CN218821836U - 蓄能换热装置以及家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种蓄能换热装置及家用电器，蓄能换热装置包括壳体、换热件、蓄能材料以及换热管。换热件安装于壳体，换热件包括换热基座和多个换热翅片，换热基座包括相背的第一表面和第二表面，多个换热翅片间隔排布并连接于第一表面，蓄能材料设置于相邻两个换热翅片之间，蓄能材料与换热件接触，换热管安装于壳体并与第二表面相对，如此有助于避免蓄能材料与换热管接触，有助于避免蓄能材料腐蚀换热管。此外，蓄能换热装置的结构简单，方便制造的同时也有助于节约制造的成本。

Description

蓄能换热装置以及家用电器

技术领域

本实用新型涉及蓄能装置技术领域，具体而言，涉及一种蓄能换热装置以及家用电器。

背景技术

储能技术可解决能量供求在空间和时间不匹配的矛盾，从而提升能源利用率。蓄能换热装置作为传递能量的中转站，可在系统闲时将能量储存于蓄能材料，在系统运行过程能量不足时将能量提取出来，作为附加能源提供给能量受体。蓄能材料，例如相变材料有导热性差的特性，导致蓄能材料侧换热系数远小于能量受体侧，尤其是以水、油等流体作为能量受体时。为了减小蓄能材料侧热阻，通常在蓄能换热装置的蓄能材料侧增加换热翅片以增加换热面积。

然而，蓄能材料常有一定的腐蚀性，相关技术的蓄能换热装置的结构不合理，使得换热管容易被腐蚀。

实用新型内容

本实用新型实施方式提出了一种蓄能换热装置以及家用电器，以改善上述至少一个技术问题。

本实用新型实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本实用新型实施方式提供一种蓄能换热装置，蓄能换热装置包括壳体、换热件、蓄能材料以及换热管，换热件安装于壳体内，换热件包括换热基座和多个换热翅片，换热基座包括相背的第一表面和第二表面，多个换热翅片间隔排布并与第二表面相对。蓄能材料设置于相邻两个换热翅片之间，蓄能材料与换热件接触，换热管安装于壳体并设置于换热基座背离换热翅片的一侧。

在一些实施方式中，相邻两个换热翅片的间距大于或等于1.5mm。

在一些实施方式中，蓄能材料分别与壳体、换热翅片、第一表面接触。

在一些实施方式中，换热基座呈平板状，第一表面与第二表面均为平面。

在一些实施方式中，换热翅片垂直于换热基座。

在一些实施方式中，换热基座呈管状，第一表面为换热基座的外周面，第二表面为换热基座的内周面。

在一些实施方式中，换热翅片平行于换热基座的轴线。

在一些实施方式中，换热管具有进液端以及出液端，蓄能换热装置还包括导热层，导热层填充于换热管与换热基座之间，进液端与出液端均外露于导热层。

在一些实施方式中，换热件包括第一换热件和第二换热件，第一换热件包括第一换热基座和多个第一换热翅片，第二换热件包括第二换热基座和多个第二换热翅片，第一换热基座和第二换热基座均包括第一表面和第二表面，多个第一换热翅片间隔排布并连接于第一换热基座的第一表面，多个第二换热翅片间隔排布并连接于第二换热基座的第一表面，第一换热基座的第二表面与第二换热基座的第二表面相对，换热管与导热层均设置于第一换热基座的第二表面与第二换热基座的第二表面之间。

在一些实施方式中，进液端、管体主体以及出液端依次连接；壳体设有安装腔，换热件、蓄能材料、管体主体以及导热层均位于安装腔内，进液端与出液端外露于壳体的同一侧。

在一些实施方式中，壳体包括壳体本体以及感温装置安装筒，壳体本体设有安装腔，感温装置安装筒连接于壳体本体并凸设于安装腔内，感温装置安装筒嵌设于换热翅片之间，感温装置安装筒的开口外露于壳体本体。

