CN208968332U - 电加热提供热源的蓄热箱及应用该蓄热箱的空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种电加热提供热源的蓄热箱及应用该蓄热箱的空调，包括箱体，还包括冷媒管、中间传热介质、电加热管、支撑架、相变材料盒和温度测试装置，箱体内水平设置多层支撑架，每层支撑架上放置多个相变材料盒，相变材料盒内封装相变材料，温度测试装置设置于一个相变材料盒外侧壁上，冷媒管弯折设置于箱体内，冷媒管进口和冷媒管出口均伸出箱体，冷媒管进口设置第一电磁阀，冷媒管出口设置第二电磁阀，电加热管设置于箱体内，箱体内充满中间传热介质。本实用新型在空调正常制热时，通过电加热提供热源，相变材料吸热进行储能，在化霜时为除霜提供热量，空调室内机无需停机，改善了制热舒适性，提升了换热效率。

Description

电加热提供热源的蓄热箱及应用该蓄热箱的空调

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及电加热提供热源的蓄热箱及应用该蓄热箱的空调。

背景技术

在冬季空调进行制热时，由于室外侧温度较低，当室外换热器盘管的表面温度低于被冷却空气的露点温度时，湿空气中的水蒸气发生相变，以冰晶形态堆积在室外换热器表面形成霜层。随着霜层的增厚，换热器表面传热系数降低，导致换热能力迅速下降，需要除去该霜层。目前，常用的除霜方法是逆循环除霜、热气旁通技术除霜(包括双热气旁通等)、电加热除霜、除霜控制法等，但以上方法均不能真正做到不停机化霜。

不停机化霜是指在进行化霜的同时，室内机仍处于制热模式，从而不影响室内舒适度。不停机化霜系统通过蓄热模块蓄热，用于化霜时提供热量。因此，开发一种换热效率高的蓄热模块对于不停机化霜技术的应用显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种电加热提供热源的蓄热箱及应用该蓄热箱的空调，换热效率高，能够有效实现不停机化霜，从而改善了制热舒适性。

本实用新型提出一种电加热提供热源的蓄热箱，包括箱体，还包括冷媒管、中间传热介质、电加热管、支撑架、相变材料盒所述温度测试装置设置于一个所述相变材料盒外侧壁上，

所述箱体内水平设置多层所述支撑架，每层所述支撑架上放置多个所述相变材料盒，所述相变材料盒内封装相变材料，

所述冷媒管弯折设置于所述箱体内，所述冷媒管进口和所述冷媒管出口均伸出所述箱体，所述冷媒管进口设置第一电磁阀，所述冷媒管出口设置第二电磁阀，

所述电加热管设置于所述箱体内，

所述箱体内充满中间传热介质。

进一步地，所述支撑架两端均与所述箱体相连，所述支撑架上设置用于所述冷媒管穿过的通孔。

进一步地，所述冷媒管沿所述支撑架以S形弯折曲回设置，所述冷媒管包括垂直部分和水平部分，所述冷媒管的垂直部分从所述支撑架的所述通孔通过，所述冷媒管的水平部分与所述支撑架平行设置。

进一步地，在所述相变材料盒内，所述相变材料的体积占所述相变材料盒的容积的85％～95％。

进一步地，所述相变材料包括无机相变材料、有机相变材料中的一种或多种。

进一步地，所述相变材料盒采用防腐导热材料制成。

进一步地，所述中间传热介质选自硅油、硅脂中的一种。

进一步地，所述冷媒管的材质为热的良导体。

进一步地，所述箱体外周包裹保温材料层。

本发明还揭示了一种空调，其特征在于，包括上述任一项所述的电加热提供热源的蓄热箱。

本实用新型的有益效果：

本实用新型蓄热箱蓄热时，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，电加热管通电，中间传热介质吸收电加热管的热量，并将热量传输给相变材料盒内的相变材料，相变材料吸热相变进行储能；除霜时，第一电磁阀和第二电磁阀打开，低温冷媒从冷媒管通过，低温冷媒从中间传热介质吸热，进而中间传热介质从相变材料吸热，相变材料放热相变由液态变成固态，放出的热量用以提高低温冷媒温度，进而给室外机除霜；通过设置中间传热介质进行冷媒和相变材料之间的热传导，避免相变材料对冷媒管的腐蚀。本实用新型的蓄热箱通过电加热提供热源，相变材料吸热进行储能，在化霜时为除霜提供热量，空调室内机无需停机，改善了制热舒适性，提升了换热效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中电加热提供热源的蓄热箱的结构示意图。

