CN117647133A - 一种换热组件、蓄热装置及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热组件、蓄热装置及空调系统，包括：第一集流管，第一集流管上设置有用于进出流体的第一进出口；多个第一分流管，各个第一分流管相间隔地设置在第一集流管上；多个管组，各个第一分流管与各个管组一一对应地连通；多个管组包括两个侧管组和多个内管组，两个侧管组分别设置在换热组件的两侧，各个内管组均设置在两个侧管组之间；各个管组分别由若干个互相平行的支管组成，支管沿第一预设方向依次排列，以形成多个纵向流路；其中，两个侧管组的纵向流路的数量均小于各个内管组的纵向流路的数量。本发明的换热组件、蓄热装置及空调系统解决了相关技术中蓄热装置流路单一，导致换热效率不一致影响换热效果的技术问题。

Description

一种换热组件、蓄热装置及空调系统

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，具体涉及一种换热组件、蓄热装置及空调系统。

背景技术

目前热泵空调系统在冬天室外气温较低的情况在运行制热工况，容易使得室外机换热器表面温度降低到0℃以下，潮湿空气会在换热器表面形成霜层，降低换热器换热效率，影响空调系统能耗，甚至损坏整机系统，正常化霜时室外机由蒸发器变为冷凝器，内机关闭化霜，但这样也使得空调系统化霜时无法继续进行制热，故在可以通过在空调室外侧增加一个蓄热装置，在空调系统进行化霜的同时提供热量，保证空调系统能够进行连续制热。

现有的相变蓄热模块流路结构简单，流路通道单一，单纯依靠扁管换热效率差，且扁管排布过于密集，流体从进入到流出过程中换热效率逐渐降低，使得无法充分利用蓄热材料性能，化霜时间会大大延长。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种换热组件、蓄热装置及空调系统，以解决相关技术中蓄热装置流路单一，导致换热效率不一致影响换热效果的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种换热组件，包括：第一集流管，第一集流管上设置有用于进出流体的第一进出口；多个第一分流管，各个第一分流管相间隔地设置在第一集流管上；多个管组，各个第一分流管与各个管组一一对应地连通；多个管组包括两个侧管组和多个内管组，两个侧管组分别设置在换热组件的两侧，各个内管组均设置在两个侧管组之间；各个管组分别由若干个互相平行的支管组成，支管沿第一预设方向依次排列，以形成多个纵向流路；其中，两个侧管组的纵向流路的数量均小于各个内管组的纵向流路的数量。

进一步地，换热组件还包括：多个第二分流管，各个第二分流管与各个管组一一对应地设置，各个第二分流管与各个管组一一对应地连接；第二集流管，各个第二分流管分别与第二集流管连接，各个第二分流管相间隔地设置在第二集流管上；第二集流管上设置有用于进出流体的第二进出口，第二集流管与第一集流管相对设置。

进一步地，换热组件还包括：第一流通管，第一流通管的一侧分别连通各个第一分流管，第一流通管的另一侧分别连通各个管组；第二流通管，第二流通管的一侧分别连通各个第二分流管，第二流通管的另一侧分别连通各个管组。

进一步地，支管的一端均连接有多个横向连接管，各个横向连接管均设置在第一流通管和第二流通管之间，各个横向连接管沿第二预设方向互相平行地设置，以形成横向流路，各个横向连接管横向连通支管；第一预设方向的沿伸方向垂直于第二预设方向的沿伸方向。

进一步地，支管远离横向连接管的一端均连接有多个纵向连接管，纵向连接管与横向连接管垂直设置；各个纵向连接管纵向连通支管，以形成纵向流路。

进一步地，各个管组的横向流路数量均相同。

进一步地，各个内管组包括第一内管组和第二内管组，第一分流管为四个，第二分流管为四个。

进一步地，第一集流管、第二集流管、各个第一分流管、各个第二分流管、第一流通管和第二流通管均为圆管，支管为长方体结构的扁管。

进一步地，多个管组的外表面设置有翅片，翅片为长方体结构。

一种蓄热装置，包括壳体和在壳体内形成的容纳腔，容纳腔内设置有蓄热材料，容纳腔内还设置有如上所述的换热组件，通过换热组件与蓄热材料进行换热。

一种空调系统，包括如上所述的蓄热装置。

有益效果：

1、本发明的换热组件，通过分配多条流路，使得每一路换热效率基本保持一致，促使冷媒与蓄热材料之间保持高效的换热状态，提高了换热组件的换热效率。

2、本发明的蓄热装置，使用的平行流微通道通过调整不同流路流经扁管数量实现各流路均匀分配，同时配合对应翅片排列，在减少扁管整体数量的情况下，有效增大换热面积，进一步提高换热效率。

