CN204987546U - 恒温换热机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒温换热机构，包括用于容纳换热介质的恒温罐，恒温罐具有出液口和回液口，还包括至少一根换热管，换热管具有一进口和一出口，换热管的进口与恒温罐的出液口连通，换热管的出口与恒温罐的回液口连通；换热管中部弯折，形成两个弯折部，两个弯折部相互靠拢并确保充分传热，整体形成恒温部；恒温换热机构还包括用于将换热介质送入换热管内的循环泵。本实用新型两个弯折部相互靠拢并确保充分传热，整体形成恒温部，两个弯折部任意相对应的两个位置的温度的平均值均相同，即将恒温部看成一个整体后，恒温部上每处位置的温度均相同，这种结构形式能够大大提高温度的均匀性。

Description

恒温换热机构

技术领域

本实用新型涉及换热领域，具体涉及恒温换热机构。

背景技术

换热机构用于加热、冷却与精密恒温控制有着广泛的市场前景，应用领域包括办公与家居的舒适性空调，制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性研究与储存，生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价，医疗与电子领域的洁净手术室、生物洁净实验室、洁净车间与洁净厂房，冻土工程领域的力学模型实验室等。

如授权公告号为CN203865252U的专利文献，公开了一种恒温箱，其包括：外箱，外箱上设置有箱门；内箱，内箱内设置有温度传感器；外箱和内箱之间设置有包含风机和加热器的加热单元；其中，外箱与内箱之间设置有环绕于内箱外侧的空气流道，在内箱上开有与空气流道连通的通孔，使空气流道内的空气能够与内箱内的空气对流。空气流道的宽度与内箱的深度相等。加热单元设置在外箱和内箱之间的左下部，内箱的上壁和下壁上分别设置有至少一排通孔，内箱的左壁和右壁上分别设置有多个通孔阵列，其中，内箱右臂的通孔阵列的行数沿空气流动的方向递增。该恒温箱采用强制对流方式来实现箱体内部空间温度的均匀传热。

如现有的空调，通常包括压缩机，冷凝器，蒸发器，毛细管，风机等组成的制冷系统，还包括由加热元件和风机等构成的加热系统。在制冷时，通过制冷剂在蒸发器中的蒸发来吸收热量，使蒸发器周围的空气降温，然后通过风机将冷风吹入室内空间来进行降温；在制热时，通过热泵冷凝器或辅助加热元件加热周边的空气，然后通过风机将热源周围的热风吹入室内空间，来进行升温。

如现有的冰箱，通常包括压缩机，冷凝器，毛细管以及蒸发器等，蒸发器安装在冰箱侧壁或隔板内，工作时，通过制冷剂在蒸发器中的蒸发作用来吸收热量，从而实现降温与低温。

上述设备均通过换热机构来实现制冷或制热，考虑成本因素，上述的恒温箱和空调其热源的换热面积是有限的，在制热时，通过增加热源温度和目标温度之间的温差，采用强制对流方式来实现强制散热并改善箱体内部空间的温度均匀度。显而易见这种方式所能实现的温度均匀度偏低，不能满足高均匀度和高精度应用的需求；对于热泵空调，热源与目标温度之间温差较大时，还会降低热泵空调的能效比，使得能耗增加。

上述的空调和冰箱在制冷时，蒸发器的温度并不均匀，蒸发器表面的温度会随着管路布局及其管路中制冷剂的流动与蒸发逐渐变化，将蒸发器看成一个换热层，则该换热层任意点的温度不一致。同时受加工成本、换热面积与蒸发器体积的限制，需增加冷源温度和目标温度之间的温差以实现满足要求的换热容量，从而导致温度梯度的增加和控制精度下降；同样由于冷源与目标温度之间较大的温差，还会降低制冷系统的能效比，使得能耗增加。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，至少为了克服温度波动度与均匀度的两个不足，提出了一种恒温换热机构。解决了现有技术温度均匀性差和波动度大的缺陷以及不能满足高舒适性与波动度、均匀度高要求的应用场合的问题。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种恒温换热机构，包括用于容纳换热介质的恒温罐，所述恒温罐具有出液口和回液口，还包括至少一根换热管，所述换热管具有一进口和一出口，换热管的进口与恒温罐的出液口连通，换热管的出口与恒温罐的回液口连通；换热管中部弯折，形成两个弯折部，两个弯折部相互靠拢并确保充分传热，整体形成恒温部；所述恒温换热机构还包括用于将换热介质送入换热管内的循环泵。

