CN212300055U - 散热器及热泵采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热器及热泵采暖系统。散热器，包括：散热部件，所述散热部件中形成有换热腔体，所述换热腔体中设置有相变换热材料；微通道换热器，所述微通道换热器设置在所述换热腔体，所述微通道换热器的进口和出口位于所述散热部件的外部。本实用新型通过在换热腔体中灌注相变换热材料并设置微通道换热器，以增大换热面积提供换热效率并降低热泵采暖系统的能耗。

Description

散热器及热泵采暖系统

技术领域

本实用新型属于家用电器技术领域，尤其涉及一种散热器及热泵采暖系统。

背景技术

目前，热泵供暖系统是采用热泵技术来对室内进行供暖。热泵供暖系统以便包括热泵机组和散热器，热泵机组则由压缩机、蒸发器、风机等部件组成，散热器则配置有冷媒流路和供热介质流路。其中，散热器中的冷媒流路承当冷凝器与压缩机和蒸发器连接形成冷媒回路，而供热介质流路中通常灌注水作为换热介质，以通过冷媒流路中的冷媒来加热供热介质流路中的水以实现供暖。

常规热泵供暖系统中的散热器通常采用散热片或地暖盘管等方式，散热器通过水吸收冷媒的热量后，再向外释放热量。现有技术中，通常采用板式换热器或套管换热器来实现冷媒与水之间进行热量交换，同时，还需要额外配置有循环水泵来驱动散热器中的水循环流动。

一方面散热器中的水一般通过释放热量为显热换热，导致换热效率较低；另一方面需要增加水泵来驱动水流动，导致能耗较大。鉴于此，如何设计一种换热效率高且能耗低的热泵供暖技术是本实用新型所要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种散热器及热泵采暖系统，通过在换热腔体中灌注相变换热材料并设置微通道换热器，以增大换热面积提供换热效率并降低热泵采暖系统的能耗。

为达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

在一个方面，本实用新型提供了一种散热器，包括：

散热部件，所述散热部件中形成有换热腔体，所述换热腔体中设置有相变换热材料；

微通道换热器，所述微通道换热器设置在所述换热腔体，所述微通道换热器的进口和出口位于所述散热部件的外部。

进一步的，所述散热部件包括：

散热主体，所述散热主体中沿长度方向上设置有贯通通道；

两个挡板，其中一所述挡板设置在所述贯通通道的一端口，另一所述挡板设置在所述贯通通道的另一端口；

其中，所述贯通通道和两个所述挡板之间形成所述换热腔体。

进一步的，所述散热主体上还设置有散热翅片。

进一步的，所述散热主体的背面形成安装固定部，所述散热主体的上部设置有装饰板，所述散热主体的下部设置有支撑立板。

进一步的，至少一所述挡板上设置有灌注检修口。

进一步的，所述微通道换热器包括：

两根集流管；

多根微通道管，多根所述微通道管连接在两根所述集流管之间并沿高度方向并排布置在所述换热腔体中。

进一步的，所述集流管中设置有至少一个气液分离板，所述气液分离板上开设有排液孔。

进一步的，所述气液分离板上还设置有浮体，所述浮体用于利用浮力开关所述排液孔。

进一步的，所述气液分离板上设置有用于开关所述排液孔的弹性板，所述弹性板的一端部固定在所述气液分离板的下表面，所述弹性板贴靠在所述气液分离板的下表面并遮盖住所述排液孔。

在另一个方面，本实用新型还提供了一种热泵采暖系统，包括热泵机组，所述热泵机组包括压缩机、蒸发器和节流装置，还包括上述散热器，所述压缩机、所述蒸发器、所述节流装置和所述散热器中的微通道换热器连接形成冷媒回路。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：通过在散热部件中形成用于盛放相变换热材料的换热腔体，采用微通道换热器并设置在换热腔体中，微通道换热器能够与换热腔体中的相变换热材料具有更大的换热面积，以有效地提高换热效率，变换热材料一方面通过散热部件向外正常散热，另一方面利用变换热材料相变实现潜热换热，能够更高效地提高换热效率。同时，由于微通道换热器能够直接与变换热材料进行高效换热，且变换热材料整体温度分布均匀，从而无需额外配置水泵，进而降低了热泵供暖系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型散热器一实施例的结构示意图;

图2为本实用新型散热器一实施例的剖视图；

图3为本实用新型散热器一实施例中微通道换热器的结构示意图之一；

图4为本实用新型散热器另一实施例中微通道换热器的结构示意图之二；

图5为本实用新型散热器另一实施例中气液分离板的结构示意图之一;

图6为本实用新型散热器另一实施例中气液分离板的结构示意图之二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一，如图1-图6所示，本实施例提出了一种散热器，包括：散热部件1和微通道换热器2。其中，散热部件1中形成有换热腔体，所述换热腔体中设置有相变换热材料；微通道换热器2设置在所述换热腔体，微通道换热器2的进口201和出口202位于散热部件1的外部。

