專利名稱：一種具有高效換熱器的水源熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱泵，尤其是一種具有高效換熱器的水源熱泵。
水源熱泵技術(shù)可利用低品位的地?zé)崴?、地表水和非地?zé)岬牡叵滤?，提取水中的能量用于建筑物的供暖。由于水的比熱容較大，傳熱性能好，較之使用空氣介質(zhì)的熱泵，具有運(yùn)行工況穩(wěn)定，高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有技術(shù)中的水源熱泵在其冷凝器換熱器中因其結(jié)構(gòu)不甚合理，導(dǎo)致其有一些缺點(diǎn)。首先，現(xiàn)有的熱泵冷凝換熱器的走高壓高溫制冷劑蒸汽在殼體中，進(jìn)口設(shè)在換熱器的靠近管程冷卻水出口一端，而出口設(shè)在遠(yuǎn)離冷卻水出口的另一端上，在換熱器的殼體的進(jìn)出口之間各點(diǎn)上制冷劑蒸汽與管束中的冷卻水的溫差有較大的差別，因而傳熱效率較低，現(xiàn)有換熱器的殼體中所設(shè)有的折流板一般都是相錯設(shè)置的上下半圓形或圓缺性的擋板，這種結(jié)構(gòu)的折流板用于進(jìn)入換熱器殼體之初為蒸汽，在出口處成為液體的制冷劑，不能獲得較好的促進(jìn)傳熱的效果。另外，現(xiàn)有熱泵中的制冷劑換熱器的用于分隔各個管程的隔板一般是將管板上的管束沿徑向分成若干份，冷卻水流過各程管束，由于相鄰的各程之間冷卻水存在較大溫差，相互之間會有影響，這對于換熱器的傳熱也是不利的?，F(xiàn)有換熱器的上述缺點(diǎn)使其換熱效率不高。
本實(shí)用新型的目的是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有較高傳熱效率換熱器的水源熱泵。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計方案本實(shí)用新型提供的水源熱泵包括有壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，所述冷凝器為一列管式換熱器，其包括有殼體、管束、管板和封頭，在所述換熱器的殼體上部設(shè)制冷劑蒸汽進(jìn)口，在其下部設(shè)有液態(tài)制冷劑出口，在所述換熱器的殼體的兩端設(shè)有所述封頭，在所述封頭中設(shè)有隔板，使換熱器成為多管程換熱器，在所述殼體中設(shè)有折流板；在所述制冷劑蒸汽進(jìn)口處設(shè)有進(jìn)氣管，在所述進(jìn)氣管的設(shè)在所述殼體內(nèi)的端部設(shè)有蒸汽分配頭，在所述蒸汽分配頭上設(shè)有若干蒸汽噴嘴，其沿殼體中管束的軸線方向排列；在所述封頭中的隔板相互成上下位置關(guān)系地設(shè)置，將所述管束上下劃分成幾個相互隔絕的區(qū)域構(gòu)成換熱器的多個管程；設(shè)于所述殼體中的所述折流板包括一與所述殼體截面相匹配的圓形板，其板面垂直于所述管束地固設(shè)于所述殼體中，所述圓形板的下端設(shè)有豁口，使圓形板與殼體在下部有一間隙，在所述圓形板折流板的中間延伸凸設(shè)有一橫板，所述橫板最好是與所述管束平行；所述折流板還包括有設(shè)于所述橫板上下的殼體內(nèi)壁的垂直于管束的豎板，所述豎板與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)有間隙。
本實(shí)用新型提供的水源熱泵中的高效換熱器在殼程的制冷劑蒸汽的進(jìn)口的設(shè)計中改變了在殼體的一端設(shè)一進(jìn)口管的現(xiàn)有模式，在進(jìn)口管上連接一分配頭，在分配頭上連接沿所述管束方向排列的若干噴嘴，配合設(shè)于殼體中的特殊結(jié)構(gòu)的折流板，使制冷劑蒸汽與列管密切接觸，提高了其換熱效率；所述換熱器在所述封頭內(nèi)以上下位置關(guān)系設(shè)置的隔板有效地避免了相鄰各程冷卻水之間溫度的突變，對進(jìn)一步提高其換熱效率有著積極的作用。因此，使用本水源熱泵，在所使用的制冷劑和冷卻水以及換熱器的幾何尺寸相同的條件下，現(xiàn)有換熱器的冷卻水出水溫度為45℃，而使用本實(shí)用新型提供的具有高效換熱器的水源熱泵，冷卻水的溫度可達(dá)到52℃。