[0001] 本申请要求于 2019年 01月 17日在中华人民共和国专利局提交的、 申请号为 2019

20081983.4、 发明名称为“制冷换热器及制冷设备”的中华 人民共和国专利申请的 优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002] 本申请属于制冷技术领域， 更具体地说， 是涉及一种制冷换热器及制冷设备。

背景技术

[0003] 这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息， 而不必然构成现有技术。 制冷设 备中的换热器通常体积较大， 需要采用大功率压缩机， 导致能耗较高， 且不便 于安装， 运行成本高， 并且在热交换时换热较慢， 制冷效率低， 无法满足低功 耗快速制冷的要求。

发明概述

技术问题

[0004] 本申请实施例的目的在于： 第一方面， 提供一种换热器， 旨在解决相关技术中 制冷设备换热速度慢的技术问题。

[0005] 第二方面， 提供一种制冷设备， 旨在解决相关技术中制冷设备换热速度慢的技 术问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 为解决上述技术问题， 本申请实施例采用的技术方案是：

[0007] 第一方面， 提供了一种制冷换热器， 包括输送泵、 压缩机和热交换单元， 所述 热交换单元包括壳体、 设于所述壳体内的盘管、 设于所述壳体内的套管和填充 于所述壳体内的导热材料， 所述套管包括用于输送外部介质的内管和用于 输送 制冷剂的外管， 所述外管套设于所述内管外， 所述外管的两端分别与所述压缩 机的两端连通， 所述内管与所述盘管串联， 所述内管与所述输送泵相连。

[0008] 在一个实施例中， 所述套管盘绕呈多圈矩形结构， 所述内管的入口位于多圈所 述矩形结构的外侧， 所述内管的出口位于多圈所述矩形结构的内侧 ； 所述外管 的入口位于所述内管的出口一侧， 所述外管的出口位于所述内管的入口一侧； 所述内管的入口与所述输送泵之出口连通， 所述内管的出口与所述盘管连通； 所述外管的出口与所述压缩机的入口连通， 所述外管的入口与所述压缩机的出 口连通。

[0009] 在一个实施例中， 所述盘管盘绕呈多圈圆形结构， 所述盘管的入口位于多圈所 述圆形结构的内侧， 且与所述内管的出口连通， 所述盘管的出口位于多圈所述 圆形结构的外侧。

[0010] 在一个实施例中， 所述盘管叠置于所述套管的上方。

[0011] 在一个实施例中， 所述套管与所述盘管相连的一端竖直向上弯折 ， 所述盘管的 入口的一端竖直向上弯折， 且所述套管和所述盘管相连的部位构成倒置“ U”型结 构。

[0012] 在一个实施例中， 所述盘管和 /或所述外管的各圈管道之间具有容纳所述导� � 材料的间隙。

[0013] 在一个实施例中， 所述外管为铜管， 所述内管和所述盘管为 SUS304材质。

[0014] 在一个实施例中， 所述内管和所述盘管有相同的材质制成。

[0015] 在一个实施例中， 所述内管的管径和所述盘管的管径相等， 所述内管的厚度和 所述盘管的厚度相等。

[0016] 在一个实施例中， 所述壳体具有保温层。

[0017] 在一个实施例中， 所述保温层构成密闭腔室， 用于容纳所述盘管和所述套管。

[0018] 在一个实施例中， 所述导热材料为蓄热相变材料。

[0019] 第二方面， 提供了一种制冷设备， 包括设备壳体， 还包括上述的制冷换热器， 所述设备壳体内具有容纳所述外部介质且与所 述输送泵相连的容纳腔。

[0020] 本申请实施例提供的制冷换热器的有益效果在 于： 该制冷换热器采用套管与盘 管串联的方式， 外部介质流经内管和套管， 能够分两步进行降温， 制冷速度更 快； 同时， 制冷剂位于外管和内管之间， 盘管和外管外部设有导热材料， 导热 材料能够与外管和盘管进行热交换， 进一步加快制冷速度。

[0021] 本申请实施例提供的制冷设备的有益效果在于 ： 该制冷设备采用套管与盘管串 联的方式， 外部介质流经内管和套管， 能够分两步进行降温， 制冷速度更快； 同时， 制冷剂位于外管和内管之间， 盘管和外管外部设有导热材料， 导热材料 能够与外管和盘管进行热交换， 进一步加快制冷速度。

发明的有益效果

对附图的简要说明

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例或示范性技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本申请的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动 的前提下， 还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0023] 图 1是本申请实施例提供的热交换单元的结构示� �图；

