CN111637775A - 相变换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相变换热装置,包括:外壳;相变蓄能板,所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变;第一换热流道,所述第一换热流道用于输送第一换热介质并与所述相变蓄能板热交换;第二换热流道,所述第二换热流道用于输送第二换热介质并与所述相变蓄能板热交换;其中,所述相变蓄能板、所述第一换热流道和所述第二换热流道位于所述外壳中,且所述相变蓄能板分别与所述第一换热流道和所述第二换热流道热传导。本发明采用相变蓄能板传导热量并存储能量,以提高换热效率。
Description
技术领域
本发明属于家用电器技术领域,尤其涉及一种相变换热装置。
背景技术
目前,热交换器被广泛的应用于不同介质换热使用,其被广泛的应用于家用供暖以及工业换热等领域。其中,热交换器通常配置有两条流路来供不同的换热介质流动,且两个流路之间能够进行换热,以实现两种不同换热介质之间进行热交换。
常规的热交换器通常分为板式换热器或套管换热器,其工作原理为换热介质在不同的换热管路中流动,流动中的换热介质之间相互传热,以实现交换。以热泵供暖***为例,热泵供暖***中热泵机组中的冷媒进入到热交换器中的一换热管路中流动,而散热器中的水进入到另一换热管路中流动。而对于流入到热交换器中的冷媒因流速较快,不能充分的与水进行换热,导致换热效率较低。
鉴于此,如何设计一种换热效率高的热交换技术是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种相变换热装置,采用相变蓄能板传导热量并存储能量,以提高换热效率。
为达到上述技术目的,本发明采用以下技术方案实现:
在一个方面,本发明提供了一种相变换热装置,包括:
外壳;
相变蓄能板,所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变;
第一换热流道,所述第一换热流道用于输送第一换热介质并与所述相变蓄能板热交换;
第二换热流道,所述第二换热流道用于输送第二换热介质并与所述相变蓄能板热交换;
其中,所述相变蓄能板、所述第一换热流道和所述第二换热流道位于所述外壳中,且所述相变蓄能板分别与所述第一换热流道和所述第二换热流道热传导。
进一步的,所述第一换热流道和所述第二换热流道之间设置有所述相变蓄能板。
进一步的,所述相变蓄能板的第一面上设置有第一安装凹槽,所述相变蓄能板的第二面上设置有第二安装凹槽,所述第一换热流道设置在所述第一安装凹槽中,所述第二换热流道设置在所述第二安装凹槽中;其中,所述第一面与所述第二面背向设置。
进一步的,所述第一换热流道和所述第二换热流道均为盘管,所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽也均为迂回凹槽,所述盘管位于所述迂回凹槽中。
进一步的,所述第一换热流道和所述第二换热流道均为微通道换热器,所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽均为条形槽,所述微通道换热器的微通道扁管位于所述条形槽中。
进一步的,所述第一换热流道均为盘管,所述第一安装凹槽为迂回凹槽;所述第二换热流道为微通道换热器,所述第二安装凹槽均为条形槽,所述微通道换热器的微通道扁管位于所述条形槽中。
进一步的,所述相变蓄能板的边缘设置有第三安装凹槽,所述微通道换热器的集流管位于所述第三安装凹槽中。
进一步的,所述相变换热装置包括多个所述相变蓄能板、多个所述第一换热流道和多个所述第二换热流道;其中,所述第一换热流道和所述第二换热流道交替布置,且相邻的所述第一换热流道和所述第二换热流道之间设置有所述相变蓄能板。
进一步的,所述相变换热装置还包括第一总进管、第一总出管、第二总进管和第二总出管;其中,所述第一换热流道连接在所述第一总进管和所述第一总出管之间,所述第二换热流道连接在所述第二总进管和所述第二总出管之间。
进一步的,所述外壳的内壁设置有保温层。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:通过在第一换热流道和第二换热流道之间配置相变蓄能板,一方面利用相变蓄能板来传递热量,另一方面还可以利用相变蓄能板来存储能量,在实际使用过程中,第一换热介质和第二换热介质分别与相变蓄能板进行热交换,其中较热的介质释放热量并加热相变蓄能板,而较冷的介质则吸收相变蓄能板传导的热量,而利用相变蓄能板进行固固相变,即能够快速高效的将较热介质释放的热量快速吸收,又能延长加热较冷介质的时间,进而提高换热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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为本发明相变换热装置一实施例的结构示意图;