第二方面，本实用新型方式提供一种家用电器，家用电器包括蓄能换热装置以及循环管，循环管与换热管连通。

本实用新型提供的蓄能换热装置以及家用电器，换热件包括换热基座和多个换热翅片，多个换热翅片间隔排布并连接于换热基座，蓄能材料设置于相邻两个换热翅片之间，换热管安装于壳体并设置于换热基座背离换热翅片的一侧，如此，蓄能材料可以通过换热基座与换热管间隔，有助于避免蓄能材料与换热管直接接触，从而有助于避免蓄能材料腐蚀换热管。此外，蓄能换热装置的结构简单，方便制造的同时也有助于节约制造的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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示出了本实用新型实施方式提供的家用电器的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施方式提供的蓄能换热装置的结构示意图。

图3示出了图2的蓄能换热装置的纵向剖视示意图。

图4示出了本实用新型另一实施方式提供的蓄能换热装置的结构示意图。

图5示出了图4的蓄能换热装置在拆分状态下的结构示意图。

图6示出了图2的蓄能换热装置的爆炸结构示意图。

图7示出了图2的蓄能换热装置的横向剖视示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域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方式，都属于本实用新型保护的范围。

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

相关技术的蓄能换热装置大部分受应用场景、成本、工艺等因素影响，翅片与换热管常常不是同一种材质，为降低工艺难度，翅片通常被缠绕在换热管外，而翅片与换热管的结合不够紧密会导致较大热阻的产生，从而大大降低换热效率。

此外，相关技术的蓄能换热装置直接将换热翅片环绕在换热管上，灌装于翅片之间的蓄能材料与换热管直接接触，使得换热管有被腐蚀穿孔的可能性，导致蓄能材料渗入换热管内的能量受体，造成严重事故。且蓄能材料同时与翅片和换热管的交界面接触，而蓄能材料与不同材质的金属交界处接触时会加剧对活泼金属的腐蚀，则如此会加剧对翅片和换热管其中一种材料的腐蚀。

请参阅图1，本实用新型方式提供一种家用电器100，家用电器100包括蓄能换热装置10以及循环管20，循环管20连接于蓄能换热装置10。家用电器100可以为饮水机、净水机、咖啡机、冰箱、空调、保温电水壶或其他电器，蓄能换热装置10可以储存能量，当家用电器100工作过程能量不足时，蓄能换热装置10可以将储存的能量释放以维持家用电器100的正常工作。

请一并参阅图2和图3，在一些实施方式中，蓄能换热装置10包括壳体 11、换热件12、蓄能材料13以及换热管14，换热件12、蓄能材料13以及换热管14均安装于壳体11。换热件12有助于减小蓄能材料13侧的热阻，有助于蓄能材料13更好地储存或者释放能量，从而提升蓄能换热装置10的能效。循环管20与换热管14连通，则家用电器100可以通过循环管20将流体例如水、油等充入蓄能换热装置10。当家用电器100能量充足时，可以使加热或制冷后的流体通过换热管14将热量或冷量储存在蓄能材料13里，使用时，流体流过换热管14并从蓄能材料13里提取热量或冷量，从而达到特定的温度。

在一些实施方式中，壳体11可以给换热件12、换热管14等提供一定的保护，有助于避免壳体11内的部件受到损害，壳体11可以大致呈矩形体状。在其他实施方式中，壳体11也可以大致呈圆柱体状，具体可以根据实际情况进行设置。壳体11可以由强度较好的金属或塑料制成，如此，当蓄能材料 13储存或者释放能量时，壳体11可以更好地承载蓄能材料13由于储存或者释放能量时体积变化而产生的压力，有助于避免壳体11因强度不足无法承受蓄能材料13体积变化产生的压力。

请一并参阅图2和图3，在一些实施方式中，换热件12包括换热基座121 和多个换热翅片122，换热基座121包括相背的第一表面1211和第二表面 1212，多个换热翅片122间隔排布并连接于第一表面1211，换热件12可以由高导热材料例如铜、铝合金、不锈钢等制成，如此有助于换热件12更好地换热。其中，换热基座121和换热翅片122可以采用同一种材料制成，或者，换热基座121和换热翅片122可以采用不同的材料制成。

例如，换热基座121和多个换热翅片122均可以采用铝合金材料例如铝合金6063或其他导热性较好的铝合金，换热基座121和多个换热翅片122 可以通过一体成型工艺成为一个整体，如此可以方便换热件12的制造。再例如，换热基座121和多个换热翅片122可以采用不同的材料制成，此时换热基座121和多个换热翅片122可以通过压接、铆合或焊接连接在一起，具体可以根据实际情况进行设置。

