CN216644421U - 换热组件、蓄冰装置以及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种换热组件、蓄冰装置以及空调器，换热组件包括多根换热管，每根换热管具有沿预设方向的平行段；多根换热管在垂于预设方向的横截面内，任意三个相邻的平行段中心的连线组成等边三角形。本申请在蓄冰过程中，相邻两个平行段凝结冰层的半径之和需要达到该等边三角形的边长长度才能搭接。在换热管直径相同且同等密度排列的情况下，正方形布置或者矩形布置的方式相邻两个平行段即边长总有一侧小于等边三角形布置方式的边长，因此换热管正方形布置或者矩形布置时冰层会比等三角布置方式先搭接，而冰层搭接后会降低换热管的蓄冰速率。因此换热管采用等边三角形布置可以减缓换热管之间的冰层搭接，进而有利于提高换热管的蓄冰速率。

Description

换热组件、蓄冰装置以及空调器

技术领域

本申请涉及空调技术领域，具体涉及一种换热组件、蓄冰装置以及空调器。

背景技术

目前，蓄冰技术主要利用冰的相变潜热来储存冷量，在夜间低谷用电时段利用制冷机组在储冰设备内制冰储冷，在白天用电高峰时段再将储冰设备里的冰融化为空调提供冷量。由于夜间温度较低，因此可以降低制冷所消耗的功率，进而大幅度降低空调系统的运行费用。

蓄冰装置主要由换热管和外框架组成，蓄冰装置放置在储冰设备内，通过换热管中流动的低温介质吸收储冰设备内水的热量，从而使储冰设备中的水降温并逐步结冰。然而在蓄冰过程中，随着冰层厚度的增加，在换热管间会出现冰层搭接现象，导致换热管的换热效率降低，从而降低蓄冰速率。因此，如何减缓目前换热管间的冰层搭接现象成为本领域技术人员努力的方向。

实用新型内容

本申请提供一种换热组件、蓄冰装置以及空调器，旨在解决目前换热管间的冰层搭接现象降低蓄冰速率的技术问题。

第一方面，本申请提供一种换热组件，包括：

第一换热管，包括沿预设方向平行设置的第一平行段和第二平行段；

相邻第一换热管设置的第二换热管，包括距离第一平行段和第二平行段最近的第三平行段；

第三平行段平行于第一平行段和第二平行段；

在垂于预设方向的横截面内，第一平行段和第二平行段到第三平行段的距离相等，且第一平行段中心到第三平行段中心的连线与第二平行段中心到第三平行段中心的连线组成的夹角等于60°。

在一些实施例中，第一换热管还包括第一连接段，第一连接段连接第一平行段和第二平行段相同的一端。

在一些实施例中，每根换热管还包括第四平行段和第二连接段；

第二连接段连接第二平行段和第四平行段相同的一端；

其中，第一连接段和第二连接段分别位于第二平行段的两端，以使第一平行段、第一连接段、第二平行段、第二连接段和第四平行段依次连接组成换热管。

在一些实施例中，还包括多个导热件，多个导热件沿预设方向间隔布置，且导热件连接同一换热管的平行段。

在一些实施例中，还包括多个固定板，固定板竖直设置，固定板设有多个用于固定平行段的卡槽。

在一些实施例中，卡槽包括进口槽和限位槽，进口槽与限位槽的宽度至少大于平行段的直径，进口槽与限位槽连通，限位槽位于进口槽的下侧，平行段至少部分位于限位槽内。

在一些实施例中，多个固定板组成的平面与预设方向垂直，且其中一个固定板的卡槽中心与其相邻的另外一个固定板的两个相邻卡槽中心的连线组成等边三角形。

在一些实施例中，多个固定板包括前固定板和后固定板；

前固定板和后固定板分别位于平行段的两端。

第二方面，本申请提供一种蓄冰装置，包括如第一方面所述的换热组件。

第三方面，本申请提供一种空调器，包括如第二方面所述的蓄冰装置。

本申请通过将多根换热管合理布置，使多根换热管在垂于预设方向的横截面内，任意三个相邻的平行段中心的连线组成等边三角形，在蓄冰过程中，相邻两个平行段凝结冰层的半径之和需要达到该等边三角形的边长长度才能搭接，在换热管直径相同且同等密度排列的情况下，正方形布置或矩形布置的方式相邻两个平行段即边长总有一侧小于等边三角形布置时的边长，因此换热管正方形布置或矩形布置时冰层会比等三角布置方式先搭接，而冰层搭接后会降低换热器的蓄冰速率，因此换热管采用等边三角形布置可以减缓换热管之间的冰层搭接，进而有利于提高换热管的蓄冰速率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中提供的蓄冰装置的一种结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的换热管的一种布置示意图；

