影响制热舒适性；采用蓄热化霜，蓄热器存储的热量可以用来提供化霜所需的热量，化霜速度加快，减小化霜过程中室内热量损失，提高热舒适性；
由于蓄热器需要吸收压缩机缸体的废热，因此蓄热器内侧壳体需要采用导热系数比较大的材料，以提高导热效率；蓄热器储存的热量主要用于提供化霜能力，化霜过重压缩机腔体温度会降低，为避免能量的浪费，蓄热器外侧、上下左右壳体需要采用导热性不好的材料或者绝热材料、或者做好其隔热保护措施；从而在提高蓄热器与压缩机之间换热能力的同时、还能减少热量的浪费。
该蓄热器采用弧形结构设计，紧密包裹在压缩机缸体上，充分吸收压缩机缸体释放的废热，为化霜过程提供充足的能量，保证低温工况制热舒适性；微通道内流过冷媒，该冷媒可以直接来自压缩机排气，也可以来自排气的旁通支路。
优选地，
所述微通道换热器2包括集液管21和扁管22，且在两根相互平行的集液管21之间设置有多个相互平行的扁管22，使得所述集液管21与多个所述扁管22内部均连通，且在其中至少一所述集液管21上设置有冷媒进管21a和冷媒出管21b。
这是本发明的微通道换热器的优选具体结构形式，通过集液管能够从外部获取流体进入，再进一步流入多根扁管中，从而增大与蓄热材料之间的换热面积，从而增大换热能力。
具体地，实施例1，如图3所示，微通道换热器为一个，冷媒进管21a和冷媒出管21b均位于一个集液管21上；
实施例2，如图4所示，微通道换热器为一个，冷媒进管21a和冷媒出管21b分别位于两个不同的集液管21上；
实施例3，如图5所示，微通道换热器为两个，每个微通道换热器中，冷媒进管21a和冷媒出管21b分别位于两个不同的集液管21上。
优选地，
所述扁管22包括与所述集液管21插接配合的平面221，所述集液管21上设置有能容纳所述平面插入的容纳孔，所述扁管22内部设置有沿所述扁管22长度方向延伸的内部通道222、所述内部通道222延伸至所述平面221，使得当所述扁管22的平面插入所述集液管21的容纳孔中时，所述内部通道222能与所述集液管21内部相通。
如图3-5,6所示，这是本发明的集液管和扁管之间的具体结构形式，通过容纳孔能够容纳扁管插入，从而通过扁管的平面、使得扁管内部的内部通道与集液管内部形成连通，从而使得流体能够从集液管进入扁管中、以及从扁管回到集液管中，以完成通过流体流动进行换热的过程。
如图6所示，优选地，
所述平面221为矩形平面，包括宽度边221a和厚度边221b，且所述宽度边221a比所述厚度边221b长；且所述扁管22插入所述集液管21的方向包括：
垂直插入，所述扁管22以其所述宽度边221a与所述集液管21的轴线相垂直地插入所述集液管21；
平行插入，所述扁管22以其所述宽度边221a与所述集液管21的轴线相平行地插入所述集液管21。
这是本发明的扁管与集液管之间的优选插接形式，无论是通过垂直插入的形式，还是平行插入的形式，都能使得扁管内部的内部通道中的流体与集液管的内部形成连通，从而完成换热的过程，如图3-5所示，本发明优选是采用垂直插入的形式将扁管插入集液管中。
优选地，
所述内部通道222有多个，且沿所述宽度边221a方向进行排布。
通过将内部通道设置为多个，能够增大通道数量，从而增大换热面积，提高微通道换热器的换热能力。
蓄热器内部结构如图3、4、5所示，蓄热器外侧壳体、蓄热材料、微通道换热器、内侧壳体，微通道换热器位于蓄热器中间位置，四周充满蓄热材料。该微通道换热器可以有翅片也可以没有翅片，扁管与集流管可以为平行插入设计也可以为垂直插入设计；微通道换热器扁管为多孔结构，冷媒在流过扁管时，增大冷媒与换热扁管的接触面积，提高换热效率。
优选地，
所述微通道换热器2为两个以上(如图5)；和/或，所述微通道换热器2上还设置有翅片。通设置两个以上的微通道换热器可以增加蓄热器的换热面积，提高换热能力，通过增设翅片能够进一步提高换热能力，增强换热效果。
该蓄热器的微通道换热器可以有翅片也可以没有翅片，扁管与集流管可以为平行插入也可以为垂直插入。由于微通道换热器扁管的强度大于翅片的强度，不容易变形；即使出现稍微变形，但不影响与蓄热材料的接触面积，因此加工组装更方便，更容易实现自动化。
本发明还提供一种空调器，其包括冷媒循环管路和前述的蓄热器，所述冷媒循环管路与所述微通道换热器2相连通。通过包括前述的蓄热器，由于采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，蓄热器采用微通道换热器和蓄热材料共同组成，中间为微通道换热器，两侧为填充的蓄热材料；相比于现有的管翅式换热器换热面积更大，与蓄热材料的接触面积更大，有效地提高了换热能力，在达到相同蓄热量时，蓄热器体积较小，占用外机压缩机腔的空间较小，从而不会增加管路的设计难度和外机的整体尺寸；