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型提供的水源熱泵的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型提供的水源熱泵中的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為圖2所示的換熱器中的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖4為有若干個制冷劑蒸汽進(jìn)口的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施例如
圖1所示，本實(shí)用新型提供的水源熱泵包括有蒸發(fā)器1、熱力膨脹閥6冷凝器7和壓縮機(jī)9，蒸發(fā)器的進(jìn)口密封連接熱力膨脹閥6，熱力膨脹閥6通過供液管與冷凝器的殼程制冷劑出口連接，在供液管上設(shè)有手動球閥2、干燥過濾器3、視液鏡4和電磁閥5，蒸發(fā)器1的出口通過吸氣管與壓縮機(jī)9的進(jìn)氣口連接，壓縮機(jī)的出氣口通過排氣管與冷凝器7的殼程制冷劑進(jìn)氣口連接，在與壓縮機(jī)的排氣管和吸氣管之間還可以設(shè)有其上設(shè)高壓壓力表10、高低壓控制器11和低壓壓力表的支路，在蒸發(fā)器1和冷凝器7上均設(shè)有排水閥13，在冷凝器7上還設(shè)有安全閥8。在蒸發(fā)器上設(shè)冷凍水的進(jìn)口和出口，在冷凝器上設(shè)冷卻水的進(jìn)口和出口。
由所述高效的換熱器構(gòu)成的冷凝器7的結(jié)構(gòu)如圖2、3所示，其為一列管式換熱器，包括有殼體71、管束72、管板73和封頭74、75，在換熱器7的殼體71上部設(shè)制冷劑蒸汽進(jìn)口711，在其下部設(shè)有液態(tài)制冷劑出口712，在換熱器的殼體71的兩端設(shè)有封頭74、75，在封頭74上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和出口，在封頭74中設(shè)有上下設(shè)置的隔板741、742，結(jié)合圖3可以清楚地看到隔板741、742的結(jié)構(gòu)，兩個隔板將管束從下到上分成相互隔絕的三部分A、B、C，配合在封頭75中的一個通過管板中心平行于管束設(shè)置的隔板，使換熱器7成為四程換熱器，A區(qū)域與冷卻水的進(jìn)口相連通，其為低溫區(qū)，B區(qū)域的溫度較高，成為中溫區(qū)，C區(qū)域與冷卻水的出口相連通，溫度最高，為高溫區(qū)，這樣的隔板設(shè)置出口的高溫冷卻水不與低溫區(qū)相鄰，也就不會受低溫區(qū)的冷卻水的影響而降低出水溫度，在封頭75中設(shè)有一隔板，使本冷凝器成為管程的程數(shù)為四程的換熱器。
在殼體71上的制冷劑蒸汽進(jìn)口處設(shè)有進(jìn)氣管，在進(jìn)氣管的設(shè)在殼體71內(nèi)的端部設(shè)有蒸汽分配頭712，在蒸汽分配頭712上設(shè)有若干蒸汽噴嘴7121，其沿殼體中管束的軸線方向排列。在殼體71中設(shè)有若干組折流板，折流板包括一個與殼體71截面相匹配的圓形板713，其板面垂直于所述管束地固設(shè)于所述殼體中，圓形板的下端設(shè)有豁口7131，使圓形板與殼體在下部有一間隙，在圓形板折流板713的中間延伸凸設(shè)有一橫板7132，橫板7132與管束72平行。在與橫板7132對應(yīng)的上下殼體內(nèi)壁上的垂直于管束的設(shè)有豎板7133，豎板7133與殼體71的內(nèi)壁之間均設(shè)有間隙。一組折流板中間包含一個或幾個蒸汽噴嘴7121，由蒸汽噴嘴中出來的制冷劑蒸汽在一組折流板中的運(yùn)動情況由箭頭a、b示出，由噴嘴7121出來的蒸汽在圓形板713和在上方的豎板7133的限制下，向下經(jīng)過管束，已經(jīng)液化的制冷劑落在橫板上滴落到殼體的底部，尚未液化的蒸汽在達(dá)到橫板7132后被阻擋，再向上，而后向下地與上部的管束接觸換熱，再由橫板之間的空隙流到橫板的下方，向下與管束接觸，仍未液化的制冷劑在下部豎板的約束下又向上，繞過下部豎板再向下，最后完全液化，由殼體下部的出口排出，經(jīng)減壓到蒸發(fā)器1中去。圓形板下部的間隙和下部豎板與殼體的間隙使在各組折流板中間液化的液態(tài)制冷劑流向出口，上部豎板與殼體之間的間隙可以使圓形板與豎板之間的噴嘴噴出的蒸汽中的一部分到豎板的另一側(cè)，使豎板兩側(cè)的壓力平衡。
