本發(fā)明涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種換熱器及具有其的制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的飲水機(jī)可將飲用水加熱或降溫，以滿足不同群體對(duì)飲用水溫的需求。

目前，具有制冷功能的飲水機(jī)采用的蒸發(fā)器多由水膽和制冷劑管組成，其中，水膽由不銹鋼制成，具有進(jìn)出水管，制冷劑管通常為圓柱狀紫銅管，纏繞在不銹鋼水膽的外壁上。

在實(shí)際應(yīng)用中，該飲水機(jī)存在下述問(wèn)題：壓縮機(jī)啟停頻繁，耗電多，且減少壓縮機(jī)的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是為了解決上述問(wèn)題而提出的，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種換熱器，包括至少兩個(gè)換熱管，各所述換熱管互不連通；各所述換熱管均包括主體部，所述主體部的兩端分別形成有用于外接的接口；各所述換熱管的主體部在同一平面內(nèi)并排同步延伸形成管簇；所述管簇的外周設(shè)有將其包圍的儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱材料內(nèi)還埋設(shè)有若干熱管，所述熱管的一端靠近所述管簇的外周，另一端靠近所述儲(chǔ)熱材料的外周；各所述接口均伸出所述儲(chǔ)熱材料外。

本發(fā)明提供的換熱器具有下述技術(shù)效果：

各換熱管的主體部在同一平面內(nèi)并排同步延伸而形成換熱管管簇，與現(xiàn)有技術(shù)相比，換熱面積大幅增加，換熱效率高，且占用空間??；

儲(chǔ)熱材料及埋設(shè)熱管的設(shè)計(jì)，使得換熱管內(nèi)流體在進(jìn)行熱交換 時(shí)，將釋放的冷量或熱量被儲(chǔ)熱材料儲(chǔ)存起來(lái)，以備供冷或供熱停止時(shí)使用，這樣，可減少壓縮機(jī)的啟停次數(shù)，耗電少，并可延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命；

流體在換熱管內(nèi)的流動(dòng)性好，可規(guī)避流體長(zhǎng)時(shí)間存放的現(xiàn)象，確保流體質(zhì)量。

所述儲(chǔ)熱材料形成包圍所述管簇的固結(jié)部。

所述固結(jié)部的外輪廓呈矩形。

所述固結(jié)部?jī)?nèi)埋設(shè)有四根熱管，分設(shè)在所述固結(jié)部的四角。

所述固結(jié)部的外輪廓呈圓形。

埋設(shè)于所述固結(jié)部?jī)?nèi)的若干熱管沿所述固結(jié)部的周向均勻布置。

還包括箱體，各所述換熱管和所述儲(chǔ)熱材料均設(shè)置于所述箱體內(nèi)，所述儲(chǔ)熱材料位于所述箱體內(nèi)壁和所述管簇的外周之間；各所述接口均伸出所述箱體外。

各所述換熱管的主體部延伸形成螺旋形的管簇。

本發(fā)明還提供一種制冷系統(tǒng)，包括上述任一項(xiàng)所述的換熱器，所述換熱器的一所述換熱管的兩所述接口作為提供冷量或熱量的流體的入口和出口，另一所述換熱管的兩所述接口作為被制冷或被加熱的流體的入口和出口。

上述換熱器具有上述技術(shù)效果，所以具有該換熱器的制冷系統(tǒng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果，這里不再贅述。

所述提供冷量或熱量的流體與被制冷或被加熱的流體的流動(dòng)方向相反。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供換熱器一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為換熱管單元的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供換熱器另一種具體實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為應(yīng)用本發(fā)明所提供換熱器的制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1至圖5中部件名稱與附圖標(biāo)記之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：

