CN210070282U - 一种热泵冷热箱及热泵冷热箱联合供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵冷热箱及热泵冷热箱联合供应系统，热泵冷热箱包括箱体和含高、低温区壳体的斯特林热泵，高温区壳体外部设置有第一外侧壳体，高温区壳体与第一外侧壳体间设有第一冷却液通道，第一外侧壳体上与第一冷却液通道相通的第一进、出液口间设有含高温泵的高温循环管路；低温区壳体外部设置有封闭的第二外侧壳体，低温区壳体与第二外侧壳体间设有第二冷却液通道，第二外侧壳体上与第二冷却液通道相连通的第二进、出液口间设置有含低温泵的低温循环管路。热泵冷热箱联合供应系统包括上述热泵冷热箱和高、低温换热器，箱体上的接头用于将高、低温换热器对应连接到高、低温循环管路中。本实用新型体积小、传热效率高且便于装配。

Description

一种热泵冷热箱及热泵冷热箱联合供应系统

技术领域

本实用新型属于热泵技术领域，尤其是涉及一种热泵冷热箱及热泵冷热箱联合供应系统。

背景技术

目前，利用热泵进行冷热联供的系统大多数采用盘管风冷技术，但是采用这种技术的热泵存在以下问题，1、体积非常大，2、传热效率低，3、系统装配困难，4、盘管抗震性能差无法在运输系统上使用，降低了通用性。

而热泵中的斯特林热泵(制冷机)是利用机械能进行热量搬运的装置，本身具有效率高、可靠、结构紧凑的特点。斯特林热泵启动后，壳体内会产生一个高温区和一个低温区，高温区的温度可到60℃，低温区的温度可到-100℃。

鉴于此，亟需针对现有技术进行改进，基于水冷换热方式并合理利用高、低温区，研发一种体积小、传热效率高且装配便捷的热泵冷热箱；将高、低温区的高、低热量分别导出到需要增温、降温的装置中。

实用新型内容

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的第一个技术问题是，提出了一种体积小、传热效率高且便于装配的热泵冷热箱，

作为同一个实用新型构思，本实用新型解决的第二个技术问题是，提供一种热泵冷热箱联合供应系统。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是，提供一种热泵冷热箱，包括箱体和设置于所述箱体内的斯特林热泵，所述斯特林热泵包括相连通的高温区壳体和低温区壳体；所述高温区壳体外部设置有封闭的第一外侧壳体，且所述高温区壳体与所述第一外侧壳体之间设有第一冷却液通道，所述第一外侧壳体上设置有与所述第一冷却液通道相连通的第一进液口和第一出液口，所述第一进液口和所述第一出液口之间设置有高温循环管路，所述高温循环管路上设置有高温泵；

所述低温区壳体外部设置有封闭的第二外侧壳体，且所述低温区壳体与所述第二外侧壳体之间设有第二冷却液通道，所述第二外侧壳体上设置有与所述第二冷却液通道相连通的第二进液口和第二出液口，所述第二进液口和所述第二出液口之间设置有低温循环管路，所述低温循环管路上设置有低温泵；

所述箱体上设置有若干个接头，一部分所述接头用于将所述箱体外部需要增温的装置连接到所述高温循环管路中，另一部分所述接头用于将所述箱体外部需要降温的装置连接到所述低温循环管路中。

优选地，所述箱体内设置有换热模块；

所述换热模块包括换热器和设置于所述换热器外侧的散热风扇，所述换热器连接在所述第一进液口和所述第一出液口之间。

优选地，所述箱体内设置四个分流管；每个所述分流管均包括一个主端口和多个分流端口，所述分流端口的总数量与所述接头的数量一致。

优选地，所述高温泵的进口与所述第一出液口连通，所述高温泵的出口与第一个所述分流管的所述主端口连通，第一个所述分流管的所述分流端口分别与相应所述接头连通；所述第一进液口与第二个所述分流管的所述主端口连通，第二个所述分流管的所述分流端口与相应所述接头连通；

所述低温泵的进口与所述第二出液口连通，所述低温泵的出口与第三个所述分流管的所述主端口连通，第三个所述分流管的所述分流端口分别与相应所述接头连通；所述第二进液口与第四个所述分流管的所述主端口连通，第四个所述分流管的所述分流端口与相应所述接头连通。