采用微通道换热器和蓄热材料组成，由于微通道换热器扁管的强度大于翅片的强度，不容易变形；即使出现稍微变形，但不影响与蓄热材料的接触面积，因此加工组装更方便，更容易实现自动化；
通过采用微通道换热器和蓄热材料相组合形成的蓄热器，相比于现有的铜管配合肋片式换热器，有效地减小了接触热阻，提高了换热能力，且蓄热器采有弧形结构能够紧密的贴合在压缩机缸体外侧，充分吸收压缩机缸体释放的废热，为化霜过程提供充足的能量，保证低温工况制热舒适性。
优选地，
还包括压缩机3，所述蓄热器100设置在所述压缩机3的机壳的外周。优选为贴合设置。该蓄热器采用弧形结构设计，紧密包裹在压缩机缸体上，充分吸收压缩机缸体释放的废热，为化霜过程提供充足的能量，保证低温工况制热舒适性；微通道内流过冷媒，该冷媒可以直接来自压缩机排气，也可以来自排气的旁通支路。
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 (11)

1.一种蓄热器(100)，其特征在于：包括：
壳体(1)；
微通道换热器(2)，位于所述壳体(1)内部；
且在所述壳体(1)内部还填充设置有蓄热材料。
2.根据权利要求1所述的蓄热器，其特征在于：
所述微通道换热器(2)位于所述壳体(1)的内部中间位置，所述蓄热材料充满所述微通道换热器(2)的四周。
3.根据权利要求1所述的蓄热器，其特征在于：
所述壳体(1)包括位于所述微通道换热器(2)一侧的第一壳体(11)、和位于所述微通道换热器(2)另一侧的第二壳体(12)，所述第一壳体(11)和第二壳体(12)共同接合形成内部封闭的壳体空间。
4.根据权利要求3所述的蓄热器，其特征在于：
所述蓄热器为弧形结构，以与压缩机的机壳外周面相适配，包括：
弧形结构的所述微通道换热器(2)，均为弧形结构的所述第一壳体(11)和所述第二壳体(12)，所述第一壳体(11)位于所述微通道换热器(2)的弧形凹陷内侧、所述第二壳体(12)位于所述微通道换热器(2)的弧形凸起外侧，且所述第一壳体(11)的导热系数大于第二壳体(12)的导热系数。
5.根据权利要求1所述的蓄热器，其特征在于：
所述微通道换热器(2)包括集液管(21)和扁管(22)，且在两根相互集液管(21)之间设置有多个扁管(22)，使得所述集液管(21)与多个所述扁管(22)内部均连通，且在其中至少一所述集液管(21)上设置有冷媒进管(21a)和冷媒出管(21b)。
6.根据权利要求5所述的蓄热器，其特征在于：
所述扁管(22)包括与所述集液管(21)插接配合的平面(221)，所述集液管(21)上设置有能容纳所述平面插入的容纳孔，所述扁管(22)内部设置有沿所述扁管(22)长度方向延伸的内部通道(222)、所述内部通道(222)延伸至所述平面(221)，使得当所述扁管(22)的平面插入所述集液管(21)的容纳孔中时，所述内部通道(222)能与所述集液管(21)内部相通。
7.根据权利要求6所述的蓄热器，其特征在于：
所述平面(221)为矩形平面，包括宽度边(221a)和厚度边(221b)，且所述宽度边(221a)比所述厚度边(221b)长；且所述扁管(22)插入所述集液管(21)的方向包括：
垂直插入，所述扁管(22)以其所述宽度边(221a)与所述集液管(21)的轴线相垂直地插入所述集液管(21)；
平行插入，所述扁管(22)以其所述宽度边(221a)与所述集液管(21)的轴线相平行地插入所述集液管(21)。
8.根据权利要求6所述的蓄热器，其特征在于：
所述内部通道(222)有多个，且沿所述宽度边(221a)方向进行排布。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的蓄热器，其特征在于：
所述微通道换热器(2)为两个以上；和/或，所述微通道换热器(2)上还设置有翅片。
10.一种空调器，其特征在于：包括冷媒循环管路和权利要求1-9中任一项所述的蓄热器，所述冷媒循环管路与所述微通道换热器(2)相连通。
11.根据权利要求10所述的空调器，其特征在于：还包括压缩机(3)，所述蓄热器(100)设置在所述压缩机(3)的机壳的外周。
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