[0024] 图 2是本申请实施例提供的制冷换热器的流程图� �

[0025] 其中， 附图中的标号如下：

[0026] 1一热交换单元、 2—输送泵、 3—压缩机、 10—套管、 11一内管、 111一内管的 入口、 112—内管的出口、 12—外管、 121—外管的入口、 122—外管的出口、 13 一倒置“U”型结构、 20—盘管、 21—盘管的入口、 22—盘管的出口、 30—壳体。 发明实施例

本发明的实施方式

[0027] 为了使本申请的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本申请进行详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本 申请， 并不用于限定本申请。

[0028] 需说明的是， 当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个 部件， 它可以直接在另 一个部件上或者间接在该另一个部件上。 当一个部件被称为是“连接于”另一个部 件， 它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接 至该另一个部件上。

[0029] 还需说明的是， 本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应 相同或相似的部 件； 在本申请的描述中， 需要理解的是， 若有术语“上”、 “下”、 “左”、 “右”等指 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 申请和简化描述， 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， 附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说 明， 不能理解为对本专利的限制， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据 具体情况理解上述术语的具体含义。

[0030] 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 要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此， 限定有“第一”、 “第二”的特 征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特 征。 在本申请的描述中， “多个”的 含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

[0031] 为了说明本申请所述的技术方案， 以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

[0032] 需说明的是， 请参阅图 1及图 2, 该制冷换热器， 包括输送泵 2、 压缩机 3和热交 换单元 1， 热交换单元 1包括壳体 30、 设在壳体 30内的盘管 20、 设在壳体 30内的 套管 10和填充于壳体 30内的导热材料 （未示出） ， 套管 10包括用于输送外部介 质 （未示出） 的内管 11和用于输送制冷剂 （未示出） 的外管 12, 外管 12套设于 内管 11外， 外管 12的两端分别与压缩机 3的两端连通， 内管 11与盘管 20串联， 内 管 11与输送泵 2相连。

[0033] 本实施例中的制冷换热器及制冷设备采用套管 10与盘管 20串联的方式， 外部介 质流经内管 11和盘管 20, 能够分两步进行降温， 制冷速度更快。 同时， 制冷剂 位于外管 12和内管 11之间， 盘管 20和外管 12外部设有导热材料， 导热材料能够 与外管 12和盘管 20进行热交换， 将盘管 20中外部介质的热量传递给外管 12中的 制冷剂， 进一步降低外部介质的温度， 加快外部介质的制冷速度。 由于制冷剂 能够降低导热材料的温度， 而导热材料能够将盘管 20内外部介质的热量吸收并 传递给外管 12中的制冷剂， 提升了制冷剂的换热效率， 有利于降低压缩机 3的功 耗。 输送泵 2能够为外部介质流动提供动力， 保证外部介质的流速， 避免外部介 质凝结、 堵塞。 其中， 外部介质可以是饮料或其它流体， 导热材料为高导热材 料， 具有良好的导热性能， 能够快速传递热量。

[0034] 请参阅图 1及图 2, 作为本申请实施例提供的制冷换热器的一种具 体实施方式， 套管 10盘绕呈多圈矩形结构， 内管的入口 111位于多圈矩形结构的外侧， 内管的 出口 112位于多圈矩形结构的内侧； 外管的入口 121位于内管的出口 112—侧， 外 管的出口 122位于内管的入口 111一侧； 内管的入口 111与输送泵 2的出口连通， 内管的出口 112与盘管 20连通； 夕卜管的出口 122与压缩机 3的入口连通， 外管的入 口 121与压缩机 3的出口连通。 本实施例中， 外管 12中的制冷剂与内管 11中的外 部介质流向相反， 形成逆流换热结构， 有利于提高套管 10的换热效率。 多圈矩 形结构， 能够减小套管 10的体积， 同时， 套管 10长度较长， 具有较大的换热面 积， 有利于制冷剂与内管 11和导热材料进行换热。 外管的入口 121位于矩形结构 的中部， 会导致矩形结构的中部温度较外部温度低， 这样壳体 30外部温度与热 交换单元 1外侧的温差小， 有利于减少热交换单元 1与外部环境的热交换。 其中 ， 制冷剂从外管的出口 122流出后经压缩机 3压缩后冷凝、 膨胀， 从外管的入口 1 21进入外管 12内蒸发吸热， 从而使外管 12内的制冷剂温度降低， 起到制冷作用

[0035] 请参阅图 1， 作为本申请实施例提供的制冷换热器的一种具 体实施方式， 盘管 2 0盘绕呈多圈圆形结构， 盘管的入口 21位于多圈圆形结构的内侧， 且与内管的出 口 112连通， 盘管的出口 22位于多圈圆形结构的外侧。 本实施例中， 圆形结构制 造方便， 同时多圈圆形结构具有较大的换热面积。 而且盘管 20位于套管 10之后 ， 盘管 20内部的外部介质温度较内管 11中的外部介质温度更低， 当其自圆形结 构的内侧向外侧流动时， 由于外侧的制冷液温度较内侧的制冷液温度高 ， 将会 导致外侧温差相对于内侧温差小， 进行交换的热量较少， 采用圆形结构能够减 少盘管 20与外侧套管 10接触的长度， 节省成本。