优选地，所述高温区壳体与所述第一外侧壳体紧密贴合，所述高温区壳体上设有多个相连通的第一环形凹槽，多个所述第一环形凹槽与所述第一外侧壳体围成所述第一冷却液通道；

所述低温区壳体与所述第二外侧壳体紧密贴合，所述低温区壳体上设有多个相连通的第二环形凹槽，多个所述第二环形凹槽与所述第二外侧壳体围成所述第二冷却液通道。

优选地，所述箱体包括顶板、第一侧板、第二侧板、前面板和后面板；

所述前面板和所述后面板上均设有格栅，且所述后面板上设有电源插头和开关。

优选地，所述箱体内设置有矩形框架体，所述斯特林热泵安装于所述矩形框架体内；所述前面板和所述矩形框架体之间设置有用于安装控制器的隔板。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是，提供一种热泵冷热箱联合供应系统，包括上述热泵冷热箱；还包括多个高温换热器、增温箱、降温箱和低温换热器；

所述高温换热器设置于所述增温箱中，所述高温换热器利用相应所述接头连接到所述高温循环管路中，所述高温换热器利用所述高温循环管路中的冷却液与所述增温箱进行热量交换，升高所述增温箱内的温度；

所述低温换热器设置于所述降温箱中，所述低温换热器利用相应所述接头连接到所述低温循环管路中，所述低温换热器利用所述低温循环管路中的冷却液与所述降温箱进行热量交换，降低所述降温箱内的温度。

优选地，所述箱体内设置四个分流管，每个所述分流管包括四个分流端口；所述箱体上设置有十六个所述接头。

优选地，所述高温换热器、所述增温箱、所述降温箱和所述低温换热器均设置有四个。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的热泵冷热箱及热泵冷热箱联合供应系统；其中热泵冷热箱中高温区壳体、低温区壳体的外部均设置了封闭的外侧壳体，且在高温区壳体、低温区壳体与相应外侧壳体之间分别设置了容纳冷却液的冷却液通道，高温区壳体与相应冷却液通道相通的进液口和出液口之间设了高温循环管路，低温区壳体与相应冷却液通道相通的进液口和出液口的之间设置了低温循环管路；且在箱体上设置了若干个接头，一部分接头用于将箱体外部需要增温的装置(增温箱和高温换热器)连接在高温循环管路中，另一部分接头用于将箱体外部需要降温的装置(低温箱和低温换热器)连接在低温循环管路中。

通过高温泵将高温循环管路中的冷却液(冷却液来自相应冷却液通道)循环输送到增温箱中的高温换热器中，高温换热器利用高温循环管路中的冷却液与增温箱进行热量交换，升高增温箱内的温度；通过低温泵将低温循环管路中的冷却液(冷却液来自相应冷却液通道)循环输送到降温箱中的低温换热器中，低温换热器利用低温循环管路中的冷却液与降温箱进行热量交换，减低降温箱内的温度。

综上，本实用新型基于水冷换热方式并合理利用了斯特林热泵的高、低温区，借助高、低温循环管路完成热量的传送；结构简单、体积小且传热效率高、便于拆卸和运输。

附图说明

图1是本实用新型热泵冷热箱的结构示意图；

图2是本实用新型热泵冷热箱的后视图；

图3是本实用新型热泵冷热箱的内部结构示意图；

图4是图3中斯特林热泵和矩形框架体的安装结构示意图；

图5是图3中分流管的结构示意图；

图6是图4中斯特林热泵的剖视图；

图7是图4中斯特林热泵的局部结构示意图；

图8是本实用新型热泵冷热箱联合供应系统的结构原理图；

图中:1-箱体，11-顶板，12-第一侧板，13-显示屏，14-前面板，15-后面板，151-电源插头，152-开关，16-格栅，17-矩形框架体，18-隔板，2-斯特林热泵，21-高温区壳体，22-低温区壳体，23-第一外侧壳体，231-第一进液口， 232-第一出液口，24-第二外侧壳体，241-第二进液口，242-第二出液口，25- 第一冷却液通道，26-第二冷却液通道，27-高温泵，28-低温泵，3-接头，4-换热模块，41-换热器，42-散热风扇，5-分流管，51-主端口，52-分流端口，6- 高温换热器，7-增温箱，8-降温箱，9-低温换热器，a-高温循环管路，b-低温循环管路。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

如图1和图2共同所示，热泵冷热箱包括由顶板11(弧形)、第一侧板12、第二侧板、前面板14和后面板15连接围成的箱体1；前面板14和后面板15上均设有格栅16，且后面板15上设有电源插头151和开关152，前面板14上设置有显示屏13。