作為水源熱泵中的壓縮機(jī)可以是并聯(lián)幾臺，在現(xiàn)有技術(shù)中幾臺壓縮機(jī)的出口合為一根出氣管，與冷凝器相聯(lián)，當(dāng)使用中所需的制冷量較低要停掉其中一臺或幾臺壓縮機(jī)時，常常要出現(xiàn)并聯(lián)的壓縮機(jī)之間串氣的問題，為了避免該問題的出現(xiàn)，要在各個壓縮機(jī)的管路上設(shè)止逆閥，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了解決這一問題，本實(shí)用新型提供的水源熱泵中的換熱器的蒸汽進(jìn)口可以設(shè)計為一個以上，如圖4所示，每個蒸汽進(jìn)口中的進(jìn)氣管連接一臺壓縮機(jī)，這樣就可以避免并聯(lián)的壓縮機(jī)中停開的機(jī)器與運(yùn)行的機(jī)器之間的串氣問題。
權(quán)利要求1.一種具有高效換熱器的水源熱泵，其包括有壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，所述冷凝器為一列管式換熱器，其包括有殼體、管束、管板和封頭，在所述換熱器的殼體上部設(shè)制冷劑蒸汽進(jìn)口，在其下部設(shè)有液態(tài)制冷劑出口，在所述換熱器的殼體的兩端設(shè)有所述封頭，在所述封頭中設(shè)有隔板，在所述殼體中設(shè)有折流板；其特征在于在所述制冷劑蒸汽進(jìn)口處設(shè)有進(jìn)氣管，在所述進(jìn)氣管的設(shè)在所述殼體內(nèi)的端部設(shè)有蒸汽分配頭，在所述蒸汽分配頭上設(shè)有若干蒸汽噴嘴，其沿殼體中管束的軸線方向排列；在所述封頭中的所述隔板相互成上下位置關(guān)系地設(shè)置，將所述管束上下劃分成幾個相互隔絕的區(qū)域構(gòu)成換熱器的多個管程；設(shè)于所述殼體中的所述折流板包括一與所述殼體截面相匹配的圓形板，其板面垂直于所述管束地固設(shè)于所述殼體中，所述圓形板的下端設(shè)有豁口，使圓形板與殼體在下部有一間隙，在所述圓形板折流板的中間延伸凸設(shè)有一橫板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高效換熱器的水源熱泵，其特征在于所述橫板與所述管束平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有高效換熱器的水源熱泵，其特征在于所述折流板還包括有設(shè)于所述橫板上下的殼體內(nèi)壁的垂直于管束的豎板，所述豎板與殼體的內(nèi)壁之間設(shè)有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高效換熱器的水源熱泵，其特征在于所述的換熱器的蒸汽進(jìn)口設(shè)計為一個以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高效換熱器的水源熱泵，其特征在于在所述封頭中設(shè)有上下設(shè)置的兩隔板，兩個隔板將管束從下到上分成相互隔絕的三部分。
專利摘要一種具有高效換熱器的水源熱泵,其中的列管式換熱器在制冷劑蒸汽進(jìn)口處的進(jìn)氣管設(shè)在殼體內(nèi)的端部設(shè)有蒸汽分配頭,在蒸汽分配頭上設(shè)有若干蒸汽噴嘴,其沿殼體中管束的軸線方向排列;在封頭中的所設(shè)隔板互成上下位置關(guān)系設(shè)置,將管束上下劃分成幾個相互隔絕的區(qū)域構(gòu)成換熱器的多個管程;設(shè)于殼體中的折流板包括一與殼體截面相匹配的圓形板,在圓形板折流板的中間延伸凸設(shè)有一橫板。該換熱器的傳熱效率得到很大的提高。
文檔編號F25B30/06GK2445259SQ0025385
公開日2001年8月29日 申請日期2000年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者劉興中, 楊曉斌, 馬鴻儒, 范新, 鄭興旺, 劉文池, 陳卉青 申請人:清華同方股份有限公司