本申请所说的“靠拢”，表示两个弯折部相互紧贴或者留有一定的间隙，靠拢的目的是为了他们之间均匀的传热以确保均匀度。实际运用中，根据对均匀度的需求以及实施的成本与便利程度确定是否紧贴或保留一定的间隙并填充确保均匀传热的材料。

首先通过恒温罐来加热或冷却换热介质并使其达到温度稳定，然后通过换热介质在换热管中的流动来实现与目标环境进行换热，这种二级恒温控制的方式，能够有效改善波动度，但是不能显著改善均匀度。本申请中，两个弯折部相互靠拢是为了确保充分传热，相互靠拢的两个弯折部整体形成恒温部，两个弯折部任意对应位置的温度平均值均相同，即将恒温部看成一个整体后，恒温部上任意位置的温度均相同，这种结构形式能够显著改善温度分布的均匀性。

结合二级恒温控制和恒温部，既能保证恒温换热机构具有较低的波动度，同时具有较好的均匀性。

恒温部的具体原理如下：在换热管各处材料、密度、壁厚以及内径等完全相同的前提下，换热管及其内部流动的换热介质，因为热交换的存在，换热管及换热介质的温度会沿其流动的方向均匀变化，这种特性使得换热管中部弯折形成的两个弯折部相互靠拢并确保充分传热后，两个弯折部任意对应位置处一个温度高一个温度低，通过充分传热和温度互补，从而确保恒温部任意位置的温度完全相同。如换热管的总长度为20m，进口温度为22℃，出口为18℃，可以理解为换热介质每流动前进1m，温度下降为(22-18)℃/20m＝0.2℃/m。将换热管在10m处弯折，然后将换热管的两个弯折部相互靠拢并令其充分传热，恒温部在换热管弯折处的温度为22℃-(0.2℃/m×10m)＝20℃。同理，离开换热管进口位置5m处的弯折部温度为22℃-(0.2℃/m×5m)＝21℃,离开换热管出口位置5m处的弯折部温度为22℃-(0.2℃/m×15m)＝19℃,恒温部在离开换热管出口位置5m处和进口位置5m处的温度为(19℃+21℃)/2＝20℃。由此可以推论，恒温部任意位置处的温度均为20℃。

进一步的，恒温换热机构还包括与恒温罐出液口连通的出液总管，以及与恒温罐回液口连通的回液总管；所述换热管有结构与长度完全相同的多根，各换热管的进口均与所述出液总管连通，各换热管的出口均与所述回液总管连通；各换热管的恒温部相互间等间距布置构成换热面积更大的换热层。

各换热管的恒温部相互间等间距均匀布置，各换热管的进口均与出液总管连通，出口均与回液总管连通，这种结构可以无限增加换热机构的换热面积，在确保出液总管与回液总管之间、各并联连接的换热管之间，其材料、密度、壁厚以及内径完全相同时，能够确保各并联连接的恒温部任意位置的温度基本相同，如此结构的换热管构成的换热层，其任意位置的温度基本相同，实现了大面积换热层温度高度均匀的应用需求。

进一步的，所述恒温部反复弯折，形成锯齿形、连续S形或螺旋形，弯折后的恒温部构成温度均匀的换热层。

实际运用时，为了确保更好的均匀度，恒温部按照锯齿形或连续S形弯折时，各重复部分的“Z”形或“S”形应完全相同且间距一致；螺旋形折弯形成的各部分按照“同心圆”布置时的间距完全相同。

