CN103353187B - 套管翅片换热器热水空调设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种套管翅片换热器热水空调设备，包括第一压缩机、蒸发器、第一节流装置、套管翅片换热器、第二压缩机、水加热器、第二节流装置、第一风机、第二风机、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀，所述第一压缩机制冷剂出气端与套管翅片换热器制冷剂侧第一端口连接，套管翅片换热器制冷剂侧第三端口与第一节流装置进口端连接，第一节流装置出口端与蒸发器进口连接，蒸发器出口与第一压缩机进口端连接；第一风机进口与蒸发器空气侧出口连接；第二风机与套管翅片换热器空气侧出口连接。本发明可替代现有的电加热、锅炉加热等水加热器，实现高效、安全、无污染的水加热过程，尤其在热带地区建筑物的使用过程中，可同时实现空调降温和热水制取，有效的利用了空调区域转移出来的热量，整个系统的能源效益高。
Description
【技术领域】
本发明涉及套管翅片换热器热水空调设备。
【背景技术】
目前用于热带地区的水加热设备主要有以下几种：
一、锅炉加热产生热水。该种方式主要过程包括燃料的燃烧过程、烟气向水的传热过程和水的受热过程。通过以上过程制取所需温度的热水，但存在以下问题：1、燃料通常为不清洁能源，燃料的燃烧容易形成烟气污染环境，通常需花费昂贵的代价对其进行处理；2、过程中能量由高品位能源向低品位能源转换，存在着不可逆的能源损耗；3、随着能源价格上涨，设备的运行成本不断提高，其经济性较差。
二、电加热产生热水。电加热为电能向热能的转换过程。目前市场上的电加热设备主要有：电加热炉和电加热器。上述设备中电加热部件为核心部件，加热过程中无污染，但存在如下缺点：1、电能转换为热能损耗大，且随着能源价格上涨，运行成本加大；2、电能的获取极大的消耗了一次能源，且存在着高污染、低效益等缺点。
三、热泵热水器。该种设备主要通过将压缩机、冷凝器(水加热器)、蒸发器、节流装置等部件将热量从低温热源向高温热源转移，实现热水的制取。低温热源为空气、水、土壤等。该种方式与上述两种方式比较节能效益明显，但存在如下缺点：制取热水的同时，没有充分利用系统生成的冷量。
目前用于热带地区的空调装置主要有压缩式制冷空气调节器，该种设备由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置构成。以上设备或系统可实现热量由室内转移至室外，室内温度降低。但存在着没有利用热量的缺点。
当建筑物同时存在热水和空调需求时，通常需要设置一套空调设备和一套热水设备，加大了设备的初投资和运行成本。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种套管翅片换热器热水空调设备，结构简单，节能环保，可单独实现热带地区建筑热水制取或者空调降温以及同时的室内空调降温和热水制取。
为实现上述目的，本发明提出了一种套管翅片换热器热水空调设备，包括第一压缩机、蒸发器、第一节流装置、套管翅片换热器、第二压缩机、水加热器、第二节流装置、第一风机、第二风机、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀，所述第一压缩机制冷剂出气端与套管翅片换热器制冷剂侧第一端口连接，套管翅片换热器制冷剂侧第三端口与第一节流装置进口端连接，第一节流装置出口端与蒸发器进口连接，蒸发器出口与第一压缩机进口端连接；第一风机进口与蒸发器空气侧出口连接；第二风机与套管翅片换热器空气侧出口连接；第二压缩机出气端与水加热器制冷剂侧进口端连接，水加热器制冷剂侧出口段与第二节流装置进口端连接，第二节流装置出口端通过第二截止阀与套管翅片换热器制冷剂侧第二端口连接，套管翅片换热器制冷剂侧第四端口通过第三截止阀与第二压缩机进口端连接；所述套管翅片换热器制冷剂侧第三端口与第一节流装置进口端之间设有第一截止阀。
