CN103868276A

CN103868276A - 一种超导式复合源热泵系统

Info

Publication number: CN103868276A
Application number: CN201410128385.XA
Authority: CN
Inventors: 巢民强
Original assignee: Shenzhen J&h Intelligent Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen J&h Intelligent Energy Technology Co ltd
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明适用于新能源与节能环保领域，提供了一种超导式复合源热泵系统，其包括用压缩机、电磁四通阀、第一冷凝器、第二冷凝器、热回收器、节流器、蒸发器、气液分离器用管道串联连接，通过热量循环管路将超导热管与冷凝器连接传导热量。本发明首创将复合源热泵系统与超导热管结合，通过超导热管与复合源热泵系统高效传热，传导散热效果显著提高，可进一步提高复合源热泵系统能效比，节能环保。

Description

一种超导式复合源热泵系统

技术领域

本发明属于新能源与节能环保领域，尤其涉及一种超导式复合源热泵系统领域，更具体地说，是一种涉及将复合源热泵系统与超导热管结合，通过超导热管与复合源热泵系统机组密切接触导热，传导散热效果显著提高的新技术发明。

背景技术

超导热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力，现已被广泛应用在宇航、军工、散热器制造等行业并取得了显著效果。

水（地）源热泵技术是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，其通常是转移地下土壤或水中热量或者冷量到所需要的地方，还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季把热量从地下土壤或水中转移到建筑物内，夏季再把地下或水中的冷量转移到建筑物内，整个系统形成一个冷热循环系统，如将水源热泵热水机与超导热管技术结合，充分利用超导热管的导热性能，提高水源热泵热水机性能系统，提高能效比，可最大实现节能减排的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导式复合源热泵系统，旨在解决复合源热泵系统散热效率不高，施工难度大，受施工场地限制，进一步提高系统能效比的问题

本发明是这样实现的。

一种超导式复合源热泵系统，其压缩机1用管道依次与电磁四通阀2、第一冷凝器3、第二冷凝器11、热回收器13、节流器4、蒸发器5、气液分离器6串联连接，所述第一冷凝器3通过热量循环管路10与第二循环水泵9串联连接，所述蒸发器5通过第一循环水泵7与使用侧末端循环系统串联连接，所述热量循环管路10与超导热管8接触连接，所述第二冷凝器11通过管路与第一冷凝器3和热回收器13串联连接，所述热回收器13通过第三循环水泵14与热水使用末端循环系统串联连接。

上述第一冷凝器3采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

上述节流器4采用毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀。

上述蒸发器5采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

上述超导热管8采用有芯热管、重力热管、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管及其他具有相同导热功能的热管。

上述热量循环管路10置于采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水中。

上述第二冷凝器11采用翅片换热器、蒸发式换热器、蛇形管、铜管、钛管或其他同等换热效果的换热器。

上述热回收器13采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

上述超导热管8内通过水、氟利昂、氨或其他换热工质传导换热。

上述超导热管8置于河水、井水、湖泊水、海水、污水、土壤或其他相似换热介质当中进行换热。

采用上述技术方案，本发明将复合源热泵系统与超导热管结合利用在同一个系统中，第一冷凝器通过热量循环管路及超导热管与水或其他换热介质进行换热，系统制冷工作时，第一冷凝器通过热量循环管路及超导热管与水或其他换热介质进行放热，超导热管不断吸收冷凝器中热量与水或其他换热介质中热量交换，当需要热水时，第一冷凝器停止工作，热回收器开启加热热水，当不需超导热管换热及热水时，第二冷凝器及风机开启散热，系统制热工作时，电磁四通阀换向，原第一冷凝器和第二冷凝器转换为蒸发器，系统通过第一冷凝器热量循环管路及超导热管吸收水或其他换热介质中热量或通过第二冷凝器强制换热，蒸发器吸热散冷，上述复合源热泵系统与超导热管结合换热，可最大程度提高换热器换热效率，促使机组系统工作达到最佳状态，降低施工及材料成本，高效节能环保。

附图说明

图1是本发明实施例提供的系统原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，其压缩机1用管道依次与电磁四通阀2、第一冷凝器3、第二冷凝器11、热回收器13、节流器4、蒸发器5、气液分离器6串联连接，所述第一冷凝器3通过热量循环管路10与第二循环水泵9串联连接，所述蒸发器5通过第一循环水泵7与使用侧末端循环系统串联连接，所述热量循环管路10与超导热管8接触连接，所述第二冷凝器11通过管路与第一冷凝器3和热回收器13串联连接，所述热回收器13通过第三循环水泵14与热水使用侧末端循环系统串联连接，所述系统形成一个可使冷媒在其中封闭循环运转，给使用侧末端提供所需冷量或热量，完成制冷供暖。

请参阅图1，所述第一冷凝器3采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器，所述第一冷凝器3，其通过热量循环管路10、第二循环水泵9组成水路系统与超导热管8连接进行热量交换。

请参阅图1，所述蒸发器5采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器，所述蒸发器5通过第一循环水泵7与使用侧末端设备组成水路循环系统串联连接，进行热量交换。

请参阅图1，所述超导热管8采用有芯热管、重力热管、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管及其他具有相同导热功能的热管，所述超导热管8内通过水、氟利昂、氨或其他换热工质传导换热，将水中热量通过超导热管8及热量循环管路10、第二循环水泵9与冷凝器3进行热量交换。

请参阅图1，所述第二冷凝器11采用翅片换热器，其通过风机12强制换热。

请参阅图1，所述热回收器13采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器，其通过第三循环水泵14与热水使用侧末端及其管路组成水路循环系统。

