CN104215108A - 热泵蓄能套管换热器 - Google Patents

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CN104215108A CN201410451224.4A CN201410451224A CN104215108A CN 104215108 A CN104215108 A CN 104215108A CN 201410451224 A CN201410451224 A CN 201410451224A CN 104215108 A CN104215108 A CN 104215108A
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吴卫平
刘秋克
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Abstract

本发明型公开了热泵蓄能套管换热器，其包括由蓄热能罐体组件，壳程套管双导组件，管程螺旋管换热组件组成，其特征在于采用蓄热能罐体组件、壳程套管双导组件、管程螺旋管换热组件技术替代传统的热泵单一功能的套管冷凝器/蒸发器、单一的盘管热水罐，减少附属设备数量，提高传统空气源热泵、闭式热源塔热泵、水源热泵的运行稳定性和降低成本，实现高效吸收提升雾霾湿冷热源、实现环保供暖。

Description

热泵蓄能套管换热器
技术领域
本发明型涉及的热泵蓄能套管换热器涉及到新能源节能设备配套领域。
背景技术
应用高效的低热源热泵进行供热是减少化石能源污染的主要措施。由于我国沿用国际传统热泵技术的构造，关键附属配套中落后的热交换设备降低了热泵整机效率，导致热泵在雾霾湿冷热源下运行不稳定，过多的频繁融霜过程导致供热场所一会吹冷风，一会吹热风现象，同时限制了热泵迅速进入正常工作温度，造成热泵升温较慢、工作不稳定。要实现利用热泵技术净化雾霾空气吸收低温位湿冷热源，就必须有高性能的主体设备进行配套组合，充分吸收雾霾湿冷热源能力、提高热泵机组工作稳定性。
发明内容
本发明型热泵蓄能套管换热器目的在于采用高性能的蓄热能罐体组件、壳程套管双导组件、管程螺旋管换热组件技术替代传统的热泵单一功能，将套管冷凝器/蒸发器、单一的盘管热水罐整合为一体，减少附属设备数量，提高传统空气源热泵、闭式热源塔热泵、水源热泵的运行稳定性以及降低成本，实现高效吸收提升雾霾湿冷热源和环保供暖。
本发明型的技术方案是：本发明由蓄热能罐体组件1，壳程套管双导组件2，管程螺旋管换热组件3组成。
蓄热能罐体组件1包括蓄能罐体，罐体支架，蓄能介质入口，蓄能介质出口，介质膨胀口，介质充排口，保温程，柔性管套，蓄能介质。
所述蓄能罐体安装于罐体支架上，蓄能介质入口安装于蓄能罐体上部，蓄能介质入口安装于蓄能罐体下部 ，介质膨胀口安装于蓄能罐体顶部，介质充排口安装于蓄能罐体底部，柔性外套焊接于蓄能罐体端部一侧，保温程包裹蓄能罐体，蓄能罐体壳体内装有套管盘管，套管进出口通过柔性外套密封引出，蓄能介质充注于蓄能罐体壳体内。 
壳程套管双导组件2包括壳程套管，盘管组支架，壳程套管入口集管2-3，壳程套管出口集管。
所述壳程套管通过盘管组支架安装于蓄能罐体壳体内，壳程套管两端通过柔性外套密封引出分别与壳程套管入口、出口集管连接。
管程螺旋管换热组件3包括管程螺旋管，管程入口集管，管程出口集管。
所述管程螺旋管同轴穿入壳程套管内部，通过加工形成盘管组，管程螺旋管两端分别与壳程套管的端部进行气密焊接，管程螺旋管两端接口分别与管程入口集管、管程出口集管气密焊接组成盘管组。
附图说明
图1为本发明型一实施例“热泵蓄能套管换热器”结构示意图；
图2为图一沿A-A方向的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1、图2对本发明型一实施例“热泵蓄能套管换热器”结构示意图作进一步说明。
参照附图，本实施例包括由蓄热能罐体组件1，壳程套管双导组件2，管程螺旋管换热组件3组成。
说明：图中箭头表示循环介质、液体、水体循环流动方向。
蓄热能罐体组件1包括： 蓄能罐体1-1；罐体支架1-2；蓄能介质入口1-3；蓄能介质出口1-4；介质膨胀口1-5；介质充排口1-6；保温层1-7，柔性管套1-8，蓄能介质1-9。
