CN220270146U - 外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物。换热系统具有外部换热器、压缩机和内部机组，外部换热器和内部机组通过连接管与压缩机相连，内部机组的长度与安装面长度的比值为0.5‑1；外部换热器包括集进管和集出管，集进管和集出管之间设有多根并行管路，并行管路设置在柔性基层上，并行管路的当量内径为小于4mm的小管径换热器；内部机组包括机壳，机壳的内部安装有换热组件和贯流风机。本申请具有能耗低、换热效率高、尺寸和重量小、安装方便、噪音低的技术优势。

Description

外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物

技术领域

本申请涉及一种外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物。

背景技术

换热器是一种可以交换热量的设备，在建筑物中得到广泛的使用。例如，空调用于室内取暖或制冷时，通过冷媒介质携带热量以在室内和室外的环境中进行热交换来实现。传统的空调室内外的换热器都是采用直径为7-10mm的刚性蛇形换热管制成，这种传统的刚性换热器会存在运输和安装的不便，故而一般都是预先固定设置在机壳内。由于其直径较大，所以比表面积较小，换热效率不高，因此在空调中一般都会设有强制对流设备例如风扇，以对换热器的表面进行吹风，这样才能提高其换热效率，满足室内外换热的需求。当需要增大换热效率时，技术人员首先想到的是增大风扇的风速，随着带来的却是能量消耗的增加。如果取消吹风设备，仅靠自然对流实现换热，则需要极大的换热面积才能达到与强制对流相同的换热效果。而这种大面积、高效率的自然对流换热器因为安装工工艺和安装场合的限制，在现有技术中是不存在的。此外，传统空调的室外机工作时，风扇还会对空气产生很大的扰动，带来室外机噪音及振动增大。现有技术中的室外机由于集成有风扇、压缩机、换热器等很多部件，体积和重量较大，安装都需要在建筑物施工完毕以后再单独进行高空作业，通过在建筑物上打孔安装，不仅会带来安全隐患，而且还会对建筑物造成损伤。

另一方面，传统的空调内部机组需要借助较大功率例如50W左右的贯流风机吹风以提高换热效率，这是由室内机的换热器换热效率受限而决定的。壁挂式内部机组的长度通常只有700-850mm，而空调所在安装面的长度最少也有3m，因此内部机组的长度与安装面长度的比值最大也只有1/3。现有技术中对空调内部机组的尺寸改进一般都是在考虑如何减小室内机的长度使其更小巧、占用空间更小，这主要是因为现有空调的结构形式和换热器形式已经深入人心，构成了一项技术偏见，技术人员通常不会去考虑改变换热器的形式，更不会去考虑如何增大内部机组的尺寸。由于室内机的长度有限，为了实现更大面积送风的效果，都需要设置扫风同步电机来实现左右和上下的摆动送风。上述传统的空调内部机组所具有的缺陷包括：扫风电机和贯流风机需要消耗更多的能量，会造成能量的浪费，扫风电机对吹风口叶片的摆动也会产生噪音；摆动式送风结构尽管可以实现更大面积的摆动送风，但摆动送风本身并不能实现均匀送风，摆动风吹到的区域会感受到强烈的风效，吹不到的区域则感受到的风效较弱，使得用户的体验感较差。

发明内容

本发明涉及一种外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物，其能够解决能耗高、换热效率低、结构尺寸大且重量大、安装不便、噪音高、用户体验差的缺陷。

具体地，本申请涉及一种外部设有柔性换热器的换热系统，具有外部换热器、压缩机和内部机组，所述外部换热器和所述内部机组通过连接管与所述压缩机相连，所述内部机组的长度与安装面长度的比值为0.5-1；所述外部换热器包括集进管和集出管，所述集进管和所述集出管之间设有多根并行管路，所述并行管路设置在柔性基层上，所述并行管路的当量内径为小于4mm的小管径换热器；所述内部机组包括机壳，所述机壳的内部安装有换热组件和贯流风机。

