换热储能装置及热泵空调的制作方法

文档序号:15957343发布日期:2018-11-16 21:50阅读:123来源:国知局

本实用新型涉及暖通空调技术领域,尤其是涉及一种换热储能装置,以及一种具有该换热储能装置的热泵空调。



背景技术:

近些年,在“蓝天保卫战”、“煤改电”等工程的大背景下,空气源热泵已经发展成为供暖市场中的一支新兴的“主力军”。空气源热泵在供暖时,室内端的换热管作为冷凝器使用,将室内端的换热管铺设在地面上形成地暖,室内端的换热管中的制冷剂的热量能够散发至室内,从而为室内供暖。

传统地暖的铺设方式中,将室内端的换热管路置于底面上,换热管路之间或者上面填充河卵石,然后用水泥砂浆;或直接在换热管路上用水泥砂浆抹面层,面层之上再做饰面层。通过室内端的换热管路加热面层,面层向饰面层导热,通过装饰层向室内传导热量,从而达到室内取暖的目的。然而,这种施工方式的便捷度较差,并且供暖的热效率低。

为解决上述问题,现有技术中采用干式地暖的铺设方式,首先利用隔热层置于地面上,这个隔热层上设有不同形状的沟槽,隔热层上设置能够与沟槽相吻合的铝板,然后将室内端的换热管路固定在铝板上,再将由铝箔制成的导热层覆盖在室内端的换热管路上,导热层上再设置饰面层即可。室内端的换热管路加热导热层,导热层向饰面层传热,饰面层向室内散热,从而达到室内取暖的目的。但是在空气源热泵发生故障不能运行时,室内端的换热管路中的制冷剂会迅速降温,隔热层不具备储热功能,并且由于导热层厚度较薄(一般都小于1mm),使得只具有一定温度的导热层难以维持室内温度,导致空气源热泵发生故障,室内温度会迅速下降。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种换热储能装置,以解决现有技术中的空气源热泵发生故障,室内温度会迅速下降的技术问题。

本实用新型提供的换热储能装置,包括换热储能模块;

所述换热储能模块中设有换热管路,所述换热管路中用于设置换热介质,且所述换热储能模块能够储热;

所述换热储能模块用于将所述换热管路的热量和所述换热储能模块的热量传递至饰面层。

进一步地,所述换热储能模块与所述换热管路为一体式结构。

进一步地,所述换热储能模块的第一端面上设有凹槽,所述凹槽的开口的宽度小于所述凹槽的底面宽度,所述换热管路设置在所述凹槽内,所述第一端面用于与饰面层接触。

进一步地,所述换热储能模块的第一端面上设有多个凸起组件,沿第一方向,多个所述凸起组件均匀间隔设置。

进一步地,每个所述凸起组件包括多个凸起,沿第二方向,多个所述凸起均匀间隔设置。

进一步地,沿第二方向,相邻的两个凸起组件交错设置或平齐设置,所述第二方向与所述第一方向相互垂直。

进一步地,所述换热储能装置还包括隔热层,所述隔热层设置在所述换热储能模块的远离饰面层的端面上。

进一步地,所述换热储能装置还包括均温层、缓冲层和电加热层;

所述电加热层、所述缓冲层和所述均温层均设置在所述换热储能模块与所述饰面层之间,且所述电加热层、所述缓冲层和所述均温层依次设置,所述电加热层朝向所述饰面层设置。

进一步地,所述换热储能模块具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁,所述换热储能模块上设有空腔,所述空腔的一端与所述第一侧壁贯穿设置,所述空腔的另一端与所述第二侧壁贯穿设置,所述空腔内设置有调温储能介质,所述第一侧壁上设有第一连接件,所述第二侧壁上设有第二连接件,所述第一连接件和所述第二连接件能够配合卡接,所述换热储能模块的厚度大于或等于2毫米。

