CN112484549A - 换热器组件、蓄能换热装置及电器 - Google Patents

换热器组件、蓄能换热装置及电器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种换热器组件、一种蓄能换热装置及一种电器,换热器组件包括壳体和换热器,换热器位于壳体内,换热器包括:供第一介质流通的第一流体通道,其设置为至少一排;供第二介质流通的第二流体通道,其设置为至少一排;第一流体通道和第二流体通道在壳体内交错排布,相邻的第一流体通道和第二流体通道之间、以及第一流体通道和第二流体通道与壳体的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料。本方案提供的换热器组件,其第一流体通道及第二流体通道可与蓄能材料更均匀地接触,更利于蓄能材料换热的高效性和均匀性,提升蓄能、放能效率。

Description

换热器组件、蓄能换热装置及电器
技术领域
本发明涉及换热部件领域,具体而言,涉及一种换热器组件、一种蓄能换热装置及一种电器。
背景技术
目前,随着蓄冷蓄热式电器的普及,产品的蓄能效率及蓄冷蓄热过程中的换热能力日益受到用户的关注。现有电器的蓄冷蓄热过程中的换热能力效率低,导致蓄能、放能效率低。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一,本发明的目的在于提供一种换热器组件。
本发明的另一个目的在于提供一种具有上述换热器组件的蓄能换热装置。
本发明的再一个目的在于提供一种具有上述蓄能换热装置的电器。
为实现上述目的,本发明第一方面的实施例提供了一种换热器组件,包括壳体和换热器,所述换热器位于所述壳体内,其中,所述换热器包括:第一流体通道,设置为至少一排,所述第一流体通道配置为供第一介质流通;第二流体通道,设置为至少一排,所述第二流体通道独立于所述第一流体通道且配置为供第二介质流通;所述第一流体通道和所述第二流体通道在所述壳体内交错排布,相邻的所述第一流体通道和所述第二流体通道之间、以及所述第一流体通道和所述第二流体通道与所述壳体的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料。
本发明上述实施例提供的换热器组件,其用于蓄能换热装置,其中,换热器设有至少一排的第一流体通道以及至少一排的第二流体通道,以相应供第一介质和第二介质流通,使得第一介质在流经第一流体通道的过程中以及第二介质在流经第二流体通道的过程中,分别与壳体内的蓄能材料换热,实现蓄能材料与第一介质和/或第二介质换热以进行储能和放能,实现蓄能换热目的,且本结构中通过设置第一流体通道和第二流体通道在壳体内交错排布,相邻的第一流体通道和第二流体通道之间、以及第一流体通道和第二流体通道与壳体的内壁之间分别留有空间,以利用该空间容纳蓄能材料,这样,蓄能材料与第一流体通道及第二流体通道的接触更加均匀,更利于蓄能材料蓄能和放能过程的换热高效性和均匀性,提升蓄能材料的能量利用效率,且本设计也具有结构简单、加工方便,紧凑、体积小巧的优点。
另外,本发明提供的上述实施例中的换热器组件还可以具有如下附加技术特征:
上述技术方案中,所述第一流体通道设置为至少两排,相邻的两排所述第一流体通道之间设置有一排所述第二流体通道;和/或所述第二流体通道设置为至少两排,相邻的两排所述第二流体通道之间设置有一排所述第一流体通道。
在本方案中,设置至少两排第一流体通道,并在相邻的两排第一流体通道之间设置有一排第二流体通道,这样,第二流体通道与两侧的第一流体通道之间可分别填充蓄能材料并与蓄能材料形成三夹二的布局形式,蓄能材料与第一流体通道及第二流体通道的接触更加均匀,更利于蓄能材料换热的高效性和均匀性,提升蓄能放能效率,且本设计也具有结构简单、加工方便,紧凑、体积小巧的优点。
设置至少两排第二流体通道,并在相邻的两排第二流体通道之间设置有一排第一流体通道,这样,第一流体通道与两侧的第二流体通道之间可分别填充蓄能材料并与蓄能材料形成三夹二的布局形式,蓄能材料与第一流体通道及第二流体通道的接触更加均匀,更利于蓄能材料换热的高效性和均匀性,提升蓄能放能效率,且本设计也具有结构简单、加工方便,紧凑、体积小巧的优点。
上述任一技术方案中,所述第一流体通道形成为蛇形换热管,位于相同一排的所述第一流体通道包括多个平行设置的第一直管段以及连接相邻两个所述第一直管段的第一弯管段,相邻的两排所述第一流体通道之间经第一跨管或第一分流器连通;所述第二流体通道形成为蛇形换热管,位于相同一排的所述第二流体通道包括多个平行设置的第二直管段以及连接相邻两个所述第二直管段的第二弯管段,相邻的两排所述第二流体通道之间经第二跨管或第二分流器连通。
在本方案中,将第一流体通道设置成蛇形换热管,并使相邻两排第一流体通道之间经第一跨管或第一分流器连通,将第二流体通道设置成蛇形换热管,并使相邻两排第二流体通道之间经第二跨管或第二分流器连通,这样,实现了多排第一流体通道之间经由第一跨管或第一分流器导通,以及多排第二流体通道之间经由第二跨管或第二分流器导通,且利用第二跨管或第二分流器及第一跨管或第一分流器进行导通的设计具有布管方便、灵活的优点,可更方便也更灵活地满足第一流体通道和第二流体通道在壳体内交错排布的设计需求。
上述任一技术方案中,所述第一直管段具有相对的第一端和第二端,位于所述第一端的所述第一弯管段与其相连接的两个所述第一直管段一体成型,位于所述第二端的所述第一弯管段与其相连接的两个所述第一直管段焊接,且所述第一跨管或第一分流器位于所述第二端;所述第二直管段具有相对的第三端和第四端,位于所述第三端的所述第二弯管段与其相连接的两个所述第二直管段一体成型,位于所述第四端的所述第二弯管段与其相连接的两个所述第二直管段焊接,且所述第二跨管或第二分流器位于所述第四端。
在本方案中,设置第一直管段的第一端一体成型有一第一弯管段,第二端通过焊接连接另一第一弯管段,且第一跨管或第一分流器与该通过焊接连接的第一弯管段位于第一直管段沿轴向的同一侧,这样,进行穿管连接后,可从第一直管段的一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率。
设置第二直管段的第三端一体成型有一第二弯管段,第四端通过焊接连接另一第二弯管段,且第二跨管或第二分流器与该通过焊接连接的第二弯管段位于第二直管段沿轴向的同一侧,这样,进行穿管连接后,可从第二直管段的一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率。
上述任一技术方案中,所述第一直管段与所述第二直管段平行设置。
相应举例地,所述第一直管段的所述第二端与所述第二直管段的所述第四端位于所述第一直管段的轴向的同一侧;或所述第一直管段的所述第二端与所述第二直管段的所述第四端位于所述第一直管段的轴向的相对两侧。
在本方案中,设置第一直管段与第二直管段平行设置,其中,设置第一直管段上通过焊接连接的第一弯管段及第一跨管(或第一分流器)与第二直管段上通过焊接连接的第二弯管段及第二跨管(或第二分流器)位于同一侧,这样,进行穿管连接后,可从第一直管段及第二直管段的同一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率,并且也利于产品结构的紧凑性,利于产品的体积小型化设计。当然,设计第一直管段上通过焊接连接的第一弯管段及第一跨管(或第一分流器)与第二直管段上通过焊接连接的第二弯管段及第二跨管(或第二分流器)位于轴向相对的两侧,同样具有产品结构的紧凑,体积小的优点。
上述任一技术方案中,所述第一直管段与所述第二直管段空间垂直分布。
在本方案中,设置第一直管段与第二直管段空间垂直分布,这样,蓄能材料同时与第一介质及第二介质换热均匀,提高蓄能材料的相变潜热利用率,提升储能放能过程的能量利用效率,从而实现蓄能单元的体积紧凑性。
上述任一技术方案中,多个所述第一直管段中至少有两者的所述第二端构造有适于供所述第一流体通道进液或排液的第一介质进出口;多个所述第二直管段中至少有两者的所述第四端构造有适于供所述第二流体通道进液或排液的第二介质进出口。
上述任一技术方案中,用于构造出所述第一流体通道的换热管的管截面呈圆环形或椭圆环形,或者,用于构造出所述第一流体通道的换热管为扁管;和/或用于构造出所述第二流体通道的换热管的管截面呈圆环形或椭圆环形,或者,用于构造出所述第二流体通道的换热管为扁管。
上述任一技术方案中,至少有一排所述第一流体通道与至少一排所述第二流体通道之间相邻布置,且相邻的所述第一流体通道与所述第二流体通道之间,所述第一直管段与所述第二直管段相对设置或错位设置。
在本方案中,相邻的第一流体通道与第二流体通道之间,第一直管段与第二直管段相对设置,更方便产品的加工和设置。
相邻的第一流体通道与第二流体通道之间,第一直管段与第二直管段错位设置,也即,第一直管段与第二直管段之间的空位相对设置,或第二直管段与第一直管段之间的空位相对设置,蓄能材料与第一介质及第二介质的换热更高效、更充分,提升蓄能换热装置的储能和放能效率以及产品能效。
上述任一技术方案中,所述第一流体通道的至少部分与所述第二流体通道的至少部分之间逆流设置。
在本方案中,设置第一流体通道的至少部分与第二流体通道的至少部分之间逆流设置,即第一介质与第二介质的流向是不同的,可进一步提升换热器的换热效率。具体地,相邻的第一流体通道与第二流体通道之间逆流设置。
上述任一技术方案中,所述换热器还包括翅片,其中,至少一排所述第一流体通道中的每排上分别穿套有所述翅片,和/或至少一排所述第二流体通道中的每排上分别穿套有所述翅片;或至少有一排所述第一流体通道与至少一排所述第二流体通道之间相邻布置,且相邻的所述第一流体通道和所述第二流体通道穿套于同一所述翅片;或所述翅片为整体式翅片,所述换热器的所述第一流体通道及所述第二流体通道穿套于同一所述整体式翅片。
