CN113170998A

CN113170998A - 一种热力循环系统以及热力气暖设备

Info

Publication number: CN113170998A
Application number: CN202110509189.7A
Authority: CN
Inventors: 翟维友
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2021-07-27

Abstract

本发明公开了一种热力循环系统，包含：蒸发器，蒸发器上设有供热力循环工质流出的蒸发器出口和供热力循环工质流入的蒸发器进口；储液器，储液器上设有供热力循环工质流入的储液器进口和供热力循环工质流出的储液器出口；第一控制阀，第一控制阀设置在储液器出口与蒸发器进口之间；散热盘管，散热盘管的一端与蒸发器出口相连通，散热盘管的另一端经第二控制阀与储液器进口相连通；第一电热组件，第一电热组件用于加热蒸发器内的热力循环工质；第二电热组件，第二电热组件用于加热储液器内的热力循环工质。由于没有循环水泵，该系统没有噪音，无水泵耗能。由于毯体或垫体中无电加热元件，无电磁辐射，无感应电压，不会漏电或起火。

Description

一种热力循环系统以及热力气暖设备

技术领域

本发明涉及一种热力系统，更确切地说，是一种热力循环系统以及热力气暖设备。

背景技术

床上取暖产品从电热毯发展到水暖毯，这些产品在满足人们取暖需求的同时也都有一些不足或隐患。电热毯采用金属电热丝通电发热的原理制造，在使用过程中容易使人感觉干燥，同时存在电磁辐射、感应电压、漏电和电热丝老化起火等危险因素。

虽然水暖毯克服了电热毯的一些缺点，水暖毯采用电加热水，再用水泵使水在毯体散热管路中循环散热，所以也存在水泵运转噪音和烧水声，同时水暖毯使用过程中，主机要放置在床头柜上比毯体高的位置，一方面要占用床头柜上的位置，另一方面还有倾倒的可能，另外水暖毯还要定期加水维护。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种热力循环系统、热力气暖毯以及热力气暖床垫。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种热力循环系统，包含：

蒸发器，所述蒸发器上设有供热力循环工质流出的蒸发器出口和供热力循环工质流入的蒸发器进口；

储液器，所述储液器上设有供热力循环工质流入的储液器进口和供热力循环工质流出的储液器出口；

第一控制阀，所述第一控制阀设置在所述储液器出口与蒸发器进口之间；

散热盘管，所述散热盘管的一端与所述蒸发器出口相连通，所述散热盘管的另一端经第二控制阀与所述储液器进口相连通；

第一电热组件，所述第一电热组件用于加热所述蒸发器内的热力循环工质；

第二电热组件，所述第二电热组件用于加热所述储液器内的热力循环工质。

作为本发明较佳的实施例，所述第一电热组件设置在所述蒸发器的内部或外部，所述第二电热组件设置在所述储液器的内部或外部，所述第一电热组件和第二电热组件为PTC陶瓷发热组件或电磁发热组件。

一种热力气暖设备，包括如前叙中任一项所述热力循环系统，所述热力气暖设备包括主机和本体，所述蒸发器和所述储液器位于所述主机内，所述散热盘管位于所述本体内，所述散热盘管是一根管或者由多根管并联组成或者由多根管混联组成，所述本体为一种毯体或一种垫体。

作为本发明较佳的实施例，所述热力气暖设备还包括压力开关。

作为本发明较佳的实施例，所述的热力气暖设备还包括控制器，所述控制器与所述第一电热组件、第二电热组件和压力开关相连接。

一种热力循环系统，包含：

蒸发器，所述蒸发器上设有供热力循环工质流出的蒸发器出口、供热力循环工质流入的蒸发器进口和蒸发器压力平衡口；

储液器，所述储液器上设有供热力循环工质流入的储液器进口、供热力循环工质流出的储液器出口和储液器压力平衡接口；

第三控制阀，所述第三控制阀设置在所述蒸发器压力平衡口与储液器压力平衡接口之间；

第一控制阀，所述第一控制阀40设置在所述储液器出口与蒸发器进口之间；

散热盘管，所述散热盘管的一端与所述蒸发器出口相连通，所述散热盘管的另一端与所述储液器进口相连通；

其中，所述储液器在竖直方向上的位置高于所述蒸发器。

作为本发明较佳的实施例，所述第一电热组件设置在所述蒸发器的内部或外部，所述第一电热组件为PTC陶瓷发热组件或电磁发热组件。

作为本发明较佳的实施例，所述的热力气暖设备还包括控制器，所述控制器与所述第一电热组件、第三控制阀和压力开关相连接。

本发明的热力气暖系统具有以下优点：由于没有循环水泵，该系统没有噪音，无水泵耗能。由于毯体或垫体中无电加热元件，无电磁辐射，无感应电压，不会漏电或起火。另外，由于采用封闭热力循环，热力循环工质不会损耗，主机既可以放置在比毯体或垫体高的位置，也可以放置在比毯体或垫体低的位置，无烧水声，安静舒适。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的热力循环系统的俯视图；