具体的，散热器的散热部件1主要起向外散热的作用，一般采用导热性能较好的材料制成，以保证其散热性能。而微通道换热器2则用于供冷媒流动，以通过微通道换热器2来向外释放冷媒的热量，实现热交换。

微通道换热器2设置在换热腔体中能够对换热腔体中的相变换热材料直接进行加热。并且，由于微通道换热器2的整体热交换面积更大，使得微通道换热器2与相变换热材料之间更加高效地换热。而相变换热材料在被加热后，相变换热材料发生相变，底部的液态相变换热材料由液态变为气态上升，而顶部气态的相变换热材料受冷后又变为液态流到换热腔体的底部。这样，在气液态转变过程中， 相变换热材料利用潜热以更加高效地提高换热效率并提高散热效率。

在某些实施例中，散热部件1包括：散热主体11和两个挡板12。散热主体11中沿长度方向上设置有贯通通道10；其中一挡板12设置在所述贯通通道的一端口，另一挡板12设置在所述贯通通道的另一端口；所述贯通通道和两个挡板12之间形成所述换热腔体。具体的，散热主体11要能够较好是传热并散热，通常会采用金属材质制成，例如：可以采用铁、铝等散热较好的材料。散热主体11中形成的贯通通道10则用于安装微通道换热器2，而贯通通道10的两端口则通过对应的挡板12进行封堵。其中，对于微通道换热器2的进口201和出口202则可以密封贯穿挡板12伸出至散热部件1的外部。

而对于微通道换热器2而言，其通常包括：两根集流管21和多根微通道管22，多根所述微通道管连接在两根所述集流管之间并沿高度方向并排布置在所述换热腔体中，集流管21和微通道管22则均隐藏安装在散热主体11中。

优选实施例中，为了进一步的提高散热能力，则在散热主体11上还设置有散热翅片13。利用散热翅片13能够有效地增大散热主体11的散热面积，进而提高散热性能。而在实际加工过程中，则优选采用铝材质并利用挤出成型的工艺在散热主体11中形成贯通通道10。另外，至少一挡板12上设置有灌注检修口121，通过灌注检修口121可以向换热腔体中灌注相变换热材料，而对于使用的相变换热材料可以使用常规技术中已有的材料，在此不做限制。

实施例二，为了方便用户在家中安装使用散热器，则散热器中的散热主体11可以贴靠在墙壁上使用。为此，则可以在散热主体11的背面形成安装固定部110，散热主体11的上部设置有装饰板14，散热主体11的下部设置有支撑立板15。

具体的，在用户家中安装使用时，则散热主体11通过安装固定部110固定安装在墙壁上，具体的固定安装方式，则根据散热主体11的具体尺寸和结构形式对应的设计。例如：散热主体11被设计为踢脚线的形式，则安装固定部110则可以采用踢脚线的安装结构进行设计。或者，散热主体11被设计为护墙板的形式，则安装固定部110则可以采用护墙板的安装结构进行设计。对于安装固定部110的具体表现实体，在此不做限制和赘述。

其中，散热主体11整体的重量，则通过底部设计的支撑立板15进行支撑，而散热主体11顶部与墙壁连接的部位，则通过装饰板14实现过渡连接，以提高用户体验性。

实施例三，对于散热主体11整体高度尺寸较大的情况下，例如充当护墙板使用的清洗，则对于微通道换热器2而言，为了提高温度分布均匀性，则可以针对微通道换热器2进行如下结构改进，以下结合附图进行说明。

如图4-图6所示，所述集流管中设置有至少一个气液分离板3，所述气液分离板上开设有排液孔31。微通道换热器通过在集流管21中配置气液分离板23，由气液分离板23将集流管21分割为多段流道，而微通道管22则对应的连通两侧对应的流道，以实现冷媒由上至下沿着微通道管22流动。

而对于气态的冷媒进入到微通道换热器中输送时，气态冷媒换热后，会形成部分液态冷媒，而液态冷媒在微通道管22中的传输速度较慢。为此，对于集流管21中的气液混合状态的冷媒，液态的冷媒受重力落到气液分离板23上，液态的冷媒将经由排液孔231快速的朝集流管21底部方向流动。

由于从进气口201引入的是气态的冷媒，则具有进气口201的集流管21中还设置有分隔板213，分隔板213位于进气口201和进气口201下方紧邻气液分离板23之间。分隔板213为一完整的板结构，能够阻挡气态冷媒向下集流管21的下方流动，以确保从进气口201进入的气态冷媒全部经由对应的微通道管32换热而进入到另一侧的集流管21中。