蓄能材料13设置于相邻两个换热翅片122之间，蓄能材料13与换热件 12接触，蓄能材料13可以是相变材料或其他高比热容的材料，如此有助于蓄能材料13更好地储存能量。蓄能材料13分别与壳体11、换热翅片122、第一表面1211接触，如此有助于增加蓄能换热装置10中蓄能材料13的存量，有助于蓄能换热装置10储存更多的能量。

换热管14安装于壳体11并与第二表面1212相对。如此，蓄能材料13 可以通过换热基座121与换热管14间隔，有助于避免蓄能材料13与换热管 14直接接触，从而有助于避免蓄能材料13腐蚀换热管14。此外，蓄能换热装置10的结构简单，方便制造的同时也有助于节约制造的成本。

相邻两个换热翅片122的间距可以大于或等于1.5mm，例如相邻两个换热翅片122的间距可以为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或者其他，如此有助于保证相邻两个换热翅片122之间有足够的空间容纳蓄能材料13，同时也有助于保证蓄能材料13顺畅地灌装入相邻两个换热翅片122的间隔空间中。

在一些实施方式中，换热翅片122的厚度可以小于或等于1mm，例如换热翅片122的厚度可以为0.7mm、0.8mm、0.9mm或者其他，如此有助于降低换热翅片122的制造成本，同时也有助于保证蓄能材料13的容量。此外，换热翅片122的厚度还需要大于设计寿命内蓄能材料13的腐蚀深度。例如当蓄能材料13对换热翅片122的腐蚀速率为0.06mm/y，换热器设计寿命为10 年时，则翅片厚度需大于0.6mm，此时换热翅片122的厚度可以为0.6mm(不包含)至1mm之间的任一数值，如此有助于避免换热翅片122因厚度不足被蓄能材料13腐蚀，从而影响蓄能换热装置10的正常使用。

其中，换热基座121的厚度可以大于换热翅片122的厚度，例如在换热翅片122的厚度为0.7mm时，换热基座121的厚度为2mm，再例如，在换热翅片122的厚度为0.8mm时，换热基座121的厚度为2.1mm，如此有助于保证换热基座121有足够的厚度，有助于避免换热基座121因厚度不足被蓄能材料13腐蚀穿透，导致蓄能材料13与换热管14直接接触，换热管14被腐蚀。

换热翅片122的高度可以大于或等于10mm，例如换热翅片122的厚度可以为10mm、11mm、12mm或者其他，如此有助于保证换热翅片122有足够的换热面积，有助于蓄能换热装置10更高效地工作。

请参阅图3，在一些实施方式中，换热基座121可以呈平板状，例如换热基座121可以大致呈矩形板状，此时换热基座121的第一表面1211与第二表面1212均可以为平面，如此有助于换热翅片122更好地排布于换热基座 121上。换热基座121可以给换热管14提供一定的保护，其可以将换热管14 与蓄能材料13隔开，有助于避免蓄能材料13与换热管14接触，有助于避免换热管14被腐蚀。

换热翅片122可以垂直于换热基座121，如此有助于蓄能材料13顺畅地灌装入相邻两个换热翅片122的间隔空间中，同时也有助于对换热件12的制造。

请一并参阅图4和图5，在其他实施方式中，换热翅片122也可以与换热基座121呈一定的角度，例如换热基座121可以呈管状，第一表面1211 为换热基座121的外周面，第二表面1212为换热基座121的内周面，换热翅片122连接于换热基座121的外周面，换热管14穿设于换热基座121并设置于换热基座121的内周面，此时换热翅片122平行于换热基座121的轴线，如此有助于蓄能换热装置10结构的紧凑性，同时也能方便制造。

请参阅图6，在一些实施方式中，蓄能换热装置10还包括导热层15，导热层15填充于换热管14与换热基座121之间，导热层15有助于减小换热管 14与换热件12之间的接触热阻，有助于蓄能材料13更好地储存或者释放能量，从而提升蓄能换热装置10的能效。此外，导热层15可以给换热管14 提供保护，则换热基座121以及导热层15可以给换热管14提供双重的保护，有助于更好地避免换热管14被蓄能材料13腐蚀。