图2是图1中的热力循环系统的主机部分的左视图；

图3是图1中的热力循环系统的蒸发器的结构示意图；

图4是图1中的热力循环系统的储液器结构示意图；

图5为本发明的热力循环系统的第二种实施方式的俯视图；

图6为图5中的热力循环系统的主机部分的左视图；

图7是图5中的热力循环系统的蒸发器的结构示意图；

图8是是图5中的热力循环系统的储液器的结构示意图；

图9为图3中的蒸发器的另一种实施方式的结构示意图；

图10为图3中的蒸发器的又一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，当然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部的实施例。

在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本发明中的“上方”和“下方”等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“连通”应作广义理解。术语“连接”、“连通”可以是直接相连，也可以通过中间零部件间接相连，可以是两个零部件内部的连通，也可以是两个零部件的相互作用关系。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。

如图1至图4所示，热力循环系统包括蒸发器10、储液器20、散热盘管30、第一控制阀40和第二控制阀50。

在蒸发器10的上部具有供热力循环工质流出的蒸发器出口11，蒸发器10的下部具有供热力循环工质流入的蒸发器进口12，蒸发器10的内部设有第一电热组件14，第一电热组件14用于加热蒸发器10内的热力循环工质。

在储液器20的上部具有供热力循环工质流入的储液器进口21，储液器20的下部具有供热力循环工质流出的储液器出口22，储液器20的内部设有第二电热组件24，第二电热组件24用于加热储液器20内的热力循环工质。

该第一控制阀40的进口与储液器出口22相连通，第一控制阀40的出口与蒸发器进口12相连通。当热力循环工质通过该第一控制阀40由储液器20流向蒸发器10时，该第一控制阀40处于正向导通状态，当热力循环工质要通过该第一控制阀40由蒸发器10流向储液器20时，该第一控制阀40处于反向截止状态。

该第二控制阀50的出口与储液器进口21相连通。当热力循环工质通过第二控制阀50流向储液器20时，第二控制阀50处于正向导通状态，当热力循环工质要通过第二控制阀50流出储液器20时，第二控制阀50处于反向截止状态。

该散热盘管30的一端与蒸发器出口11相连通，散热盘管30的另一端与第二控制阀50的进口相连通。

在蒸发器10的上部还可以设有压力开关70，压力开关70起到对热力循环系统的安全保护作用，当热力循环系统内的压力等于或低于热力循环系统最大设计工作压力时，压力开关70处于闭合状态，第一电热组件14或第二电热组件24可以正常工作加热，当热力循环系统内的压力超过热力循环系统最大设计工作压力时，压力开关70处于开路状态，第一电热组件14或第二电热组件24停止加热。

需要说明的是，该第一控制阀40和第二控制阀50为单向阀。从图1和图2可以知道，该第一控制阀40设置在蒸发器10的外部，第二控制阀50设置在储液器20的外部。显然，这些阀也可以设置在蒸发器或储液器的内部，只要能起到单向导通的效果。

本发明实施例1热力循环系统的工作循环过程如下：

过程1，首先开启设置在蒸发器10内的第一电热组件14加热蒸发器10内的热力循环工质，关闭储液器20内的第二电热组件24。蒸发器10内的热力循环工质受热后由液态蒸发成气态聚集在蒸发器10的上部，由于第一控制阀40是一个单向阀，从蒸发器10往储液器20方向处于反向截止状态，蒸发器10中的热力循环工质不能通过第一控制阀40流向储液器20，气态的热力循环工质经过蒸发器出口11进入散热盘管30，气态的热力循环工质通过散热盘管30向外散热供人们取暖，气态的热力循环工质冷凝成液态，同时由于这时蒸发器10内的第一电热组件14处于开启状态，储液器20内的第二电热组件24处于关闭状态，因此蒸发器10内的压力大于储液器20内的压力，第二控制阀50也是一个单向阀，从散热盘管30往储液器20方向处于正向导通状态，散热盘管30内的热力循环工质经第二控制阀50，由储液器进口21逐渐向储液器20内积聚。随着蒸发器10内的液态热力循环工质不断蒸发，在散热盘管30内放热冷凝成液态并向储液器20内积聚，蒸发器10内的液位逐渐下降，储液器20内的液位逐渐升高。