所述蓄能罐体1-1安装于罐体支架1-2上；蓄能介质入口1-3安装于蓄能罐体1-1上部；蓄能介质出口1-4安装于蓄能罐体1-1下部；介质膨胀口1-5安装于蓄能罐体1-1顶部；介质充排口1-6安装于蓄能罐体1-1底部；柔性外套1-8焊接于蓄能罐体1-1端部一侧；保温层1-7包裹蓄能罐体1-1外部；蓄能罐体1-1壳体内装有壳程套管2-1盘管；套管2-1进出口通过柔性外套1-8密封引出；蓄能介质1-9充注于蓄能罐体1-1壳体内。 
壳程套管双导组件2包括： 壳程套管2-1；盘管组支架2-2；壳程套管入口集管2-3；壳程套管出口集管2-4。
所述壳程套管2-1通过盘管组支架2-2安装于蓄能罐体1-1壳体内；壳程套管2-1两端通过柔性外套1-8密封引出分别与壳程套管入口集管2-3、壳程套管出口集管2-4连接。
管程螺旋管换热组件3包括： 管程螺旋管3-1；管程入口集管3-2；管程出口集管3-3。
所述管程螺旋管3-1同轴穿入壳程套管2-1内部，通过加工形成盘管组；管程螺旋管3-1两端分别与壳程套管2-1的端部进行气密焊接；管程螺旋管3-1两端接口分别与管程入口集管3-2、管程出口集管3-3气密焊接组成盘管组。
热泵蓄能套管换热器工作原理
所述蓄能罐体1-1为常压罐体，罐体内根据需要可充注相变介质、可循环的蓄热能融霜热源介质、加热循环卫生热水，作为蓄热能具有如下作用：
1.1用于常规空气源热泵系统，蓄能罐体1-1可充注相变介质，蓄能罐体1-1相变介质吸收了来自壳程外套管2-1盘管组释放的高温位热能，产生相变，为热泵周期性融霜储存热源。当热泵进入融霜工况，负荷泵停止运行，此时热泵融霜热源取自壳程外套管2-1盘管组吸收的蓄能罐体1-1相变介质的热能，相变介质逐渐凝固释放潜热。当热泵在较低负荷温度下进行初始运行阶段时，此时吸收的蓄热能可以迅速帮助热泵提高到正常工作温度状态点，从而实现稳定运行，提高了热泵低温供热性能；
1.2用于空气源热泵供暖和热水系统，蓄能罐体1-1可充注循环卫生热水，除具备1.1蓄热功能特点外，还可以提供卫生热水；
1.3用于热源塔热泵介质热源传递系统，蓄能罐体1-1可充注防冻循环介质，具备1.1蓄热功能特点，其蓄能罐体1-1内的蓄热能介质作为热流体可直接作为换热介质传递热源表冷器融霜的热源，系统不需要进行热泵四通阀换向取热运行融霜，同时蓄能罐体1-1又是介质传递热源表冷器的循环介质的缓冲膨胀罐。
壳程套管换热组件2工作原理（见图1、图2）：
来自热泵压缩机的高压制冷剂蒸汽经壳程套管入口集管2-3进入壳程套管2-1盘管组向管程螺旋管3-1盘管组内的逆流循环介质、蓄能罐体1-1壳体内的蓄热能介质双向导热释放高温位能，高压制冷剂蒸汽冷凝为高压制冷剂液体由壳程套管出口集管2-4排出送入热泵，进行逆卡诺循环实现工质冷凝的热交换过程。
管程螺旋管换热组件3工作原理（见图1、图2）：
来自热泵压缩机的高压制冷剂蒸汽经壳程套管入口集管2-3进入壳程套管2-1壳程向管程螺旋管3-1内的逆流循环介质释放高温位能，管程螺旋管3-1内的循环介质温度升高、焓值增加，在外负荷泵的驱动下，热循环介质经由管程出口集管3-3进入供热场所，释放显热能后温度降低、焓值下降，经管程入口集管3-2进入管程螺旋管3-1盘管组循环吸收来自壳程套管2-1高温位能（来自热泵工质循环压缩机排气）实现供暖场所的供热循环。

Claims (3)

1.热泵蓄能套管换热器，由蓄热能罐体组件，壳程套管双导组件，管程螺旋管换热组件组成，其特征在于：所述蓄能罐体安装于罐体支架上，蓄能介质入口安装于蓄能罐体上部，蓄能介质入口安装于蓄能罐体下部，介质膨胀口安装于蓄能罐体顶部，介质充排口安装于蓄能罐体底部，柔性外套焊接于蓄能罐体端部一侧，保温程包裹蓄能罐体，蓄能罐体壳体内装有套管盘管，套管进出口通过柔性外套密封引出，蓄能介质充注于蓄能罐体壳体内。
2.根据权利要求1所述的壳程套管双导组件，其特征在于：壳程套管通过盘管组支架安装于蓄能罐体壳体内，壳程套管两端通过柔性外套密封引出分别与壳程套管入口、出口集管连接。
3.根据权利要求1所述的管程螺旋管换热组件，其特征在于：管程螺旋管同轴穿入壳程套管内部，通过加工形成盘管组，管程螺旋管两端分别与壳程套管的端部进行气密焊接，管程螺旋管两端接口分别与管程入口集管、管程出口集管气密焊接组成盘管组。
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