在该技术方案中,通过每排第一流体通道或每排第二流体通道上分别穿套有翅片;或每排第一流体通道与其中一排第二流体通道上共同穿套有翅片;或设计翅片为整体式翅片,多排第一流体通道及多排第一流体通道穿套于该整体式翅片;通过前述方式可以保证换热管的稳定安装及多排结构的相邻的两排之间的配合使用,且可以增大换热器与蓄能材料的换热面积,进一步提升换热效率和换热均匀性。
当然,本方案并不局限于此,本领域技术人员可以理解的是,换热管与翅片的配合安装方式并不局限于此,在实际加工制造过程中,本领域技术人员可以进行适应性调整。
上述任一技术方案中,所述第一流体通道为单流路结构或为多流路结构;和/或所述第二流体通道为单流路结构或为多流路结构。
在该技术方案中,设计第一流体通道和/或第二流体通道为单流路结构或为多流路结构,其中,单流路结构具体有结构简单的优势,在单流路结构即可满足换热效率的情况下,为简化结构,可采用单流路结构;多流路结构具有更好的换热效率,因此在对换热效率要求较高的情况下,可以选择多流路结构。在实际加工制造过程中,本领域技术人员可以根据实际要求及换热器整体结构大小进行选择。
本发明第二方面的实施例提供了一种蓄能换热装置,包括:蓄能材料;上述任一技术方案中所述的换热器组件,所述蓄能材料位于所述换热器组件的壳体内。
本发明上述实施例提供的蓄能换热装置,通过设置有上述任一技术方案中所述的换热器组件,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
另外,本发明提供的上述实施例中的蓄能换热装置还可以具有如下附加技术特征:
上述技术方案中,所述蓄能材料为固液相变材料,其中,液相的所述蓄能材料的液面低于所述壳体的内顶面,固相的所述蓄能材料的顶面高于液相的所述蓄能材料的液面,并低于所述壳体的内顶面或与所述壳体的内顶面平齐。
在该技术方案中,选用固液相变材料作为蓄能材料,可提升蓄能换热装置的蓄能换热能力。其中,液相的蓄能材料的液面低于壳体的内顶面,一方面可利于避免液相的蓄能材料泄漏,另一方面,可提供液相蓄能材料的相变空间,防止爆箱问题;设置固相的蓄能材料的顶面高于液相的蓄能材料的液面,并低于壳体的内顶面或与壳体的内顶面平齐,在有限的空间范围内尽可能放置更多的固相的蓄能材料,以提升蓄能换热装置的蓄能换热能力,并防止爆箱问题。
上述任一技术方案中,所述蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的所述蓄能材料的液面至所述壳体的内底面的竖直距离Hp成反比例关系。
在该技术方案中,考虑到热胀冷缩的原因,基于蓄能材料的膨胀系数,进一步限定蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的蓄能材料的液面至壳体的内底面的竖直距离Hp成反比例关系。其中,膨胀系数α由蓄能材料自身性质决定,液相的蓄能材料的液面至壳体的内底面的竖直距离Hp则反映了液相的蓄能材料的多少。因此,通过上述限定,可在蓄能材料的种类已知的前提下,尽可能在壳体内放置更多的液相的蓄能材料,以提升蓄能换热装置的蓄能换热能力,并避免蓄能材料膨胀导致壳体过多地受力的问题,从而实现兼顾产品的换热性能和使用可靠性。
上述任一技术方案中,所述蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的所述蓄能材料的液面至所述壳体的内底面的垂直距离Hp满足:Hp/λ=[(1-γ)×ΔH+γ×Hw]/(γ+α×γ);其中,λ为取值小于等于1的比例系数;γ为液相的所述蓄能材料的体积量与所述换热器浸泡于所述蓄能材料中的部位的体积量之和的比例;ΔH为所述换热器的顶端至所述壳体的内顶面的竖直距离;Hw为所述壳体的内底面与其内顶面的竖直距离。
在该技术方案中,进一步限定蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的蓄能材料的液面至壳体的内底面的垂直距离Hp满足:Hp/λ=[(1-γ)×ΔH+γ×Hw]/(γ+α×γ)。值得注意的是,上述计算公式中,λ为取值不超过1的比例系数,λ可根据实际情况进行选取;γ为液相的蓄能材料的体积量与换热器浸泡于蓄能材料中的部位的体积量之和的比例,γ由液相的蓄能材料及换热器的设置位置共同决定;ΔH为换热器的顶端至壳体的内顶面的竖直距离,Hw为壳体的内底面与其内顶面的竖直距离,ΔH与Hw由壳体内部的壳体决定。通过上述限定,可以准确计算得出液相的蓄能材料的最大用量,进而在不会影响蓄能换热装置正常工作的前提下选用最多的液相的蓄能材料,以得到最佳的蓄能换热能力,并避免蓄能材料膨胀导致壳体过多地受力的问题,从而实现兼顾产品的换热性能和使用可靠性。
上述任一技术方案中,液相的所述蓄能材料的体积量占液相的所述蓄能材料的体积量与所述换热器浸泡于所述蓄能材料中的部位的体积量之和的比例γ的范围为0.8~0.9。
在该技术方案中,进一步限定液相的蓄能材料的体积量占液相的蓄能材料的体积量与换热器浸泡于蓄能材料中的部位的体积量之和的比例γ在0.8至0.9之间。其中,通过使γ大于等于0.8,可以使得蓄能材料的蓄能能力充足,并确保蓄能材料更好地填充换热器周围的空间,使得蓄能材料与换热器接触更充分,换热更充分和高效,且使得蓄能换热装置的蓄能换热能力更有保障,同时兼顾产品的体积小巧性和紧凑性;使γ小于等于0.9,这样,满足蓄能能力充分性的同时,可保证换热器大致处于固/液蓄能材料的中部位置,蓄能材料换热更均匀,总体来讲,限定γ的范围在0.8至0.9之间,可以使得蓄能材料的蓄能能力与换热器的换热面积及效率更加匹配,在安全范围内获得最佳的蓄能换热能力,综合地提升产品的能效。
上述任一技术方案中,所述λ的不小于0.85。
在该技术方案中,进一步限定比例系数λ大于等于0.85,可保证蓄能换热能力与使用安全的协调。
上述任一技术方案中,所述蓄能材料的膨胀系数α不超过0.1。
在该技术方案中,进一步限定蓄能材料的膨胀系数α小于等于0.1。通过上述限定,可有效控制蓄能材料因热量而产生的体积变化,一方面,在相同热量传递的情况下减小蓄能材料的体积变化,另一方面,在相同体积变化的情况下实现更多热量的传递及积蓄,提升蓄能换热装置的蓄能换热能力。
上述任一技术方案中,所述蓄能材料的相变温度的范围为-5℃~15℃。
在该技术方案中,进一步限定蓄能材料的相变温度的范围为-5℃~15℃。通过上述设限定,合理设置蓄能材料的相变温度,保证蓄能换热装置的蓄能换热能力。
上述任一技术方案中,所述换热器具有翅片,且所述换热器的所述翅片与所述壳体的内底面垂直。
在该技术方案中,进一步限定换热器的翅片与壳体的内底面垂直,合理布置换热器在壳体内部的位置,充分利用蓄能材料相变过程因固液相的密度差而在垂直方向形成的自然对流强化换热效果,提升蓄能换热装置的蓄能换热能力,且这样的设计使得蓄能材料变形过程中与翅片的相互应力更小,从而可避免翅片变形,同时减小蓄能材料的膨胀阻力,提升相变效率和蓄能效率。
上述任一技术方案中,所述壳体包括:外壳;内胆,所述内胆为保温材质部件,所述内胆容置于所述外壳内,且所述内胆合围限定出所述壳体的内壁。
在该技术方案中,壳体包括外壳及内胆,将内胆设置于外壳的内部,外壳为内胆及换热器提供保护;内胆为保温材质部件,避免积蓄于蓄能材料的热量散失,提升蓄能换热装置的蓄能能力。
上述任一技术方案中,所述内胆的部分区域或所述内胆整体设置为具有可压缩性的保温材质部件。
在本方案中,内胆的部分区域或内胆整体设置为具有可压缩性的保温材质部件,可以利用具有可压缩性的该保温材质部件的可压缩性吸收容纳空间内蓄能材料发生相变时由于体积变化对保温材质部件施加的压力,从而提高蓄能装置容纳蓄能材料的体积。
更具体而言,常规蓄能装置要在上部留有一定的空间容纳空气,利用空气的可压缩性吸收蓄能材料相变体积变化产生的压力,本方案利用具有可压缩性的保温材质部件吸收该部分压力,从而可以减少空气的容纳量或不必留有空气,从而可提高蓄能材料的容量,提升蓄能效率,且利用内胆变形以吸收蓄能材料的相变膨胀压力,可以减小箱体组件的内部刚性压应力,从而提升箱体组件的承载能力。
上述任一技术方案中,所述内胆具有周侧壁和底壁,所述底壁位于所述外壳的内底面上,所述周侧壁位于所述外壳的侧壁的内侧,其中,所述周侧壁与所述底壁为一体成型结构。
在该技术方案中,内胆具有周侧壁和底壁,底壁位于外壳的内底面上,周侧壁位于外壳的侧壁的内侧,使得内胆与外壳紧密贴合,保证壳体的可使用体积;周侧壁与底壁为一体成型结构,结构简单,加工方便高效,且可避免缝隙及连接部件的使用,提升壳体的密封性,进而避免热量的散失。
在上述任一技术方案中,所述壳体设有与所述壳体内部连通的充注口,其中,所述壳体的壁上设有观察窗,所述观察窗为透视结构,并适配为显示所述壳体内的所述蓄能材料的液位;和/或所述蓄能换热装置还包括提醒元件及液位检测元件,所述液位检测元件与所述提醒元件相连,所述液位检测元件配置为检测所述壳体内的所述蓄能材料的液位,并根据所检测的液位触发所述提醒元件发出提醒。
在该技术方案中,利用充注口,可供用户和组装人员向壳体内加注蓄能材料,这样,避免蓄能材料损失导致换热能效不足的问题,另外,设置观察窗对蓄能材料液位进行显示,和/或设置提醒元件在蓄能材料液位到达目标液位时发出提醒,这样,用户和组装人员更容易地把控蓄能材料的充注量,避免充注过量或溢出等不良情形。
本发明第三方面的实施例提供了一种电器,包括上述任一技术方案中所述的蓄能换热装置。
本发明上述实施例提供的电器,通过设置有上述任一技术方案中所述的蓄能换热装置,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
另外,本发明提供的上述实施例中的电器还可以具有如下附加技术特征:
上述任一技术方案中,所述电器包括第一循环回路和第二循环回路;所述蓄能换热装置的换热器的第一流体通道与所述第一循环回路连通,所述换热器的第二流体通道与所述第二循环回路连通。
上述任一技术方案中,所述第一循环回路包括压缩机、第一换热器及节流元件,所述压缩机、第一换热器、节流元件及第一流体通道经由管路连接形成回路;所述第二循环回路包括第二换热器,所述第二换热器与第二流体通道经由管路连接形成回路。