作为优选，所述套管翅片换热器由外管、内管、翅片组构成，内管置于外管之内，外管上套有翅片组，套管翅片换热器的制冷剂侧第一端口和制冷剂侧第三端口位于外管上，套管翅片换热器的制冷剂侧第二端口和制冷剂侧第四端口位于内管上。
作为优选，所述第一节流装置、第二节流装置均为电子膨胀阀。
作为优选，所述第一压缩机、第二压缩机均为螺杆式压缩机。
作为优选，所述蒸发器采用空气加热式蒸发器；蒸发器由铜管套铝片构成。
本发明的有益效果：本发明可替代现有的电加热、锅炉加热等水加热器，实现高效、安全、无污染的水加热过程，尤其在热带地区建筑物的使用过程中，可同时实现空调降温和热水制取，有效的利用了空调区域转移出来的热量，整个系统的能源效益高。同时设备可单独作为空调器或水加热器使用，有效的减少了建筑物内的设备数量，节省建筑空间。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明本发明套管翅片换热器制热水空调设备的结构示意图。
【具体实施方式】
参阅图1，套管翅片换热器热水空调设备，包括第一压缩机1、蒸发器6、第一节流装置5、套管翅片换热器7、第二压缩机2、水加热器3、第二节流装置4、第一风机9、第二风机8、第二截止阀V2、第三截止阀V3、第四截止阀V4，所述第一压缩机1制冷剂出气端与套管翅片换热器7制冷剂侧第一端口连接，套管翅片换热器7制冷剂侧第三端口与第一节流装置5进口端连接，第一节流装置5出口端与蒸发器6进口连接，蒸发器6出口与第一压缩机1进口端连接；第一风机9进口与蒸发器6空气侧出口连接；第二风机8与套管翅片换热器7空气侧出口连接；第二压缩机2出气端与水加热器3制冷剂侧进口端连接，水加热器3制冷剂侧出口段与第二节流装置4进口端连接，第二节流装置4出口端通过第二截止阀V2与套管翅片换热器7制冷剂侧第二端口连接，套管翅片换热器7制冷剂侧第四端口通过第三截止阀V3与第二压缩机2进口端连接。
水加热侧循环：第二压缩机2出气端与水加热器3制冷剂侧进口端连接，水加热器3制冷剂侧出口段与第二节流装置4进口端连接，第二节流装置4出口端通过第二截止阀V2与套管翅片换热器7制冷剂侧第二端口连接，套管翅片换热器7制冷剂侧第四端口通过第三截止阀V3与第二压缩机2进口端连接。
空调侧循环：第一压缩机1制冷剂出气端与套管翅片换热器7制冷剂侧第一端口连接，套管翅片换热器7制冷剂侧第三端口与第一节流装置5进口端连接，第一节流装置5出口端与蒸发器6进口连接，蒸发器6出口与第一压缩机1进口端连接；第一风机9进口与蒸发器6空气侧出口连接。第二风机8与套管翅片换热器7空气侧出口连接。
只有空调工况运行：此时关闭第二截止阀V2、第三截止阀V3，打开第一截止阀V1、第四截止阀V4。制冷剂循环为：制冷剂由第一压缩机1出气端通过第四截止阀V4从套管翅片换热器7制冷剂入口流入套管翅片换热器7第一端口，经与管外的空气热量传递后，由套管翅片换热器7制冷剂第四端口通过第一截止阀V1流入第一节流装置5入口，经节流减压降温后由第一节流装置5出口流入蒸发器6制冷剂入口，经换热后由蒸发器6制冷剂出口进入第一压缩机1的吸气端；第一风机9开启强制空气流过翅片间隙与蒸发器6内制冷剂发生热交换使得空气温度降低；第二风机8开启强制空气流过翅片间隙与套管翅片换热器7外套管内的制冷剂换热吸收热量。
