CN103615795A - 一种用于海水源热泵的毛细管换热系统 - Google Patents

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李绪泉
胡松涛
常忠
刘国丹
施志钢
王刚
王海英
于慧俐
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Abstract

本发明公开了一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端毛细管网系统，其中，毛细管网前端换热系统包括毛细管前端换热器，支路阀门I、J，及循环水泵K，水源热泵系统包括蒸发器，冷凝器，及与蒸发器与冷凝器的a-h接口对应连接的阀门A-H，用户末端毛细管网系统包括末端毛细管散热器及循环水泵L；具有换热效率高、造价低廉、换热均匀、压力损失小、高效节能、绿色环保、安装方便、耐高温高压、易清洗的优点。

Description

一种用于海水源热泵的毛细管换热系统
技术领域
本发明涉及一种毛细管网换热系统，特别涉及一种用于海水源热泵的毛细管换热系统。
背景技术
建筑能耗来源一般分为高品位能源和低品位能源。建筑采暖一般只需要40～60℃的低品位能源，目前建筑物室内采暖主要依靠矿物燃料的直接燃烧，这样一方面造成资源的浪费，另一方面矿物燃料燃烧产生的大量污染物会污染环境。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。
水源热泵具有高效节能、运行稳定可靠、环境效益显著等优点，但水源热泵对地下水的要求比较高，需要良好的地下水源条件，开式系统使用的板式换热器造价较高，需设置较为复杂的海水过滤系统，投资较大，维护复杂。闭式系统前端换热器采用塑料盘管换热器，盘管换热器管径较大，一般采用20mm、25mm、.32mm、40mm几种规格的塑料管。占地面积大，换热效率低，对水深有一定的要求。然而由于水源的情况复杂多样，普通的地表水前端换热系统不能有效的适应各种水源，因此如何寻找到能够适应各种水域且换热效率高、造价低廉的前端换热系统成为解决地表水前端取热的一个重要问题。
发明内容
为解决上述现有技术不足，本发明提出一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，具有换热效率高、造价低廉、换热均匀、压力损失小、高效节能、绿色环保、安装方便、耐高温高压、易清洗的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端毛细管网系统，其中，毛细管网前端换热系统包括毛细管前端换热器1，支路阀门I、J，及循环水泵K，水源热泵系统包括蒸发器2，冷凝器3，及与蒸发器2与冷凝器3的a-h接口对应连接的阀门A-H，用户末端毛细管网系统包括末端毛细管散热器4及循环水泵L；
整个系统通过管路连接，其中，蒸发器2的出口a、b、e、f与阀门A、B、E、F对应连接，冷凝器3的出口c、d、g、h与阀门C、D、G、H对应连接，阀门A、C与循环水泵K相连，循环水泵K通过支路阀门I、J连接毛细管前端换热器1出口端，阀门B、D连接毛细管前端换热器1入口端，阀门E、G与循环水泵L连接，循环水泵L连接末端毛细管散热器4入口端，阀门F、H连接末端毛细管散热器4出口端。
冬、夏季利用阀门对管路进行切换实现供热供冷的转变。
所述的毛细管前端换热器1和末端毛细管散热器4均采用4.3×0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05～0.2m／s，毛细管间距为10mm、20mm或40mm，管材为ppr管材或pe-rt管材，毛细管内流动状态均为层流。
所述的毛细管前端换热器1主要由毛细管席构成，多个毛细管席并联形成一个网箱，连接方式采用同程式连接，多个网箱进行并联形成系统总体，网箱之间相互没有影响，网箱各支路设有阀门，可根据换热量的变化调节使用网箱个数。
所述的末端毛细管散热器4主要为毛细管席，可铺设至房间地板、墙壁、天花板进行辐射换热。
所述的毛细管网前端换热系统可以置于近海，从海水提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：把传统开式取水系统变成闭式循环系统，具有换热效率高、造价低廉、换热均匀、压力损失小、高效节能、绿色环保、安装方便、耐高温高压、易清洗的优点。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
其中：1-毛细管前端换热器，2-蒸发器，3-冷凝器，4-末端毛细管散热器，I、J-支路阀门，L、K-循环水泵，A、B、C、D、E、F、G、H-阀门。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式：
如图所示，本发明的结构原理为：
一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端毛细管网系统，其中，毛细管网前端换热系统包括毛细管前端换热器1，支路阀门I、J，及循环水泵K，水源热泵系统包括蒸发器2，冷凝器3，及与蒸发器2与冷凝器3的a-h接口对应连接的阀门A-H，用户末端毛细管网系统包括末端毛细管散热器4及循环水泵L；
整个系统通过管路连接，其中，蒸发器2的出口a、b、e、f与阀门A、B、E、F对应连接，冷凝器3的出口c、d、g、h与阀门C、D、G、H对应连接，阀门A、C与循环水泵K相连，循环水泵K通过支路阀门I、J连接毛细管前端换热器1出口端，阀门B、D连接毛细管前端换热器1入口端，阀门E、G与循环水泵L连接，循环水泵L连接末端毛细管散热器4入口端，阀门F、H连接末端毛细管散热器4出口端。
冬、夏季利用阀门对管路进行切换实现供热供冷的转变。
所述的毛细管前端换热器1和末端毛细管散热器4均采用4.3×0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05～0.2m／s，毛细管间距为10mm、20mm或40mm，管材为ppr管材或pe-rt管材，毛细管内流动状态均为层流。
所述的毛细管前端换热器1主要由毛细管席构成，多个毛细管席并联形成一个网箱，连接方式采用同程式连接，多个网箱进行并联形成系统总体，网箱之间相互没有影响，网箱各支路设有阀门，可根据换热量的变化调节使用网箱个数。
所述的末端毛细管散热器4主要为毛细管席，可铺设至房间地板、墙壁、天花板进行辐射换热。
所述的毛细管网前端换热系统可以置于近海，从海水提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统。
本发明的工作原理为：
在夏季供冷时，阀门A、B、G、H断开，阀门C、D、E、F闭合，冷凝器3释放出来的余热通过阀门C进入毛细管前端换热系统将热量释放到海水中，然后冷却的毛细管中的溶液通过阀门D进入冷凝器3继续循环。同时蒸发器2制出的冷量经阀门E进入末端毛细管散热器4释放到房间中，释放完后经阀门F返回蒸发器2。
夏季供冷毛细管前端换热器1内换热介质的循环路线为在毛细管内与海水进行换热，排出多余热量，通过阀门D进入冷凝器3，被加热后经过阀门C离开冷凝器3，通过循环水泵K，经过支路阀门I、J返回前端毛细管换热器。
末端毛细管换热器内换热介质的循环路线为毛细管内换热介质在末端毛细管散热器4内释放冷量，被加热后经过阀门F进入蒸发器2，冷却后经过阀门E流出蒸发器2，经过循环水泵L返回末端毛细管。
在冬季供热时，阀门A、B、G、H闭合，阀门C、D、E、F断开，毛细管前端换热器1从海水中提取热量，管内溶液通过阀门B进入蒸发器2换热，循环完毕后经阀门A回到毛细管换热器。同时冷凝器3释放出来的热量经阀门G进入末端毛细管散热器4，然后经阀门H回到冷凝器3中。
冬季供热毛细管前端换热器1内换热介质的循环路线为在毛细管内与海水进行换热，加热后通过阀门B进入蒸发器2，被冷却后经过阀门A离开蒸发器2，通过循环水泵K，经过支路阀门I、J返回毛细管前端换热器1。
末端毛细管换热器4内换热介质的循环路线为毛细管内换热介质在末端毛细管席内释放热量，冷却后经过阀门H进入冷凝器3，冷却后经过阀门G流出冷凝器3，经过循环水泵L返回末端毛细管。

