CN104807223B - 一种异聚态热利用板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采暖制冷系统领域，尤其涉及一种异聚态热利用板。根据工质气态和液态的物理特性的不同设计了流通道的减压道、分压道、缓流道、分流道以及流通道的通道数量，增加工质面积。实现热利用板在冬季制热时用于吸收外界热量，在夏季制冷时作为辅助散热器用于散热的双重功能。本热利用板特别的流道设计能够承受较高压力，从而减少了热利用板两端的电磁阀与单向阀，简化了系统，提升了可靠性。此外，由于相应的局部阻力减小，系统制热时的耗电功率也随之减小，提高了系统的能效比。
Description
技术领域
本发明涉及采暖制冷系统领域，尤其涉及一种异聚态热利用板。
背景技术
如图1所示，现有的太阳能热利用系统的热利用板，以蒸发吸热为设计出发点，只能承受较轻的冷凝压力。若将其用于系统制冷时，在工质内流通的大量气态工质，造成在工质入口及各工质汇合点处的工质压力过大；而现有的热利用板由于本身表面承压能力差，不宜用于高压散热末端。导致热利用板的功能单一，只限于在系统制热时吸热，利用率低，资源配置浪费严重。而现有的其它制冷设备如空调等由于其本身结构限制，当夏季温度较高时压缩机很容易出现高温保护，导致制冷能力下降甚至瘫痪，在资源浪费的同时产生了极坏的影响。
发明内容
为了扩大太阳能异聚态热利用系统中热利用板的使用范围、提高其利用率，弥补空调在夏季容易出现压缩机高温保护而不能工作的缺点。本发明公开一种异聚态热利用板，通过专门设计的减压道，将系统冷凝端高温高压的气体直进大面积分布的压场降低弹性面积的承压。该板既可以在制热的时候吸收外界热量，也可以在制冷时作为辅助散热器用于散热。
为实现上述目的，本发明提供一种异聚态热利用板，包括板体和形成于板体内的工质流道。所述工质流道包括第一总流道和第二总流道及设于所述第一总流道与所述第二总流道之间的流通道；所述流通道包括轴线与所述第一总流道轴线相重合且从所述板体的一纵向端部延伸至另一纵向端部的减压道、设于所述减压道一侧或两侧的分压道、设于所述分压道与所述减压道之间的均压道。制冷时，高温气态工质由所述第一总流道进入热利用板，经过所述流通道放热变为相对低温的气液混合态工质，从所述第二总流道出；制热时，低温液态工质由所属第二总流道进入热利用板，经过所述流通道吸热变为气态工质，从所述第一总流道出。所述减压道与所述第一总流道形成一条直通热利用板的通道；制冷时，高温气态工质从所述第一总流道进入，直达热利用板底部，快速释放热量、减轻高压工质对热利用板带来的压力和冲击力，提升板体的抗压能力；同时所述均压道将分压道与减压道相互连通，使热利用板受压均匀。
作为优选，所述分压道从所述板体的一纵向端部延伸至另一纵向端部，有利于制冷时从第一总流道进入的气态工质释放压力。所述均压道包括较靠近于所述第一总流道的第一均压道及较远离所述第一总流道的第二均压道。所述第一均压道至少具有两排，且沿所述板体横向并列分布，每排所述第一均压道沿所述板体横向具有至少两个轴线相重合的第一分道。各所述第一分道能在制冷时，第一时间内将高温气态工质在所述减压道与各所述分压道之间均匀分布。
作为优选，所述第二均压道具有多个，每个所述第二均压道连接于两个相邻的所述分压道之间或所述减压道与相邻的分压道之间；所述第二均压道在所述板体横向上交错分布。所述第二均压道使得整个所述流通道内各通道之间相通，保证各所述流通道中的工质均匀分布，增大工质面积、均衡热利用板内的压力。另外，在制热时可使蒸发完全的气态工质提前返回热利用板的所述第一总流道，给未充蒸发的两相工质留下充足的蒸发空间，在提高热利用板耐压能力的同时提升蒸发效率。
每个所述分压道较靠近所述第一总流道的一端与所述板体设置有所述第一总流道的一端之间的间距具有差异，且该差异使所述分压道在沿所述板体横向上形成阶梯状。在制热时，低温液态工质经过吸热以后变为气态，经所述第一总流道流出；阶梯状的分压道逐级收拢汇合设计能够提高热利用板的可利用表面积，进而提高吸热效率。
所述流通道还包括轴线与所述第二总流道轴线倾斜或垂直的缓流道，至少两条并排分布且轴线与所述缓流道轴线倾斜或垂直的分流道，以及位于两个相邻所述分流道之间的支流道。制热时，所述缓流道轴线与所述第二总流道轴线倾斜或垂直，可以有效紊流；所述分流道可将工质逐级分流道各所述支流道内，达到缓减工质流速、稳定工质流的效果，同时也扩大了工质的有效面积。
作为优选，最接近所述缓流道的所述分流道中部与所述缓流道相通连接。制热时，进入缓流道中的液态工质在可以所述分流道中均匀分布。
作为优选，所述分流道轴线两侧与所述分流道连通的所述支流道数量具有差异，且该差异使得相对所述缓流道较远一端的所述支流道数量比另一端多。制热时，进入所述缓流道的液态工质经过所述分流道由一条流道分为多条，即减缓了工质流速又增加了工质的有效面积。
作为优选，所述支流道在两个相邻所述分流道之间等间距分布。保证制热时液态工质在各支流道中分布均匀。