本实用新型的目的还在于提供一种热泵空调,包括本实用新型所述的换热储能装置,所述换热储能装置用于与室内空气换热。

本实用新型提供的换热储能装置,包括换热储能模块;所述换热储能模块中设有换热管路,所述换热管路中用于设置换热介质,且所述换热储能模块能够储热;所述换热储能模块用于将所述换热管路的热量和所述换热储能模块的热量传递至饰面层。在换热储能模块用于为室内供暖时,换热管路中流入加热介质,加热介质的热量能够通过换热管路传递至换热储能模块中,换热储能模块能够将换热管路中的热量传递至饰面层,饰面层将该热量散发至室内,即可完成供暖,同时,加热介质的热量也不断在加热换热储能模块,换热储能模块不断储能,当加热介质发生故障不能流入换热管路中时,由于换热储能模块中储存了热能,换热储能模块能够将自身储存的热能传递至饰面层,再由饰面层散发至室内,以维持室温,降低室温下降速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,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是本实用新型实施例提供的一种实施方式中换热储能模块的结构示意图;

图2是本实用新型实施例提供的另一种实施方式中换热储能模块的结构示意图;

图3是本实用新型实施例提供的另一种实施方式中换热储能模块的分解图;

图4是本实用新型实施例提供的一种实施方式中换热储能模块的俯视图;

图5是本实用新型实施例提供的另一种实施方式中换热储能模块的俯视图;

图6是本实用新型实施例提供的又一种实施方式中换热储能模块的俯视图。

图标:1-换热储能模块;11-通孔;12-空腔;13-第一端面;131-凹槽;14-换热管路;15-第一凸起组件;151-第一凸起;152-第二凸起;153-第三凸起;16-第二凸起组件;161-第四凸起;162-第五凸起;17-第三凸起组件;171-第六凸起;172-第七凸起;173-第八凸起;18-凸起;19-第一侧壁;191-第一连接件;192-第二侧壁;193-第二连接件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所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,如出现术语“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。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种换热储能装置及热泵空调,下面给出多个实施例对本实用新型提供的换热储能装置及热泵空调进行详细描述。

实施例1

本实施例提供的换热储能装置,如图1至图6所示,包括换热储能模块1;换热储能模块1中设有换热管路14,换热管路14中用于设置换热介质,且换热储能模块1能够储热;换热储能模块1用于将换热管路14的热量和换热储能模块1的热量传递至饰面层。

其中,换热介质、换热管路14、换热储能模块1、饰面层和外界之间可以传热。换热介质、换热管路14、换热储能模块1和饰面层可以由导热材料制成。

本实施例中,换热储能模块1用于铺设在地面上,在换热储能模块1用于为室内供暖时,换热管路14中流入加热介质,加热介质的热量能够通过换热管路14传递至换热储能模块1中,换热储能模块1能够将换热管路14中的热量传递至饰面层,饰面层将该热量散发至室内,即可完成供暖,同时,加热介质的热量也不断在加热换热储能模块1,换热储能模块1不断储存热能,当加热介质发生故障不能流入换热管路14中时,由于换热储能模块1中储存了热能,换热储能模块1能够将自身储存的热能传递至饰面层,再由饰面层散发至室内,以维持室温,降低室温下降速度。

此外,换热储能模块1也可以用于为室内制冷,在为室内制冷时,换热管路14中流入冷却介质,冷却介质通过换热管路14、换热储能模块1以及饰面层与室内空气进行换热,冷却介质吸收室内空气的热量,从而使室内的温度降低,即可完成制冷,同时,冷却介质也不断冷却和换热储能模块1,换热储能模块1的温度不断下降以储存冷量,当冷却介质发生故障不能流入换热管路14中时,由于换热储能模块1中储存了冷量,换热储能模块1能够将自身储存的冷量通过饰面层与室内空气进行热交换,从而维持室温,降低室温上升速度。

并且换热储能模块1具有相对较高的强度能够增强支撑饰面层的稳固性,防止饰面层坍塌。

在换热储能模块1用于为室内供暖时,换热储能模块1与热泵装置配合,换热管路14可以作为热泵装置中的冷凝器管路使用。

由于热泵装置中的冷凝器管路(相当于本实施例中的换热管路14)内的制冷剂在没有汽化前的那一部分温度高,而汽化后的那一部分温度低,因此热泵装置中的冷凝管路(相当于本实施例中的换热管路14)铺设在饰面层下方,容易造成饰面层一部分热一部分不热。换热储能模块具有储热能力,从而具有能够调节不同部位温度差的功能,再在换热储能模块上方设置均温层,能够进一步均衡温度分布,使饰面层温度不均匀的现象减弱。

并且,冷凝器管路(相当于本实施例中的换热管路14)的尺寸会影响空气源热泵的工作效率,当冷凝器管路(相当于本实施例中的换热管路14)的管长处于适合的长度时,此时热泵装置会稳态变频工作,在此状态下装置寿命提高并且也更加节能。