在本方案中,利用第一循环回路对第一介质做功可以使第一介质向蓄能换热装置内的蓄能材料释放冷量或热量,使蓄能材料吸收第一介质释放的冷量或热量进行蓄能,利用第二循环回路可使得蓄能材料内储存的冷量或热量经过第二换热器释放到环境中实现制冷或制热,实现产品的蓄能式运作,产品的使用更加方便灵活。
举例地,所述电器为空调器,具体例如为移动空调,当然,所述电器还可为冰箱、冷库等。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
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例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一个实施例的换热器的立体结构示意图;
图1a为图1所示实施例的换热器的主视结构示意图;
图1b为图1所示实施例的换热器的左视结构示意图;
图1c为图1所示实施例的换热器的右视结构示意图;
图2是本发明一个实施例的换热器的立体结构示意图;
图2a为图2所示实施例的换热器的俯视结构示意图;
图2b为图2所示实施例的换热器的主视结构示意图;
图2c为图2所示实施例的换热器的仰视结构示意图;
图3是本发明一个实施例的换热器的立体结构示意图;
图3a为图3所示实施例的换热器的俯视结构示意图;
图3b为图3所示实施例的换热器的主视结构示意图;
图3c为图3所示实施例的换热器的仰视结构示意图;
图4是本发明一个实施例的换热器的立体结构示意图;
图4a为图4所示实施例的换热器的主视结构示意图;
图4b为图4所示实施例的换热器的俯视结构示意图;
图4c为图4所示实施例的换热器的仰视结构示意图;
图5是本发明一个实施例提供的换热器的剖视图;
图6是本发明又一个实施例提供的换热器的剖视图;
图7是本发明又一个实施例提供的换热器的剖视图;
图8a是本发明一个实施例提供的换热器组件的结构示意图;
图8b是本发明一个实施例提供的换热器组件的结构示意图;
图9是本发明一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图10是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图11是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图12是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图13是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图14是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图15是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图16是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图17是本发明又一个实施例提供的蓄能换热装置中换热器的剖视图;
图18是本发明一个实施例的空调的原理图;
图19是本发明一个实施例的空调的结构示意图。
其中,图1至图19中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1换热器,10壳体,11外壳,12内胆,121周侧壁,122底壁,123顶壁,20第一流体通道,21第一直管段,22第一弯管段,23第一跨管,24第一分流器,25第一介质进出口,30第二流体通道,31第二直管段,32第二弯管段,33第二跨管,34第二分流器,35第二介质进出口,40翅片,100蓄能换热装置,506压缩机,508第一换热器,510第一风机,512第二换热器,514第二风机,516节流元件,518泵,520四通阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图19描述根据本发明一些实施例所述换热器组件、蓄能换热装置和空调。
实施例一
如图8a和图8b所示,本发明第一方面的实施例提供的换热器组件,包括壳体10和换热器1,换热器1位于壳体10内。
如图1至图3c所示,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30,第一流体通道20设置为至少一排,第一流体通道20用于供第一介质流通;第二流体通道30设置为至少一排,第二流体通道30独立于第一流体通道20且用于供第二介质流通;第一流体通道20和第二流体通道30在壳体10内交错排布,相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
值得说明的是,关于“第一流体通道20设置为至少一排”,可以解读为用于配置第一流体通道20的换热管成排地设置,且用于配置第一流体通道20的换热管具体构造为单排换热管或多排换热管的结构,关于“第二流体通道30设置为至少一排”,可以解读为用于配置第二流体通道30的换热管成排地设置,且用于配置第二流体通道30的换热管具体构造为单排换热管或多排换热管的结构。
值得说明的是,第一流体通道20和第二流体通道30在壳体10内交错排布,具体可以理解为,第一流体通道20与第二流体通道30之间成排地设置并且排间交替地排列,且第一流体通道20与第二流体通道30的相邻两排之间彼此间隔,并以其侧面相互对置的方式来配置。
为方便理解,以下结合附图5对上述内容进一步举例说明:
如图5所示,换热器设置有6排管,其中,每排管构造为蛇形换热管,蛇形换热管具有弯管和直管,每排管的直管垂直于纸面设置,每排管的直管之间横向间隔地排列,每排管的相邻直管之间经由弯管衔接导通。6排管沿纵向排列设置,且彼此之间相互间隔,其中,沿纵向相邻的两排管之间以其侧面相互对置的方式来配置。
其中,6排管中的其中3排属于第一流体通道20,6排管中的另外3排属于第二流体通道30,使得第一流体通道20和第二流体通道30分别形成为多排结构。
进一步地,沿纵向从上向下对6排管按顺序编号为1~6,其中,编号为1、3、5排的管属于第一流体通道20,且第1排管与第3排管之间经由跨管衔接导通,第3排管与第5排管之间经由跨管衔接导通;编号为2、4、6排的管属于第二流体通道30,且第2排管与第4排管之间经由跨管衔接导通,第4排管与第6排管之间经由跨管衔接导通。其中,第2排管插空排布于第1排管与第3排管之间,且第2排管以其侧面与第1排管及第3排管相互对置的方式来配置,第4排管插空排布于第3排管与第5排管之间,且第4排管以其侧面与第3排管及第5排管相互对置的方式来配置,第5排管插空排布于第4排管与第6排管之间,且第5排管以其侧面与第4排管及第6排管相互对置的方式来配置,从而形成多排的第一流体通道20与多排第二流体通道30之间交错地排布,提升传热均匀性。
且本领域技术人员结合上述示例不难对第一流体通道20与第二流体通道30分别为单排的情况进行理解,例如,在上述示例的内容中,以仅保留第1排管和第2排管的情况进行理解即可。
且本领域技术人员结合上述示例不难对第一流体通道20与第二流体通道30中一者为单排,另一者为多排的情况进行理解,例如,在上述示例的内容中,以仅保留第1排管、第2排管和第3排管的情况进行理解即可。其中,通过设置第一流体通道20和第二流体通道30在壳体10内交错排布,相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间分别留有空间,以利用该空间容纳蓄能材料,这样,可以大幅度提升换热器1的有效换热面积,进而提升换热器1的整体换热性能,并使得蓄能材料与第一流体通道20及第二流体通道30的接触更加均匀,更利于蓄能材料换热的高效性和均匀性,提升蓄能放能效率,且本设计也具有结构简单、加工方便,紧凑、体积小巧的优点,可实现换热器1及壳体10整体结构的最小化,便于实际应用。
例如,蓄能材料包括液态的水和/或固态的水。
实施例二
如图2、图2a和图2c所示,第一流体通道20设置为至少两排,相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30;且第二流体通道30设置为至少两排,相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20。
更详细地,如图2、图2a和图2c所示,图中具有多条点划线和多条虚线,多条点划线分别示意了多排第一流体通道20,多条虚线分别示意了多排第二流体通道30,进一步地,该点划线端部所记载的附图标记20,指代该点划线所对应的一排通道为第一流体通道,该虚线端部所记载的附图标记30,指代该虚线所对应的一排通道为第二流体通道。其中,值得说明的是,对于所示意的点划线(直线段)和虚线(直线段),仅起到辅助参考的作用以方便对多排第一流体通道20与多排第二流体通道30进行区分和理解,并不作为实体结构的特殊指示和限定。
其中,第一流体通道20与第二流体通道30形成交替排布,实现相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30,且相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20。
这样,相邻两排第一流体通道20与两者间的第二流体通道30,以及与相邻的第一流体通道20与第二流体通道30之间的蓄能材料形成三夹二的布局形式,且相邻两排第二流体通道30与两者间的第一流体通道20,以及与相邻的第二流体通道30与第一流体通道20之间的蓄能材料形成三夹二的布局形式,蓄能材料与第一流体通道20及第二流体通道30的接触更加均匀,更利于蓄能材料换热的高效性和均匀性,提升蓄能放能效率,且本设计也具有结构简单、加工方便,紧凑、体积小巧的优点。