如果恒温部的长度足够长，因为恒温部任意位置的温度相同，恒温部反复弯折构成的更大面积的换热层上任意位置的温度也相同，这种结构可以以另一种方式实现大面积换热层温度高度均匀的应用需求。

进一步的，恒温换热机构还包括：

换热元件，用于向换热介质施加热量或从换热介质吸收热量，实现换热介质的升温或降温，保持换热介质的温度恒定；

控制器，用于控制换热元件工作；

温度传感器，用于探测恒温罐内换热介质的温度信号，并将温度信号传送给控制器。

工作时，控制器根据温度传感器输送的温度信号控制换热元件工作，使得换热介质的温度向设定温度靠拢并保持温度恒定。

现有技术的换热机构的热源或冷源本身温度不稳定，这会导致恒温空间温度的波动度增加，而本申请通过加热、制冷与恒温控制方式首先将换热介质保持恒定温度，然后再通过温度恒定的换热介质在换热管中的流动来实现与目标环境进行换热，这种二级恒温的换热形式，能够有效改善换热机构的恒温控制精度。

进一步的，所述换热元件为加热装置，所述加热装置为地热源、水热源或空气能换热器，地热源、水热源或空气能热泵的冷凝器，或者电阻加热器。

进一步的，所述换热元件为制冷装置，所述制冷装置为地热源、水热源或空气能换热器，或者为地热源、水热源或空气能热泵的蒸发器。

采用地热源作为热泵热源和空调冷源，与空气能空调系统比，运行效率提高40％以上，节省运行费用50～70％。地热源热泵的关键零部件深埋地下或安装室内，避免了室外的恶劣气候影响，其地下部分可保用50年，地上部分可保用30年，系统维护成本极为降低。

实际应用中，春秋过渡季或环境条件温和的地区，岩土层温度特别高或特别低的地区，或者水温特别高或特别低的水资源可利用地区，例如温泉、水力发电站的下游等，甚至高低温废水排放可以再利用的场合，可以将地热源或水热源直接作为冷源或热源，即通过换热器与冷源或热源之间的水循环直接换热，而无需通过制冷装置的耗能来实现加热、冷却与恒温，从而降低能耗与噪声。

实际应用中，还存在局部高温或低温空气能资源，甚至高温或低温废气排放可以再利用的场合，可以将空气能直接作为冷源或热源，即通过换热器与冷源或热源之间的水循环直接换热，而无需通过制冷装置的耗能来实现加热、冷却与恒温，从而降低能耗与噪声。

根据实际温度控制需要，换热元件还可以同时包括加热装置和制冷装置，即恒温换热机构既可以制热也可以制冷。

本实用新型还公开了一种恒温箱，包括恒温箱体，还包括上文所述的恒温换热机构，所述恒温换热机构的换热管设置在所述恒温箱体的侧壁上。

换热管设置在所述恒温箱体的侧壁，并且通过并联连接或反复弯折方式最大限度地增加换热面积，使得恒温箱体的侧壁能够使用最小可能温度差的换热介质和最大可能传热面积的换热管进行换热，恒温箱内温度的均匀度得到最大限度的提高。

本实用新型还公开了另一种恒温箱，包括恒温箱体，还包括设置在恒温箱体内的换热隔板，以及上文所述的恒温换热机构；所述恒温换热机构的换热管设置在对应的换热隔板内。

换热管设置在换热隔板内，并且通过并联连接或反复弯折方式最大限度地增加换热面积，使得换热隔板能够使用最小可能温度差的换热介质和最大可能传热面积的换热管进行换热，恒温箱内温度的均匀性得到最大限度的提高。