导热层15可以由高导热材料例如铸铝、高导热硅胶、塑料材料填充，其中，高导热材料的导热系数可以大于或等于100W/mK，如此有助于保证导热层15更好地导热。导热层15可以由高导热材料例如铸铝直接浇铸或压铸于换热基座121与换热管14之间的缝隙内，如此，换热件12与换热管14通过导热层15粘合在一起，有助于蓄能换热装置10结构的紧凑性。

请一并参阅图6和图7，在一些实施方式中，换热管14具有进液端141 以及出液端142，进液端141与出液端142均外露于导热层15，如此可以方便换热管14与循环管20连接，有助于流体更好地流入换热管14中。

在一些实施方式中，换热管14可以由不锈钢管等导热性好的食品级材料弯折而成，例如换热管14可以具有多个弯曲管段和多个直管段，多个弯曲管段与多个直管段交替连接于进液端141与出液端142之间，导热层15覆盖弯曲管段与直管段，如此有助于增大换热管14位于换热层内的面积，有助于提高蓄能换热装置10的蓄热效率。

其中，换热管14的弯折直径可以小于或者等于20mm，如此有助于延长流体的流程长度，有助于保证蓄能换热装置10的换热效果。换热管14的管径可以小于或等于5mm，如此有助于保证换热管14的换热效果。在其他实施方式中，换热管14的管径也可以为其他，具体可以根据换热管14管内的流体流量决定。

换热管14还可以包括管体主体143，进液端141、管体主体143以及出液端142依次连接。壳体11包括壳体本体111，壳体本体111设有安装腔1111，换热件12、蓄能材料13、管体主体143以及导热层15均位于安装腔1111 内，进液端141与出液端142外露于壳体11的同一侧，如此有助于换热管 14与循环管20的连接。

蓄能换热装置10还可以包括遮盖件16，遮盖件16可以遮盖安装腔1111，遮盖件16有助于避免安装腔1111内的部件外露而受到损坏。由于进液端141 与出液端142外露于壳体11的同一侧，则蓄能换热装置10只需要设置一个遮盖件16，如此有助于节约制造的成本。

在其他实施方式中，进液端141与出液端142也可以外露于壳体11的相背两侧，如此可以满足用户不同情况下的使用需求，有助于提高蓄能换热装置10的适用性，具体可以根据实际情况进行设置。

在一些实施方式中，换热件12可以包括第一换热件123和第二换热件 124，第一换热件123可以包括第一换热基座1231和多个第一换热翅片1232，第二换热件124可以包括第二换热基座1241和多个第二换热翅片1242，第一换热基座1231和第二换热基座1241均包括第一表面1211和第二表面1212，多个第一换热翅片1232间隔排布并连接于第一换热基座1231的第一表面 1211，多个第二换热翅片1242间隔排布并连接于第二换热基座1241的第一表面1211，如此有助于保证蓄能换热装置10蓄能更高效地工作。

第一换热基座1231的第二表面1212与第二换热基座1241的第二表面1212相对，换热管14与导热层15均设置于第一换热基座1231的第二表面 1212与第二换热基座1241的第二表面1212之间。如此，换热基座121可以将换热管14内流体的热量或者冷量通过换热层传递至第一换热件123以及第二换热件124，有助于保证蓄能换热装置10储存或者释放能量的均匀性，使得蓄能换热装置10蓄能更高效地工作。

其中，第一换热件123和第二换热件124可以为相同的结构、对称的结构或其他，具体可以根据实际情况进行设置。

在一些实施方式中，壳体11还可以包括感温装置安装筒112，感温装置安装筒112可以安装感温装置例如温度传感器用于检测蓄能换热装置10内的温度。具体地，感温装置安装筒112连接于壳体本体111并凸设于安装腔1111 内，感温装置安装筒112嵌设于换热翅片122之间，感温装置安装筒112的开口外露于壳体本体111。如此，用户可以通过温度传感器读取蓄能材料13 的温度，当感温装置读取到蓄能材料13的温度低于相变温度式，可以向换热管14内充热或者充冷，从而有助于蓄能换热装置10更高效地工作。