当然,在其他实施例中,换热器1也可设置第一流体通道20具有两排及两排以上,第二流体通道30的排数及分布形式可不做限定,使得第一流体通道20与第二流体通道30之间满足相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30即可,举例地,设置第二流体通道30具有多排,其中的一排第二流体通道30位于相邻的两排第一流体通道20之间,剩余的一排或多排第二流体通道30根据具体需求设定,如可以与第一流体通道20交替地分布,或者也可使剩余的一排或多排第二流体通道30依次排列。
当然,在其他实施例中,换热器1也可设置第二流体通道30具有两排及两排以上,第一流体通道20的排数及分布形式可不做限定,使得第一流体通道20与第二流体通道30之间满足相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20即可,举例地,设置第一流体通道20具有多排,其中的一排第一流体通道20位于相邻的两排第二流体通道30之间,剩余的一排或多排第一流体通道20根据具体需求设定,如可以与第二流体通道30交替地分布,或者也可使剩余的一排或多排第一流体通道20依次排列。
实施例三
如图1、1a、1b、1c及图2、2a、2b、2c所示,第一流体通道20形成为蛇形换热管,且第一流体通道20设置为至少两排,位于相同一排的第一流体通道20包括多个平行设置的第一直管段21以及连接相邻两个第一直管段21的第一弯管段22,相邻的两排第一流体通道20之间经第一跨管23连通;第二流体通道30形成为蛇形换热管,且第二流体通道30设置为至少两排,位于相同一排的第二流体通道30包括多个平行设置的第二直管段31以及连接相邻两个第二直管段31的第二弯管段32,相邻的两排第二流体通道30之间经第二跨管33连通。
在本方案中,将第一流体通道20设置成蛇形换热管,并使相邻两排第一流体通道20之间经第一跨管23连通,将第二流体通道30设置成蛇形换热管,并使相邻两排第二流体通道30之间经第二跨管33连通,这样,实现了多排第一流体通道20之间经由第一跨管23导通,以及多排第二流体通道30之间经由第二跨管33导通,且利用第二跨管33及第一跨管23进行导通的设计具有布管方便、灵活的优点,可更方便也更灵活地满足第一流体通道20和第二流体通道30在壳体10内交错排布的设计需求。
进一步地,多个第一直管段21中至少有两者上构造有适于供第一流体通道20进液或排液的第一介质进出口25(可以具体为第一直管段21的管口);多个第二直管段31中至少有两者上构造有适于供第二流体通道30进液或排液的第二介质进出口35(可以具体为第二直管段31的管口)。
实施例四
不同于上述实施例三,如图3、3a、3b和3c所示,本实施例中,第一流体通道20形成为蛇形换热管,位于相同一排的第一流体通道20包括多个平行设置的第一直管段21以及连接相邻两个第一直管段21的第一弯管段22,相邻的两排第一流体通道20之间经第一分流器24连通;第二流体通道30形成为蛇形换热管,位于相同一排的第二流体通道30包括多个平行设置的第二直管段31以及连接相邻两个第二直管段31的第二弯管段32,相邻的两排第二流体通道30之间经第二分流器34连通。
举例地,如图3所示,第一流体通道20的排数为多个,第一分流器24上设有多个第一介质进出口25,其中一个第一介质进出口25用于供第一介质进入,剩下的一个或多个第一介质进出口25用于与一排或多排的第一流体通道20的导通,使得第一分流器24进液后将进入的第一介质均匀地分配给多个第一流体通道20,这样不仅连接装配简单化,也可便于第一流体通道20多个流路的设计。
举例地,如图3所示,第二流体通道30的排数为多个,第二分流器34上设有多个第二介质进出口35,其中一个第二介质进出口35用于供第二介质进入,剩下的一个或多个第二介质进出口35用于与一排或多排的第二流体通道30的导通,使得第二分流器34进液后将进入的第二介质均匀地分配给多个第二流体通道30,这样不仅连接装配简单化,也可便于第二流体通道30多个流路的设计。
实施例五
除上述实施例三或实施例四的特征以外,如图1、1a、1b、1c、图2、2a、2b、2c以及图3、3a、3b和3c所示,在本实施例中,第一直管段21轴向的两端相应为其第一端和第二端,位于第一直管段21的第一端的第一弯管段22与其相连接的两个第一直管段21一体成型,位于第一直管段21的第二端的第一弯管段22与其相连接的两个第一直管段21焊接,且第一跨管23(或第一分流器24)位于第一直管段21的第二端。这样,第一跨管23或第一分流器24与该通过焊接连接的第一弯管段22位于第一直管段21沿轴向的同一侧,这样,进行穿管连接后,可从第一直管段21的一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率。
第二直管段31轴向的两端相应为其第三端和第四端,位于第二直管段31的第三端的第二弯管段32与其相连接的两个第二直管段31一体成型,位于第二直管段31的第四端的第二弯管段32与其相连接的两个第二直管段31焊接,且第二跨管33(或第二分流器34)位于第二直管段31的第四端。这样,第二跨管33或第二分流器34与该通过焊接连接的第二弯管段32位于第二直管段31沿轴向的同一侧,这样,进行穿管连接后,可从第二直管段31的一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率。
更进一步地,第一直管段21与第二直管段31平行设置,且第一直管段21的第二端与第二直管段31的第四端位于第一直管段21和第二直管段31这两者轴向的同一侧,使得第一直管段21的另一端的第一弯管段22及第一跨管23(或第一分流器24)与第二直管段31的另一端的第二弯管段32及第二跨管33(或第二分流器34)分布于第一直管段21及第二直管段31的轴向的同一侧。这样,进行穿管连接后,可从第一直管段21及第二直管段31的同一侧统一施焊,产品加工生产更加高效,且也更利于提升产品的良品率,并且也利于产品结构的紧凑性,利于产品的体积小型化设计。
当然,本方案并不局限于此,在其他实施例中,也可设计第一直管段21与第二直管段31平行设置,且第一直管段21的第二端与第二直管段31的第四端位于两者轴向的相对两侧,使得第一直管段21的第二端的第一弯管段22及第一跨管23或第一分流器24与第二直管段31的第四端的第二弯管段32及第二跨管33或第二分流器34分布于第一直管段21及第二直管段31的轴向的相对两侧。同样具有产品结构的紧凑,体积小的优点。
更进一步地,如图5、图6和图7所示,第一流体通道20与第二流体通道30之间逆流设置。也即,第一介质与第二介质的流向是不同的,换而言之,第一介质与第二介质的流向是相反的,如图5至图7所示,其中,箭头表示第一介质和第二介质的流动方向,可见第一介质与第二介质的流向相反形成逆流,可进一步提升换热器1的换热效率。具体地,相邻的第一流体通道20与第二流体通道30之间逆流设置。
可以理解的是,由于沿第一直管段21的轴向的一侧一体成型有第一弯管段22,沿第一直管段21的轴向的另一侧焊接有第一弯管段22及第一跨管23(或第一分流器24),沿第二直管段31的轴向的一侧一体成型有第二弯管段32,沿第二直管段31的轴向的另一侧焊接有第二弯管段32及第二跨管33(或第二分流器34),通过设置第一直管段21与第二直管段31空间垂直分布,这样,第一直管段21上焊接的第一弯管段22及第一跨管23(或第一分流器24)与第二直管段31上焊接的第二弯管段32及第二跨管33(或第二分流器34)在换热器1整体的相邻两侧,从换热器1的相邻两侧进行施焊连接。
当然,可以理解的是,对于第一直管段21与第二直管段31空间垂直分布的情况,第一介质与第二介质相应形式错流分布,也即,第一介质与第二介质的流向相垂直或呈一定角度地交叉设置。可以进一步提升蓄能材料与第一介质及第二介质的换热效率。
实施例六
除上述任一实施例的特征以外,如图9至图16所示,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,结构简单,加工制造更加方便、快捷。
更详细地,如图9至图16所示,图中具有多条实线(直线段)和多条虚线(直线段),多条实线和多条虚线中的一者旨在示意多排第一流体通道20,另一者旨在示意多排第二流体通道30,其中,虚线或实线与第一流体通道20或第二流体通道30的具体对应关系可进一步参照虚线或实线的端部所记载的附图标记20和30进行理解,虚线或实线的端部所记载的附图标记20指代该虚线或实线所对应的一排通道为第一流体通道,虚线或实线的端部所记载的附图标记30指代该虚线或实线所对应的一排通道为第二流体通道。其中,值得说明的是,对于所示意的实线(直线段)和虚线(直线段),仅起到辅助参考的作用以方便对多排第一流体通道20与多排第二流体通道30进行区分和理解,并不作为实体结构的特殊指示和限定。当然,本方案并不局限于此,在其他实施例中,如图17所示,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈椭圆环形,结构简单,加工制造更加方便、快捷。用于构造出第一流体通道20的换热管为扁管,具体例如为空心扁管或为微通道扁管等。
实施例七
除上述任一实施例的特征以外,如图9至图16所示,用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形,结构简单,加工制造更加方便、快捷。
当然,本方案并不局限于此,在其他实施例中,如图17所示,用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈椭圆环形,结构简单,加工制造更加方便、快捷。或者,在其他实施例中,也可设计用于构造出第二流体通道30的换热管为扁管,具体例如为空心扁管或为微通道扁管等。
实施例八