其中，所述换热组件包括第二集进管和第二集出管，所述第二集进管和所述第二集出管之间设有多根第二并行管路，所述第二并行管路可以为当量内径小于4mm的小管径换热管；所述机壳的内部可以间隔分段设置至少一个换热组件和至少一个贯流风机；所述外部换热器可以设置在建筑物的外部或者埋设在建筑物的主体内；所述外部换热器的柔性基层上可以开设多个通孔；所述并行管路可以嵌设或部分嵌设在所述柔性基层上；所述换热组件内可以设置至少一个换热管支架，所述换热管支架上可以设有可供所述第二并行管路通过的通孔；所述第二集进管和所述第二集出管可以设置在所述机壳的内部或外部。

本申请还涉及一种建筑物，设有如上所述的换热系统。其中，所述外部换热器的外部还可以设有太阳能电池板。

根据本申请的外部设有柔性换热器的换热系统及具有该系统的建筑物，具有以下技术优势：

(1)本申请通过在室外大面积设置柔性换热器，柔性换热器采用小管径的并行管路换热器，增大了换热器的比表面积，提高了换热效率；同时，将室外柔性换热器与压缩机组分开，去除了传统室外机中的风扇，将传统室外机采用的强制对流换热方式变化为自然对流的换热方式，改变了行业内室外机的传统设计理念；

(2)本申请的柔性换热器能够悬挂在建筑物的外部或者埋设在建筑物的建筑材料内部，实现了大面积铺设的要求，通过换热面积的增大来弥补风扇去除后对换热效率的不利影响，从而使得室外自然对流换热成为可能，解决了传统换热器无法实现大面积自然对流换热的工艺及施工问题，实现了节能减排的技术效果；另外，换热器的施工可以与建筑物的施工一起进行，避免了单独安装带来的风险和对墙体的损伤，使得空调的室外机组仅包括压缩机即可，变得更加小型化；

(3)本申请通过将内部机组设置成长条状，内部机组的长度与安装面长度的比值为0.5-1，甚至可以沿安装面的整个长度铺设，改变了传统空调内部机组的形状；为了满足换热效率的需求，本申请在内部机组中设置了直径更小的并行管路式小管径换热器，使得换热器的比表面积更大，换热效率更高，可以采用功率较小的贯流风机，进一步降低了能量消耗；由于内部机组的长度较长，甚至可以沿安装面通长设置，能够实现室内的均匀热交换。

(4)由于本申请的内部机组可以沿室内的长度或宽度方向上通长设置，因此无需设置单独的扫风电机以增大送风面积，从而避免了扫风电机带来的额外能耗和噪音大的缺陷。

附图说明

图1是本申请换热系统的室外柔性换热器的一种布置方式示意图。

图2是本申请换热系统的室外柔性换热器的第二种布置方式示意图。

图3是本申请换热系统的室外柔性换热器的第三种布置方式示意图。

图4是本申请的柔性换热器的一种结构示意图。

图5是本申请的柔性换热器的另一种结构示意图。

图6是本申请的建筑物的外部设有太阳能电池板示意图。

图7是本申请的内部机组的一种实施方式的正向示意图。

图8是本申请的内部机组的一种实施方式的剖视图。

图9是内部机组中的换热管支架的示意图。

图10是内部机组中的换热组件的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本领域技术人员知道本申请的换热系统不仅可以用于建筑物内外的换热，还可以在不冲突的前提下用于其他可能的场合，本申请仅以建筑物的使用场景为例进行解释和说明。

如图1所示，根据本申请的一种外部设有柔性换热器的换热系统，建筑物的主体10的外部设有柔性换热器1和压缩机2，柔性换热器1设有集进管和集出管，集进管和集出管分别连通压缩机2，压缩机通过连接管连接有内部机组。外部换热器1与外界环境空气的热交换采用自然对流方式，即建筑物的主体外部不设置风机，仅靠外部换热器与外界空气之间自然换热实现热交换。