附图标记说明：

1：箱体；2：冷媒管；201：第一电磁阀；202：第二电磁阀；3：中间传热介质；4：电加热管；5：支撑架；6：相变材料盒；7：相变材料；8：保温材料层；9：温度测试装置。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中如涉及“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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1，本实用新型一实施例提出了一种电加热提供热源的蓄热箱，包括箱体1，还包括冷媒管2、中间传热介质3、电加热管4、支撑架5、相变材料盒6和温度测试装置9。箱体1内水平设置多层支撑架5，每层支撑架5上放置多个相变材料盒6，相变材料盒6内封装相变材料7，温度测试装置9设置于一个相变材料盒6外侧壁上，且温度测试装置9应远离电加热管4设置，以免受到电加热管4的温度影响；冷媒管2弯折设置于箱体1内，冷媒管2进口和冷媒管2出口均伸出箱体1，冷媒管2进口设置第一电磁阀201，冷媒管2出口设置第二电磁阀202；电加热管4设置于箱体1内，用于为蓄热箱提供热源；箱体1内充满中间传热介质3。

本实施例中，蓄热箱蓄热时，第一电磁阀201和第二电磁阀202关闭，电加热管4通电，电加热管4的加热温度和加热时间通过电加热管4的温控装置来设置，中间传热介质3吸收电加热管4的热量而升温，相变材料7吸热，当温度高于相变材料7的相变温度时，相变材料7发生相变由固态变成液态；当相变材料7完全变成液态后，通过温度测试装置9检测温度，如果温度超过预设温度，且持续2分钟，具体来说，预设温度为相变材料7的相变温度+5℃(即例如相变材料7的相变温度为60℃，则预设温度为65℃)，则蓄热完毕，电加热管4断电。除霜时，第一电磁阀201和第二电磁阀202打开，低温冷媒从冷媒管2通过，低温冷媒从中间传热介质3吸热，进而中间传热介质3从相变材料7吸热，相变材料7放热相变由液态变成固态，放出的热量用以提高低温冷媒温度，进而给室外机除霜。

本实施例中涉及的电加热管4的开/关控制，电加热管4的温控装置、第一电磁阀201和第二电磁阀202的开/关控制，均属于本领域的常规技术，在此不再赘述如何实现。

通过电加热管4提供热源，蓄热箱吸热储能更加快速。特别在空调压缩机温度过低或者空调压缩机满负荷运行的时候，通过电加热管4对蓄热箱提供热源的效率更高。

本实施例中，支撑架5两端均与箱体1相连，支撑架5上设置用于冷媒管2穿过的通孔。支撑架5两端均与箱体1相连，对相变材料盒6具有良好的承重性。在箱体1内设置多层支撑架5，每层支撑架5上可以放置多个相变材料盒6，相变材料盒6为密封盒体，相变材料盒6在箱体1内分散分布，在热交换时，换热面积大，换热速度快，箱体1内热量交换均匀，不会出现局部温度过低或过高的现象。

本实施例中，冷媒管2沿支撑架5以S形弯折曲回设置，冷媒管2的垂直部分从支撑架5的通孔通过，冷媒管2包括垂直部分和水平部分，冷媒管2的水平部分与支撑架5平行设置。支撑架5上设置通孔，冷媒管2可以从通孔穿过，冷媒管2沿着多层支撑架5弯折，支撑架5上方放置相变材料盒6，使得冷媒管2与相变材料盒6尽量靠近，在热交换时，冷媒管2的冷媒与相变材料盒6内的相变材料7可以更快地进行热交换，从而提高换热效率。

本实施例中，在相变材料盒6内，相变材料7的体积占相变材料盒6的容积的85％～95％。

由于相变材料7进行相变时，体积会发生一定变化，因此优选出上述体积比范围。在此优选范围下，留有一定空间，相变材料盒6内的相变材料7体积变化不会导致相变材料盒6形变。

本实施例中，相变材料7包括无机相变材料、有机相变材料中的一种或多种。

相变材料7在温度不变的情况下通过改变物质状态提供潜热，物理性质转变的过程称为相变过程。在固相至液相的相变过程中，温度上升到相变材料7的熔化温度时，产生从固态到液态的相变，相变材料7吸收并储存大量的潜热；反之，在液相至固相的相变过程中，储存的大量热量要释放出去。具体地，无机相变材料包括结晶水合盐类、熔融盐类，有机相变材料包括石蜡、醋酸。

