一种热交换系统及其医疗设备的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种热交换系统及其医疗设备。

背景技术：

冷敷、热敷是当今使用较为广泛的治疗或者美容手段。冷敷疗法可使毛细血管收缩，减轻局部充血，可使神经末梢的敏感性降低而减轻疼痛，降温退热，可减少局部血流，防止炎症和化脓扩散。可将体内的热传导发散，增加散热，降低体温。

热敷疗法具有扩张血管、改善局部血液循环、促进局部代谢的作用，有益于疾病的恢复。热敷本身也可缓解肌肉痉挛，促进炎症及淤血的吸收，药物热敷还可使药物通过局部吸收，达到直达病所的目的，使治疗更为直接，更为有效。热敷的方法有干热敷和湿热敷两种，干热敷的施热时间一般不超过20～30分钟，要求水温为50℃，此方法常用，但其穿透力不如湿热敷法，湿热敷的温度以不觉烫为原则，约3～5分钟更换一次，一般连续热敷15～20分钟。

目前市场上提供的均为功能单一的冷敷机或者热敷机。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热交换系统，其同时具备加热和冷却的功能。

本发明的另一目的在于提供一种医疗设备，其同时具备冷敷和热敷的功能。

本发明的实施例是这样实现的：

一种热交换系统，用于对工作流体进行温度调节，包括加热器和制冷器，该热交换系统还包括循环装置和切换装置。加热器与切换装置之间形成用于输送工作流体的第一输送通道，制冷器与切换装置之间形成用于输送工作流体的第二输送通道，切换装置可选地导通第一输送通道和第二输送通道中的任意一个或二个。循环装置包括供应单元和工作单元，供应单元和工作单元之间形成用于输送工作流体的回流通道，供应单元与切换装置连接并提供输送工作流体的动力。工作单元分别与加热器、制冷器连接并用于分别独立地储存由第一输送通道和第二输送通道中的任意一个或两个输送的工作流体的部分。

较优地，工作单元包括第一工作单元和第二工作单元，第一工作单元和第二工作单元被配置为储存第一输送通道输送的工作流体的部分、第二输送通道输送的工作流体的部分中的一个或两个，第一工作单元和第二工作单元均分别与加热器、制冷器连接。

较优地，热交换系统还包括用于调节流量的第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀设置于第一输送通道，第二控制阀设置于第二输送通道。

较优地，第一工作单元和第二工作单元分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，并分别通过控制器与第一控制阀和第二控制阀连接。控制器接收第一温度传感器和第二温度传感器的温度值信号并分别对应调节第一控制阀和第二控制阀。

较优地，控制器连接温度值信号超过预设值时发出警报信号的报警元件。

较优地，报警元件包括振动报警器和声光报警器中的一个或两个。

较优地，加热器为加热板。

较优地，制冷器是包括用于制冷系统的蒸发器，制冷系统还包括连接有冷媒流量调节阀的温度调节管。制冷系统的毛细管的孔径小于温度调节管的孔径，蒸发器通过温度调节管与制冷系统的冷凝器连接。

较优地，蒸发器为板式蒸发器。

一种医疗设备，其包括上述任意一种热交换系统。该医疗设备同时具备热敷和冷敷的功能。

本发明实施例的有益效果是：本发明提供了一种热交换系统及其医疗设备。由于工作单元分别与加热器、制冷器连接，且第一输送通道和第二输送通道相互独立，因此，该热交换系统同时具备加热和冷却的功能，便于操作人员的使用。该热交换系统还能够与多种医疗设备匹配使用，利用同一工作单元实现冷敷治疗或热敷治疗；或者利用不同工作单元同时使用冷敷和/或热敷治疗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的热交换系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的热交换系统的结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的热交换系统的结构示意图；

图4为本发明实施例4提供的热交换系统的结构示意图。

图标：100-热交换系统；104-加热器；106-制冷器；108-切换装置；110-工作单元；112-供应单元；114-第一输送通道；116-第二输送通道；118-回流通道；120-储水箱；122-水泵；124-压缩机；126-冷凝器；128-第一毛细管；130-蒸发器；134-温度调节管；136-冷媒流量调节阀；200-热交换系统；202-第一工作单元；204-第二工作单元；206-第一电磁阀；208-第二电磁阀；210-第一水泵；212-第二水泵；214-第一回流通道；216-第二回流通道；300-热交换系统；302-第一控制阀；304-第二控制阀；306-第三输送管道；308-第四输送管道；310-第一温度传感器；312-第二温度传感器；400-热交换系统；410-第一工作系统；412-第一加热板；414-第一热通道；416-第一冷通道；420-第二工作系统；422-第二加热板；424-第二热通道；426-第二冷通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种热交换系统100，用于对工作流体(图中未示出)进行温度调节，其包括加热器104、制冷器106、切换装置108以及循环装置(图中未示出)。