如图3至图5共同所示，该箱体1内设置有矩形框架体17，斯特林热泵2 安装于该矩形框架体17内；前面板14和矩形框架体17之间设置有用于安装控制器的隔板18。

斯特林热泵2包括相连通的高温区壳体21(高温区对应的壳体)和低温区壳体22(低温区对应的壳体)；高温区壳体21外部设置有封闭的第一外侧壳体 23，高温区壳体21与第一外侧壳体23之间设有第一冷却液通道25，第一外侧壳体23上设置有与第一冷却液通道25相连通的第一进液口231和第一出液口 232；第一进液口231和第一出液口232之间设置有高温循环管路，高温循环管路上设置有高温泵27；低温区壳体22外部设置有封闭的第二外侧壳体24，且低温区壳体22与第二外侧壳体24之间设置有第二冷却液通道26，第二外侧壳体24上设置有与第二冷却液通道26相连通的第二进液口241和第二出液口242，第二进液口241和第二出液口242之间设置有低温循环管路，低温循环管路上设置有低温泵28；箱体1的第一侧板12和第二侧板上设置有若干个接头3(快速接头)，一部分接头3用于将箱体1外部需要增温的装置(图8中所示的高温换热器6和增温箱7)连接到高温循环管路中，另一部分接头3用于将箱体1外部需要降温的装置(图8中所示的低温换热器9和降温箱8)连接到低温循环管路中。本实施例第一侧板12上的接头3用于将箱体1外部需要增温的装置与高温循环管路建立连接，第二侧板上的接头用于将箱体1外部需要降温的装置与低温循环管路建立连接。

矩形框架体17内设置四个分流管5；每个分流管5均包括一个主端口51和四个分流端口52，分流端口52的总数量(十六个)与接头3的数量一致。也就是第一侧板12上的接头3有八个，八个接头3分为两组，每组四个；第二侧板上的接头也有八个；八个接头3分为两组，每组四个。

高温泵27的进口通过软管与第一出液口232连通，高温泵27的出口通过软管与第一个分流管5的主端口51连通，第一个分流管5的分流端口52分别与第一侧板12上的第一组的四个接头3一一对应连通；第一进液口231通过软管与第二个分流管5的主端口51连通，第二个分流管5的分流端口52与第一侧板12上的第二组的四个接头3一一对应连通；第一侧板12中，第一组的接头3与第二组的接头3成对使用，用于将箱体1外部需要增温的装置连接到高温循环管路中。

低温泵28的进口通过软管与第二出液口242连通，低温泵28的出口通过软管与第三个分流管5的主端口51连通，第三个分流管5的分流端口52分别与第二侧板上的第一组的四个接头3一一对应连通；第二进液口241通过软管与第四个分流管5的主端口51连通，第四个分流管5的分流端口52与第二侧板上的第二组的四个接头3一一对应连通；第二侧板中，第一组的接头3与第二组的接头3也成对使用，用于将箱体1外部需要降温的装置连接到降温循环管路中。

本实施例中，如图6和图7共同所示，高温区壳体21与第一外侧壳体23 紧密贴合，高温区壳体21上设有多个相连通的第一环形凹槽(每个环形凹槽上设有用于与下一个环形凹槽相通的开口段)，多个第一环形凹槽与第一外侧壳体23围成上述密闭的第一冷却液通道25；低温区壳体22与第二外侧壳体24紧密贴合，低温区壳体22上设有多个相连通的第二环形凹槽(同样，每个环形凹槽上设有用于与下一个环形凹槽相通的开口段)，多个第二环形凹槽与第二外侧壳体24围成上述封闭的第二冷却液通道26。

本实施例中，为了防止第一冷却液通道25中冷却液的温度过高，超出预设温度，在箱体1内设置有换热模块4；换热模块4包括换热器41和设置于换热器41外侧的散热风扇42(用于对换热器41内的冷却液进行降温)，换热器41 连接在第一进液口231和第一出液口232之间。即第一进液口231(相当于三通管)包括两个相通的进液分口、第一出液口232包括两个相通的出液分口，一个进液分口和一个出液分口连接在高温循环管路中，另一个进液分口和另一出液分口与换热器41连接；看似独立的两条循环管路，却在第一进液口231和第一出液口232处交互，完成热量的热量交换，达到降温的目的。

其中，上述电气元件可以人为控制，也可以自动控制，控制器与开关152、斯特林热泵2、高温泵27、低温泵28、换热模块4和显示屏13均电连接；电气元件间的具体连接方式以及控制方法是本领域技术人员所熟知的技术手段，在此不做赘述。

本实施例还公开了一种热泵冷热箱联合供应系统，包括上述热泵冷热箱和四个高温换热器6、四个增温箱7、四个降温箱8和四个低温换热器9。如图8 所示，高温换热器6设置于增温箱7中，高温换热器6利用软管、第一侧板12 中第一组的接头3和第二组的接头3连接到高温循环管路a中，高温换热器6 利用高温循环管路a中的冷却液与增温箱7进行热量交换，升高增温箱7内的温度；