进一步的，所述换热隔板为一个或间隔均布的多个。

多个等间距布置的换热隔板，可以通过增加换热隔板的数量来缩小两个相邻隔板之间的垂直距离，温度的垂直均匀度进一步提高，甚至不需要使用强制通风就能达到理想的均匀度。

本申请的恒温箱可以作为高均匀度和高精度的冰箱或冷藏箱，也可以用作高均匀度和高精度的高温试验箱、低温试验箱或高低温试验箱等。可以用作制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性研究与储存，生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价等。

本实用新型还公开了一种房间温度调节装置，包括上文所述的恒温换热机构；所述恒温换热机构的换热管埋设在房间的顶面、底面或者侧壁上。

房间温度调节装置的这种结构形式，通过最小可能温度差的换热介质和最大可能传热面积的换热管，无需强制通风循环即可实现均匀的温度控制，不存在强制通风带来的强吹风感或通风噪声，不会出现局部温度过高或过低的情况，满足高舒适性与高均匀度、高精度的恒温控制要求。

房间温度调节装置的应用领域包括办公与家居的舒适性空调，制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性研究与储存，生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价，医疗与电子领域的洁净手术室、生物洁净实验室、洁净车间与洁净厂房，冻土工程领域的力学模型实验室等。

本实用新型的有益效果是：两个弯折部相互靠拢并确保充分传热，整体形成恒温部，两个弯折部任意对应位置的温度平均值均相同，即将恒温部看成一个整体后，恒温部上任意位置的温度均相同，这种结构形式能够大大提高温度的均匀度。

附图说明：

图1是本实用新型恒温换热机构实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型恒温换热机构实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型恒温换热机构实施例3的结构示意图；

图4是恒温箱的结构示意图；

图5是具有换热隔板的恒温箱的结构示意图；

图6是房间的结构示意图

图7是本实用新型恒温换热机构实施例4的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、循环泵，2、出液口，3、温度传感器，4、控制器，5、加热装置，6、制冷装置，7、换热介质，8、恒温罐，9、回液口，10、换热管的出口，11、换热管的进口，12、弯折部，13、恒温部，14、换热管，15、回液总管，16、出液总管，17、回液总管的出口，18、出液总管的进口，19、恒温箱体，20、恒温箱体的侧壁，21、换热隔板，22、房间，23、房间的底面，24、房间的侧壁，25、房间的顶面，26、分温度控制器。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

实施例1

如图1所示，一种恒温换热机构，包括用于容纳换热介质7的恒温罐8，恒温罐8具有出液口2和回液口9，还包括至少一根换热管14，换热管14具有一进口11和一出口10，换热管的进口11与恒温罐的出液口2连通，换热管的出口10与恒温罐的回液口9连通；换热管14中部弯折，形成两个弯折部12，两个弯折部12相互靠拢并确保充分传热，整体形成恒温部13。

本实施例中，换热管14各处材料、密度、壁厚以及内径完全相同。

恒温换热机构还包括：

换热元件，用于向换热介质7施加热量或从换热介质吸收热量，实现换热介质7的升温或降温，保持换热介质7的温度恒定；

控制器4，用于控制换热元件工作；

温度传感器3，用于探测恒温罐8内换热介质7的温度信号，并将温度信号传送给控制器4。

循环泵1，用于将换热介质7送入换热管14内。

工作时，控制器根据温度传感器输送的温度信号控制换热元件工作，使得换热介质的温度向设定温度靠拢。

本实施例中，换热元件包括加热装置5和制冷装置6，恒温换热机构既可以制热也可以制冷。于实际运用时，可以根据控制温度的需要只采用加热装置5或者只采用制冷装置6。

本实施例中，加热装置5可以为地热源、水热源或空气能的换热器，地热源、水热源或空气能热泵的冷凝器，或者为电阻加热器，制冷装置6可以为地热源、水热源或空气能制冷装置的蒸发器。