3、本发明的空调系统，换热效率得到提高，换热化霜时间下降，用户体验舒适性提高。

附图说明

图1是本发明实施例采用的换热组件的结构示意图；

图2是本发明实施例采用的换热组件的横向连接管的一个视角的结构示意图；

图3是本发明实施例采用的换热组件的纵向连接管的结构示意图；

图4是本发明实施例采用的换热组件的横向连接管的另一个视角的结构示意图；

图5是本发明实施例采用的蓄热装置的翅片的结构示意图；

图6是本发明实施例采用的蓄热装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一集流管；11、第一进出口；2、第一分流管；3、管组；31、侧管组；32、内管组；321、第一内管组；322、第二内管组；33、支管；34、横向连接管；35、纵向连接管；4、第二集流管；41、第二进出口；5、第二分流管；6、第一流通管；7、第二流通管；8、翅片；9、壳体；91、容纳腔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种换热组件，请参阅图1至图6，包括：第一集流管1，第一集流管1上设置有用于进出流体的第一进出口11；多个第一分流管2，各个第一分流管2相间隔地设置在第一集流管1上；多个管组3，各个第一分流管2与各个管组3一一对应地连通；多个管组3包括两个侧管组31和多个内管组32，两个侧管组31分别设置在换热组件的两侧，各个内管组32均设置在两个侧管组31之间；各个管组3分别由若干个互相平行的支管33组成，支管33沿第一预设方向依次排列，以形成多个纵向流路；其中，两个侧管组31的纵向流路的数量均小于各个内管组32的纵向流路的数量。

本实施例的换热组件，若干个互相平行的支管33沿着第一预设方向依次排列，形成多个纵向流路，每个管组3由不同数量的纵向流路组成。其中，两侧的侧管组31纵向流路的数量与小于中间若干个内管组32的数量，侧管组31和内管组32沿着第一预设方向依次排列，各路管组3的入口分别与各个第一分流管2连通。制冷剂从第一进出口11流入第一集流管1中，通过间隔设置在第一集流管1上的多个第一分流管2进入各路管组3中。由于换热组件两侧冷媒在流入过程中会释放部分能量，换热组件的中间位置释放的能量较少，因此为了保证换热组件内部制冷剂分配的均与度，将换热组件的各路管组3分隔成若干个管路，并且两侧的侧管组31的纵向流路数量设置成小于内管组32的纵向流路数量，使得进入换热组件的制冷剂得到均匀分配，从而使得各路支管33中的换热效率保持一致，提供换热效果。蓄热装置采用本实施例的换热组件解决了相关技术中蓄热装置流路单一，导致换热效率不一致影响换热效果的技术问题。

参阅图2，在本实施例的换热组件中，换热组件还包括：多个第二分流管5，各个第二分流管5与各个管组3一一对应地设置，各个第二分流管5与各个管组3一一对应地连接；第二集流管4，各个第二分流管5分别与第二集流管4连接，各个第二分流管5相间隔地设置在第二集流管4上；第二集流管4上设置有用于进出流体的第二进出口41，第二集流管4与第一集流管1相对设置。在第一集流管1的相对位置设置第二集流管4，第二集流管4上相间隔地设置多个第二分流管5，各路管组3的出口分别与各个第二分流管5连通。制冷剂从第一进出口11流入各路管组3中，再通过各路管组3的出口，流入各个第二分流管5中并汇集到第二集流管4中从第二进出口41排出。

具体地，各路管组3、第二分流管5和第一分流管2分别设置成相同的数量，第一集流管1和第二集流管4为一个，制冷剂可以从第一进出口11流入，从第二进出口41排出；也可以从第二进出口41流入，再从第一进出口11流出。

参阅图1和图2，在本实施例的换热组件中，换热组件还包括：第一流通管6，第一流通管6的一侧分别连通各个第一分流管2，第一流通管6的另一侧分别连通各个管组3；第二流通管7，第二流通管7的一侧分别连通各个第二分流管5，第二流通管7的另一侧分别连通各个管组3。在若干个第一分流管2和各路管组3之间设置第一流通管6，在若干个第二分流管5和各路管组3之间设置第二流通管7，增加各路管组3制冷剂的入口和出口的通道数量，在一定空间内为制冷剂提供了更广的流动范围，从提高制冷剂的分配均匀度，使得制冷剂介质在支管33中流动时始终处于高效放热状态，能够大大提高制冷剂与外部蓄热材料的换热效率。