如图4所示，本申请的柔性换热器1主要由集进管11、并行管路13、柔性基层14、集出管12及挡流板15等几部分组成。其中，并行管路13并行设置在集进管11和集出管12之间并分布于柔性基层14上，例如并行管路13可以嵌设或部分嵌设在柔性基层14上。换热介质从集进管11进入后，分别流经并行管路13后从集出管12汇集流出，从而可以减少换热介质的流动路径，降低流程阻力，提高换热效率。优选地，还可以在集进管11和/或集出管12的内部设有挡流板15，以使换热介质分层流动，提高换热效率。

柔性换热器1采用当量内径小于4mm的小管径并行管路换热器，优选采用0.1-2mm的换热管，例如可以采用1.2mm的换热管。并行管路13的壁厚只需要能承受管内制冷剂的压力即可，例如可以采用0.01mm-0.4mm的壁厚。采用上述小管径的柔性换热器，不仅可以实现更大的换热面积以提高换热效率，而且还可以使其具有柔性，便于安装、折叠、运输和包装，尤其是使得直接在室外铺设足够面积的小管径换热器而无需使用强制对流手段成为可能，从而可以去除现有技术中在室外机使用风扇所带来的能耗大、噪音大、振动大、体积和重量大的缺陷，可以实现建筑物的节能环保。此外，柔性换热器可以在墙立面装饰时就安装到建筑物的表面，可以与建筑材料柔性配合以形成更好的配合度，甚至可以在建筑物主体施工时就浇筑在墙体的内部，避免了后期安装带来的高空作业和对建筑物损坏的问题。

如图1-3所示，柔性换热器1可以通过整体悬挂的方式布置于建筑物的外墙上，可以在建筑物的外墙装饰时同步安装，换热器布置面积的大小取决于室内的换热需求。图1显示了建筑物的主体10上设置一副柔性换热器1和一个压缩机2的情形。图2显示了建筑物的主体10上设置多副柔性换热器1和多个压缩机2的情形，此时相当于在室外设置多套换热系统，多套换热系统均与内部机组并联连接。图3显示了建筑物的主体10上设置两套换热系统的情形，每套换热系统包括多副柔性换热器1和一个压缩机2，其中多副柔性换热器1并联连接到压缩机2上。本领域技术人员知道，柔性换热器1和压缩机2的数量和连接方式可以根据实际换热需要进行设置，而不受附图中的限制。

如图6所示，当柔性换热器设于建筑物的外墙上时，如果柔性换热器直接暴露在外，不仅不美观，而且还会使得柔性换热器易于受损。为了保护柔性换热器，可以在柔性换热器的外部设有太阳能电池板3，太阳能电池板3收集的太阳能可以用于发电，也可以用于供给室内热水，使得本申请的建筑物更加节能环保。太阳能电池板3的设置方式可以采用现有技术，本申请中不再赘述。

本申请的柔性换热器1还可以埋设在建筑物的主体10的内部。如图5所示，为了使柔性换热器1与建筑物的主体10形成整体，可以在柔性基层14上开设多个通孔16，施工时使建筑材料穿过通孔从而与墙体形成整体，减少了现有技术中需要单独进行高空作业的危险及在外墙打孔安装给建筑物质量带来的不可控性。

如图7所示，显示了本申请的内部机组的一种实施方式。内部机组呈细长型结构，可沿室内房间的顶部设置，内部机组的长度可以占到安装面长度的1/2-1，优选为沿安装面的长度方向整铺。由于内部机组的长度较长，扩大了其送风范围，无需再设置扫风电机，从而可以实现均匀换热的目的。