換熱管單元10；

第一換熱管11，第一主體部111，第一入口112，第一出口113，第一過(guò)渡弧段114；

第二換熱管12，第二主體部121，第二出口122，第二入口123，第二過(guò)渡弧段124；

固結(jié)部20、20’，近端儲(chǔ)熱材料21，遠(yuǎn)端儲(chǔ)熱材料22；

熱管30；

壓縮機(jī)41，換熱器件42，節(jié)流元件43，四通閥44，換熱器45。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1-2，圖1為本發(fā)明所提供換熱器一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

該實(shí)施例中，所述換熱器包括換熱管單元10，換熱管單元10外設(shè)有儲(chǔ)熱材料形成的固結(jié)部20，固結(jié)部20將換熱管單元10包圍。

這里的儲(chǔ)熱材料指能夠儲(chǔ)存熱量或冷量的材料。

請(qǐng)一并結(jié)合圖3，圖3為換熱管單元的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中箭頭標(biāo)示了換熱管內(nèi)介質(zhì)的流向。

該實(shí)施例中，換熱管單元10包括兩個(gè)換熱管，為方便描述，本文稱之為第一換熱管11和第二換熱管12。

需要說(shuō)明的是，本文所涉及的序數(shù)詞“第一”和“第二”只是為了區(qū)分相同名稱的不同部件，僅僅是為了便于描述，不表示順序或主次關(guān)系，更不應(yīng)理解為某種限定。

第一換熱管11包括第一主體部111，第一主體部111的兩端分別形成有用于外接的接口，具體到本方案中，第一主體部111兩端的接口分別為第一入口112和第一出口113。

類似地，第二換熱管12包括第二主體部121，第二主體部121的兩端也分別形成有用于外接的接口，具體到本方案中，第二主體部122兩端的接口分別為第二入口123和第二出口122。

該換熱管單元10的第一入口112、第一出口113、第二入口123和第二出口122均伸出固結(jié)部20之外。

第一換熱管11的第一主體部111和第二換熱管12的第二主體部121大致在同一平面內(nèi)并排同步延伸形成管簇，儲(chǔ)熱材料形成的固結(jié)部20將所述管簇包圍。這樣，第一主體部111和第二主體部121的換熱面積大，換熱效率高。此外，換熱器通過(guò)換熱管進(jìn)行換熱，介質(zhì)的流動(dòng)性較好，可避免將換熱器應(yīng)用于家電系統(tǒng)如飲水機(jī)時(shí)，飲用水在換熱管內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間存放，而影響水質(zhì)。

固結(jié)部20內(nèi)還埋設(shè)有若干熱管30，熱管30的一端靠近所述管簇的外周，另一端靠近固結(jié)部20的外周，也就是說(shuō)，熱管30能夠在靠近所述管簇的儲(chǔ)熱材料和遠(yuǎn)離所述管簇的儲(chǔ)熱材料之間傳遞熱量或冷量。

其中，第一換熱管11和第二換熱管12內(nèi)分別流通一種介質(zhì)，如其中一種介質(zhì)可以是飲用水，另一種介質(zhì)是制冷劑等，如圖3所示，該方案中，第一換熱管11中第一介質(zhì)的流向與第二換熱管12中第二介質(zhì)的流向相反，這樣，兩種介質(zhì)的換熱效果更好。

應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)際設(shè)置時(shí)，使第一換熱管11中第一介質(zhì)的流向與第二換熱管12中第二介質(zhì)的流向相同也是可行的。

具體的方案中，固結(jié)部20可以澆鑄成形，即先做出固結(jié)部20形狀的鑄模，將換熱管單元10和若干熱管30放入后進(jìn)行澆鑄即可。需 要指出的是，如果采用澆鑄的方式，澆鑄材料的熔點(diǎn)要比換熱管單元10的換熱管的熔點(diǎn)、熱管30的熔點(diǎn)低。