参阅图2至图4，在本实施例的换热组件中，支管33的一端均连接有多个横向连接管34，各个横向连接管34均设置在第一流通管6和第二流通管7之间，各个横向连接管34沿第二预设方向互相平行地设置，以形成横向流路，各个横向连接管34横向连通支管33；第一预设方向的沿伸方向垂直于第二预设方向的沿伸方向。各个支管33沿第一预设方向排列，各个横向连接管34沿第二预设方向排列，第一预设方向的沿伸方向垂直于第二预设方向的沿伸方向。支管33的一端均连接多个横向连接管34，在第一流通管6和第二流通管7之间，支管33纵向排列，横向连接管34横向连接，形成横向纵向交错网格状流通通道。

参阅图3，在本实施例的换热组件中，支管33远离横向连接管34的一端均连接有多个纵向连接管35，纵向连接管35与横向连接管34垂直设置；各个纵向连接管35纵向连通支管33，以形成纵向流路。在各个支管33的另一端连接有纵向连接管35，纵向连接管35将每一列纵向排布的支管33连接起来，制冷剂流入此处不仅起到缓冲作用还能使得制冷剂沿着纵向方向继续流动，促使在支管33中制冷剂能够高效释放能量。

参阅图1至图4，在本实施例的换热组件中，各个管组3的横向流路数量均相同。每一管组3的横向连接管34数量相同，每个管组3的支管33均是互相平行设置使换热组件形成方体结构。

具体地，在本实施例的换热组件中，每一条纵向流路的支管33为四个，四个支管33沿着竖直方向依次平行排列组成一条纵向流路，每一条纵向流路并沿着水平方向依次平行排列若干个，形成一个管组3。

参阅图1至图4，在本实施例的换热组件中，各个内管组32包括第一内管组321和第二内管组322，第一分流管2为四个，第二分流管5为四个。内管组32为两个，与两侧的侧管组31组成四组管组3，四组管组3对应四个第一分流管2和四个第二分流管5。

具体地，第一进出口11和第二进出口41分别在第一集流管1和第二集流管4的中间偏左侧的位置，各个第一分流管2和各个第二分流管5设置在每个管组3一侧的位置。如图4所示，每一组管组3的入口和出口均在各个管组3的左侧，制冷剂从入口进入充满整个管组3后，再由另一端的出口流出，保证制冷剂能够充盈管组3，实现与支管33外部间隙中的蓄热材料充分换热，大大提高制冷剂与外部蓄热材料的换热效率。

具体地，本实施例的纵向流路共十三路，十三路分别分为三路、四路、四路、两路的四组管组3，在远离流体进口一侧处的换热效果不佳，故只设置两路支管33，另一侧因相对离进口较近，故设置三路支管33，剩下两组换热较均匀，统一设置四路支管33。通过这样分配流路，使得每一路的换热效率基本保持一致，从而使得制冷剂与蓄热材料之间始终保持一个较高效的换热状态，从而提升整个系统的能效。

在本实施例的换热组件中，第一集流管1、第二集流管4、各个第一分流管2、各个第二分流管5、第一流通管6和第二流通管7均为圆管，支管33为长方体结构的扁管。第一集流管1、第二集流管4、各个第一分流管2、各个第二分流管5、第一流通管6和第二流通管7设置成圆管便于制冷剂流动，支管33为扁管增大换热面积。

参阅图5，在本实施例的换热组件中，多个管组3的外表面设置有翅片8，翅片8为长方体结构。在管组3的外表面设置长方形的翅片8，增加散热面积，提高热量传递效率。

参阅图5和图6，在本实施例的蓄热装置中，包括壳体9和在壳体9内形成的容纳腔91，容纳腔91内设置有蓄热材料，容纳腔91内还设置有如上所述的换热组件，通过换热组件与蓄热材料进行换热。蓄热装置的壳体9内部形成容纳腔91，换热组件上下左右前后均留有10mm以上空间，以便于蓄热材料流入容纳腔91填充。换热组件摆放方向如图1所示，翅片8支管33开缺侧朝上，制冷剂自下侧流入从上侧流出时，保证最上层蓄热材料也能和支管33充分接触，从而提高换热器换热效率，在减少支管33整体数量的情况下，使整体换热效率得到最大程度的利用。