除上述任一实施例的特征以外,本实施例中,如图9所示,至少有一排第一流体通道20与至少一排第二流体通道30之间相邻布置,且相邻的第一流体通道20与第二流体通道30之间,第一直管段21与第二直管段31相对设置。更方便产品的加工和设置。
或者,例如,如图10所示,至少有一排第一流体通道20与至少一排第二流体通道30之间相邻布置,且相邻的第一流体通道20与第二流体通道30之间,第一直管段21与第二直管段31错位设置,举例地,第一流体通道20与第二流体通道30分别斜排设置,使得第一直管段21与第二直管段31之间形成插空分布,也即,第一直管段21与第二直管段31之间的空位相对设置,或第二直管段31与第一直管段21之间的空位相对设置,兼顾蓄能材料与第一介质及第二介质的换热均匀性,提高蓄蓄能材料的相变潜热利用率,提升蓄能换热装置100的储能和放能效率以及产品能效。
实施例九
如图1、1a、1b、1c及图5所示,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30,第一流体通道20和第二流体通道30这两者分别为多排,且多排的第一流体通道20与多排的第二流体通道30之间,形成相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30,且相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20的交替布置形式。
同一排的第一流体通道20的第一直管段21之间经第一弯管段22连通,相邻第一流体通道20之间经第一跨管23连通。同一排的第二流体通道30的第二直管段31之间经第二弯管段32连通,相邻第二流体通道30之间经第二跨管33连通。
相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
其中,换热器1还包括翅片40,多排第一流体通道20中的每排上分别穿套有翅片40,多排第二流体通道30中的每排上分别穿套有翅片40,更具体地,对于相邻分布的两排第一流体通道20和第二流体通道30,各自所穿套的翅片40为同一部件,也即,相邻的第一流体通道20与第二流体通道30穿套于同一翅片40。
详细举例地,如图1、1a、1b、1c及图5所示,第一流体通道20和第二流体通道30,分别设置为三排结构,且三排第一流体通道20呈上中下依次排列,三排第二流体通道30呈上中下依次排列,上侧的一排第一流体通道20与中间的一排第一流体通道20之间设有一排第二流体通道30(上侧),中间的一排第一流体通道20与下侧的一排第一流体通道20之间设有一排第二流体通道30(中间),下侧的一排第一流体通道20的下侧设有一排第二流体通道30(下侧),形成交替排布,其中,换热器1包括上中下三组翅片40,每组翅片40的数量为一个或多个,上侧的第一流体通道20与上侧的第二流体通道30穿套于上侧的一组翅片40,中侧的第一流体通道20与中侧的第二流体通道30穿套于中侧的一组翅片40,下侧的第一流体通道20与下侧的第二流体通道30穿套于下侧的一组翅片40,可以理解的是,所述的上中下仅是为了结合附图5描述方便所提供的相对方位参照,并不对换热器1的布置方位关系进行限定。
本实施例中,第一流体通道20和第二流体通道30分别为单流路结构,且第一流体通道20内的第一介质与第二流体通道30内的第二介质沿图5中的箭头指向形成逆流设置。
具体如图5,其中,箭头表示第一介质和第二介质的流动方向,第一流体通道20设有至少两个第一介质进出口25,第二流体通道30设有至少两个第二介质进出口35,第一介质在第一流体通道20中,从一个第一介质进出口25流入,从另一第一介质进出口25流出,第一介质整体自上到下流动;第二介质在第二流体通道30中,从一个第二介质进出口35流入,从另一第二介质进出口35流出,第二介质整体自下到上流动,与第一介质的流动方向相反。
本实施例中,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31之间错位排列。也即,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31之间的空位相对设置。
当然,本实施例并不局限于此,第一流体通道20的排数也可设计为1排、2排、4排或多于4排,第二流体通道30的排数也可设计为1排、2排、4排或多于4排,且第一流体通道20的排数与第二流体通道30的排数可以相同也可以不同。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十
如图2、2a、2b、2c及图6所示,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30,第一流体通道20和第二流体通道30这两者分别为多排,且多排的第一流体通道20与多排的第二流体通道30之间,形成相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30,且相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20的交替布置形式。
同一排的第一流体通道20的第一直管段21之间经第一弯管段22连通,相邻第一流体通道20之间经第一跨管23连通。同一排的第二流体通道30的第二直管段31之间经第二弯管段32连通,相邻第二流体通道30之间经第二跨管33连通。
相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
与实施例九的不同之处在于,换热器1还包括翅片40,翅片40为整体式翅片,换热器1的第一流体通道20及第二流体通道30穿套于同一整体式翅片。
详细举例地,如图2、2a、2b、2c及图6所示,第一流体通道20和第二流体通道30,分别设置为三排结构,且三排第一流体通道20呈上中下依次排列,三排第二流体通道30呈上中下依次排列,上侧的一排第一流体通道20与中间的一排第一流体通道20之间设有一排第二流体通道30(上侧),中间的一排第一流体通道20与下侧的一排第一流体通道20之间设有一排第二流体通道30(中间),下侧的一排第一流体通道20的下侧设有一排第二流体通道30(下侧),形成交替排布,其中,换热器1包括整体式的翅片组,上中下三排第一流体通道20与上中下第二流体通道30穿套于该整体式的翅片组。
本实施例中,第一流体通道20和第二流体通道30分别为单流路结构,且第一流体通道20内的第一介质与第二流体通道30内的第二介质沿图6中的箭头指向形成逆流设置。
具体如图6,其中,箭头表示第一介质和第二介质的流动方向,第一流体通道20设有至少两个第一介质进出口25,第二流体通道30设有至少两个第二介质进出口35,第一介质在第一流体通道20中,从一个第一介质进出口25流入,从另一第一介质进出口25流出,第一介质整体自上到下流动;第二介质在第二流体通道30中,从一个第二介质进出口35流入,从另一第二介质进出口35流出,第二介质整体自下到上流动,与第一介质的流动方向相反。
本实施例中,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31之间错位排列。也即,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31之间的空位相对设置。
当然,本实施例并不局限于此,第一流体通道20的排数也可设计为1排、2排、4排或多于4排,第二流体通道30的排数也可设计为1排、2排、4排或多于4排,且第一流体通道20的排数与第二流体通道30的排数可以相同也可以不同。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十一
与上述实施例十的不同之处在于,如图7所示,本实施例中,第一流体通道20和第二流体通道30分别为多流路结构。
具体地,如图7所示,第一流体通道20形成两个流路,第二流体通道30形成两个流路,第一流体通道20形成的其中一个流路具体包括两排第一流体通道20,第一流体通道20形成的另一个流路具体包括另两排第一流体通道20,第二流体通道30形成的其中一个流路具体包括两排第二流体通道30,第二流体通道30形成的另一个流路具体包括另两排第二流体通道30。
同一流路的两排第一流体通道20中,同一排的第一流体通道20的第一直管段21之间经第一弯管段22连通,相邻第一流体通道20之间经第一跨管23连通。
同一流路的两排第二流体通道30中,同一排的第二流体通道30的第一直管段21之间经第二弯管段32连通,相邻第二流体通道30之间经第二跨管33连通。
其中,第一流体通道20形成的其中一个流路的两排第一流体通道20与第二流体通道30形成的其中一个流路的两排第二流体通道30交替地排列,并且逆流设置。
第一流体通道20形成的另一个流路的两排第一流体通道20与第二流体通道30形成的另一个流路的两排第二流体通道30交替地排列,并且逆流设置。
具体如图7,其中,箭头表示第一介质和第二介质的流动方向,第一流体通道20形成四个第一介质进出口25,第二流体通道30形成四个第二介质进出口35,第一介质在第一流体通道20的其中一个流路中,从一个第一介质进出口25流入,从另一第一介质进出口25流出,第一介质沿第一流体通道20的其中一个流路自上到下流动;第二介质在第二流体通道30的其中一个流路中,从一个第二介质进出口35流入,从另一第二介质进出口35流出,第二介质沿第二流体通道30的其中一个流路自下到上流动,与沿第一流体通道20的其中一个流路流动的第一介质的流动方向相反。
另外,第一介质在第一流体通道20的另一个流路中与第二介质在第二流体通道30的另一个流路中的流动形式参照上述形成逆流,此处不再赘述。
任意相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
实施例十一中除上述以外的特征均与实施例十相同,并可参照实施例十的内容进行理解,在此不在赘述。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十二