由于液态的冷媒能够快速的经由排液孔231流到集流管21的底部，而气态的冷媒能够在微通道管22中顺畅的流动，以有效地减轻气液混合状态的冷媒流入到微通道管22中而出现换热效率低的问题。利用气液分离板23对集流管21中的气液混合冷媒进行气液分离，一方面能够使得液态冷媒快速流动至集流管21底部以快速输出液态冷媒，另一方面能够减轻液态冷媒在微通道管22中对气态冷媒产生的气阻，以提高气态冷媒的传输速度，从而更有效地提高换热效率。

在某些实施例中，为了减少气态冷媒经由排液孔231传输至集流管21的底部，则气液分离板23上还设置有浮体232，浮体232用于利用浮力开关排液孔231。具体的，气态冷媒进入到微通道换热器流动换热过程中，当气态冷媒换热形成部分液态冷媒后，液态冷媒汇集到集流管21中并在重力作用下流到下方的气液分离板23上。浮体232将浸在液态冷媒中，浮体232依靠浮力漂浮离开气液分离板23以打开排液孔231，这样，液态冷媒便从排液孔231快速流下。

作为一种优选实施例，为了使得浮体232不会在气液分离板23随意移动，则需要针对浮体232进行限位处理，气液分离板23上还设置有限位机构，所述限位机构用于限位浮体232在气液分离板23上位置，而具体限位的方式有如下多种方式。

例如：如图5所示，所述限位机构包括多片限位板233，限位板233绕排液孔231的外周圈分布并固定在气液分离板23上；任意两片限位板233的上端部之间的距离小于浮体232的外形尺寸。具体的，限位板233的上端部能够限制浮体232在气液分离板23任一移动，一方面在使用过程中，浮体232因液态冷媒漂浮后，能够限制下多个限位板233之间，另一方面在运输过程中，浮体232也被多个限位板233进行有效地限位，确保浮体232能够在排液孔231周围移动。而优选地，气液分离板23上形成有凹槽230，排液孔231开设在凹槽230的底部，浮体232位于凹槽230中。具体的，在浮体232因为浮力或晃动离开排液孔231后，在自然状态下，浮体232将经由凹槽230的表面引导回到排液孔231处，以对排液孔231进行可靠的遮挡。

在另一实施例中，如图6所示，气液分离板23上设置有用于开关排液孔231的弹性板234，弹性板234利用自身弹力能够封堵住排液孔231。其中，弹性板234的一端部固定在气液分离板23的下表面，弹性板234贴靠在气液分离板23的下表面并遮盖住排液孔231。当气液分离板23上方的液体冷媒积累一定量后，在重力作用下，液态冷媒向下压弯弹性板234以打开排液孔231。

实施例四，本实施例提出了一种热泵采暖系统，包括热泵机组，所述热泵机组包括压缩机、蒸发器和节流装置，还包括上述散热器，所述压缩机、所述蒸发器、所述节流装置和所述散热器中的微通道换热器连接形成冷媒回路。

在本实施例中，有关热泵机组的具体结构形式在此不做限制。压缩机启动后，高温冷媒流入到散热器的微通道换热器中，以实现通过散热器进行供暖。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，包括：

散热部件，所述散热部件中形成有换热腔体，所述换热腔体中设置有相变换热材料；

微通道换热器，所述微通道换热器设置在所述换热腔体，所述微通道换热器的进口和出口位于所述散热部件的外部。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热部件包括：

散热主体，所述散热主体中沿长度方向上设置有贯通通道；

两个挡板，其中一所述挡板设置在所述贯通通道的一端口，另一所述挡板设置在所述贯通通道的另一端口；

其中，所述贯通通道和两个所述挡板之间形成所述换热腔体。

3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述散热主体上还设置有散热翅片。

4.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述散热主体的背面形成安装固定部，所述散热主体的上部设置有装饰板，所述散热主体的下部设置有支撑立板。

5.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，至少一所述挡板上设置有灌注检修口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的散热器，其特征在于，所述微通道换热器包括：

两根集流管；

多根微通道管，多根所述微通道管连接在两根所述集流管之间并沿高度方向并排布置在所述换热腔体中。

7.根据权利要求6所述的散热器，其特征在于，所述集流管中设置有至少一个气液分离板，所述气液分离板上开设有排液孔。

8.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述气液分离板上还设置有浮体，所述浮体用于利用浮力开关所述排液孔。

9.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述气液分离板上设置有用于开关所述排液孔的弹性板，所述弹性板的一端部固定在所述气液分离板的下表面，所述弹性板贴靠在所述气液分离板的下表面并遮盖住所述排液孔。

10.一种热泵采暖系统，包括热泵机组，所述热泵机组包括压缩机、蒸发器和节流装置，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的散热器，所述压缩机、所述蒸发器、所述节流装置和所述散热器中的微通道换热器连接形成冷媒回路。

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