如圖3所示，具體方案中，固結(jié)部20的外輪廓呈矩形，熱管30具體設(shè)置了四根，分別布置在固結(jié)部20的四角。

應(yīng)當(dāng)理解，固結(jié)部20的形狀并不限于圖3中所示的矩形，也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要設(shè)計(jì)為其他結(jié)構(gòu)，如方形、橢圓形等規(guī)則形狀，當(dāng)然，也可為不規(guī)則形狀，只要能夠?qū)Q熱管單元10除接口以外的部位完整包圍即可。

如圖4所示的換熱器，其換熱管單元與圖3所示方案基本一致，區(qū)別在于，其固結(jié)部20’的外輪廓呈圓形，在此基礎(chǔ)上，其設(shè)置的四根熱管30可沿固結(jié)部20’的周向均勻布置，以期得到較佳的傳熱效果。

還應(yīng)當(dāng)理解，熱管30的數(shù)目也不局限于圖3或圖4中所示的四根，實(shí)際上設(shè)為三根、五根等均是可以的。當(dāng)然，若干熱管30的排布也可根據(jù)需要而定。

如上，設(shè)置熱管30后，第一換熱管11和第二換熱管12在進(jìn)行熱交換時(shí)，還向靠近換熱管單元10的儲(chǔ)熱材料釋放一定熱量或冷量，熱管30能夠?qū)⒖拷鼡Q熱管單元10的儲(chǔ)熱材料中的部分熱量或冷量快速傳遞至遠(yuǎn)離換熱管單元10的儲(chǔ)熱材料，當(dāng)其中一換熱管中的介質(zhì)停止供熱或供冷后，儲(chǔ)熱材料釋放熱量繼續(xù)加熱另一換熱管中的介質(zhì)，或釋放冷量冷卻另一換熱管中的介質(zhì)，此時(shí)，通過(guò)熱管30將遠(yuǎn)離換熱管單元10的儲(chǔ)熱材料中的熱量或冷量快速傳遞至靠近換熱管單元10的儲(chǔ)熱材料。

這樣，熱管30的設(shè)置能夠減少應(yīng)用該換熱器的制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)的啟停頻次，降低耗電量。

圖3所示的具體方案中，第一換熱管11為圓管結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)內(nèi)部通道，該內(nèi)部通道沿第一換熱管11的長(zhǎng)度方向延伸；第一換熱管11在長(zhǎng)度方向上包括第一主體部111，第一主體部111的一端形成第一入口112，另一端形成第一出口113，第一換熱管11的內(nèi)部通道一端與第一入口112連通，另一端與第一出口113連通，從第一入口112 到第一出口113即為第一介質(zhì)的流向。可以理解，第一介質(zhì)的流向反向設(shè)置也可。

第二換熱管12也為圓管結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)內(nèi)部通道，該內(nèi)部通道沿第二換熱管12的長(zhǎng)度方向延伸；第二換熱管12在長(zhǎng)度方向上包括第二主體部121，第二主體部121的一端形成第二入口123，另一端形成第二出口122，第二換熱管12的內(nèi)部通道一端與第二入口123連通，另一端與第二出口122連通，從第二入口123到第二出口122即為第二介質(zhì)的流向。可以理解，第二介質(zhì)的流向反向設(shè)置也可。

具體地，如圖3所示，第一主體部111和第二主體部121大致以同一點(diǎn)為中心并排螺旋延伸，形成螺旋形的管簇，這樣，第一主體部111和第二主體部121均形成多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，且第一主體部111的環(huán)形結(jié)構(gòu)與第二主體部121的環(huán)形結(jié)構(gòu)交替設(shè)置，使兩者的環(huán)形結(jié)構(gòu)之間可以很好地進(jìn)行熱交換。

更具體地，從螺旋中心向外，各環(huán)形結(jié)構(gòu)之間大致等距設(shè)置，以達(dá)到更好的換熱效果。具體的距離設(shè)定值可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)置。

顯然，第一換熱管11的第一入口112和第一出口113，以及第二換熱管12的第二入口123和第二出口122要伸出固結(jié)部20，也可以伸出所述管簇所在的平面。