循环装置包括工作单元110和供应单元112。加热器104与切换装置108之间形成用于输送工作流体的第一输送通道114，制冷器106与切换装置108之间形成用于输送工作流体的第二输送通道116。供应单元112和工作单元110之间形成用于输送工作流体的回流通道118。供应单元112与切换装置108连接并提供输送工作流体的动力。工作单元110分别与加热器104、制冷器106连接，并用于储存由第一输送通道114或第二输送通道116输送的工作流体的一部分，工作单元110也可同时分别将第一输送通道114和第二输送通道116输送的工作流体的一部分进行独立的储存。

切换装置108在断电时，导通第一输送通道114以实现工作流体的制热；切换装置108在通电时，导通第二输送通道116以实现工作流体的制冷。本实施例中切换装置108选用电磁阀，需要说明的是，切换装置108也可选用其他阀门，例如选用可同时导通第一输送通道114和第二输送通道116的阀门，以同时实现加热和制冷。

供应单元112包括储水箱120、水泵122。储水箱120与水泵122连接，水泵122与切换装置108连接并提供输送工作流体的动力，储水箱120用于储存多余的工作流体。水泵122和工作单元110之间形成用于输送工作流体的回流通道118。需要说明的是，供应单元112提供动力的装置可以不是水泵122，根据不同的需求或工作流体的类型，可选用不同种类的泵，例如油泵、往复泵等等。工作流体可选用蒸馏水、自来水或者是其他流体，本实施例选用的是蒸馏水。

制冷器106可根据需要选择市售的压缩式制冷机、半导体制冷机、蒸汽喷射式制冷机或吸收式制冷机等等。本实施例选用的是空调制冷系统中常用的制冷器106。制冷器106包括压缩机124、冷凝器126、第一毛细管128以及蒸发器130。蒸发器130通过压缩机124与冷凝器126的入口(图中未示出)连接，第一毛细管128一端连接蒸发器130连接，第一毛细管128另一端与冷凝器126的出口(图中未示出)连接。压缩机124输送制冷剂(图中未示出)至冷凝器126中，冷凝器126将制冷剂由过热蒸汽逐渐变成饱和蒸汽，进而变成饱和液体或过冷液体；经第一毛细管128节流降压后的制冷剂(混有饱和蒸汽)进入蒸发器130，蒸发器130内部与制冷剂相邻的分隔层里填满需要物理降温的工作流体，制冷剂吸收工作流体的热量蒸发成气体(物质由液态变成气态时要吸热)，实现工作流体的制冷。从蒸发器130出来的制冷剂已成为干饱和蒸汽或稍有过热度的过热蒸汽再回到压缩机124。制冷剂的如此循环即实现了工作流体的不断降温。为了更好的调节工作流体的冷却程度，在冷凝器126的出口还设置了温度调节管134，用于调节进入蒸发器130内的制冷剂的温度。温度调节管134上还设置有冷媒流量调节阀136，用以调节制冷剂的流量。

本实施例中，温度调节管134采用的是第二毛细管，第二毛细管的孔径大于第一毛细管128的孔径。需要说明的是，蒸发器130可根据需要选择不同的类型，例如，卧式壳管式蒸发器、套管式蒸发器、蛇形盘管蒸发器、板式蒸发器、翅片式蒸发器。本实施例为了更好的换热效果，采用了板式蒸发器。

热交换系统100的工作原理是，水泵122带动储水箱120内的工作流体进入切换装置108，切换装置108在断电时，导通第一输送通道114以实现工作流体的制热，工作流体经加热器104加热后进入工作单元110，实现对指定工作位置的加热。部分工作流体从工作单元110流出并在水泵122的带动下继续进入切换装置108，实现工作流体的循环加热。

开启制冷器106并关闭冷媒流量调节阀136，水泵122带动储水箱120内的工作流体进入切换装置108，切换装置108在通电时，导通第二输送通道116以实现工作流体的制冷，工作流体由第二输送通道116进入蒸发器130，并与蒸发器130内的制冷剂进行热交换，实现工作流体的制冷。工作流体继续进入到工作单元110，实现对指定工作位置的制冷。部分工作流体由工作单元110流出并在水泵122的带动下继续进入切换装置108，实现工作流体的循环制冷。另外，若制冷温度过低，可打开冷媒流量调节阀136，实现对工作流体制冷温度的调节。由于加热管路和制冷管路的合理布置，热交换系统100中同时具备了加热和制冷的功能，满足了不同情况下既需要加热也需要制冷的工作需求。

在本发明的其他实施例中，切换装置108还可以同时导通第一输送通道114和第二输送通道116，且加热器104、制冷器106同时工作，从而可以同时向工作单元110内注入经制冷和制热的工作流体。进一步地，还可以在工作单元110内形成两个独立的腔室(图中未示出)，且使两个独立的腔室分别与第一输送通道114、第二输送通道116连通，从而分别储存第一输送通道114内的热流体、第二输送通道116内的冷流体。

实施例2

请参照图2和图1，本实施例提供一种热交换系统200，其与第一实施例的热交换系统100大致相同，二者的主要区别在于本实施例的热交换系统200中，工作单元110包括相互独立的第一工作单元202和第二工作单元204。切换装置108包括第一电磁阀206和第二电磁阀208。水泵122包括第一水泵210和第二水泵212。