只有水加热工况运行时：此时关闭第一截止阀V1、第四截止阀V4，打开第二截止阀V2、第三截止阀V3。制冷剂循环为：制冷剂由第二压缩机2出气端进入水加热器3制冷剂入口端，与制冷剂管外的冷水充分换热后由水加热器3制冷剂出口流出进入第二节流装置4，经第二节流装置2降压降温后，进入套管翅片换热器7第二端口，与外管外的空气换热后由套管翅片换热器7第三端口流出，随后进入第二压缩机2的吸气端；第二风机8开启强制空气流过翅片间隙与套管翅片换热器7套管内的制冷剂换热。
当空调工况与水加热工况同时存在时：此时打开第一截止阀V1、第二截止阀V2、第三截止阀V3、第四截止阀V4。空调侧制冷剂循环：制冷剂由第一压缩机1出气端通过第四截止阀V4从套管翅片换热器7制冷剂入口流入套管翅片换热器7第一端口，经与内管水加热侧制冷剂换热后，由套管翅片换热器7制冷剂第四端口通过第一截止阀V1流入第一节流装置5入口，经节流减压降温后由第一节流装置5出口流入蒸发器6制冷剂入口，经换热后由蒸发器6制冷剂出口进入第一压缩机1的吸气端，此时第一风机9开启强制空气流过翅片间隙与蒸发器6内制冷剂发生热交换使得空气温度降低；水加热侧制冷剂循环：制冷剂由第二压缩机2出气端进入水加热器3制冷剂入口端，与制冷剂管外的冷水充分换热后由水加热器3制冷剂出口流出进入第二节流装置4，经第二节流装置2降压降温后，进入套管翅片换热器7第二端口，与外管内空调侧制冷剂换热后由套管翅片换热器7第三端口流出，随后进入第二压缩机2的吸气端。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.套管翅片换热器热水空调设备，其特征在于：包括第一压缩机(1)、蒸发器(6)、第一节流装置(5)、套管翅片换热器(7)、第二压缩机(2)、水加热器(3)、第二节流装置(4)、第一风机(9)、第二风机(8)、第二截止阀(V2)、第三截止阀(V3)、第四截止阀(V4)，所述第一压缩机(1)制冷剂出气端与套管翅片换热器(7)制冷剂侧第一端口连接，套管翅片换热器(7)制冷剂侧第三端口与第一节流装置(5)进口端连接，第一节流装置(5)出口端与蒸发器(6)进口连接，蒸发器(6)出口与第一压缩机(1)进口端连接；第一风机(9)进口与蒸发器(6)空气侧出口连接；第二风机(8)与套管翅片换热器(7)空气侧出口连接；第二压缩机(2)出气端与水加热器(3)制冷剂侧进口端连接，水加热器(3)制冷剂侧出口段与第二节流装置(4)进口端连接，第二节流装置(4)出口端通过第二截止阀(V2)与套管翅片换热器(7)制冷剂侧第二端口连接，套管翅片换热器(7)制冷剂侧第四端口通过第三截止阀(V3)与第二压缩机(2)进口端连接；所述套管翅片换热器(7)制冷剂侧第三端口与第一节流装置(5)进口端之间设有第一截止阀(V1)。
2.如权利要求1所述的套管翅片换热器热水空调设备，其特征在于：所述套管翅片换热器(7)由外管、内管、翅片组构成，内管置于外管之内，外管上套有翅片组，套管翅片换热器(7)的制冷剂侧第一端口和制冷剂侧第三端口位于外管上，套管翅片换热器(7)的制冷剂侧第二端口和制冷剂侧第四端口位于内管上。
3.如权利要求1所述的套管翅片换热器热水空调设备，其特征在于：所述第一节流装置(5)、第二节流装置(4)均为电子膨胀阀。
4.如权利要求1所述的套管翅片换热器热水空调设备，其特征在于：所述第一压缩机(1)、第二压缩机(2)均为螺杆式压缩机。
5.如权利要求1至4中任一项所述的套管翅片换热器热水空调设备，其特征在于：所述蒸发器(6)采用空气加热式蒸发器；蒸发器由铜管套铝片构成。
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