过程2，关闭蒸发器10内的第一电热组件14，开启设置在储液器20内的第二电热组件24加热储液器20内的热力循环工质，储液器20内的部分热力循环工质受热后由液态蒸发成气态聚集在储液器20的上部，储液器20内的压力升高，由于第二控制阀50是一个单向阀，从储液器20往散热盘管30方向处于反向截止状态，储液器20中的气态的热力循环工质不能通过第二控制阀50流出，同时第一控制阀40也是一个单向阀，从储液器20往蒸发器10方向处于正向导通状态，因此储液器20下部的液态热力循环工质便从储液器出口22流出经第一控制阀40通过蒸发器进口12流入蒸发器10，储液器20内的液位下降，蒸发器10内的液位升高。

本发明实施例1的热力循环系统按照以上过程1和过程2往复循环。

需要说明的是，在过程2中，关闭蒸发器10内的第一电热组件14，开启设置在储液器20内的第二电热组件24加热储液器20内的热力循环工质，这样使得储液器20内的压力升高并高于蒸发器10内压力，为储液器20内的液态热力循环工质从储液器20流向蒸发器10提供动力，储液器出口22可以在储液器20的底部，也可以从储液器20的顶部竖直插入到接近储液器20的下部内壁，保证过程2中从储液器出口22流出的是液态的热力循环工质。

需要说明的是，蒸发器10上的蒸发器出口11的数量并不限于一个，也可以为多个。同样的道理，储液器20的储液器进口21的数量并不限于一个，也可以为多个。对应地，散热盘管30的数量也不限于一个，也可以是多个。

如图5至图8，为本发明的第二种实施方式。与第一种实施方式不同的是，在蒸发器10上增加了蒸发器压力平衡口13，在储液器20上增加了储液器压力平衡接口23，在蒸发器压力平衡口13与储液器压力平衡接口23之间设有一第三控制阀60。该第三控制阀6可以为一电磁阀或其他合适阀门。另外，在该第二实施方式中，省略了第一种实施方式中的第二控制阀50和第二电热组件24。

该储液器20在竖直方向上的位置高于蒸发器10，后文中将进一步加以说明。

本发明实施例2热力循环系统的工作循环过程如下：

过程1，首先开启设置在蒸发器10内的第一电热组件14加热蒸发器10内的热力循环工质，蒸发器10内的热力循环工质受热后由液态蒸发成气态聚集在蒸发器10的上部，由于此时第三控制阀60处于关闭状态，第一控制阀40是一个单向阀，从蒸发器10往储液器20方向处于反向截止状态，蒸发器10中的热力循环工质不能通过第一控制阀40和第三控制阀60流向储液器20，气态的热力循环工质经过蒸发器出口11进入散热盘管30，气态的热力循环工质通过散热盘管30向外散热供人们取暖，气态的热力循环工质冷凝成液态，同时由于这时蒸发器10内的第一电热组件14处于开启状态，因此蒸发器10内的压力大于储液器20内的压力，散热盘管30内的热力循环工质经过储液器进口21逐渐向储液器20内积聚。随着蒸发器10内的液态热力循环工质不断蒸发，在散热盘管30内放热冷凝成液态并向储液器20内积聚，蒸发器10内的液位逐渐下降，储液器20内的液位逐渐升高。

过程2，打开第三控制阀60，蒸发器10上部气态的热力循环工质便从蒸发器压力平衡口13流出经第三控制阀60通过储液器压力平衡口23流向储液器20，蒸发器10和储液器20上部的压力得到平衡，由于第一控制阀40是一个单向阀，从储液器20往蒸发器10方向处于正向导通状态，储液器20在竖直方向上的位置高于蒸发器10，储液器20下部的液态热力循环工质在重力作用下从储液器出口22流出经第一控制阀40通过蒸发器进口12流入蒸发器10，储液器20内的液位下降，蒸发器10内的液位升高。