图3是本申请实施例中提供的换热管布置的对比示意图；

图4是本申请实施例中提供的换热管与导热件的一种结构示意图；

图5是本申请实施例中提供的固定板的一种结构示意图；

图6是本申请实施例图5中A处的一种放大示意图。

其中：1换热管，100平行段，11第一换热管，111第一平行段，112第二平行段，113第四平行段，114第一连接段，115第二连接段，12第二换热管，121第三平行段，2导热件，3固定板，31卡槽，311进口槽，312限位槽，410前固定板，420后固定板，4外框架，5入口汇管，6出口汇管。

具体实施方式

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，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种换热组件、蓄冰装置以及空调器，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1以及图2，图1示出了本申请实施例中蓄冰装置的一种结构示意图，图2示出了本申请实施例中换热管1的一种布置示意图，其中，换热组件包括：

第一换热管11，包括沿预设方向平行设置的第一平行段111和第二平行段112；

相邻第一换热管11设置的第二换热管12，包括距离第一平行段111和第二平行段112最近的第三平行段121；

第三平行段121平行于第一平行段111和第二平行段112；

在垂于预设方向的横截面内，第一平行段111和第二平行段112到第三平行段121的距离相等，且第一平行段111中心到第三平行段121中心的连线与第二平行段112中心到第三平行段121中心的连线组成的夹角α等于60°。

具体的，换热管1用于流通换热介质(例如制冷剂)，从而使换热介质通过换热管1与外部的流体(例如水)进行热交换。在本申请的一些实施例中，换热管1可以为蛇形管，从而延长换热介质在换热管1内的行程，提高换热管1换热效率。可以理解的，换热管1还可以为其他异型管，例如U型管，以延长换热管内流程的同时缩小多根换热管的体积。示例性的，换热管1的材质可以为金属或者非金属材料，金属例如碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜等，非金属例如石墨、陶瓷、聚四氟乙烯等，换热管1外径为4～30mm，壁厚为0.3～2.5mm。

第一换热管11和第二换热管12是指多根换热管1中任意相邻的两根换热管1，第一管热管11具有沿预设方向(例如水平方向)平行设置的第一平行段111和第二平行段112，第二换热管12具有与第一平行段111和第二平行段112最近且平行的第三平行段121。

作为一示例性的，第一换热管11和第二换热管12为蛇形换热管，蛇形换热管由整根铜管多次折弯180°而成，蛇形换热管上具有4段平行段100，第一平行段111和第二平行段112是指任一蛇形换热管的4段平行段100中任意相邻的两个平行段100，第三平行段121是指与该蛇形换热管相邻的蛇形换热管的4段平行段100中最靠近第一平行段111和第二平行段112的平行段100。

其中，第一平行段111的中心、第三平行段121的中心和第二平行段112的中心是指在垂直于预设方向的横截面内，第一平行段111、第三平行段121和第二平行段112被该横截面切割出的断面的中心。例如，以换热管1为圆管为例，第一平行段111、第三平行段121和第二平行段112被该横截面切割出的断面为圆环，第一平行段111的中心、第三平行段121的中心和第二平行段112的中心则为对应的圆环的圆心。可以理解的，换热管1还可以为其他形状，例如方管。

参阅图3，图3示出了本申请实施例中换热管1布置对比示意图，本申请实施例通过将多根换热管1合理布置，在垂于预设方向的横截面内，使得第一平行段111和第二平行段112到第三平行段121的距离相等，且第一平行段111中心到第三平行段121中心的连线与第二平行段112中心到第三平行段121中心的连线组成的夹角α等于60°，即任意三个相邻的平行段100中心的连线可以组成等边三角形，在蓄冰过程中，相邻两个平行段100凝结冰层的半径之和需要达到该等边三角形的边长长度L(例如50～150mm)才能搭接，在换热管1直径相同且同等密度排列的情况下，矩形布置的换热管1在两个平行段100凝结冰层的半径之和达到0.87L即会出现冰层搭接现象，而正方形布置的换热管1在两个平行段100凝结冰层的半径之和达到0.93L即会出现冰层搭接现象，因此换热管1采用等边三角形布置可以减缓换热管1之间的冰层搭接速率，进而有利于提高蓄冰装置的蓄冰速率。

在本申请的一些实施例中，第一换热管11的平行段100还包括第一连接段114，第一连接段114连接第一平行段111和第二平行段112的同一端，即第一平行段111、第一连接段114、第二平行段112依次连接并组成U型的第一换热管11，从而延长换热介质在换热管1内的行程，提高换热管1换热效率。