实际应用中，可以将地热源或水热源直接作为冷源或热源，即通过换热器与冷源或热源之间的水循环直接换热，而无需通过制冷装置的耗能来实现加热、冷却与恒温，从而降低能耗与噪声。这种应用适用于春秋过渡季或环境条件温和的地区，岩土层温度特别高或特别低的地区，或者水温特别高或特别低的水资源可利用地区，例如温泉、水力发电站的下游等，甚至高低温废水排放可以再利用的场合。

实际应用中，可以将空气能直接作为冷源或热源，即通过换热器与冷源或热源之间的水循环直接换热，而无需通过制冷装置的耗能来实现加热、冷却与恒温，从而降低能耗与噪声，这种应用适用于存在局部高温或低温空气能资源，甚至高温或低温废气排放可以再利用的场合。

采用地热源作为热泵的热源或冷源，与采用空气能相比，运行效率提高40％以上，节省运行费用50～70％。且地热源热泵的关键零部件深埋地下或安装室内，避免了室外的恶劣气候影响，其地下部分可保用50年，地上部分可保用30年，系统维护成本极为降低。

本实施例的工作原理如下：在换热管各处材料、密度、壁厚以及内径完全相同的前提下，换热管及其内部流动的换热介质，因为热交换的存在，换热管及换热介质的温度会沿其流动的方向均匀变化，这种特性使得换热管中部弯折形成的两个弯折部相互靠拢并确保充分传热后，两个弯折部任意对应位置处一个温度高一个温度低，通过充分传热和温度互补，从而确保恒温部任意位置的温度完全相同。如换热管的总长度为20m，进口温度为22℃，出口为18℃，可以理解为换热介质每流动前进1m，温度下降为(22-18)℃/20m＝0.2℃/m。将换热管在10m处弯折，然后将换热管的两个弯折部相互靠拢并令其充分传热，恒温部在换热管弯折处的温度为22℃-(0.2℃/m×10m)＝20℃。同理，离开换热管进口11位置5m处的弯折部温度为22℃-(0.2℃/m×5m)＝21℃,离开换热管出口10位置5m处的弯折部温度为22℃-(0.2℃/m×15m)＝19℃,恒温部在离开换热管出口10位置5m处和进口11位置5m处的温度为(19℃+21℃)/2＝20℃。由此可以推论，恒温部任意位置处的温度均为20℃。

于实际运用时，为了扩大面积，恒温部可以非常长，为了更好的运用，根据需要，恒温部可以弯折成任意形状，前提是这种弯折的形状可以分解为完全相同和可以重复的小部分。

本实施例首先通过恒温罐来加热或冷却换热介质并使其达到温度稳定，然后通过换热介质在换热管中的流动来实现与目标环境进行换热，这种二级恒温控制的方式，能够有效改善波动度，但是不能显著改善均匀度。本申请中，两个弯折部相互靠拢是为了确保充分传热，相互靠拢的两个弯折部整体形成恒温部，两个弯折部任意对应位置的温度平均值均相同，即将恒温部看成一个整体后，恒温部上任意位置的温度均相同，这种结构形式能够显著改善温度分布的均匀性。

结合二级恒温控制和恒温部，既能保证恒温换热机构具有较低的波动度，同时具有较好的均匀性。

实施例2

如图2所示，公开了一种恒温换热机构，本实施与实施例1的区别在于：换热管有多根，且各换热管的恒温部相互间等间距布置，各换热管各处材料、密度、壁厚以及内径完全相同；恒温换热机构还包括与恒温罐的出液口2连通的出液总管16，以及与恒温罐的回液口9连通的回液总管15。本实施例中，出液总管的进口18与出液口2连通，出液总管的侧壁与各换热管14的进口连通；回液总管的出口17与回液口9连通，回液总管的侧壁与各换热管14的出口连通；且各换热管的进口均与出液总管连通，各换热管的出口均与回液总管连通；各换热管的恒温部相互间等间距布置构成换热面积更大的换热层。