具體設(shè)置時(shí)，可以使第一換熱管11、第二換熱管12的各接口均與所述管簇所在的平面大致垂直設(shè)置，如此，更利于確保各接口能夠伸出固結(jié)部20；可以理解，各接口不與所述管簇所在的平面垂直設(shè)置也是可行的。

在此基礎(chǔ)上，為了使主體部與接口圓滑過(guò)渡，第一入口112和第一出口113均可通過(guò)第一過(guò)渡弧段114與第一主體部111連接；同樣地，第二入口123和第二出口122也均通過(guò)第二過(guò)渡弧段124與第二主體部121連接。

如圖3所示，該方案中，第一換熱管11的第一入口112和第二換熱管12的第二出口122大致并排設(shè)置；第一換熱管11的第一出口113和第二換熱管12的第二入口123分開(kāi)設(shè)置，當(dāng)然，第一出口113和第 二入口123大致并排設(shè)置也是可以的。

除了上述延伸方式外，第一換熱管11的第一主體部111和第二換熱管12的第二主體部121還可以其他形狀延伸，如第一主體部111和第二主體部121大致以同一點(diǎn)為中心向外逐圈環(huán)繞并排延伸，形成近似方形、橢圓形等規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀，可以理解，如此設(shè)置后，第一換熱管11和第二換熱管12從中心向外也交替設(shè)置，以增大兩者的換熱面積。如此，因最終形成的管簇形狀，各主體部可包括若干曲線段和若干用于連接曲線段的直線段。

除了逐圈環(huán)繞的方式外，第一換熱管11的第一主體部111和第二換熱管12的第二主體部121還可以為往返式結(jié)構(gòu)，如，第一主體部111具有多個(gè)第一直線段和用于連接第一直線段的第一曲線段，其中，多個(gè)第一直線段大致并排平行設(shè)置，一個(gè)第一直線段的一端與后一個(gè)相鄰的第一直線段的同側(cè)端通過(guò)一個(gè)第一曲線段連接，該后一個(gè)第一直線段的另外一端與再一個(gè)相鄰的第一直線段同側(cè)端通過(guò)另一個(gè)第一曲線段連接，如此，依次連接所有第一直線段；第二主體部121的結(jié)構(gòu)與第一主體部111的上述結(jié)構(gòu)類似，不再贅述。設(shè)置后，第一換熱管11與第二換熱管12的直線段并排交替設(shè)置，第一換熱管11與第二換熱管12的曲線段并排設(shè)置。

換熱管的結(jié)構(gòu)除了上述圓管形式外，還可以為扁管形式，當(dāng)換熱管單元的各換熱管均為扁管結(jié)構(gòu)時(shí)，相鄰兩換熱管優(yōu)選以面積相對(duì)較大的表面相對(duì)設(shè)置，如此可大大增加兩者的換熱面積，提高換熱效率。

可以理解，不管換熱管的結(jié)構(gòu)形式如何，各換熱管的主體部的延伸方式均可選用上述任一種方式。

換熱管內(nèi)除了上述只設(shè)一個(gè)內(nèi)部通道的結(jié)構(gòu)外，還可具有多個(gè)內(nèi)部通道，當(dāng)具有多個(gè)內(nèi)部通道時(shí)，多個(gè)內(nèi)部通道在換熱管的橫向上依次排列，優(yōu)選在換熱管的橫向上大致均勻分布，以使介質(zhì)能夠較為均勻地進(jìn)出各內(nèi)部通道，以達(dá)到最佳的換熱效果。

以上介紹的換熱管單元包括兩個(gè)換熱管，實(shí)際設(shè)置時(shí)，還可以包括更多個(gè)換熱管，其中，相鄰的兩換熱管內(nèi)的介質(zhì)流向可相反設(shè)置， 以期達(dá)到更好的換熱效果，當(dāng)然，流向相同設(shè)置也可。