在本申请的一些实施例中，例如对于第一换热管11的平行段100还包括第一连接段114的实施例，参阅图2，每根换热管1的平行段100还包括第四平行段113和第二连接段115，第一连接段114连接第一平行段111和第二平行段112的同一端，第二连接段115连接第二平行段112和第四平行段113的同一端；其中，第一连接段114和第二连接段115分别位于第二平行段112相对于的两端，以使第一平行段111、第一连接段114、第二平行段112、第二连接段115、第四平行段113依次连接组成蛇形的换热管1，从而延长换热介质在换热管1内的行程，提高换热管1换热效率。

可以理解的，第一换热管11和第二换热管12还可以包括更多平行段100以及连接段，从而使得蛇形的换热管1具有更长的行程。

进一步的，参阅1以及图4，图4示出了本申请实施例中换热管1与导热件2的一种结构示意图，其中，换热组件还包括多个导热件2，多个导热件2沿预设方向间隔布置，且导热件2连接的同一换热管1的平行段100。示例性的，导热件2可以为金属片或者金属管。

在换热管1换热时，主要存在四个换热过程：1)换热管1外水的对流传热；2)换热管1外冰层导热；3)换热管1导热；4)换热管1内换热介质对流传热。其中，在自然对流情况下换热管1外水的对流传热效率约为200～1000W/m2·K，冰层厚度为0～45mm时其导热效率约为49.3W/m2·K，在换热管1为铜管的情况下导热效率为317500～802000W/m2·K，换热管1内换热介质强制对流换热效率一般为1700～25000W/m2·K。可以看出金属的导热效率最高，因此在换热管1的平行段100之间连接导热件2可以增大换热面积并提高蓄冰装置的换热效率，同时由于换热介质在换热管1内流动时其温度随行程温度逐渐变化，连接第一平行段111和第二平行段112的导流件还可以平衡换热管1各处的温度，保证蓄冰均匀性。

在本申请的一些实施例，例如对于多根换热管1包括8根蛇形换热管1的实施例，参阅图1，其中4组奇数组换热管1上相隔距离a焊接2组导热件，其中4组偶数组换热管1上相隔距离a焊接3组导热件，奇数组金属片与偶数组金属片距离为a/2，使得换热管1中的导热件均匀分布。

可以理解的，对于本申请的一些实施例，例如对于换热管1还包括第四平行段113或者更多平行段100的实施例，导热件2实际上还可以将多个平行段100连接。

在本申请的一些实施例中，为便于固定多根换热管1，继续参阅图5，图5示出了本申请实施例中固定板3的一种结构示意图，其中，换热组件还包括多个固定板3，固定板3设有用于固定平行段100的卡槽31。具体的，多个固定板3间隔设置，在固定换热管1时，换热管1从相邻固定板3之间的孔隙将换热管1卡入卡槽31内，即可快速固定换热管1。

在本申请的一些实施例中，例如对于换热管1为蛇形管的实施例，单个固定板3固定一根蛇形换热管1，固定板3设置多个卡槽31以固定蛇形换热管1的多个平行段100。一般的，可以采用4根不锈钢长横梁、4根不锈钢长纵梁、4根不锈钢立柱焊接组成外框架4，并将固定板3固定在外框架4上，从而形成固定换热管1的框架结构。

可以理解的，固定板3还可以通过卡槽31固定换热管1的其他部位，例如第一连接段114、第二连接段115等。

进一步的，为保证换热管1固定的可靠性，继续参阅图6，图6示出了本申请实施例图5中A处的一种放大示意图，其中，卡槽31包括进口槽311和限位槽312，进口槽311与限位槽312的宽度至少大于平行段100的直径，进口槽311与限位槽312连通，限位槽312位于进口槽311的下侧，平行段100至少部分位于限位槽312内。在换热管1卡入时，换热管1先沿进口槽311卡入，然后再向下卡入限位槽312内，由于进口槽311与限位槽312互相垂直，且换热管1在重力作用下，不会出现换热管1脱离限位槽312并滑入进口槽311最终脱离固定板3的现象。在上述实施例中，相对于从固定板3后方将换热管1穿入固定板3的固定方式，本实施例将换热管1从固定板3旁边推入卡槽31即可固定，操作方便省力，同时可以避免换热管1从固定板3后方插入卡槽31时产生的变形现象。

可以理解的，还可以卡槽31包括更多进口槽311和限位槽312，例如一个进口槽311以及两个限位槽312，两个限位槽312与一个进口槽311组成“Z”字形，从而使得固定板3可以更加稳固的固定换热管1。