本实施例具有以下四种工况，在这种工作状态中，所述第一冷凝器3为板式换热器，所述节流器4为热力膨胀阀，所述蒸发器5为板式换热器，所述超导热管8为重力热管，所述第二冷凝器11为翅片换热器，所述热回收器13为板式换热器。

工况一：请参阅图1，其主要工作过程如下：机组接通电源后，压缩机1开启，压缩机1压缩冷媒通过电磁四通阀2进入到第二冷凝器3中，同时，第二循环水泵9开启，冷却水与冷媒进行热交换，冷媒温度降低，热量通过热量循环管路10传导至超导热管8，超导热管8吸收热量后与水进行热交换，最终将冷凝器中热量交换至水中，冷媒通过冷凝器3温度降低后通过第二冷凝器11、热回收器13进入节流器4中，通过节流器4节流，节流后冷媒进入蒸发器5中，第一循环水泵7开启，冷媒在蒸发器5中吸热蒸发，冷媒温度上升，冷冻水温度降低，提供所需冷量，冷媒经过蒸发器5后通过电磁四通阀2、气液分离器6后回到压缩机1中，系统进入到下一个循环。

所述工况中，第一循环水泵7、第二循环水泵9开启，风机12、第三循环水泵14关闭。

工况二：请参阅图1，其主要工作过程如下：机组接通电源后，压缩机1开启，压缩机1压缩冷媒通过电磁四通阀2、第一冷凝器3进入到第二冷凝器11中，同时，风机12开启，空气与冷媒进行热交换，冷媒温度降低，冷媒温度降低后通过热回收器13进入节流器4中，通过节流器4节流，节流后冷媒进入蒸发器5中，第一循环水泵7开启，冷媒在蒸发器5中吸热蒸发，冷媒温度上升，冷冻水温度降低，提供所需冷量，冷媒经过蒸发器5后通过电磁四通阀2、气液分离器6后回到压缩机1中，系统进入到下一个循环。

所述工况中，第一循环水泵7、风机12开启，第二循环水泵9、第三循环水泵14关闭。

工况三：请参阅图1，其主要工作过程如下：机组接通电源后，压缩机1开启，压缩机1压缩冷媒通过电磁四通阀2、第一冷凝器3、第二冷凝器11进入到热回收器13中，同时，第三循环水泵14开启，循环水与冷媒进行热交换，冷媒温度降低，循环水温度上升，冷媒温度降低后进入节流器4中，通过节流器4节流，节流后冷媒进入蒸发器5中，第一循环水泵7开启，冷媒在蒸发器5中吸热蒸发，冷媒温度上升，冷冻水温度降低，提供所需冷量，冷媒经过蒸发器5后通过电磁四通阀2、气液分离器6后回到压缩机1中，系统进入到下一个循环。

所述工况中，第一循环水泵7、第三循环水泵14开启，第二循环水泵9、风机12关闭。

工况四：请参阅图1，其主要工作过程如下：机组接通电源后，压缩机1开启，压缩机1压缩冷媒通过电磁四通阀2换向后进入到蒸发器5中，第一循环水泵7开启，冷媒与冷却水进行热交换，冷媒温度降低，冷却水温度上升，提供使用侧末端所需热量，冷媒通过蒸发器5后进入节流器4中，通过节流器4节流，节流后冷媒通过热回收器13依次进入第二冷凝器11、第一冷凝器3中，第二循环水泵9开启，冷媒在第一冷凝器3中与热量循环管路10中水进行热交换，冷媒吸热温度上升，热量循环管路10中水温度降低，冷量通过热量循环管路10传导至超导热管8，超导热管8放热后与水进行热交换，最终将冷量交换至水中，冷媒吸热后通过电磁四通阀2、气液分离器6后回到压缩机1中，系统进入到下一个循环。

所述工况中，第一循环水泵7、第二循环水泵9开启，风机12第三循环水泵14关闭。

所述工况中，可以同时开启风机12或单独开启风机12通过第二冷凝器11强制换热将冷量交换至空气中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：压缩机（1）用管道依次与电磁四通阀（2）、第一冷凝器（3）、第二冷凝器（11）、热回收器（13）、节流器（4）、蒸发器（5）、气液分离器（6）串联连接，所述第一冷凝器（3）通过热量循环管路（10）与第二循环水泵（9）串联连接，所述蒸发器（5）通过第一循环水泵（7）与使用侧末端循环系统串联连接，所述热量循环管路（10）与超导热管（8）接触连接，所述第二冷凝器（11）通过管路与第一冷凝器（3）和热回收器（13）串联连接，所述热回收器（13）通过第三循环水泵（14）与热水使用末端循环系统串联连接。

2.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述第一冷凝器（3）采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

3.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述节流器（4）采用毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀。

4.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述蒸发器（5）采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

5.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述超导热管（8）采用有芯热管、重力热管、重力辅助热管、旋转热管、电流体动力热管、磁流体动力热管、渗透热管及其他具有相同导热功能的热管。

6.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述热量循环管路（10）置于采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水中。

7.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述第二冷凝器（11）采用翅片换热器、蒸发式换热器、蛇形管、铜管、钛管或其他同等换热效果的换热器。

8.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述热回收器（13）采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

9.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述超导热管（8）内通过水、氟利昂、氨或其他换热工质传导换热。

10.如权利要求1所述的一种超导式复合源热泵系统，其特征在于：所述超导热管（8）置于河水、井水、湖泊水、海水、污水、土壤或其他相似换热介质当中进行换热。