[實用新型]恒溫換熱機構

有效

• 申請號: 201520632491.1
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN204987546U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 徐祎君;徐月明;岑利峰
• 申請（專利權）人: 杭州雪中炭恒溫技術有限公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B49/00
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本實用新型涉及換熱領域，具體涉及恒溫換熱機構。

背景技術

換熱機構用于加熱、冷卻與精密恒溫控制有著廣泛的市場前景，應用領域包括辦公與家居的舒適性空調，制藥、食品與化妝品領域的化學品及其制劑的穩定性研究與儲存，生命科學領域的植物生長試驗、組織與微生物培養、種子發芽試驗、昆蟲與小動物飼養以及化學農藥的環境安全性評價，醫療與電子領域的潔凈手術室、生物潔凈實驗室、潔凈車間與潔凈廠房，凍土工程領域的力學模型實驗室等。

如授權公告號為CN203865252U的專利文獻，公開了一種恒溫箱，其包括：外箱，外箱上設置有箱門；內箱，內箱內設置有溫度傳感器；外箱和內箱之間設置有包含風機和加熱器的加熱單元；其中，外箱與內箱之間設置有環繞于內箱外側的空氣流道，在內箱上開有與空氣流道連通的通孔，使空氣流道內的空氣能夠與內箱內的空氣對流?？諝饬鞯赖膶挾扰c內箱的深度相等。加熱單元設置在外箱和內箱之間的左下部，內箱的上壁和下壁上分別設置有至少一排通孔，內箱的左壁和右壁上分別設置有多個通孔陣列，其中，內箱右臂的通孔陣列的行數沿空氣流動的方向遞增。該恒溫箱采用強制對流方式來實現箱體內部空間溫度的均勻傳熱。

如現有的空調，通常包括壓縮機，冷凝器，蒸發器，毛細管，風機等組成的制冷系統，還包括由加熱元件和風機等構成的加熱系統。在制冷時，通過制冷劑在蒸發器中的蒸發來吸收熱量，使蒸發器周圍的空氣降溫，然后通過風機將冷風吹入室內空間來進行降溫；在制熱時，通過熱泵冷凝器或輔助加熱元件加熱周邊的空氣，然后通過風機將熱源周圍的熱風吹入室內空間，來進行升溫。

如現有的冰箱，通常包括壓縮機，冷凝器，毛細管以及蒸發器等，蒸發器安裝在冰箱側壁或隔板內，工作時，通過制冷劑在蒸發器中的蒸發作用來吸收熱量，從而實現降溫與低溫。

上述設備均通過換熱機構來實現制冷或制熱，考慮成本因素，上述的恒溫箱和空調其熱源的換熱面積是有限的，在制熱時，通過增加熱源溫度和目標溫度之間的溫差，采用強制對流方式來實現強制散熱并改善箱體內部空間的溫度均勻度。顯而易見這種方式所能實現的溫度均勻度偏低，不能滿足高均勻度和高精度應用的需求；對于熱泵空調，熱源與目標溫度之間溫差較大時，還會降低熱泵空調的能效比，使得能耗增加。

上述的空調和冰箱在制冷時，蒸發器的溫度并不均勻，蒸發器表面的溫度會隨著管路布局及其管路中制冷劑的流動與蒸發逐漸變化，將蒸發器看成一個換熱層，則該換熱層任意點的溫度不一致。同時受加工成本、換熱面積與蒸發器體積的限制，需增加冷源溫度和目標溫度之間的溫差以實現滿足要求的換熱容量，從而導致溫度梯度的增加和控制精度下降；同樣由于冷源與目標溫度之間較大的溫差，還會降低制冷系統的能效比，使得能耗增加。

實用新型內容

本實用新型針對上述問題，至少為了克服溫度波動度與均勻度的兩個不足，提出了一種恒溫換熱機構。解決了現有技術溫度均勻性差和波動度大的缺陷以及不能滿足高舒適性與波動度、均勻度高要求的應用場合的問題。

本實用新型采取的技術方案如下：

一種恒溫換熱機構，包括用于容納換熱介質的恒溫罐，所述恒溫罐具有出液口和回液口，還包括至少一根換熱管，所述換熱管具有一進口和一出口，換熱管的進口與恒溫罐的出液口連通，換熱管的出口與恒溫罐的回液口連通；換熱管中部彎折，形成兩個彎折部，兩個彎折部相互靠攏并確保充分傳熱，整體形成恒溫部；所述恒溫換熱機構還包括用于將換熱介質送入換熱管內的循環泵。

本申請所說的“靠攏”，表示兩個彎折部相互緊貼或者留有一定的間隙，靠攏的目的是為了他們之間均勻的傳熱以確保均勻度。實際運用中，根據對均勻度的需求以及實施的成本與便利程度確定是否緊貼或保留一定的間隙并填充確保均勻傳熱的材料。

首先通過恒溫罐來加熱或冷卻換熱介質并使其達到溫度穩定，然后通過換熱介質在換熱管中的流動來實現與目標環境進行換熱，這種二級恒溫控制的方式，能夠有效改善波動度，但是不能顯著改善均勻度。本申請中，兩個彎折部相互靠攏是為了確保充分傳熱，相互靠攏的兩個彎折部整體形成恒溫部，兩個彎折部任意對應位置的溫度平均值均相同，即將恒溫部看成一個整體后，恒溫部上任意位置的溫度均相同，這種結構形式能夠顯著改善溫度分布的均勻性。

結合二級恒溫控制和恒溫部，既能保證恒溫換熱機構具有較低的波動度，同時具有較好的均勻性。