由于,换热储能模块具有模块功能,可以通过多个换热储能模块拼接成适合的换热管路分布图形,以使换热管路的间距、卡位、高矮、走向、布局等能根据需要变化,提高适用能力。

并且,在热泵装置化霜时,热泵装置能够从换热储能模块中“获取”更多的热量来满足化霜要求,且不会导致饰面层温度下降明显。

另外,换热储能模块可以利用峰谷电价的调峰值,当夜晚低电价时开机启动热泵装置,向换热储能模块中储冷或储热,令热泵装置更加节能;还可以由国家电网集中控制实现大面积机组启停机,起到缓解电网“垃圾电”峰值的作用。

其中,换热储能模块1与换热管路14可以为一体式结构。

作为一种实施方式,换热管路14与换热储能模块1一体成型,换热管路14位于换热储能模块1的内部,且换热管路14的进口和出口分别设置在换热储能模块1的外表面上。

换热储能模块1可以为具有良好导热性能的金属块、非金属块或金属非金属混合块,例如铁块、铜块或铝块等。

作为另一种实施方式,换热储能模块1为铝块,铝块的厚度大于或等于2毫米,铝块上设有多个通孔11,多个通孔11的延伸方向均平行设置,且多个通孔11间隔设置,并且每个通孔11的两端分别与铝块的第一侧壁和第二侧壁贯穿设置,相邻的通孔11之间通过连接管连接,以使多个通孔11形成换热管路14,通孔11中可以设置换热介质,换热介质能够与铝块进行换热。

其中,换热储能模块1与换热管路14也可以为分体式结构。

具体地,换热储能模块1的第一端面13上设有凹槽131,换热管路14设置在凹槽131内,凹槽131的开口的宽度小于凹槽131的底面宽度,凹槽131的形状为倒Ω形,第一端面13用于与饰面层接触。

换热管路14嵌入凹槽131中,并与凹槽131的底面和侧面形成较大面积接触,换热介质与换热管路14之间能够导热,换热管路14与换热储能模块1紧密接触,换热管路14与换热储能模块1之间能够导热,饰面层与换热储能模块1靠重力压紧接触,饰面层能够与换热储能模块1之间导热,并且饰面层能够散热,从而使室内空气与换热介质进行换热。

优选地,换热储能模块1的第一端面13上设有多个凸起组件,沿第一方向,多个凸起组件均匀间隔设置。相邻的凸起组件之间形成凹槽131,该凹槽131用于容纳换热管路14。

其中,每个凸起组件中可以包括多个凸起18,也可以包括一个凸起18,在包括多个凸起18时,沿第二方向,多个凸起18间隔设置。

例如,每个凸起组件包括多个凸起18,每个凸起18为立方体状,沿第二方向多个凸起18间隔设置,相邻的凸起18之间能够形成沿第一方向和沿第二方向延伸的凹槽131,以便于安装多种延伸方向的换热管路14。

优选地,每个凸起组件包括多个凸起18,沿第二方向,多个凸起18均匀间隔设置。其中,凸起18可以为圆台形,也可以为方形等任意适合的形状,本实施例中凸起18为圆柱形,相邻的凸起18之间能够形成凹槽131,用于容纳换热管路14,这样的设置可以使多个凸起18形成多种延伸方向的凹槽131,便于施工中铺设多种延伸方向的换热管路14。

进一步地,沿第二方向,相邻的两个凸起组件交错设置或平齐设置,第二方向与第一方向相互垂直。

在相邻的两个凸起组件平齐设置时,可以用于设置直线形的换热盘管,例如第一端面13上设有三个凸起组件,每个凸起组件包括三个凸起18,沿第二方向,三个凸起组件中的第一个凸起18分别平齐设置,三个凸起组件中的第二个凸起18分别平齐设置,三个凸起组件中的第三个凸起18分别平齐设置。