本发明实施例2的热力循环系统按照以上过程1和过程2往复循环。

需要说明的是，蒸发器压力平衡口13和储液器压力平衡口23分别与蒸发器10和储液器20的上部气体相通，打开第三控制阀60时才能实现蒸发器10和储液器20的上部的气压平衡。另外，储液器出口22最好设置在储液器20的底部，不然会使储液器20内液态热力循环工质流出不完全。

需要说明的是，在蒸发器10的上部也可以设有实施方式1中所提及的压力开关70。

另外，该热力循环系统还包含一控制器，该控制器与第一电热组件14、第二电热组件24、第三控制阀60和压力开关70相连接。该控制器可以利用有线或无线模式来控制第一电热组件14、第二电热组件24和第三控制阀60。

另外，在蒸发器10和储液器20的内部可以设置压力/温度传感器，在第一电热组件14、第二电热组件24和散热盘管30上也可以设置温度传感器。该控制器监控这些传感器，并对第一电热组件14、第二电热组件24进行调节控制，使得散热盘管30获得稳定的合适的温度。另外，压力开关70属于可选件。

另外，第一电热组件14和第二电热组件24可以设置在对应的蒸发器10和储液器20的内部或外部。如图9所示，此时，环形的电热组件15取代了图3中的棒状的第一电热组件14。第一电热组件14和第二电热组件24为PTC陶瓷发热组件或电磁发热组件。尤其是电磁发热方式，可以使得蒸发器的内外彻底隔离，安全性更高。

另外，对于第一电热组件14和第二电热组件24的供电方式，可以为有线供电方式，也可以为无线供电方式。

另外，蒸发器10和储液器20可以为金属制成，也可以为非金属制成，比如塑料。在蒸发器10和储液器20的外壳上可以包裹一绝热层或绝热涂料。

另外，热力循环工质可以为水或其他制冷剂。在蒸发器10中，热力循环工质呈气液两相，气体在上，液体在下，蒸发器出口11设置在蒸发器10的最高液面的上方。

另外，散热盘管30是一根管或者由多根管并联组成或者由多根管混联组成。

在具体应用时，该热力气暖设备包含主机和由毯体或垫体所构成的本体。该散热盘管30位于本体内。该蒸发器10和储液器20位于该主机内，在蒸发器10与该储液器20之间填充绝缘绝热材料。

如图10所示，为图3中的蒸发器10的又一种实施方式。此时，蒸发器出口11从蒸发器10底部竖直插入到蒸发器10的内部，且蒸发器出口11的顶部插入到接近蒸发器10的内壁。这样设置的好处是：这样可以保证通过蒸发器出口11流出蒸发器10的是蒸发器10上部的热力循环工质气体，而不会是下面的热力循环工质液体。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种热力循环系统，包含：

2.根据权利要求1所述热力循环系统，其特征在于，所述第一电热组件设置在所述蒸发器的内部或外部，所述第二电热组件设置在所述储液器的内部或外部，所述第一电热组件和第二电热组件为PTC陶瓷发热组件或电磁发热组件。

3.一种热力气暖设备，包括如权利要求1-2中任一项所述热力循环系统，所述热力气暖设备包括主机和本体，所述蒸发器和所述储液器位于所述主机内，所述散热盘管位于所述本体内，所述散热盘管是一根管或者由多根管并联组成或者由多根管混联组成，所述本体为一种毯体或一种垫体。

4.根据权利要求3所述热力气暖设备，其特征在于，所述热力气暖设备还包括压力开关。

5.根据权利要求4所述热力气暖设备，其特征在于，所述的热力气暖设备还包括控制器，所述控制器与所述第一电热组件、第二电热组件和压力开关相连接。

6.一种热力循环系统，包含：

其中，所述储液器(20)在竖直方向上的位置高于所述蒸发器。

7.根据权利要求6所述热力循环系统，其特征在于，所述第一电热组件设置在所述蒸发器的内部或外部，所述第一电热组件为PTC陶瓷发热组件或电磁发热组件。

8.一种热力气暖设备，包括如权利要求6-7中任一项所述热力循环系统，所述热力气暖设备包括主机和本体，所述蒸发器和所述储液器位于所述主机内，所述散热盘管位于所述本体内，所述散热盘管是一根管或者由多根管并联组成或者由多根管混联组成，所述本体为一种毯体或一种垫体。

9.根据权利要求8所述热力气暖设备，其特征在于，所述热力气暖设备还包括压力开关。

10.根据权利要求9所述热力气暖设备，其特征在于，所述的热力气暖设备还包括控制器，所述控制器与所述第一电热组件、第三控制阀和压力开关相连接。