换热器1包括多排的第一流体通道20及多排的第二流体通道30,多排第一流体通道20与多排第二流体通道30交替地排列,并且相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
其中,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31相对设置,换热器1还包括翅片40,该翅片40为整体式翅片,多排第一流体通道20及多排第二流体通道30穿套于该整体式翅片。
进一步地,如图9所示,本实施例中,第一流体通道20的第一直管段21之间,以及第二流体通道30的第二直管段31之间为顺排布置。具体如,第一流体通道20的第一直管段21之间,以及第二流体通道30的第二直管段31之间沿纵向顺排布置。当然,本方案并不局限于此,在其他实施例中,如图10所示,第一流体通道20的第一直管段21之间,以及第二流体通道30的第二直管段31之间也可设置为斜排布置。或者,如图11所示,也可设计第一流体通道20的第一直管段21之间,以及第二流体通道30的第二直管段31之间沿横向顺排布置。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十三
与上述实施例九、十、十一及十二的不同之处在于,本实施例中,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30。
进一步地,如图12所示,第一流体通道20为多排或单排结构,第二流体通道30为多排或单排结构,其中,每排第一流体通道20上和每排第二流体通道30上分别穿套有翅片40,且任一排第一流体通道20上穿套的翅片40独立于任意一排第二流体通道30上所穿套的翅片40,且对于第一流体通道20为多排的情况,任一排第一流体通道20上穿套的翅片40还独立于任何另一排第一流体通道20上穿套的翅片40,同样地,任一排第二流体通道30上穿套的翅片40独立于任意一排第一流体通道30上所穿套的翅片40,且对于第二流体通道30为多排的情况,任一排第二流体通道30上穿套的翅片40还独立于任何另一排第二流体通道30上穿套的翅片40。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十四
如图13所示,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30。第一流体通道20和第二流体通道30分别为两排结构,其中,两排第一流体通道20之间上下排列,两排第二流体通道30之间上下排列,且两排第一流体通道20与两排第二流体通道30交替地分布,其中,上侧的第一流体通道20与上侧的第二流体通道30相邻并靠近设置,具体实施例中,上侧的第一流体通道20与上侧的第二流体通道30相邻并接触,下侧的第一流体通道20与下侧的第二流体通道30相邻并靠近设置,具体实施例中,下侧的第一流体通道20与下侧的第二流体通道30相邻并接触。通过设置上侧的第一流体通道20与上侧的第二流体通道30相邻并靠近或接触,下侧的第一流体通道20与下侧的第二流体通道30相邻并靠近或接触,这样,相邻并靠近地设置的第一流体通道20与第二流体通道30之间可以更高效地传热甚至直接热传导,以减少蓄能材料在两者间的热传递损耗或滞后性,对于相邻并接触地设置的第一流体通道20与第二流体通道30,可更进一步提升第一介质与第二介质之间的传热效率,且不需要等待热量传递给蓄能材料后再使用,实现能量即用即取的效果,同时也更进一步地降低了热传递损失,提升产品能效。
其中,上侧的第二流体通道30与下侧的第一流体通道20相邻且间隔地设置,使得两排第一流体通及两排第二流体通与壳体10之间、以及上侧的第二流体通道30与下侧的第一流体通道20之间分别形成空间,该空间用于容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热。
进一步地,换热器1还包括翅片40,该翅片40为整体式翅片,两排第一流体通道20与两排第二流体通道30穿套于该整体式翅片。
当然,本实施例并不局限于此,第一流体通道20的排数也可设计为3排、4排、5排或多于5排,第二流体通道30的排数也可设计为3排、4排、5排或多于5排,且第一流体通道20的排数与第二流体通道30的排数可以相同也可以不同。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十五
与上述实施例十四的不同之处在于,如图14所示,在本实施例中,换热器1包括翅片40,其中,上侧的第一流体通道20与上侧的第二流体通道30穿套于同一翅片40,下侧的第一流体通道20与下侧的第二流体通道30穿套于另一翅片40。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十六
如图15所示,换热器1包括两排的第一流体通道20和三排的第二流体通道30,并且两排第一流体通道20和三排第二流体通道30形成三夹二形式的交替排列。
进一步地,换热器1还包括翅片40,该翅片40为整体式翅片,两排第一流体通道20与三排第二流体通道30穿套于该整体式翅片。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十七
如图16所示,换热器1包括三排的第一流体通道20和两排的第二流体通道30,并且三排第一流体通道20和两排第二流体通道30形成三夹二形式的交替排列。
进一步地,换热器1还包括翅片40,该翅片40为整体式翅片,两排第一流体通道20与三排第二流体通道30穿套于该整体式翅片。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十八
如图17所示,换热器1包括两排的第一流体通道20和两排的第二流体通道30,并且两排第一流体通道20和两排第二流体通道30交替地排列。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈椭圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈椭圆环形。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
实施例十九
如图8a和图8b所示,蓄能换热装置100包括:蓄能材料和上述任一实施例中所述的换热器组件,蓄能材料位于换热器组件的壳体10内,并且填充相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间的空间,蓄能材料配置为积蓄至少部分由换热器1放出的热量。
本发明上述实施例提供的蓄能换热装置100,通过设置有上述任一技术方案中所述的换热器组件,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
实施例二十
蓄能材料为固液相变材料,以提升蓄能换热装置100的蓄能换热能力。
其中,液相的蓄能材料的液面低于壳体10的内顶面,一方面可利于避免液相的蓄能材料泄漏,另一方面,可提供液相蓄能材料的相变空间,防止爆箱问题。另外,设置固相的蓄能材料的顶面高于液相的蓄能材料的液面,并低于壳体10的内顶面或与壳体10的内顶面平齐,这样,在有限的空间范围内尽可能放置更多的固相的蓄能材料,以提升蓄能换热装置100的蓄能换热能力,并防止爆箱问题。
进一步地,蓄能材料的膨胀系数α不超过0.1。这样,可有效控制蓄能材料因热量而产生的体积变化,一方面,在相同热量传递的情况下减小蓄能材料的体积变化,另一方面,在相同体积变化的情况下实现更多热量的传递及积蓄,提升蓄能换热装置100的蓄能换热能力。
进一步地,蓄能材料的相变温度的范围为-5℃~15℃。可实现合理设置蓄能材料的相变温度,保证蓄能换热装置100的蓄能换热能力。
举例地,蓄能材料可例如为冰、石蜡等。
实施例二十一
在实施例十九或二十的基础上,进一步限定,蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的蓄能材料的液面至壳体10的内底面的竖直距离Hp成反比例关系。其中,膨胀系数α由蓄能材料自身性质决定,液相的蓄能材料的液面至壳体10的内底面的竖直距离Hp则反映了液相的蓄能材料的多少。因此,通过上述限定,可在蓄能材料的种类已知的前提下,尽可能在壳体10内放置更多的液相的蓄能材料,以提升蓄能换热装置100的蓄能换热能力,并避免蓄能材料膨胀导致壳体10过多地受力的问题,从而实现兼顾产品的换热性能和使用可靠性。
举例而言,蓄能材料的膨胀系数α与1之和与液相的蓄能材料的液面至壳体10的内底面的垂直距离Hp满足:
Hp/λ=[(1-γ)×ΔH+γ×Hw]/(γ+α×γ),其中,
λ为取值小于等于1的比例系数;
γ为液相的蓄能材料的体积量与换热器1浸泡于蓄能材料中的部位的体积量之和的比例;
ΔH为换热器1的顶端至壳体10的内顶面的竖直距离;
Hw为壳体10的内底面与其内顶面的竖直距离。
通过上述限定,可以准确计算得出液相的蓄能材料的最大用量,进而在不会影响蓄能换热装置100正常工作的前提下选用最多的液相的蓄能材料,以得到最佳的蓄能换热能力,并避免蓄能材料膨胀导致壳体10过多地受力的问题,从而实现兼顾产品的换热性能和使用可靠性。
进一步地,液相的蓄能材料的体积量占液相的蓄能材料的体积量与换热器1浸泡于蓄能材料中的部位的体积量之和的比例γ的范围为0.8~0.9。其中,通过使γ大于等于0.8,可以使得蓄能材料的蓄能能力充足,并确保蓄能材料更好地填充换热器1周围的空间,使得蓄能材料与换热器1接触更充分,换热更充分和高效,且使得蓄能换热装置100的蓄能换热能力更有保障,同时兼顾产品的体积小巧性和紧凑性;使γ小于等于0.9,这样,满足蓄能能力充分性的同时,可保证换热器1大致处于固/液蓄能材料的中部位置,蓄能材料换热更均匀,总体来讲,限定γ的范围在0.8至0.9之间,可以使得蓄能材料的蓄能能力与换热器1的换热面积及效率更加匹配,在安全范围内获得最佳的蓄能换热能力,综合地提升产品的能效。