本实施例中，相变材料盒6采用防腐导热材料制成。由于相变材料7具有一定的腐蚀性，会对冷媒管2造成腐蚀，所以不能直接与冷媒管2进行热交换，需要用中间传热介质3进行热传导。装有相变材料7的相变材料盒6需要防腐并且具有良好导电性。具体地，相变材料盒6可以采用塑料材质。

本实施例中，中间传热介质3选自硅油、硅脂中的一种。中间传热介质3用于冷媒管2和相变材料盒6的热传导，因此需要选用热传导迅速且性质稳定的物质。

本实施例中，冷媒管2的材质为热的良导体。冷媒管2用于传输冷媒，冷媒从中间传热介质3吸热或放热，因此冷媒管2需要具有良好的导热性能，以提高热交换效率。具体地，冷媒管2可以采用铜管。

本实施例中，箱体1外周包裹保温材料层8。保温材料层8可以使用石棉或岩棉材料制成，进一步降低蓄热箱的热量损耗，提高换热效率。

本实用新型还提出了一种空调，包括上述任一项所述的电加热提供热源的蓄热箱。

本实施例中，通过电加热管4对蓄热箱加热，蓄热箱内的相变材料7相变储能。当空调室外侧结霜的时候，调小其它室内机电磁阀的开度，将蓄热箱的第一电磁阀201和第二电磁阀202全开，大量的低温冷媒流经蓄热箱吸热以提高冷媒温度，吸热后的高温冷媒对室外侧进行化霜，此时室内侧仍处于制热模式，切实做到不停机化霜。

本实施例的蓄热箱蓄热时，第一电磁阀201和第二电磁阀202关闭，电加热管4通电，中间传热介质3吸收电加热管4的热量而升温，相变材料7吸热，当温度高于相变材料7的相变温度时，并将热量传输给相变材料盒6内的相变材料7，相变材料7吸热相变进行储能；除霜时，第一电磁阀201和第二电磁阀202打开，低温冷媒从冷媒管2通过，低温冷媒从中间传热介质3吸热，进而中间传热介质3从相变材料7吸热，相变材料7放热相变由液态变成固态，放出的热量用以提高低温冷媒温度，进而给室外机除霜；通过设置中间传热介质3进行冷媒和相变材料7之间的热传导，避免相变材料7对冷媒管2的腐蚀。本实用新型的蓄热箱通过电加热提供热源，相变材料7吸热进行储能，在化霜时为除霜提供热量，空调室内机无需停机，改善了制热舒适性，提升了换热效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或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专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电加热提供热源的蓄热箱，包括箱体，其特征在于，还包括冷媒管、中间传热介质、电加热管、支撑架、相变材料盒和温度测试装置，

所述箱体内水平设置多层所述支撑架，每层所述支撑架上放置多个所述相变材料盒，所述相变材料盒内封装相变材料，所述温度测试装置设置于一个所述相变材料盒外侧壁上，

所述冷媒管弯折设置于所述箱体内，所述冷媒管进口和所述冷媒管出口均伸出所述箱体，所述冷媒管进口设置第一电磁阀，所述冷媒管出口设置第二电磁阀，

所述电加热管设置于所述箱体内，

所述箱体内充满中间传热介质。

2.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述支撑架两端均与所述箱体相连，所述支撑架上设置用于所述冷媒管穿过的通孔。

3.如权利要求2所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述冷媒管沿所述支撑架以S形弯折曲回设置，所述冷媒管包括垂直部分和水平部分，所述冷媒管的垂直部分从所述支撑架的所述通孔通过，所述冷媒管的水平部分与所述支撑架平行设置。

4.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，在所述相变材料盒内，所述相变材料的体积占所述相变材料盒的容积的85％～95％。

5.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述相变材料包括无机相变材料、有机相变材料中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述相变材料盒采用防腐导热材料制成。

7.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述中间传热介质选自硅油、硅脂中的一种。

8.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述冷媒管的材质为热的良导体。

9.如权利要求1所述的一种电加热提供热源的蓄热箱，其特征在于，所述箱体外周包裹保温材料层。

10.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电加热提供热源的蓄热箱。