图2为本发明相变换热装置一实施例中去掉外壳的结构示意图;
图3为本发明相变换热装置一实施例的剖视图;
图4为本发明相变换热装置一实施例的局部***图;
图5为本发明相变换热装置一实施例中相变蓄能板的局部剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,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发明的限制。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。
如图1-图5所示,本实施例提出了一种相变换热装置,包括:外壳1、相变蓄能板2、第一换热流道3和第二换热流道4 。
其中,所述外壳作为外部保护部件用于安装容纳相变蓄能板2、第一换热流道3和第二换热流道4。所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变,例如:所述相变蓄能板可以采用三水合醋酸钠等材料制成以实现固固相变,即将粉末状三水合醋酸钠压制形成板状结构以获得相变蓄能板。所述第一换热流道用于输送第一换热介质并与所述相变蓄能板热交换,第二换热流道,所述第二换热流道用于输送第二换热介质并与所述相变蓄能板热交换。
其中,所述相变蓄能板、所述第一换热流道和所述第二换热流道位于所述外壳中,第一换热介质在所述第一换热流道中流动并与所述相变蓄能板进行热交换,同样的,第二换热介质在所述第二换热流道中流动并与所述相变蓄能板进行热交换。
在实际使用过程中,所述第一换热流道和所述第二换热流道对应的连接在流动不同换热介质的循环流路中,以使得第一换热介质和第二换热介质在流动过程中,通过中间布置的所述相变蓄能板进行换热。
而对于所述第一换热流道和所述第二换热流道之间的所述相变蓄能板而言,所述相变蓄能板既能将热量在所述第一换热流道和所述第二换热流道之间进行传递,又能利用固固相变的原理来存储热量。这样,在热交换过程中,较高温度的换热介质将与所述相变蓄能板快速高效地换热,一方面通过所述相变蓄能板来加热较低温度的换热介质,另一方面通过所述相变蓄能板来进一步的存储热量,延长加热时间,以提高换热效率。
以下举例进行说明,以热泵供暖***为例,热泵机组中压缩机输出的高温冷媒作为第一换热介质,而对于用户家中散热器中流动的热交换液作为第二换热介质。所述第一换热流道则与热泵机组中的压缩机、节流装置和换热器连接在一起形成冷媒回路,而所述第一换热流道则与散热器连接在一起形成散热回路。
压缩机启动后,驱动冷媒在冷媒回路中循环流动,而冷媒流经所述第一换热流道并释放热量以加热所述相变蓄能板,利用所述相变蓄能板的相变特性可以存储更多的热量,以提高与所述第一换热流道中冷媒的换热效率。而与此同时,散热器中流动的热交换液流经所述第二换热流道并吸收所述相变蓄能板传递的热量。更重要的是,在压缩机运行过程中,利用所述相变蓄能板可以吸收更多的热量并存储,以使得压缩机在停机状态下,利用所述相变蓄能板释放热量来长时间的维持对所述第二换热流道中的热交换液进行加热,进而提高与所述第二换热流道中热交换液的换热效率。
而在实际组装过程中,相变蓄能板2、第一换热流道3和第二换热流道4均位于外壳1中。外壳1既可以起到安装相变蓄能板2、第一换热流道3和第二换热流道4,又可以起到对相变蓄能板2、第一换热流道3和第二换热流道4进行保护。并且,为了提高保温性能,则外壳1的内壁设置有保温层(未图示),以通过保温层来提高外壳1的保温能力。
同时,第一换热流道3的第一外接端口300和第二换热流道4的第二外接端口400均外露在外壳1的外部,以方便与外部的管路进行连接。
在一些实施例中,为了更有效地提高换热效率,第一换热流道3包括多个微通道换热器31、第一进管32和第一出管33,微通道换热器31连接在第一进管32和第一出管33之间;同样的,第二换热流道4包括多个换热管41、第二进管42和第二出管43,换热管41连接在第二进管42和第二出管43之间;其中,微通道换热器31和换热管41交替布置,且微通道换热器31和换热管41之间设置有所述相变蓄能板2。另外,第一进管32和第一出管33外伸出至外壳1外的端口形成第一外接端口300,而第二进管42和第二出管43外伸出至外壳1外的端口形成第二外接端口400。