如图2所示，本实施例中，换热介质在回液总管15和出液总管16的流动方向相同。这样设置能够消除由于换热管14、回液总管15和出液总管16流阻引起的温度梯度影响，进一步减小并联引起的温度梯度与不均匀度。假定回液总管15和出液总管16的长度各为L，其流阻为FR，与出液总管16入口18连接的换热管，其流阻为FR₁₆+FR₁₄；与回液总管15出口17连接的换热管，其流阻为FR₁₅+FR₁₄；在位置a的换热管，其流阻为(a/L)FR₁₆+((L-a)/L)FR₁₅+FR₁₄。假定所有并联连接的换热管14，其材料、密度、壁厚以及内径完全相同，假定回液总管15和出液总管16，其材料、密度、壁厚以及内径完全相同，根据以上公式，所有并联连接的换热管，任意位置的换热管流阻完全相同，由于流阻引起的温度梯度可以消除。本实施例中，各换热管的进口均与出液总管连通，出口均与回液总管连通，这种结构可以无限增加换热机构的换热面积，在确保出液总管16与回液总管15之间、各并联连接的换热管14之间，其材料、密度、壁厚以及内径完全相同时，能够确保各并联连接的恒温部任意位置的温度基本相同，如此结构的换热管构成的换热层，其任意位置的温度基本相同，实现了大面积换热层温度高度均匀的应用需求。

实施例3

如图3所示，公开了一种恒温换热机构，本实施例与实施例1的区别在于：恒温部反复弯折，形成锯齿形、连续S形或螺旋形，弯折后的恒温部构成换热层。本实施例中，为了确保更好的均匀度，恒温部按照锯齿形或连续S形弯折时，各重复部分的“Z”形或“S”形应完全相同且间距一致；螺旋形折弯形成的各部分按照“同心圆”布置时的间距完全相同。

如果恒温部的长度足够长，因为恒温部任意位置的温度相同，恒温部反复弯折构成的更大面积的换热层上任意位置的温度也相同，这种结构可以以另一种方式实现大面积换热层温度高度均匀的应用需求。

本实施例所说的螺旋形类似于蚊香的结构形式，不管恒温部弯折成锯齿形、连续S形、螺旋形甚至其他任何形状，其主要目的是为了增加换热面积，但是前提是这种弯折的形状可以分解为完全相同和可以重复的小部分，均匀的布置应不影响温度的分布。

实施例4

如图7所述，公开了一种恒温换热机构，本实施例与实施例2类似，恒温换热机构具有多根换热管。恒温换热机构还包括与恒温罐的出液口2连通的出液总管16，以及与恒温罐的回液口9连通的回液总管15，出液总管的进口18与出液口2连通，出液总管的侧壁与各换热管14的进口连通；回液总管的出口17与回液口9连通，回液总管的侧壁与各换热管14的出口连通；且各换热管的进口11均与出液总管16连通，各换热管的出口10均与回液总管15连通。

为了确保均匀度，本实施例中，各并联连接的换热管，其恒温部的总长度完全相同；各换热管的进口与出液总管连接，各换热管的出口与回液总管连接，各并联连接的换热管之间的间距及其材料、密度、壁厚与内径完全相同；换热介质在回液总管15和出液总管16中的流动方向及其材料、密度、壁厚与内径完全相同。

各换热管的恒温部13可以弯折成各种形状，于本实施例中，换热管有3个，分别弯折成实施例3中所说的锯齿形、连续S形以及螺旋形。本实施例所说的各换热管的恒温部的总长度相同，指的是各恒温部弯折前(锯齿形、连续S形以及螺旋形拉直)的长度完全相同。

实际应用中，在确保各并联连接的换热管，其恒温部的总长度完全相同；各换热管的进口与出液总管连接，各换热管的出口与回液总管连接，各并联连接的换热管之间的间距及其材料、密度、壁厚与内径完全相同；换热介质在回液总管15和出液总管16中的流动方向及其材料、密度、壁厚与内径完全相同的前提下，换热管的数量可以为任意个，各换热管的恒温部可以不弯折，或者如果恒温部的弯折形状、数量与布置不影响温度的分布，可根据需要弯折成任意形状。