进一步的，为了固定等边三角形布置的换热管1，继续参阅图5，多个固定板3组成的平面与预设方向垂直，且其中一个固定板3的卡槽31中心与其相邻的另外一个固定板3的两个相邻卡槽31中心的连线组成等边三角形。在将换热管1卡入卡槽31后，由于任意三个相邻的卡槽31即为等边三角形布置，因此可以通过将换热管1固定在卡槽31内即形成等边三角形布置的换热管1。

进一步的，为了更好的固定换热管1，在本申请的一些实施例中，参阅图1，其中，多个固定板3包括前固定板310和后固定板320，前固定板310和后固定板320分别位于平行段100的两端。通过前固定板310和后固定板320分别固定平行段100的两端，使得换热管1的平行段100的两端得到固定，进而可以进一步提升换热管1固定的稳固性。可以理解的，固定板3还可以位于平行段100的中部，以进一步提升换热管1固定稳固性。

在本申请的一些实施例中，为便于换热介质流入并排出换热管1，参阅图1，换热组件还包括入口汇管5以及出口汇管6，入口汇管5连接多根换热管1的入口端，出口汇管6连接多根换热管1的出口端，使换热介质经入口汇管5均匀分配后流入换热管50，在完成换热后使换热介质经出口汇管6收集排出，使换热介质均匀分配输入换热管50并统一收集排出。

值得注意的是，上述关于换热组件的说明描述仅为清楚说明本申请的验证过程，本领域技术人员在本申请的指导下，可以对上述换热组件做出等同的修改设计，例如，还可以在换热管1表面设置翅片，以进一步增大换热管1的换热面积。

进一步的，为了更好实施本申请实施例中的换热组件，在换热组件基础之上，本申请实施例中还提供一种蓄冰装置，蓄冰装置包括如上述任一实施例的换热组件。本申请实施例中的蓄冰装置因设置有上述实施例的换热组件，从而具有上述换热组件的全部有益效果，在此不再赘述。

进一步的，为了更好实施本申请实施例中的蓄冰装置，在蓄冰装置基础之上，本申请实施例中还提供一种空调器，空调器包括如上述实施例的蓄冰装置。本申请实施例中的空调器因设置有上述实施例的换热组件，从而具有上述换热组件的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，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，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种换热组件、蓄冰装置以及空调器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种换热组件，其特征在于，包括：

第一换热管，包括沿预设方向平行设置的第一平行段和第二平行段；

相邻所述第一换热管设置的第二换热管，所述第二换热管包括距离所述第一平行段和所述第二平行段最近的第三平行段；

所述第三平行段平行于所述第一平行段和所述第二平行段；

在垂于所述预设方向的横截面内，所述第一平行段和所述第二平行段到所述第三平行段的距离相等，且所述第一平行段中心到所述第三平行段中心的连线与所述第二平行段中心到所述第三平行段中心的连线组成的夹角等于60°。

2.如权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一换热管还包括第一连接段，所述第一连接段连接所述第一平行段和所述第二平行段相同的一端。

3.如权利要求2所述的换热组件，其特征在于，每根所述换热管还包括第四平行段和第二连接段；

所述第二连接段连接所述第二平行段和第四平行段相同的一端；

其中，所述第一连接段和所述第二连接段分别位于所述第二平行段的两端，以使所述第一平行段、所述第一连接段、所述第二平行段、所述第二连接段和所述第四平行段依次连接组成所述换热管。

4.如权利要求1所述的换热组件，其特征在于，还包括多个导热件，所述多个导热件沿所述预设方向间隔布置，且所述导热件连接同一换热管的平行段。

5.如权利要求4所述的换热组件，其特征在于，还包括多个固定板，所述固定板竖直设置，所述固定板设有多个用于固定所述平行段的卡槽。

6.如权利要求5所述的换热组件，其特征在于，所述卡槽包括进口槽和限位槽，所述进口槽与所述限位槽的宽度至少大于所述平行段的直径，所述进口槽与所述限位槽连通，所述限位槽位于所述进口槽的下侧，所述平行段至少部分位于所述限位槽内。

7.如权利要求5所述的换热组件，其特征在于，多个所述固定板组成的平面与所述预设方向垂直，且其中一个固定板的卡槽中心与其相邻的另外一个固定板的两个相邻卡槽中心的连线组成等边三角形。

8.如权利要求5所述的换热组件，其特征在于，所述多个固定板包括前固定板和后固定板；

所述前固定板和所述后固定板分别位于所述平行段的两端。

9.一种蓄冰装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的换热组件。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求9所述的蓄冰装置。

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