具体的,在实际组装过程中,相邻的微通道换热器31和换热管41之间则通过所述相变蓄能板2间隔开,使得微通道换热器31、所述相变蓄能板2和换热管41形成一个单元,而多个单元又对应的依次贴靠在一起形成一个模组,进而实现高效充分的换热,以提高换热效率。
在一些实施例中,为了方便准确的组装,则所述相变蓄能板2的第一面用于安装微通道换热器31,所述相变蓄能板2的第二面用于安装换热管41,所述第一面上设置有第一安装凹槽21,微通道换热器31位于第一安装凹槽21中,所述第二面上设置有第二安装凹槽22,换热管41位于第二安装凹槽22中;其中,所述第一面与所述第二面背向设置。
在实际组装过程中,操作人员通过第一安装凹槽21来定位安装微通道换热器31的微通道扁管311,同样的,通过第二安装凹槽22来定位安装换热管41。以微通道换热器31为例,微通道换热器31放入到第一安装凹槽21中,而为了提高热传导效率和组装可靠性,还可以在第一安装凹槽21中涂抹导热胶,以通过导热胶将微通道换热器31更加牢固的定位安装,同时,提高微通道换热器31与所述相变蓄能板2之间的热传导效率。
在另一个实施例中,对于换热管41而言,其可以采用蛇形盘管结构,以增大接触换热面积,更有利于提高换热效率。
在某一实施例中,为了方便安装微通道换热器31,则在所述第一面的边沿还设置有第三安装凹槽23,微通道换热器31的集流管312位于第三安装凹槽23中。具体的,由于微通道换热器31的集流管312的管径尺寸相比于微通道扁管311的厚度尺寸要大很多,而为了满足相变换热器3结构紧凑化的设计要求,则在相变蓄能板2第一面的边沿形成第三安装凹槽23来安装容纳集流管312,使得整体结构更加的紧凑。
在一些实施例中,为了提高蓄能能力,则在微通道换热器31的两侧均设置有所述相变蓄能板2;同样的,在所述换热管的两侧均设置有所述相变蓄能板2。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种相变换热装置,其特征在于,包括:
外壳;
相变蓄能板,所述相变蓄能板用于吸收或释放热量以进行固固相变;
第一换热流道,所述第一换热流道用于输送第一换热介质并与所述相变蓄能板热交换;
第二换热流道,所述第二换热流道用于输送第二换热介质并与所述相变蓄能板热交换;
其中,所述相变蓄能板、所述第一换热流道和所述第二换热流道位于所述外壳中,且所述相变蓄能板分别与所述第一换热流道和所述第二换热流道热传导。
2.根据权利要求1所述的相变换热装置,其特征在于,所述第一换热流道和所述第二换热流道之间设置有所述相变蓄能板。
3.根据权利要求1所述的相变换热装置,其特征在于,所述相变蓄能板的第一面上设置有第一安装凹槽,所述相变蓄能板的第二面上设置有第二安装凹槽,所述第一换热流道设置在所述第一安装凹槽中,所述第二换热流道设置在所述第二安装凹槽中;其中,所述第一面与所述第二面背向设置。
4.根据权利要求3所述的相变换热装置,其特征在于,所述第一换热流道和所述第二换热流道均为盘管,所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽也均为迂回凹槽,所述盘管位于所述迂回凹槽中。
5.根据权利要求3所述的相变换热装置,其特征在于,所述第一换热流道和所述第二换热流道均为微通道换热器,所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽均为条形槽,所述微通道换热器的微通道扁管位于所述条形槽中。
6.根据权利要求3所述的相变换热装置,其特征在于,所述第一换热流道均为盘管,所述第一安装凹槽为迂回凹槽;所述第二换热流道为微通道换热器,所述第二安装凹槽均为条形槽,所述微通道换热器的微通道扁管位于所述条形槽中。
7.根据权利要求5或6所述的相变换热装置,其特征在于,所述相变蓄能板的边缘设置有第三安装凹槽,所述微通道换热器的集流管位于所述第三安装凹槽中。
8.根据权利要求1所述的相变换热装置,其特征在于,所述相变换热装置包括多个所述相变蓄能板、多个所述第一换热流道和多个所述第二换热流道;其中,所述第一换热流道和所述第二换热流道交替布置,且相邻的所述第一换热流道和所述第二换热流道之间设置有所述相变蓄能板。
9.根据权利要求8所述的相变换热装置,其特征在于,所述相变换热装置还包括第一总进管、第一总出管、第二总进管和第二总出管;其中,所述第一换热流道连接在所述第一总进管和所述第一总出管之间,所述第二换热流道连接在所述第二总进管和所述第二总出管之间。
10.根据权利要求1所述的相变换热装置,其特征在于,所述外壳的内壁设置有保温层。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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