在实际运用时，当换热面积特别大的时候，各换热管可以分别独自给一个空间换热，换热器入口位置可以增加分温度控制器26，通过控制换热介质在任意并联的换热管中的流量，来实现任意空间的温度控制，从而实现不同温度条件下的温度均匀度，满足不同的应用需求，例如在夏天，人员流动密度大的大厅可能需要更低的温度来适应更多的热量需求，房间最多容纳1-2人的休息，恒温的温度可以适当高一些。进一步地，这种分温度控制器还能够微调因为系统无限扩大存在的温度梯度，修正温度误差，进一步改善温度均匀度。

实施例5

如图4所示，一种恒温箱，包括恒温箱体19，还包括实施例1、2、3或4所描述的恒温换热机构，本实施例中，恒温换热机构的换热管设置在恒温箱体的侧壁20上，本实施例中恒温箱体的侧壁20并不限定具体的方位，如图4所示，当恒温箱体内部空间为长方体时，恒温箱体的侧壁20可以为上下左右前后六个侧壁的一个或多个。换热管设置在恒温箱体的侧壁，并且通过并行连接或反复弯折方式最大限度地增加换热面积，使得恒温箱体的侧壁能够使用最小可能温度差的换热介质和最大可能传热面积的换热管进行换热，恒温箱内温度的均匀度得到最大限度的提高。

如图5所示，除了将恒温换热机构的换热管设置在恒温箱体的侧壁20上，恒温箱体19内还可以设置若干个换热隔板21。换热管设置在换热隔板内，并且通过并联连接或反复弯折方式最大限度地增加换热面积，使得换热隔板能够使用最小可能温度差的换热介质温度和最大可能传热面积的换热管进行换热，恒温箱内温度的均匀性得到最大限度的提高。换热隔板21可以为一个或间隔均布的多个，多个等间距布置的换热隔板，可以通过增加换热隔板的数量来缩小相邻两个隔板之间的垂直距离，温度的垂直均匀度进一步提高，甚至不需要使用强制通风就能达到理想的均匀度。

于实际运用时，恒温换热机构的换热管可以根据需要设置在恒温箱体侧壁内，或设置在换热隔板内，还可以同时设置在恒温箱体的侧壁以及换热隔板内。

实际运用时，本实施例的恒温箱可以用作为高均匀度和高精度的冰箱或冷藏箱，也可以用作高均匀度和高精度的高温试验箱、低温试验箱或高低温试验箱等。可以用作制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性研究与储存，生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价等。

实施例6

一种房间温度调节装置，包括实施例1、2、3或4所说的恒温换热机构；如图6所示，恒温空调用于调节房间22内的温度，恒温换热机构的换热管可以埋设在房间的顶面25、底面23或者侧壁24上，本实施例所说的房间22可以为办公场地、展厅或博物馆、酒店大堂与客房、单元居室或独栋别墅，也可以为制药、化工、生物、食品或化妆品等领域的实验室或仓库。

房间温度调节装置的这种结构形式，通过大面积与低温差的恒温换热机构，无需强制通风循环即可实现均匀的温度控制，不存在强制通风带来的强吹风感或通风噪声，不会出现局部温度过高或过低的情况，满足高舒适性与高均匀度、高精度的恒温控制要求。

本实施例的房间温度调节装置的应用领域包括办公与家居的舒适性空调，制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性研究与储存，生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价，医疗与电子领域的洁净手术室、生物洁净实验室、洁净车间与洁净厂房，冻土工程领域的力学模型实验室等。

