储热换热装置及热泵系统的制作方法

本申请涉及热泵，具体而言，涉及一种储热换热装置及热泵系统。

背景技术：

1、在传统的三联供热泵空调系统中，生活热水换热器通常采用套管式换热器或者板式换热器。然而，套管式换热器或者板式换热器都存在一些弊端，例如，换热效率不佳、无法即开即用等。

2、随着热泵系统能效升级与用户需求升级，出现了利用相变材料作为热传递介质的相变储热装置。该装置主要由外壳、内胆及换热盘管构成，内胆内部填充相变材料，换热盘管埋设在相变材料中，通过相变材料在温度变化时的吸热/放热相变过程实现能量的高效储存与释放。然而，现有的换热盘管在内胆中的布置设计不合理，容易影响相变储热装置的换热效率。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种储热换热装置及热泵系统，以解决现有技术中的热盘管在内胆中的布置设计不合理，容易影响相变储热装置的换热效率的问题。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种储热换热装置，包括：

3、壳体部件，所述壳体部件具有腔体，所述腔体内填设有相变储热换热介质；

4、第一管路，所述第一管路至少部分设置于所述腔体，以至少用于输送第一流体；

5、第二管路，所述第二管路至少部分设置于所述腔体，以至少用于输送第二流体；

6、其中，所述第一管路与所述第二管路至少部分相互缠绕。

7、进一步地，位于所述腔体内的所述第一管路呈螺旋状设置以形成螺旋间隙，位于所述腔体内的所述第二管路呈螺旋状设置并嵌设于所述螺旋间隙内。

8、进一步地，位于所述腔体内的所述第一管路和位于所述腔体内的所述第二管路螺旋缠绕成长条状结构，所述长条状结构在所述腔体内往复弯折设置。

9、进一步地，沿所述腔体底部至所述腔体顶部的方向，所述长条状结构往复弯折成多层，且在各层中，所述长条状结构沿所述壳体部件的长度方向或宽度方向往复弯折设置。

10、进一步地，所述相变储热换热介质包覆于所述第一管路和所述第二管路的外表面；和/或，

11、所述相变储热换热介质与所述腔体顶部具有预定间隙；

12、所述腔体内还设置有至少一个承重板，所述第一管路和所述第二管路均安装于所述承重板上；和/或，

13、所述壳体部件的外表面包覆有保温层；和/或，

14、所述壳体部件包括底壳和盖体，所述底壳具有所述腔体，所述盖体盖设于所述底壳以将所述腔体密封。

15、进一步地，所述腔体内还设置有多个导热翅片，多个所述导热翅片沿所述壳体部件的长度方向间隔设置以将所述腔体分隔成多个子腔室，各所述子腔室内均具有所述相变储热换热介质，所述第一管路和所述第二管路穿设于所述导热翅片。

16、进一步地，所述导热翅片上设置有通孔，所述第一管路和所述第二管路设于所述通孔，所述通孔的截面积大于所述第一管路和所述第二管路的截面积之和。

17、进一步地，所述通孔的半径为r，所述第一管路的几何中心与所述第二管路的几何中心之间的间距为d，所述第一管路或所述第二管路的外径的半径为r，其中，r、d和r之间满足关系式：2r≥d+2r。

18、进一步地，所述第一管路包括第一入口、第一出口和第一输送段，所述第一入口与所述第一出口均位于所述壳体部件的外部，所述第一输送段连接于所述第一入口与所述第一出口之间并位于所述腔体内；

19、所述第二管路包括第二入口、第二出口和第二输送段，所述第二入口与所述第二出口均位于所述壳体部件的外部，所述第二输送段连接于所述第二入口与所述第二出口之间并位于所述腔体内；

20、其中，所述第一入口、所述第一出口、所述第二入口和所述第二出口均位于所述壳体部件的同一侧，且所述第一入口和所述第二入口均靠近所述腔体的底部设置，所述第一出口和所述第二出口均靠近所述腔体的顶部设置。

21、进一步地，所述第一管路的几何中心与所述第二管路的几何中心之间的间距d满足关系式：15mm≤d≤16mm；和/或，

22、所述第一管路的外径的半径r满足关系式：4mm≤r≤5mm；和/或，

23、所述第二管路的外径的半径r满足关系式：4mm≤r≤5mm；和/或，

24、沿所述第一管路的径向，所述第一管路的壁厚d1满足关系式：0.2mm≤d1≤0.4mm；和/或，

25、沿所述第二管路的径向，所述第二管路的壁厚d2满足关系式：0.2mm≤d2≤0.4mm；和/或，

26、所述腔体内具有导热翅片，所述导热翅片具有通孔，所述通孔的半径r满足关系式：10mm≤r≤14mm；和/或，

27、所述通孔具有中分线，所述第一管路的几何中心与所述通孔的几何中心之间的连线为第一连线，所述第一连线与所述中分线之间的夹角θ满足关系式：40°≤θ≤50°；和/或，