第一电磁阀206与加热器104形成第一输送通道114，第二电磁阀208与蒸发器130形成第二输送通道116，第一输送通道114和第二输送通道116相互独立。第一电磁阀206通过第一水泵210与储水箱120连接，第二电磁阀208通过第二水泵212与储水箱120连接。第一工作单元202与加热器104连接，第二工作单元204与蒸发器130连接。第一水泵210和第一工作单元202之间形成用于输送工作流体的第一回流通道214；第二水泵212和第二工作单元204之间形成用于输送工作流体的第二回流通道216。

热交换系统200与热交换系统100相比，第一水泵210和第二水泵212相互独立，制热和制冷通道相互独立，因此，可同时开启第一水泵210和第二水泵212，以同时实现热交换系统200的制冷和加热。热交换系统200拥有相互独立的第一工作单元202和第二工作单元204，且能够同时使用加热和制冷功能，更方便了人们的使用。

为简化表示，本实施例中未提及的之处，请参阅实施例1中相应内容。

实施例3

请参照图3和图2，本实施例提供一种热交换系统300，其与实施例2的热交换系统200大致相同，二者的主要区别在于热交换系统300中，在第一输送通道114上设置了用于控制工作流体流量的第一控制阀302，在第二输送通道116上设置了用于控制工作流体流量的第二控制阀304。第一控制阀302和第二控制阀304的设置，便于操作者通过控制工作流体的流量，达到调节第一工作单元202和第二工作单元204工作温度的目的。

请再参照图3、图2和图1，较佳地，为了更精确及时的调节第一工作单元202和第二工作单元204的工作温度，热交换系统300中还包括将加热后的工作流体输送到第一工作单元202的第三输送管道306，以及将制冷后的工作流体输送到第二工作单元204的第四输送管道308。第三输送管道306上还设置有测量进入第一工作单元202的工作流体温度的第一温度传感器310；第四输送管道308上还设置有测量进入第二工作单元204的工作流体温度的第二温度传感器312。通过读取第一温度传感器310和第二温度传感器312上显示的温度，可以更精准的调节工作流体的工作温度。

较佳地，还可以将第一温度传感器310和第二温度传感器312分别与第一控制阀302和第二控制阀304通过控制器(图中未示出)连接。第一温度传感器310和第二温度传感器312将测量的温度反馈给控制器，当工作流体的工作温度偏离预设的工作温度时，控制器对应调节第一控制阀302和第二控制阀304，通过调节工作流体的流量，达到自动调节工作流体工作温度的目的。

较佳地，为了更安全的使用热交换系统300，还可在控制器上连接报警元件(图中未示出)。当工作流体温度值信号超过预设值时，报警元件发出警报。报警原件可根据需求选用振动报警器、声光报警器或者电场报警器等等。

为简化表示，本实施例中未提及的之处，请参阅实施例2中相应内容。

实施例4

请参照图4，本实施例提供一种热交换系统400，热交换系统400包括第一工作系统410和第二工作系统420。请参照图1和图4，第一工作系统410包括第一水泵210、第一电磁阀206、第一加热板412、蒸发器130、第一温度传感器310以及第一工作单元202。第一电磁阀206与第一加热板412连接并形成用于输送工作流体的第一热通道414，第一电磁阀206与蒸发器130连接并形成用于输送工作流体的第一冷通道416。第一电磁阀206断电时，导通第一热通道414以实现工作流体的制热；第一电磁阀206通电时，导通第一冷通道416以实现工作流体的制冷。第一工作单元202通过第一温度传感器310分别与第一加热板412、蒸发器130连接。

第二工作系统420包括第二水泵212、第二电磁阀208、第二加热板422、蒸发器130、第二温度传感器312和第二工作单元204。第二电磁阀208与第二加热板422连接并形成用于输送工作流体的第二热通道424，第二电磁阀208与蒸发器130连接并形成用于输送工作流体的第二冷通道426。第二电磁阀208断电时，导通第二热通道424以实现工作流体的制热；第二电磁阀208通电时，导通第二冷通道426以实现工作流体的制冷。第二工作单元204通过第二温度传感器312分别与第二加热板422、蒸发器130连接。

由于第一工作单元202分别与第一加热板412、蒸发器130连接。第二工作单元204分别与第二加热板422、蒸发器130连接。因此，在第一工作单元202进行加热或制冷的同时，第二工作单元204也可选择性地进行加热或制冷，满足了用户多种不同的需求。

需要说明的是，如果不需要精确的工作温度，本实施例中也可以不设置第一温度传感器310和第二温度传感器312。

较佳地，如果热交换系统400需要精确、及时控制工作流体的工作温度，也可以参照实施例3的设计方式，在第一热通道414、第一冷通道416和第二热通道424、第二冷通道426上设置流量控制阀(图中未示出)。

热交换系统100、热交换系统200、热交换系统300、热交换系统400均可根据实际需求，选择性地与具体的机械结构连接，组合成适于使用的医疗设备，如常用的冰囊、热敷仪、冷敷/热敷美容仪等等。

为简化表示，本实施例中未提及的之处，请参阅实施例3中相应内容。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。