相邻的两个凸起组件交错设置时,可以用于设置弯曲形的换热管路和弯头等,更好地卡住弯曲形的换热管路和弯头等,相比于现有技术中需要开设弯曲状的凹槽,更便于加工,提高便捷性。例如第一端面13上设有三个凸起组件,包括第一凸起组件15、第二凸起组件16和第三凸起组件17,第一凸起组件15包括第一凸起151、第二凸起152和第三凸起153,第二凸起组件16包括第四凸起161和第五凸起162,第三凸起组件17包括第六凸起171、第七凸起172和第八凸起173,沿第二方向,第四凸起161设置在第一凸起151和第二凸起152之间,第五凸起162设置在第二凸起152和第三凸起153之间,第六凸起171与第一凸起151平齐,第七凸起172与第二凸起152平齐,第八凸起173与第三凸起153平齐。

进一步地,换热储能装置还包括隔热层,隔热层设置在换热储能模块1的远离饰面层的端面上。

隔热层能够为换热储能模块1提供保温,降低换热储能模块1与安装面之间的换热,使换热储能模块1保持适合的温度,在室内的应用中,可以防止不同楼层之间温度的干扰。

其中,隔热层可以由聚氨酯制成,也可以由橡胶或发泡水泥等任意适合的材料制成。

进一步地,换热储能装置还包括均温层、缓冲层和电加热层;电加热层、缓冲层和均温层均设置在换热储能模块1与饰面层之间,且电加热层、缓冲层和均温层依次设置,电加热层朝向饰面层设置。

具体地,均温层设置在缓冲层下方,缓冲层设置在电加热层下方,电加热层设置在饰面层下方的任何适合的位置上。

其中,均温层可以为铝板,也可以为铝箔,也可以为碳晶硅材料制成的板或卷板等任意适合的形式,也可以为由导热性能较好的且导热系数大于水泥的材料构成,均温层设置在换热储能模块1与饰面层之间,换热储能模块1与均温层换热后,均温层与饰面层再进行换热,能够使加热或冷却饰面层的效果更加均匀。

其中,缓冲层可以为软木薄板,或类似于软木形式的橡胶或人工化学合成等非金属材料的薄板等,缓冲层设置在均温层与饰面层之间,通过缓冲层再与饰面层接触后,增加了饰面层的稳定性的同时也降低了室内的噪音,还会进一步使加热或冷却饰面层的温度更加均匀。

在饰面层下面的任何位置加装电加热层,电加热层可以由石墨烯或碳晶硅等超薄(厚度在0.5mm以下)电加热膜构成,可以利用低谷电加热换热储能模块1,并且增大了热泵装置的应用范围,由于热源增加了,所以在较寒冷的地区也可以与换热储能模块1组合应用提供供暖,另外还可以在换热储能模块的不同区域配置不同瓦数的加热膜可以使得整个地面温度均匀,最后利用换热储能模块的间隔距调整来完成管路不同疏密的组合,从一定程度上可以解决了温度分区(高低不均)的问题。

进一步地,换热储能模块1具有相对设置的第一侧壁19和第二侧壁192,换热储能模块上1设有空腔12,空腔12的一端与第一侧壁19贯穿设置,空腔12的另一端与第二侧壁192贯穿设置,空腔内设置有调温储能介质,第一侧壁19上设有第一连接件191,第二侧壁192上设有第二连接件193,第一连接件191和第二连接件193能够配合卡接,换热储能模块的厚度大于或等于2毫米。

其中,空腔12中可以用于设置空气,在换热管路14中流入换热介质后,空气能够被加热或冷却,从而也具有一定的储能作用,在换热管路14中的换热介质不具备换热性能后,能够维持室温,降低室温变化速度。

其中,空腔12中也可以设置调温储能介质,能够帮助换热储能模块1更好地蓄热,以进行储能。

其中,调温储能介质可以由液体、粉末状固体或气体状蓄热材料构成,例如六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇或鹅卵石等。

换热储能模块具有相对设置的第一侧壁19和第二侧壁192,第一侧壁19上设有第一连接件191,第二侧壁192上设有第二连接件193,第一连接件191和第二连接件193能够配合卡接,在铺设多个换热储能模块1时,相邻的两个换热储能模块1中的一个的第二侧壁192需要与相邻的两个换热储能模块1中的另一个的第一侧壁19贴合,利用第一连接件191和第二连接件193可以使相邻的两个换热储能模块1的第二侧壁192与相邻的两个换热储能模块1的第一侧壁19贴合,并使多个换热储能模块之间的连接更加牢固。