如图8-10所示，内部机组包括机壳33，机壳33上设有进风口36和出风口37，机壳33的内部安装有换热组件31和贯流风机32，换热组件31安装在出风口36和贯流风机32之间，进风口36处可以设置过滤网34以过滤掉进风中的杂质。贯流风机32设置在机壳33的中部区域，其两端固定在机壳上。当内部机组的长度较长时，也可以在机壳的内部间隔分段设置换热组件和贯流风机。优选地，还可以在机壳33上设置装饰罩35，以使内部机组更加美观；也可以不设置装饰罩35，而是将本申请的内部机组隐藏设置在房间内的吊顶中。

如图9-10所示，换热组件31包括集进管311和集出管313，集进管311和集出管313之间设有多根并行管路，并行管路可以采用当量内径小于4mm的小管径换热管，优选当量直径为0.1-2mm，例如可以是1.2mm。换热介质从集进管流入后经并行管路进行热交换，然后汇集至集出管中送出。并行管路的壁厚只需能够承受流动压力即可，例如可以设置为0.01-0.4mm。采用上述小管径换热器，不仅可以实现更大的换热面积以提高换热效率，而且还可以使其具有柔性，便于安装、运输和包装。为了进一步对柔性并行管路提供支撑，可以在换热组件内设置至少一个换热管支架312，换热管支架312上设有可供并行管路通过的通孔。换热管支架的通孔数量可以与并行管路的数量对应设置，也可以将并行管路的集束通过换热管支架的通孔。为了进一步提高换热效率，可以在并行管路的外部设有换热翅片314，还可以在集进管311和/或集出管313的内部设置挡流板315，以对换热介质进行分层分流。本申请的集进管311、集出管313和换热管支架312都可以设置在机壳33的内部，也可以将集进管311和集出管313分别设置在机壳33的外部两端。

采用本申请的空调内部机组，由于其长度较长，甚至可以与安装面的长度等长，因此无需设置单独的扫风电机，避免了扫风电机带来的能耗和噪音大的缺陷。同时，由于采用了并行管路式的小管径换热器，使得换热器的比表面积增大，换热效率提高，可以采用功率较小的贯流风机，进一步降低了能量消耗，而且换热更加均匀，用户体验感较好。

本申请还涉及一种建筑物，其包括如上所述的换热系统。本申请的建筑物仅涉及换热系统的改进，其他结构均可以采用现有技术，不再赘述。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种外部设有柔性换热器的换热系统，其特征在于，具有外部换热器、压缩机和内部机组，所述外部换热器和所述内部机组通过连接管与所述压缩机相连；

所述外部换热器包括集进管和集出管，所述集进管和所述集出管之间设有多根并行管路，所述并行管路设置在柔性基层上，所述并行管路为当量内径小于4mm的小管径换热器；

所述内部机组包括机壳，所述机壳的内部安装有换热组件和贯流风机，所述内部机组的长度与安装面长度的比值为0.5-1。

2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述换热组件包括第二集进管和第二集出管，所述第二集进管和所述第二集出管之间设有多根第二并行管路，所述第二并行管路的当量内径小于4mm。

3.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述机壳的内部间隔分段设置至少一个换热组件和至少一个贯流风机。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的换热系统，其特征在于，所述外部换热器设置在建筑物的外部或者埋设在建筑物的主体内。

5.根据权利要求4所述的换热系统，其特征在于，所述外部换热器的柔性基层上开设多个通孔。

6.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述并行管路嵌设或部分嵌设在所述柔性基层上。

7.根据权利要求2所述的换热系统，其特征在于，所述换热组件内设置至少一个换热管支架，所述换热管支架上设有可供所述第二并行管路通过的通孔。

8.根据权利要求2或7所述的换热系统，其特征在于，所述第二集进管和所述第二集出管设置在所述机壳的内部或外部。

9.一种建筑物，设有换热系统，其特征在于，所述换热系统为根据权利要求1-8中任一项所述的换热系统。

10.根据权利要求9所述的建筑物，其特征在于，所述外部换热器的外部设有太阳能电池板。