具体的，本实施例的房间温度调节装置可以应用至：

一、办公家居舒适环境；

二、满足GMP、GLP、GSP等规范的稳定性研究与留样储存环境；

三、生物人工气候环境；

四、洁净人工环境；

五、冻土力学模型低温环境。

上述5大应用层面的目的不尽相同，运用时根据实际情况采用合适的换热介质、加热装置以及制冷装置，根据实际情况确定恒温部的长度、并联的数量以及弯折的形式，从而实现不同温度条件下高精度与高均匀度的应用需求。

本实施例的恒温空调能够对房间进行恒温控制，恒温空调因为采用实施例1、2、3或4所说的恒温换热机构，所以能够提供均匀的热能或冷能，当将换热管均匀的散布于房间的顶面、侧壁或底面时，房间内温度均匀，轻柔安静，没有传统空调的噪声和空气扰动，舒适度极高；且换热管组成的换热层整体的蓄热性能远远优于通过空气传热的传统空调，且无需传统空调的通风循环系统和强制空气对流即可实现均匀的温度分布，几小时以内停电带来的温度变化对舒适度的影响几乎可以忽略不计，尤其适合办公家居以及试验周期长，堆积密度大的库房；适合组织培养、昆虫和小动物饲养、化学农药的环境影响评价等对热量需求温和、湿度和辐照度要求不高的应用场合。

而且当恒温换热机构采用地热源、水热源作为热源或冷源时，温度几乎不受四季变迁与风霜雨雪等气候因素影响，温度稳定性远远优于空气能空调系统。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种恒温换热机构，包括用于容纳换热介质的恒温罐，所述恒温罐具有出液口和回液口，其特征在于，还包括至少一根换热管，所述换热管具有一进口和一出口，换热管的进口与恒温罐的出液口连通，换热管的出口与恒温罐的回液口连通；换热管中部弯折，形成两个弯折部，两个弯折部相互靠拢，整体形成恒温部；所述恒温换热机构还包括用于将换热介质送入换热管内的循环泵。

2.如权利要求1所述的恒温换热机构，其特征在于，还包括与恒温罐出液口连通的出液总管，以及与恒温罐回液口连通的回液总管；所述换热管有多根，各换热管的进口均与所述出液总管连通，各换热管的出口均与所述回液总管连通；各换热管的恒温部相互间等间距布置构成换热层。

3.如权利要求1所述的恒温换热机构，其特征在于，所述恒温部反复弯折，形成锯齿形、连续S形或螺旋形，弯折后的恒温部构成换热层。

4.如权利要求1所述的恒温换热机构，其特征在于，还包括：

换热元件，用于向换热介质施加热量或从换热介质吸收热量，实现换热介质的升温或降温，保持换热介质的温度恒定；

控制器，用于控制换热元件工作；

温度传感器，用于探测恒温罐内换热介质的温度信号，并将温度信号传送给控制器。

5.如权利要求4所述的恒温换热机构，其特征在于，所述换热元件为加热装置，所述加热装置为地热源、水热源或空气能换热器，地热源、水热源或空气能热泵的冷凝器，或者电阻加热器。

6.如权利要求4所述的恒温换热机构，其特征在于，所述换热元件为制冷装置，所述制冷装置为地热源、水热源或空气能换热器，或者为地热源、水热源或空气能热泵的蒸发器。

7.一种恒温箱，包括恒温箱体，其特征在于，还包括权利要求1～6任意一项权利要求所述的恒温换热机构，所述恒温换热机构的换热管设置在所述恒温箱体的侧壁上。

8.一种恒温箱，包括恒温箱体，其特征在于，还包括设置在恒温箱体内的换热隔板，以及权利要求1～6任意一项权利要求所述的恒温换热机构；所述恒温换热机构的换热管设置在对应的换热隔板内。

9.如权利要求8所述的恒温箱，其特征在于，所述换热隔板为一个或间隔均布的多个。

10.一种房间温度调节装置，其特征在于，包括权利要求1～6任意一项权利要求所述的恒温换热机构；所述恒温换热机构的换热管埋设在房间的顶面、底面或者侧壁上。