较优地,λ的取值大于等于0.85小于等于0.9。可保证蓄能换热能力与使用安全的协调。
实施例二十二
在实施例十九、实施例二十或实施例二十一的基础上,进一步限定,换热器1的翅片40与壳体10的内底面垂直。可更合理地布置换热器1在壳体10内部的位置,充分利用蓄能材料相变过程因固液相的密度差而在垂直方向形成的自然对流强化换热效果,提升蓄能换热装置100的蓄能换热能力,且这样的设计使得蓄能材料变形过程中与翅片40的相互应力更小,从而可避免翅片40变形,同时减小蓄能材料的膨胀阻力,提升相变效率和蓄能效率。
当然,对于换热器1上存在翅片40之间垂直分布的情况,例如图4至图4c所示,第一流体通道20的第一直管段21与第二流体通道30的第二直管段31之间垂直分布,使得第一流体通道20上所穿套的翅片40相应垂直于第二流体通道30上所穿套的翅片40的情况,设计部分翅片40与壳体10的内底面垂直即可,另一部分翅片40与壳体10的内底面之间可以平行设置,也可形成一定的夹角。
实施例二十三
如图8a和图8b所示,在实施例十九、实施例二十、实施例二十一或实施例二十二的基础上,进一步限定壳体10包括:外壳11和内胆12,内胆12为保温材质部件,内胆12容置于外壳11内,且内胆12合围限定出壳体10的内壁。外壳11为内胆12及换热器1提供保护;内胆12为保温材质部件,避免积蓄于蓄能材料的热量散失,提升蓄能换热装置100的蓄能能力。
进一步地,如图8a和图8b所示,内胆12具有周侧壁121和底壁122,底壁122位于外壳11的内底面上,周侧壁121位于外壳11的侧壁的内侧,其中,周侧壁121与底壁122为一体成型结构。其中,通过底壁122位于外壳11的内底面上,周侧壁121位于外壳11的侧壁的内侧,使得内胆12与外壳11紧密贴合,保证壳体10的可使用体积;周侧壁121与底壁122为一体成型结构,结构简单,加工方便高效,且可避免缝隙及连接部件的使用,提升壳体10的密封性,进而避免热量的散失。
举例地,内胆12为泡沫件。
实施例二十四
如图8a和图8b所示,壳体10包括外壳11和内胆12,内胆12的部分区域或内胆12的整体设置为具有可压缩性的保温材质部件。
具有可压缩性的保温材质部件可例如为弹性保温材质部件,具体例如为气凝胶或保温棉。
举例而言,内胆12具有周侧壁121和底壁122,底壁122连接于周侧壁121的底部,并与周侧壁121合围出凹腔,该凹腔限定出容纳空间以容纳换热器1及蓄能材料。其中,周侧壁121和底壁122中的一者的局部区域或整体,或者,两者的局部区域或整体设置为具有可压缩性的保温材质部件,以使得内胆12的至少部分区域具有可压缩性以吸收蓄能材料的相变膨胀压应力。
或者,内胆12具有周侧壁121、底壁122和顶壁123,底壁122连接于周侧壁121的底部,顶壁123连接于周侧壁121的顶部,且周侧壁121、底壁122及顶壁123合围出容纳空间以容纳换热器1及蓄能材料。优选该周侧壁121、底壁122及顶壁123合围出的容纳空间为密闭空间。其中,周侧壁121、底壁122和顶壁123中的一者的局部区域或整体,或者,多者的局部区域或整体设置为具有可压缩性的保温材质部件,以使得内胆12的至少部分区域具有可压缩性以吸收蓄能材料的相变膨胀压应力。
例如,周侧壁121与底壁122一体成型。
实施例二十五
上述任一实施例中,壳体10设有与壳体10内的空间相连通的充注口,以供用户和组装人员向壳体10内加注蓄能材料。
举例地,壳体10包括外壳11和内胆12,充注口包括形成在外壳11上的第一通道和形成在内胆12上的第二通道,第一通道与第二通道对应并且连通,蓄能材料依次沿第一通道和第二通道注入壳体10内。
例如,壳体10上设有观察窗,观察窗为透视结构,并适于显示壳体10内的蓄能材料的液位。例如,将壳体10的侧壁或顶壁123的整体或部分设计由透明材质(例如玻璃)组成,用户或组装、检修人员在外侧就可以通过该观察窗查看蓄能材料的液位,向壳体10内充注蓄能材料的操作更方便地,产品使用、检修和生产更加便捷。
举例地,观察窗上设有液位参照标识。
举例而言,液位参照标识为刻画在壳体10内壁上的多条参考线,或者液位参照标识为刻画在观察窗上的多条参考线,每一条参考线代表其对应的液位,用户或组装、检修人员通过读取参照标识确定当前蓄能材料的液位,从而可以更加精确地控制向壳体10内充注蓄能材料的充注量,产品使用、检修和生产更加便捷。
举例地,壳体10包括外壳11和内胆12,外壳11的局部区域构造为观察窗,内胆12上对应观察窗的位置设置为空缺,以供用户经由观察窗和空缺观察到内部的蓄能材料的液位。
例如,蓄能换热装置100还包括提醒元件及液位检测元件,液位检测元件与提醒元件相连,液位检测元件配置为检测壳体10内的蓄能材料的液位,并根据所检测的液位触发提醒元件发出提醒。如当充注蓄能材料到达目标液位时,提醒元件自动发出提醒,防止充注过量的问题,且具有使用简单方便的优点。
举例而言,液位检测元件包括水位传感器,提醒元件包括报警器,报警器与水位传感器相连并接收水位传感器的检测信号,为避免壳体10内的蓄能材料的液位过高,可使检测元件当检测到液位达到目标液位时,向报警器发出检测信号,使报警器根据检测信号发出警报,提醒用户停止继续添加蓄能材料,避免充注过量的问题。
实施例二十六
本实施例提供了一种电器,其包括上述任一实施例中所述的蓄能换热装置100。
本发明上述实施例提供的电器,通过设置有上述任一技术方案中所述的蓄能换热装置100,从而具有以上全部有益效果,在此不再赘述。
进一步地,电器包括第一循环回路和第二循环回路;蓄能换热装置100的换热器1的第一流体通道20与第一循环回路连通,换热器1的第二流体通道30与第二循环回路连通。
更进一步地,如图18和图19所示,第一循环回路包括压缩机506、第一换热器508及节流元件516,压缩机506、第一换热器508、节流元件516及第一流体通道20经由管路连接形成回路;第二循环回路包括第二换热器512,第二换热器512及第二流体通道30经由管路连接形成回路。
在本方案中,利用第一循环回路对第一介质做功可以使第一介质向蓄能换热装置100内的蓄能材料释放冷量或热量,使蓄能材料吸收第一介质释放的冷量或热量进行蓄能,利用第二循环回路可使得蓄能材料内储存的冷量或热量经过第二换热器512释放到环境中实现制冷或制热,实现产品的蓄能式运作,产品的使用更加方便灵活。
例如,所述电器为制冷设备,例如空调器、冰箱、冷库等,更具体例如,可移动空调,或者为一体式窗机、分体空调等。
实施例二十七
如图18和图19所示,本实施例的电器具体为移动空调,举例地,空调包括空调系统,空调系统包括蓄能换热装置100、第一循环回路和第二循环回路,蓄能换热装置100设有换热器组件,换热器组件包括壳体10、第一流体通道20、第二流体通道30和翅片40等,第一流体通道20、第二流体通道30及翅片40位于壳体10内,蓄能换热装置100还设有蓄能材料,蓄能材料容置于壳体10内,并填充相邻的第一流体通道20与第二流体通道30之间、以及壳体10与第一流体通道20及第二流体通道30之间的空间。
第一循环回路包括压缩机506、第一换热器508、节流元件516等,压缩机506、第一换热器508、节流元件516及第一流体通道20经由管路串联形成回路;第二循环回路包括第二换热器512,第二换热器512及第二流体通道30经由管路串联形成回路。
第一循环回路中流通有第一介质,第二循环回路中流通有第二介质,第一介质与第二介质可为同种介质,也可为不同种类的介质。
进一步地,第二循环回路中设有泵518用于驱动第二介质流动。
进一步地,如图18所示,第一换热器508设有第一风机510用于驱动气流与之换热。第二换热器512设有第二风机514用于驱动气流与之换热。
例如,第二介质为水、载冷剂等。
例如,第一介质为制冷剂或冷媒。
运行蓄冷模式时,在第一循环回路中,第一介质进入压缩机506,压缩机506压缩第一介质后,将第一介质送入第一换热器508,第一介质在第一换热器508内经由第一换热器508与环境换热实现冷凝,冷凝后的第一介质进入节流元件516进行节流处理,然后,节流处理后的第一介质进入第一流体通道20进行蒸发,其中,蒸发所释放的冷量储存到蓄能材料中,最后,完成蒸发的第一介质回到压缩机506实现循环。
运行供冷模式时,在第二循环回路中,第二介质在第二流体通道30中向蓄能材料放热,完成放热后的第二介质进入第二换热器512,并在第二换热器512中经由第二换热器512吸收环境的热量,实现对环境供冷,完成吸热的第二介质重新回到第二流体通道30完成循环。
反之,运行蓄热模式时,在第一循环回路中,压缩机506排出的第一介质进入第一流体通道20,使得第一介质经由第一流体通道20向蓄能材料放热,使得蓄能材料吸热热量进行储存,相应地,第一介质通过放热实现冷凝,冷凝后的第一介质进入节流元件516进行节流处理,然后,节流处理后的第一介质进入第一换热器508进行蒸发,其中,蒸发所释放的冷量释放到环境中,最后,完成蒸发的第一介质回到压缩机506实现循环。
运行供热模式时,在第二循环回路中,第二介质在第二流体通道30中从蓄能材料吸热,完成吸热后的第二介质进入第二换热器512,并在第二换热器512中经由第二换热器512向环境的放热,实现对环境供热,完成放热的第二介质重新回到第二流体通道30完成循环。
例如,如图18所示,第一循环回路中设有四通阀520,蓄冷模式和蓄热模式可经由四通阀520进行切换。当然,根据需求,也可不设置四通阀520。
实施例二十八
如图4、4a、4b、4c所示,换热器1包括第一流体通道20和第二流体通道30,第一流体通道20和第二流体通道30这两者分别为多排,且多排的第一流体通道20与多排的第二流体通道30之间,形成相邻的两排第一流体通道20之间设置有一排第二流体通道30,且相邻的两排第二流体通道30之间设置有一排第一流体通道20的交替布置形式。