28、沿所述壳体部件的长度方向，所述第一管路和所述第二管路缠绕后的缠绕长度l满足关系式：450mm≤l≤550mm；和/或，

29、所述第一管路和所述第二管路螺旋缠绕的扭转角度φ满足关系式：1700°≤φ≤1900°；和/或，

30、所述腔体内具有导热翅片，沿所述壳体部件的长度方向，所述导热翅片的厚度t满足关系式：0.05mm≤t≤0.25mm；和/或，

31、所述腔体内具有导热翅片，所述导热翅片包括多个，沿所述壳体部件的长度方向，相邻两个所述导热翅片之间的间距h满足关系式：1.0mm≤h≤4.5mm；和/或，

32、所述腔体内设置有承重板，沿所述壳体部件的长度方向，所述承重板的厚度t1满足关系式：2mm≤t1≤4mm。

33、进一步地，所述腔体内还设置有导热翅片，所述导热翅片包括铜翅片；和/或，

34、所述腔体内还设置有承重板，所述承重板包括不锈钢板；和/或，

35、所述第一管路包括铜管；和/或，

36、所述第二管路包括铜管；和/或，

37、所述壳体部件包括不锈钢壳体；和/或，

38、所述壳体部件的外表面包覆有保温层，所述保温层包括聚氨酯层；和/或,

39、所述第一流体和所述第二流体两者之一为冷媒，两者另一为水。

40、另一方面，本申请还提供了一种热泵系统，所述热泵系统包括上述的储热换热装置。

41、本通过将第一管路与第二管路至少部分相互缠绕，能够扩大两管路间的有效接触面积，缩短了第一管路内第一流体与第二管路内第二流体的热量传递路径，降低了第一管路与第二管路间的热阻，让第一流体的热量能直接、快速地通过管壁传递至第二流体，或让第二流体的热量传递至第一流体，有效提升储热换热装置的换热效率。

1.一种储热换热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的储热换热装置，其特征在于，位于所述腔体（101）内的所述第一管路（20）呈螺旋状设置以形成螺旋间隙（201），位于所述腔体（101）内的所述第二管路（30）呈螺旋状设置并嵌设于所述螺旋间隙（201）内。

3.根据权利要求1所述的储热换热装置，其特征在于，位于所述腔体（101）内的所述第一管路（20）和位于所述腔体（101）内的所述第二管路（30）螺旋缠绕成长条状结构（40），所述长条状结构（40）在所述腔体（101）内往复弯折设置。

4.根据权利要求3所述的储热换热装置，其特征在于，沿所述腔体（101）底部至所述腔体（101）顶部的方向，所述长条状结构（40）往复弯折成多层，且在各层中，所述长条状结构（40）沿所述壳体部件（10）的长度方向或宽度方向往复弯折设置。

5.根据权利要求1所述的储热换热装置，其特征在于，所述相变储热换热介质（50）包覆于所述第一管路（20）和所述第二管路（30）的外表面；和/或，

6.根据权利要求1所述的储热换热装置，其特征在于，所述腔体（101）内还设置有多个导热翅片（60），多个所述导热翅片（60）沿所述壳体部件（10）的长度方向间隔设置以将所述腔体（101）分隔成多个子腔室（102），各所述子腔室（102）内均具有所述相变储热换热介质（50），所述第一管路（20）和所述第二管路（30）穿设于所述导热翅片（60）。

7.根据权利要求6所述的储热换热装置，其特征在于，所述导热翅片（60）上设置有通孔（61），所述第一管路（20）和所述第二管路（30）设于所述通孔（61），所述通孔（61）的截面积大于所述第一管路（20）和所述第二管路（30）的截面积之和。

8.根据权利要求7所述的储热换热装置，其特征在于，所述通孔（61）的半径为r，所述第一管路（20）的几何中心与所述第二管路（30）的几何中心之间的间距为d，所述第一管路（20）或所述第二管路（30）的外径的半径为r，其中，r、d和r之间满足关系式：2r≥d+2r。

9.根据权利要求1所述的储热换热装置，其特征在于，所述第一管路（20）包括第一入口（21）、第一出口（22）和第一输送段（23），所述第一入口（21）与所述第一出口（22）均位于所述壳体部件（10）的外部，所述第一输送段（23）连接于所述第一入口（21）与所述第一出口（22）之间并位于所述腔体（101）内；

10.根据权利要求1至9中任一项所述的储热换热装置，其特征在于，所述第一管路（20）的几何中心与所述第二管路（30）的几何中心之间的间距d满足关系式：15mm≤d≤16mm；和/或，

11.根据权利要求1至9中任一项所述的储热换热装置，其特征在于，所述腔体（101）内还设置有导热翅片（60），所述导热翅片（60）包括铜翅片；和/或，

12.一种热泵系统，其特征在于，所述热泵系统包括权利要求1至11中任一项所述的储热换热装置。