其中，感温装置安装筒112的位置可以根据目标最低蓄能量进行设置，例如，在蓄能换热装置10用作相变蓄热换热装置时，蓄能材料13的温度沿换热翅片122的高度方向朝向背离所述换热基座121的方向呈梯度减小，换热管14内的温度自进液端141朝向流体流动的方向呈梯度减小。当蓄能换热装置10的设计目标为保证换热件12中所蓄能量不低于蓄热总量的70％，则感温装置安装筒112与换热管14的出液端142的距离需控制在换热管14总长的30％以内，感温装置安装筒112嵌入换热翅片122的深度可以设定为翅片高度的30％以内，如此有助于保证在换热件12热量丧失30％之前，感温装置安装筒112上的感温装置读取到蓄能材料13的温度低于相变温度，从而开始向换热管14内充热。

在一些实施方式中，蓄能换热装置10还可以包括保温件(图未示出)，保温件可以包裹于壳体11外，保温件有助于避免壳体11内能量散失过快。其中，保温件可以是保温棉、发泡材料或VIP绝热板等，具体可以根据实际情况进行设置。如此，保温件有助于蓄能换热装置10更高效地储存能量。

综上，本实用新型提供的蓄能换热装置10以及家用电器100，换热件12 包括换热基座121和多个换热翅片122，多个换热翅片122间隔排布并连接于换热基座121，蓄能材料13设置于相邻两个换热翅片122之间，换热管14 安装于壳体11并设置于换热基座121背离换热翅片122的一侧，如此，蓄能材料13可以通过换热基座121与换热管14间隔，有助于避免蓄能材料13 与换热管14直接接触，从而有助于避免蓄能材料13腐蚀换热管14。此外，蓄能换热装置10的结构简单，方便制造的同时也有助于节约制造的成本。

在本实用新型中，除非另有明确的规定或限定，术语“装配”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种蓄能换热装置，其特征在于，包括：

壳体；

换热件，所述换热件安装于所述壳体内，所述换热件包括换热基座和多个换热翅片，所述换热基座包括相背的第一表面和第二表面，多个所述换热翅片间隔排布并连接于所述第一表面；

蓄能材料，所述蓄能材料设置于相邻两个所述换热翅片之间，所述蓄能材料与所述换热件接触；以及

换热管，所述换热管安装于所述壳体并与所述第二表面相对。

2.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，相邻两个所述换热翅片的间距大于或等于1.5mm。

3.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述蓄能材料分别与所述壳体、所述换热翅片、所述第一表面接触。

4.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热基座呈平板状，所述第一表面与所述第二表面均为平面。

5.根据权利要求4所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热翅片垂直于所述换热基座。

6.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热基座呈管状，所述第一表面为所述换热基座的外周面，所述第二表面为所述换热基座的内周面。

7.根据权利要求6所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热翅片平行于所述换热基座的轴线。

8.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热管具有进液端以及出液端，所述蓄能换热装置还包括导热层，所述导热层填充于所述换热管与所述换热基座之间，所述进液端与所述出液端均外露于所述导热层。

9.根据权利要求8所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热件包括第一换热件和第二换热件，所述第一换热件包括第一换热基座和多个第一换热翅片，所述第二换热件包括第二换热基座和多个第二换热翅片，所述第一换热基座和所述第二换热基座均包括所述第一表面和所述第二表面，多个所述第一换热翅片间隔排布并连接于所述第一换热基座的所述第一表面，多个所述第二换热翅片间隔排布并连接于所述第二换热基座的所述第一表面，所述第一换热基座的所述第二表面与所述第二换热基座的所述第二表面相对，所述换热管与所述导热层均设置于所述第一换热基座的所述第二表面与所述第二换热基座的所述第二表面之间。

10.根据权利要求8所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述换热管包括管体主体，所述进液端、所述管体主体以及所述出液端依次连接；所述壳体设有安装腔，所述换热件、所述蓄能材料、所述管体主体以及所述导热层均位于所述安装腔内，所述进液端与所述出液端外露于所述壳体的同一侧。

11.根据权利要求1所述的蓄能换热装置，其特征在于，所述壳体包括：

壳体本体，所述壳体本体设有安装腔；以及

感温装置安装筒，所述感温装置安装筒连接于所述壳体本体并凸设于所述安装腔内，所述感温装置安装筒嵌设于所述换热翅片之间，所述感温装置安装筒的开口外露于所述壳体本体。

12.一种家用电器，其特征在于，包括：

根据权利要求1至11任一项所述的蓄能换热装置；以及

循环管，所述循环管与所述换热管连通。

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