在本实施例的空调系统中，包括如上所述的蓄热装置。使用上述的蓄热装置通过设置不同纵向流路的数量，有效提升蓄热装置内部的制冷剂分配的均匀度，提升蓄热装置的换热效率，使得制冷剂介质在支管33中流动时始终处于高效放热状态，能够大大提高制冷剂与外部蓄热材料的换热效率，提升换热组件的能效，加快空调机组的蓄热化霜速度，降低化霜时间，减少空调制热时室内的温降值，提升空调机组制热的舒适性。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种换热组件，其特征在于，包括：

第一集流管(1)，所述第一集流管(1)上设置有用于进出流体的第一进出口(11)；

多个第一分流管(2)，各个所述第一分流管(2)相间隔地设置在所述第一集流管(1)上；

多个管组(3)，各个所述第一分流管(2)与各个所述管组(3)一一对应地连通；多个所述管组(3)包括两个侧管组(31)和多个内管组(32)，两个所述侧管组(31)分别设置在所述换热组件的两侧，各个所述内管组(32)均设置在两个所述侧管组(31)之间；各个所述管组(3)分别由若干个互相平行的支管(33)组成，所述支管(33)沿第一预设方向依次排列，以形成多个纵向流路；其中，两个所述侧管组(31)的纵向流路的数量均小于各个所述内管组(32)的纵向流路的数量。

2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述换热组件还包括：

多个第二分流管(5)，各个所述第二分流管(5)与各个所述管组(3)一一对应地设置，各个所述第二分流管(5)与各个所述管组(3)一一对应地连接；

第二集流管(4)，各个所述第二分流管(5)分别与所述第二集流管(4)连接，各个所述第二分流管(5)相间隔地设置在所述第二集流管(4)上；所述第二集流管(4)上设置有用于进出流体的第二进出口(41)，所述第二集流管(4)与所述第一集流管(1)相对设置。

3.根据权利要求2所述的换热组件，其特征在于，所述换热组件还包括：

第一流通管(6)，所述第一流通管(6)的一侧分别连通各个所述第一分流管(2)，所述第一流通管(6)的另一侧分别连通各个所述管组(3)；

第二流通管(7)，所述第二流通管(7)的一侧分别连通各个所述第二分流管(5)，所述第二流通管(7)的另一侧分别连通各个所述管组(3)。

4.根据权利要求3所述的换热组件，其特征在于，所述支管(33)的一端均连接有多个横向连接管(34)，各个所述横向连接管(34)均设置在所述第一流通管(6)和所述第二流通管(7)之间，各个所述横向连接管(34)沿第二预设方向互相平行地设置，以形成横向流路，各个所述横向连接管(34)横向连通所述支管(33)；

所述第一预设方向的沿伸方向垂直于所述第二预设方向的沿伸方向。

5.根据权利要求4所述的换热组件，其特征在于，所述支管(33)远离所述横向连接管(34)的一端均连接有多个纵向连接管(35)，所述纵向连接管(35)与所述横向连接管(34)垂直设置；各个所述纵向连接管(35)纵向连通所述支管(33)，以形成所述纵向流路。

6.根据权利要求5所述的换热组件，其特征在于，各个所述管组(3)的横向流路数量均相同。

7.根据权利要求6所述的换热组件，其特征在于，各个所述内管组(32)包括第一内管组(321)和第二内管组(322)，所述第一分流管(2)为四个，所述第二分流管(5)为四个。

8.根据权利要求3所述的换热组件，其特征在于，所述第一集流管(1)、所述第二集流管(4)、各个所述第一分流管(2)、各个第二分流管(5)、所述第一流通管(6)和所述第二流通管(7)均为圆管，所述支管(33)为长方体结构的扁管。

9.根据权利要求8所述的换热组件，其特征在于，多个所述管组(3)的外表面设置有翅片(8)，所述翅片(8)为长方体结构。

10.一种蓄热装置，包括壳体(9)和在所述壳体(9)内形成的容纳腔(91)，所述容纳腔(91)内设置有蓄热材料，其特征在于，所述容纳腔(91)内还设置有如权利要求1-9中任一项所述的换热组件，通过所述换热组件与所述蓄热材料进行换热。

11.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求10所述的蓄热装置。