同一排的第一流体通道20的第一直管段21之间经第一弯管段22连通,相邻第一流体通道20之间经第一跨管23连通。同一排的第二流体通道30的第二直管段31之间经第二弯管段32连通,相邻第二流体通道30之间经第二跨管33连通。
相邻的第一流体通道20和第二流体通道30之间、以及第一流体通道20和第二流体通道30与壳体10的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料,使得蓄能材料能够与第一介质和/或第二介质进行换热进行储能和放能,实现蓄能换热目的。
其中,第一直管段21与第二直管段31空间垂直分布。更详细地,如图4和图4a所示,第一流体通道20的第一直管段21沿x方向延伸,第二流体通道30的第二直管段31沿y方向延伸,x方向与y方向为空间垂直关系。这样,蓄能材料同时与第一介质及第二介质换热均匀,提高蓄能材料的相变潜热利用率,提升储能放能过程的能量利用效率,从而实现蓄能单元的体积紧凑性。
更进一步地,换热器1还包括翅片40,多排第一流体通道20中的每排上分别穿套有翅片40,多排第二流体通道30中的每排上分别穿套有翅片40,其中,如图4和图4a所示,每排第一流体通道20上所穿套的翅片40之间沿x方向间隔地排列,如图4、4a、4b、4c所示,每排第二流体通道30上所穿套的翅片40之间沿y方向间隔地排列,这样,第一流体通道20上所穿套的翅片40与第二流体通道30上所穿套的翅片40之间也相应形成空间垂直分布的关系。蓄能材料在翅片40之间的流通性更高,更利于蓄能材料同时与第一介质及第二介质换热更均匀,更进一步提高了蓄能材料的相变潜热利用率,提升储能放能过程的能量利用效率,从而实现蓄能单元的体积紧凑性。
详细举例地,如图4、4a、4b、4c所示,第一流体通道20和第二流体通道30,分别设置为两排结构,两排第一流体通道20之间夹设有一排第二流体通道30,另一排第二流体通道30设于两排第一流体通道20中任意一排的侧方,从而形成排间交替排列的分布形式,在附图4中,第一流体通道20的第一直管段21沿x方向延伸,且第一直管段21之间平行设置,第一跨管23及第一介质进出口25位于第一直管段21沿x方向的上侧,第二流体通道30的第一直管段21沿y方向延伸,且第二直管段31之间平行设置,第二跨管33及第二介质进出口35位于第二直管段31沿y方向的左侧,第一跨管23与第二跨管33形成在换热器1整体的相邻两个侧向方位。可以理解的是,所述的上下仅是为了结合附图4描述方便所提供的相对方位参照,并不对换热器1的布置方位关系进行限定。
当然,本实施例并不局限于所列举的情况,在其他实施例中,第一流体通道20的排数也可设计为3排、4排、5排或多于5排,第二流体通道30的排数也可设计为3排、4排、5排或多于5排,且第一流体通道20的排数与第二流体通道30的排数可以相同也可以不同。
本实施例中,第一流体通道20和第二流体通道30分别为单流路结构,且第一介质经由两个第一介质进出口25中的一者流入第一流体通道20,第一流体通道20内的第一介质经由两个第一介质进出口25中的另一者流出,第二介质经由两个第二介质进出口35中的一者流入第二流体通道30,第二流体通道30内的第二介质经由两个第二介质进出口35中的另一者流出。
具体实施例中,用于构造出第一流体通道20的换热管的管截面呈圆环形,且用于构造出第二流体通道30的换热管的管截面呈圆环形。当然,用于构造出第一流体通道20和/或第二流体通道30的换热管的管截面也可设置为椭圆环形,或设置为扁管。
总体而言,本实施例提供的换热器组件,具有结构简单、加工方便,换热效率高、换热均匀等优点,可利于提升蓄能放能效率,并兼顾产品成本。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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 (21)

1.一种换热器组件,其特征在于,所述换热器组件包括壳体和换热器,所述换热器位于所述壳体内,其中,所述换热器包括:
第一流体通道,设置为至少一排,所述第一流体通道配置为供第一介质流通;
第二流体通道,设置为至少一排,所述第二流体通道独立于所述第一流体通道且配置为供第二介质流通;
所述第一流体通道和所述第二流体通道在所述壳体内交错排布,相邻的所述第一流体通道和所述第二流体通道之间、以及所述第一流体通道和所述第二流体通道与所述壳体的内壁之间留有空间,该空间的至少部分配置为容纳蓄能材料。
2.根据权利要求1所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一流体通道设置为至少两排,相邻的两排所述第一流体通道之间设置有一排所述第二流体通道;和/或
所述第二流体通道设置为至少两排,相邻的两排所述第二流体通道之间设置有一排所述第一流体通道。
3.根据权利要求1所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一流体通道形成为蛇形换热管,位于相同一排的所述第一流体通道包括多个平行设置的第一直管段以及连接相邻两个所述第一直管段的第一弯管段,相邻的两排所述第一流体通道之间经第一跨管或第一分流器连通;
所述第二流体通道形成为蛇形换热管,位于相同一排的所述第二流体通道包括多个平行设置的第二直管段以及连接相邻两个所述第二直管段的第二弯管段,相邻的两排所述第二流体通道之间经第二跨管或第二分流器连通。
4.根据权利要求3所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一直管段具有相对的第一端和第二端,位于所述第一端的所述第一弯管段与其相连接的两个所述第一直管段一体成型,位于所述第二端的所述第一弯管段与其相连接的两个所述第一直管段焊接,且所述第一跨管或第一分流器位于所述第二端;
所述第二直管段具有相对的第三端和第四端,位于所述第三端的所述第二弯管段与其相连接的两个所述第二直管段一体成型,位于所述第四端的所述第二弯管段与其相连接的两个所述第二直管段焊接,且所述第二跨管或第二分流器位于所述第四端。
5.根据权利要求3所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一直管段与所述第二直管段平行设置。
6.根据权利要求3所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一直管段与所述第二直管段空间垂直分布。
7.根据权利要求4所述的换热器组件,其特征在于,
多个所述第一直管段中至少有两者的所述第二端构造有适于供所述第一流体通道进液或排液的第一介质进出口;
多个所述第二直管段中至少有两者的所述第四端构造有适于供所述第二流体通道进液或排液的第二介质进出口。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的换热器组件,其特征在于,
至少有一排所述第一流体通道与至少一排所述第二流体通道之间相邻布置,且相邻的所述第一流体通道与所述第二流体通道之间,所述第一直管段与所述第二直管段相对设置或错位设置。
9.根据权利要求3至7中任一项所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一流体通道的至少部分与所述第二流体通道的至少部分之间逆流设置。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的换热器组件,其特征在于,所述换热器还包括翅片,其中,
至少一排所述第一流体通道中的每排上分别穿套有所述翅片,和/或至少一排所述第二流体通道中的每排上分别穿套有所述翅片;或
至少有一排所述第一流体通道与至少一排所述第二流体通道之间相邻布置,且相邻的所述第一流体通道和所述第二流体通道穿套于同一所述翅片;或
所述翅片为整体式翅片,所述换热器的所述第一流体通道及所述第二流体通道穿套于同一所述整体式翅片。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的换热器组件,其特征在于,
所述第一流体通道为单流路结构或为多流路结构;和/或
所述第二流体通道为单流路结构或为多流路结构。
12.一种蓄能换热装置,其特征在于,包括:
蓄能材料;
如权利要求1至11中任一项所述的换热器组件,所述蓄能材料位于所述换热器组件的壳体内。
13.根据权利要求12所述的蓄能换热装置,其特征在于,
所述蓄能材料为固液相变材料。
14.根据权利要求12或13所述的蓄能换热装置,其特征在于,
所述蓄能材料的膨胀系数α不超过0.1。
15.根据权利要求12或13所述的蓄能换热装置,其特征在于,
所述蓄能材料的相变温度的范围为-5℃~15℃。
16.根据权利要求12或13所述的蓄能换热装置,其特征在于,
所述换热器具有翅片,且所述换热器的所述翅片与所述壳体的内底面垂直。
17.根据权利要求12或13所述的蓄能换热装置,其特征在于,所述壳体包括:
外壳;
内胆,所述内胆为保温材质部件,所述内胆容置于所述外壳内,且所述内胆合围限定出所述壳体的内壁。
18.根据权利要求17所述的蓄能换热装置,其特征在于,
所述内胆的部分区域或所述内胆整体设置为具有可压缩性的保温材质部件。
19.一种电器,其特征在于,包括如权利要求12至18中的任一项所述的蓄能换热装置。
20.根据权利要求19所述的电器,其特征在于,
所述电器包括第一循环回路和第二循环回路;
所述蓄能换热装置的换热器的第一流体通道与所述第一循环回路连通,所述换热器的第二流体通道与所述第二循环回路连通。
21.根据权利要求20所述的电器,其特征在于,
所述第一循环回路包括压缩机、第一换热器及节流元件,所述压缩机、第一换热器、节流元件及第一流体通道经由管路连接形成回路;
所述第二循环回路包括第二换热器,所述第二换热器与第二流体通道经由管路连接形成回路。
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