CN100533006C - 包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组 - Google Patents

包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组 Download PDF

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Abstract

包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，它涉及一种水源热泵机组。本发明的目的是为解决现有水源热泵机组在利用城市污水或地表水等非清洁水源时存在投资量大、运行效率低、运行能耗大以及堵塞与污垢难以解决的问题。本发明多个换热管(3)并联连接在流道底面(4)上，与流道底面(4)保持有间隙，多个换热管(3)的两端分别与两个制冷剂连管(5)连通。本发明污水或地表水在蒸发器内成明渠流动，流通断面很大，无堵塞问题，即使有悬浮物也会保持污水或地表水的流量稳定；明渠流动是一种无压、开放式流动，对换热壁面的污垢清洗容易，还可及时在线清洗。换热槽壁面上的水流速度较大，水流自上而下，对杂质与污垢有冲泄和携带作用。

Description

包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组
技术领域
本发明涉及一种水源热泵机组。
背景技术
城市污水或地表水(江河湖海水)等非清洁水源是一类巨大的低温、低位热能资源，利用水源热泵技术提取其中的热量或冷量为建筑物供热与空调，具有重要的节能与环保价值，可以缓解暖通空调的能源消耗与环境污染问题，其中的主要设备是水源热泵机组。
现有的水源热泵机组由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀与蒸发器通过管路连接而成，其中的蒸发器都不具备防堵与防垢的能力，适用于清洁的水源，例如地下水。
而城市污水或地表水(江河湖海水)等非清洁水源含有一定数量的悬浮物和大量的杂质，存在严重的堵塞与污垢问题。因此利用它们的方式通常采取中间换热的方法，即先将该水源的冷热量通过中间换热器传递给清洁水，再由清洁水进入热泵机组。或者将蒸发器采取满液式的蒸发结构，并对这类水源采取较复杂的防堵防垢处理，然后再进入机组。
采取中间换热的方式虽然保护了热泵机组，但将堵塞与污垢问题留给了中间换热器，不仅导致整个系统的投资大量增加、效率降低、能耗变大，而且防堵防垢问题也没有妥善解决。将蒸发器采取满液式的蒸发结构的优点是提高了机组的效率，并且由于水源在管内流动，相对现在的干式蒸发而言，堵塞与污垢问题减轻，但这类水源直接进入热泵机组时，也同样需要完善的防堵防垢处理技术，但没有有效的解决办法。
发明内容
本发明的目的是为解决现有水源热泵机组在利用城市污水或地表水等非清洁水源时存在投资量大、运行效率低、运行能耗大以及堵塞与污垢难以解决的问题，提供一种包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组。解决上述问题所采用的技术方案是：它由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流装置和蒸发器组成，蒸发器由污水或地表水进口、污水或地表水出口、换热管、流道底面、制冷剂连管、壳体、左封头、右封头、垫块、挡水板和连通部件组成，污水或地表水进口连接在壳体的上部，污水或地表水出口连接在壳体的底部，多个换热管并联连接在流道底面上，与流道底面保持有间隙，多个换热管的两端分别与两个制冷剂连管连通，连通部件与制冷剂连管相连接使多个换热管连接成通路，流道底面的两侧与壳体的内壁相连接，流道底面的端头与制冷剂连管连接，在每个流道底面上端的制冷剂连管的侧面上固定有一个垫块，每个垫块上固定有一个挡水板，左封头和右封头分别与壳体固定连接，换热管与流道底面形成换热槽，换热槽的坡度为n，压缩机的入口与蒸发器内顶端的制冷剂连管相连通，压缩机的出口与冷凝器的入口相连通，冷凝器的出口与干燥过滤器的一端相连通，干燥过滤器的另一端与节流装置的一端相连通，节流装置的另一端与蒸发器内底端的制冷剂连管相连通。本发明与现有技术相比其有益效果是：一、污水或地表水在蒸发器内成明渠流动，所设计的流通断面很大，无堵塞问题，即使有悬浮物，也会保持污水或地表水的流量稳定；二、明渠流动是一种无压、开放式流动，对换热壁面的污垢清洗容易，清洗工作量小，还可及时在线清洗。另外，换热槽壁面上的水流速度较大，水流又自上而下，对杂质与污垢有冲泄和携带作用；三、按明渠流动后，换热壁面的流速大，雷诺准则数大，因此污水或地表水侧的对流换热系数大，机组效率升高；四、不需单独采取防堵防垢技术或设备，工艺简单，投资低。另外，明渠流动阻力小，水泵耗功小，系统能耗降低。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是本发明蒸发器的主视剖视图，图3是图2的A-A剖视图，图4是图2的B-B剖视图，图5是图2的C-C剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：(参见图1～图5)本实施方式由压缩机11、冷凝器12、干燥过滤器13、节流装置14和蒸发器15组成，蒸发器15由污水或地表水进口1、污水或地表水出口2、换热管3、流道底面4、制冷剂连管5、壳体6、左封头7、右封头8、垫块9、挡水板10和连通部件16组成，污水或地表水进口1连接在壳体6的上部，污水或地表水出口2连接在壳体6的底部，多个换热管3并联连接在流道底面4上，与流道底面4保持有间隙，多个换热管3的两端分别与两个制冷剂连管5连通，连通部件16与制冷剂连管5相连接使多个换热管3连接成通路，流道底面4的两侧与壳体6的内壁相连接，流道底面4的端头与制冷剂连管5连接，多个垫块9固定在每个流道底面4的上端制冷剂连管5的侧面，多个挡水板10固定在垫块9的上侧，左封头7和右封头8分别与壳体6固定连接，换热管3与流道底面4形成换热槽17，换热槽17的坡度为n，压缩机11的入口与蒸发器15内顶端的制冷剂连管5相连通，压缩机11的出口与冷凝器12的入口相连通，冷凝器12的出口与干燥过滤器13的一端相连通，干燥过滤器13的另一端与节流装置14的一端相连通，节流装置14的另一端与蒸发器15内底端的制冷剂连管5相连通。本实施方式的工作过程为：污水或地表水从污水或地表水进口进入，然后自上而下，从第一个流道或换热槽逐一流向最后一个，所有流道或换热槽中的流动为明渠流动，水流覆盖换热管，然后从污水或地表水出口流出。制冷剂则从制冷剂连管进入，通过换热管与污水或地表水进行换热，然后从另一侧的制冷剂连管流出。
具体实施方式二：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为0.5％～6％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为1％。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为2％。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为3％。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为4％。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式七：(参见图1、图2)本实施方式蒸发器15中换热槽17的坡度n为5％。其它与具体实施方式二相同。