低温换热器9设置于降温箱8中，低温换热器9利用软管、第二侧板中第一组的接头3和第二组的接头3连接到低温循环管路b中，低温换热器9利用低温循环管路b中的冷却液与降温箱8进行热量交换，降低降温箱8内的温度。

本实用新型基于水冷换热方式并合理利用了斯特林热泵2的高、低温区，借助高温循环管路a、低温循环管路b向需要的地方传送热量和冷量；结构简单、体积小且传热效率高、便于拆卸和运输。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热泵冷热箱，包括箱体和设置于所述箱体内的斯特林热泵，所述斯特林热泵包括相连通的高温区壳体和低温区壳体；其特征在于，所述高温区壳体外部设置有封闭的第一外侧壳体，且所述高温区壳体与所述第一外侧壳体之间设有第一冷却液通道，所述第一外侧壳体上设置有与所述第一冷却液通道相连通的第一进液口和第一出液口，所述第一进液口和所述第一出液口之间设置有高温循环管路，所述高温循环管路上设置有高温泵；

所述低温区壳体外部设置有封闭的第二外侧壳体，且所述低温区壳体与所述第二外侧壳体之间设有第二冷却液通道，所述第二外侧壳体上设置有与所述第二冷却液通道相连通的第二进液口和第二出液口，所述第二进液口和所述第二出液口之间设置有低温循环管路，所述低温循环管路上设置有低温泵；

所述箱体上设置有若干个接头，一部分所述接头用于将所述箱体外部需要增温的装置连接到所述高温循环管路中，另一部分所述接头用于将所述箱体外部需要降温的装置连接到所述低温循环管路中。

2.如权利要求1所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述箱体内设置有换热模块；

所述换热模块包括换热器和设置于所述换热器外侧的散热风扇，所述换热器连接在所述第一进液口和所述第一出液口之间。

3.如权利要求1所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述箱体内设置四个分流管；每个所述分流管均包括一个主端口和多个分流端口，所述分流端口的总数量与所述接头的数量一致。

4.如权利要求3所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述高温泵的进口与所述第一出液口连通，所述高温泵的出口与第一个所述分流管的所述主端口连通，第一个所述分流管的所述分流端口分别与相应所述接头连通；所述第一进液口与第二个所述分流管的所述主端口连通，第二个所述分流管的所述分流端口与相应所述接头连通；

所述低温泵的进口与所述第二出液口连通，所述低温泵的出口与第三个所述分流管的所述主端口连通，第三个所述分流管的所述分流端口分别与相应所述接头连通；所述第二进液口与第四个所述分流管的所述主端口连通，第四个所述分流管的所述分流端口与相应所述接头连通。

5.如权利要求1所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述高温区壳体与所述第一外侧壳体紧密贴合，所述高温区壳体上设有多个相连通的第一环形凹槽，多个所述第一环形凹槽与所述第一外侧壳体围成所述第一冷却液通道；

所述低温区壳体与所述第二外侧壳体紧密贴合，所述低温区壳体上设有多个相连通的第二环形凹槽，多个所述第二环形凹槽与所述第二外侧壳体围成所述第二冷却液通道。

6.如权利要求1所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述箱体包括顶板、第一侧板、第二侧板、前面板和后面板；

所述前面板和所述后面板上均设有格栅，且所述后面板上设有电源插头和开关。

7.如权利要求6所述的热泵冷热箱，其特征在于，所述箱体内设置有矩形框架体，所述斯特林热泵安装于所述矩形框架体内；所述前面板和所述矩形框架体之间设置有用于安装控制器的隔板。

8.一种热泵冷热箱联合供应系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的热泵冷热箱；还包括多个高温换热器、增温箱、降温箱和低温换热器；

所述高温换热器设置于所述增温箱中，所述高温换热器利用相应所述接头连接到所述高温循环管路中，所述高温换热器利用所述高温循环管路中的冷却液与所述增温箱进行热量交换，升高所述增温箱内的温度；

所述低温换热器设置于所述降温箱中，所述低温换热器利用相应所述接头连接到所述低温循环管路中，所述低温换热器利用所述低温循环管路中的冷却液与所述降温箱进行热量交换，降低所述降温箱内的温度。

9.如权利要求8所述的热泵冷热箱联合供应系统，其特征在于，所述箱体内设置四个分流管，每个所述分流管包括四个分流端口；所述箱体上设置有十六个所述接头。

10.如权利要求9所述的热泵冷热箱联合供应系统，其特征在于，所述高温换热器、所述增温箱、所述降温箱和所述低温换热器均设置有四个。

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