以上介紹的換熱器中，包圍換熱管單元的儲(chǔ)熱材料以固結(jié)部的形式包圍換熱管單元，并與換熱管單元固結(jié)為一體，除了該種方式外，儲(chǔ)熱材料還可以下述方式包圍在換熱管單元的外周。

具體地，換熱管包括箱體，換熱管單元固設(shè)于箱體內(nèi)，將儲(chǔ)熱材料填充于換熱管單元和箱體之間的空間內(nèi)，為便于外接，換熱管單元的各接口均伸出箱體外。

此外，本發(fā)明還提供一種制冷系統(tǒng)，包括上述任一項(xiàng)所述的換熱器，該換熱器的一換熱管的兩接口作為提供冷量或熱量的流體的入口和出口，另一換熱管的兩接口作為被制冷或被加熱的流體的入口和出口。

作為優(yōu)選方案，實(shí)際設(shè)置時(shí)，提供冷量或熱量的流體與被制冷或被加熱的流體的流動(dòng)方向相反，以達(dá)到較佳的換熱效果。

下面以具體應(yīng)用說(shuō)明制冷系統(tǒng)的實(shí)際工作過(guò)程。請(qǐng)參考圖5，圖5為應(yīng)用上述換熱器的制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

該制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)41、換熱器件42、節(jié)流元件43、四通閥44及換熱器45，其中換熱器45的結(jié)構(gòu)為上述任一換熱器的結(jié)構(gòu)。

換熱器45的第一換熱管內(nèi)流通的介質(zhì)為需要冷卻或加熱的流體，如水、果汁等，第二換熱管內(nèi)流通的介質(zhì)為制冷劑。

需要冷卻或加熱的流體可通過(guò)入口連接管與第一換熱管的第一入口連通，通過(guò)出口連接管與第一換熱管的第一出口連通。

第二換熱管與連接在壓縮機(jī)41和節(jié)流元件43之間。

為便于描述，圖5中將靠近換熱器45的換熱管單元的儲(chǔ)熱材料標(biāo)示為近端儲(chǔ)熱材料21，遠(yuǎn)離換熱器45的換熱管單元的儲(chǔ)熱材料標(biāo)示為遠(yuǎn)端儲(chǔ)熱材料22。

如圖5中所示，當(dāng)制冷劑按照?qǐng)D中實(shí)心箭頭標(biāo)示方向流動(dòng)時(shí)，換熱器件42作為冷凝器，換熱器45作為蒸發(fā)器，系統(tǒng)為制冷模式，換熱器45為水(此處以需要冷卻或加熱的流體為水說(shuō)明)和近端儲(chǔ)熱材料21提供冷量，近端儲(chǔ)熱材料21中部分冷量通過(guò)熱管30傳遞至遠(yuǎn)端 儲(chǔ)熱材料22，制冷劑停止流動(dòng)時(shí)，近端儲(chǔ)熱材料21可釋放冷量冷卻水，遠(yuǎn)端儲(chǔ)熱材料22通過(guò)熱管30傳遞冷量間接冷卻水。

如圖5中所示，當(dāng)制冷劑按照?qǐng)D中空心箭頭標(biāo)示方向流動(dòng)時(shí)，換熱器件42作為蒸發(fā)器，換熱器45作為冷凝器，系統(tǒng)為制熱模式，換熱器45為水和近端儲(chǔ)熱材料21提供熱量，近端儲(chǔ)熱材料21中的部分熱量通過(guò)熱管30傳遞至遠(yuǎn)端儲(chǔ)熱材料22，制冷劑停止流動(dòng)時(shí)，近端儲(chǔ)熱材料22釋放熱量加熱水，遠(yuǎn)端儲(chǔ)熱材料22通過(guò)熱管30傳遞熱量間接加熱水。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的換熱器及具有其的制冷系統(tǒng)均進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。