Claims (7)

1、一种包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，它由压缩机(11)、冷凝器(12)、干燥过滤器(13)、节流装置(14)和蒸发器(15)组成，其特征在于蒸发器(15)由污水或地表水进口(1)、污水或地表水出口(2)、换热管(3)、流道底面(4)、制冷剂连管(5)、壳体(6)、左封头(7)、右封头(8)、垫块(9)、挡水板(10)和连通部件(16)组成，污水或地表水进口(1)连接在壳体(6)的上部，污水或地表水出口(2)连接在壳体(6)的底部，多个换热管(3)并联连接在流道底面(4)上，与流道底面(4)保持有间隙，多个换热管(3)的两端分别与两个制冷剂连管(5)连通，连通部件(16)与制冷剂连管(5)相连接使多个换热管(3)连接成通路，流道底面(4)的两侧与壳体(6)的内壁相连接，流道底面(4)的端头与制冷剂连管(5)连接，在每个流道底面(4)上端的制冷剂连管(5)的侧面上固定有一个垫块(9)，每个垫块(9)上固定有一个挡水板(10)，左封头(7)和右封头(8)分别与壳体(6)固定连接，换热管(3)与流道底面(4)形成换热槽(17)，换热槽(17)的坡度为n，压缩机(11)的入口与蒸发器(15)内顶端的制冷剂连管(5)相连通，压缩机(11)的出口与冷凝器(12)的入口相连通，冷凝器(12)的出口与干燥过滤器(13)的一端相连通，干燥过滤器(13)的另一端与节流装置(14)的一端相连通，节流装置(14)的另一端与蒸发器(15)内底端的制冷剂连管(5)相连通。
2、根据权利要求1所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为0.5％～6％。
3、根据权利要求2所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为1％。
4、根据权利要求2所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为2％。
5、根据权利要求2所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为3％。
6、根据权利要求2所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为4％。
7、根据权利要求2所述的包含防堵防垢的明渠式换热槽的水源热泵机组，其特征在于蒸发器(15)中换热槽(17)的坡度n为5％。
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