例如第一连接件191为凸起,第二连接件193为凹槽,凸起和凹槽能够配合卡接。

在施工过程中,可以将多个换热储能模块1拼接起来,例如在铺设直线型管路的位置可以使用相邻的两个凸起组件平齐设置的换热储能模块1,在弯管位置可以使用相邻的两个凸起组件交错设置的换热储能模块1,利用上述不同形式的换热储能模块1拼接,能够便于根据施工要求,灵活地将不同形式的换热储能模块1组装起来,以适应不同的施工要求,增强施工的便捷性。

在多个换热储能模块1拼接时,首先将多个换热储能模块1分别铺设在地上,然后将相邻的换热储能模块1对接,使相邻的两个换热储能模块1中的一个的第二侧壁192与相邻的两个换热储能模块1中的另一个的第一侧壁19贴合,以使相邻的换热储能模块1上的凹槽131能够对接,从而形成适合的凹槽131以容纳换热管路。

换热储能模块1的厚度大于或等于2毫米,能够帮助换热储能模块1储存更多的热能。

其中,换热管路14可以为铜管,也可以为铝管等任意适合的导热材质的管路,只要换热管路14能够导热即可,换热储能模块1可以由铝制成,可以由铜制成,也可以由用于制作石化木地板的材料制成,只要换热储能模块1能够导热即可。饰面层可以为实木地板,可以为复合地板,可以为瓷砖,也可以为石化木地板等任意适合的形式,只要饰面层能够导热即可。

本实施例提供的换热储能装置,包括换热储能模块1;换热储能模块1中设有换热管路14,换热管路14中用于设置换热介质,且换热储能模块1能够储热;换热储能模块1用于将换热管路14的热量和换热储能模块1的热量传递至饰面层,且饰面层能够散热。在换热储能模块1用于为室内供暖时,换热管路14中流入加热介质,加热介质的热量能够通过换热管路14传递至换热储能模块1中,换热储能模块1能够将换热管路14中的热量传递至饰面层,饰面层将该热量散发至室内,即可完成供暖,同时,加热介质的热量也不断在加热换热储能模块1,换热储能模块1不断储能,当加热介质发生故障不能流入换热管路14中时,由于换热储能模块1中储存了热能,换热储能模块1能够将自身储存的热能传递至饰面层,再由饰面层散发至室内,以维持室温,降低室温下降速度。

实施例2

本实施例提供的热泵空调,包括实施例1所述的换热储能装置,所述换热储能装置用于与室内空气换热。

具体地,热泵空调包括压缩机、节流阀、室外换热器以及换热储能装置,压缩机、室外换热器、节流阀和换热储能装置通过管路连接成闭合回路,管路中设置制冷剂,并且压缩机与室外换热器以及换热储能装置之间设置四通换向阀,以调节制冷剂的流动方向。

在热泵空调用于对室内供暖时,换热储能装置中的换热管路14作为冷凝器使用,在热泵空调对室内制冷时,换热储能装置中的换热管路14作为蒸发器使用,同时还可以配合室内除湿机联动使用,在室内制冷时避免出现结露现象。

在换热储能模块1用于为室内供暖时,换热管路14中流入加热介质,加热介质的热量能够通过换热管路14传递至换热储能模块1中,换热储能模块1能够将换热管路14中的热量传递至饰面层,饰面层将该热量散发至室内,即可完成供暖,同时,加热介质的热量也不断在加热换热储能模块1,换热储能模块1不断储能,当加热介质发生故障不能流入换热管路14中时,由于换热储能模块1中储存了热能,换热储能模块1能够将自身储存的热能传递至饰面层,再由饰面层散发至室内,以维持室温,降低室温下降速度。

换热储能模块1也可以用于为室内制冷,在为室内制冷时,换热管路14中流入冷却介质,冷却介质通过换热管路14、换热储能模块1以及饰面层与室内空气进行换热,冷却介质吸收室内空气的热量,从而使室内的温度降低,即可完成制冷;当饰面层温度降低到临近露点时,室内除湿机启动,此时室内制冷的“任务”主要由室内除湿机或者由室内除湿机和换热储能模块1共同来完成;此时,冷却介质也在不断冷却换热储能模块1,换热储能模块1的温度不断下降以储存(露点之上的)冷量,当冷却介质发生故障不能流入换热管路14中时,由于换热储能模块1中储存了冷量,换热储能模块1能够将自身储存的冷量通过饰面层与室内空气进行热交换,从而维持室温,降低室温上升速度。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例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例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部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例技术方案的范围。

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