Claims (6)

1.一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，其特征在于，包括毛细管网前端换热系统、水源热泵系统、用户末端毛细管网系统，其中，毛细管网前端换热系统包括毛细管前端换热器(1)，支路阀门I、J，及循环水泵K，水源热泵系统包括蒸发器(2)，冷凝器(3)，及与蒸发器(2)与冷凝器(3)的a-h接口对应连接的阀门A-H，用户末端毛细管网系统包括末端毛细管散热器(4)及循环水泵L； 
整个系统通过管路连接，其中，蒸发器(2)的出口a、b、e、f与阀门A、B、E、F对应连接，冷凝器(3)的出口c、d、g、h与阀门C、D、G、H对应连接，阀门A、C与循环水泵K相连，循环水泵K通过支路阀门I、J连接毛细管前端换热器(1)出口端，阀门B、D连接毛细管前端换热器(1)入口端，阀门E、G与循环水泵L连接，循环水泵L连接末端毛细管散热器(4)入口端，阀门F、H连接末端毛细管散热器(4)出口端。 
2.如权利要求1所述的一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，其特征在于：冬、夏季利用阀门对管路进行切换实现供热供冷的转变。 
3.如权利要求2所述的一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，其特征在于：所述的毛细管前端换热器(1)和末端毛细管散热器(4)均采用4.3×0.85mm标准毛细管，每根毛细管内的流速为0.05～0.2m／s，毛细管间距为10mm、20mm或40mm，管材为ppr管材或pe-rt管材，毛细管内流动状态均为层流。 
4.如权利要求3所述的一种用于海水源热泵的毛细管换热系统， 其特征在于：所述的毛细管前端换热器(1)由毛细管席构成，多个毛细管席并联形成一个网箱，连接方式采用同程式连接，多个网箱进行并联形成系统总体，网箱之间相互没有影响，网箱各支路设有阀门，可根据换热量的变化调节使用网箱个数。 
5.如权利要求3所述的一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，其特征在于：所述的末端毛细管散热器(4)为可铺设至房间地板、墙壁、天花板进行辐射换热的毛细管席。 
6.如权利要求5所述的一种用于海水源热泵的毛细管换热系统，其特征在于：所述的毛细管网前端换热系统为可置于近海，从海水提取能量的闭式循环系统。 
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