[0036] 请参阅图 1， 作为本申请实施例提供的制冷换热器的一种具 体实施方式， 盘管 2 0叠置于套管 10的上方。 本实施例中， 盘管 20叠置于套管 10上方， 有利于外管 12 与盘管 20之间的热传递， 可减小热传导的距离， 提高传热速率。

[0037] 可选地， 套管 10与盘管 20相连的一端竖直向上弯折， 盘管 20的入口的一端竖直 向上弯折， 且套管 10和盘管 20相连的部位构成倒置“U”型结构 13。 当然这里的倒 置“U”型结构 13也可称为“几”字型结构。 本实施例中， 采用倒置“U”型结构 13能 够减小在输送外部介质过程中管道内的应力， 避免管道受应力损伤而断裂。 同 时， 倒置“U”型结构 13具有一定的弹性， 可避免盘管 20和套管 10连接处温度变化 膨胀川女缩产生的应力。 [0038] 可选地， 盘管 20和 /或外管 12的各圈管道之间具有容纳导热材料的间隙 （未示 出） 。 本实施例中， 盘管 20的各圈管道之间具有容纳导热材料的间隙， 有利于 盘管 20与导热材料的充分接触， 增加外部介质与导热材料的热传导面积； 外管 1 2的各圈管道之间具有容纳导热材料的间隙， 有利于外管 12与导热材料的充分接 触， 增加导热材料与制冷剂之间的热交换面积。 进而使导热材料完全包裹外管 1 2和盘管 20外壁， 提升了盘管 20内的外部介质与制冷剂之间的热交换速率。

[0039] 可选地， 外管 12为铜管， 内管 11和盘管 20为 SUS304材质。 本实施例中， 外管 1 2采用铜管具有较好的导热性能， 便于制冷剂与导热材料之间的热交换。 内管 11 和盘管 20采用 SUS304材质， 耐腐蚀性能好， 便于连接， 且卫生安全。 其中， SU S304为 304不锈钢， 该材质制成的管道， 在输送食品或饮品时具有很好的稳定性 ， 安全性能高。

[0040] 可选的， 内管 11和盘管 20可以采用同一型号的 SUS304管材制成， 具有相同的 管径和厚度， 便于接头处的焊接， 且收缩一致避免接头处冷热冲击导致接头处 破损。 也可以设计成盘管 20管径大于内管 11管径， 这样当外部介质进入盘管 20 后流速降低， 有利于提高盘管 20的换热效率。

[0041] 可选地， 壳体 30具有保温层 （未示出） 。 本实施例中， 保温层能够隔绝外部环 境和内部的热交换单元 1， 减少热交换单元 1与环境交换热量。 可选的， 保温层 构成密闭腔室， 用于容纳盘管 20和套管 10。

[0042] 可选地， 导热材料为蓄热相变材料。 本实施例中， 采用蓄热相变材料， 一方面 在蓄热相变材料与盘管 20换热时可吸收较多的热量， 另一方面， 温度较为稳定 ， 即使发生相变其温度也不会有较大的波动。 而且， 当吸热的相变吸热材料变 成液态后， 具有更好的流通性和导热性能， 流动到下方可覆盖外管 12的外壁， 有利于其热量及时被制冷剂吸收。 其中， 蓄热相变材料为吸热时可变为液态， 放热时可凝结成固态的高导热材质。 可选的， 将盘管 20叠置在套管 10上方， 当 盘管 20接触的颗粒状的蓄热相变材料变为液态后会� ��下流动浸没外管 12, 可以 避免其上方的固态的蓄热相变材料架桥悬空， 能防止相变过程中导热材料产生 间隙而影响制冷剂与套管 10中外部介质的换热。

[0043] 本申请实施例还提供一种制冷设备 （图未示） ， 该制冷设备包括设备壳体， 还 包括所述的制冷换热器， 设备壳体内具有容纳外部介质且与输送泵 2相连的容纳 腔。 本实施例中， 容纳腔容纳外部介质， 需要制冷时， 开启压缩机 3和输送泵 2 ， 即可将外部介质制冷， 制冷后的外部介质经盘管的出口 22流出或循环流入容 纳腔。

[0044] 以上仅为本申请的可选实施例而已， 并不用于限制本申请。 对于本领域的技术 人员来说， 本申请可以有各种更改和变化。 凡在本申请的精神和原则之内， 所 作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本申请的权利要求范围之内。