作为优选，所述流通道的中间段靠近所述第一总流道处，所述流通道的通道数量增多。所述流通道靠近第一总流道端的工质大部分为气态，而靠近所述第二总流道端的工质大部分为液态，所述流通道数量的变化增大了液态工质的压强，也减小了气态工质的压强，可以加快工质的物态变化。
作为优选，所述板体由铝合金材料制成，整体质量轻，便于安装和运输。
本发明设计的一种异聚态热利用板根据工质气态和液态的物理特性的不同设计了流通道的减压道、分压道、缓流道、分流道以及流通道的通道数量，增加工质的吸/散热面积，使得不论在制冷还是在制热过程中都能有很好的能效。实现热利用板在冬季制热时用于吸收外界热量，在夏季制冷时作为辅助散热器用于散热的双重功能，克服了现有制冷热备酷暑季节频繁高温保护的顽疾。同时，本热利用板特别的流道设计能够承受较高压力，从而减少了热利用板两端的电磁阀与单向阀，简化了系统，提升了可靠性。此外，由于相应的局部阻力减小，系统制热时的耗电功率也随之减小，提高了系统的能效比。
附图说明
图1是现有的异聚态热利用板的结构示意图；
图2是本发明的一种异聚态热利用板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。如图2所示，一种异聚态热利用板，包括板体1和形成于板体内的工质流道2。工质流道2包括第一总流道21和第二总流道22及设于第一总流道21与第二总流道22之间的流通道23。流通道23包括轴线与第一总流道21轴线相重合且从板体1的一纵向端部延伸至另一纵向端部的减压道231、设于减压道231一侧或两侧的分压道232、所述分压道232与所述减压道231之间的均压道233。
分压道232从板体1的一纵向端部延伸至另一纵向端部；均压道233包括较靠近于第一总流道21的第一均压道2331及较远离第一总流道21的第二均压道2332；第一均压道2331具有五排，且沿板材1纵向并列分布；每排第一均压道2331沿板体1横向具有至少两个轴线相重合的第一分道23311。
第二均压道2332具有多个，每个第二均压道2332连接于两个相邻的分压道232之间或减压道231与相邻的分压道232之间；第二均压道2332在板体1横向上等间距交错分布。
每个分压道232较靠近第一总流道21的一端与板体1设置有第一总流道21的一端之间的间距具有差异，且该差异使分压道232在沿板体1横向上形成阶梯状。
流通道23还包括轴线与第二总流道22轴线垂直的缓流道234，至少两条并排分布且轴线与缓流道234轴线垂直的分流道235，以及位于两个相邻分流道235之间的支流道236。最接近缓流道234的分流道235中部与缓流道234相通连接。分流道235轴线两侧与分流道235连通的支流道236数量具有差异，且该差异使得相对缓流道234较远一端的支流道236数量比另一端多一条。支流道236在两个相邻分流道235之间等间距分布。
流通道23的中间段靠近第一总流道21处，流通道23的通道数量由四条增加为六条。
板体1由铝合金材料制成，保证热利用板整体质量轻，便于安装和运输。
本发明的实施方式工作过程如下：
制冷时，高温气态工质从第一总流道21流入板体1。一部分气态工质首先经过减压道231快速、直接地进入热利用板，释放热量、减轻压力；其余部分气态工质经过第一均压道2331进入各分压道232，同时第一分道23311保证气态工质分布均匀。第二均压道2332使得进入流通道23的气态工质在六条通道中均匀分布，充分散热到外部环境中。随着工质显热温度的降低，工质状态由气态变为气液混合态， 工质进入流通道23中仅有四条通道的部分，通道数量的减少，增加了工质的压强，可以进一步促进气态工质转化为液态，实现快速散热。同时，第二均压道2332使得工质可以均匀的分布在流通道23的各通道中，可以避免散热过程中热利用板板面局部压力过高，并增加工质的散热面积，进一步提升散热效果。流通道23中的气液混合态工质在四条通道中进一步散热，大部分工质转换为液态，进入支流道236，通过分流道235逐级汇流，在缓流道234中汇合为一条流道，从第二总流道22出，进入下一次循环。因此，在制冷时热利用板可以最大程度的辅助主蒸发器完成散热冷凝的目的，确保夏季酷暑季节系统能够正常制冷。
制热时，低温液态工质从第二总流道22流入板体1，缓流道234轴线与第二总流道轴线垂直，可以有效紊流。分流道235中点位于缓流道234中轴线上、与分流道235相连通的支流道236在相邻两分流道235之间等距分布，保证工质均匀的分流进入各支流道236。进入流通道23的工质在第二均压道2332的调节下均匀的分布在流通道23的各通道中，避免工质分布不均匀导致的热利用板局部压力过高，还能增加工质的吸热面积；同时，部分蒸发完全的气态工质可以经第二均压道2332提前进入第一总流道21，给尚未充分蒸发的工质留下充足的蒸发空间，提高热利用板的蒸发效率。进入流通道23的工质在四条通道中吸热蒸发，随着工质状态由液态转变为气液混合态，工质在流通道23中进一步分流为六条，增加了工质的吸热面积，同时工质压强减小，促进液态工质转变为气态。流通道23中的气液混合态工质在六条通道中进一步吸热蒸发，大部分工质转换为气态。通过第一均压道2331和呈“阶梯状”分布的分压道232以及减压道231，六条工质流逐级汇合收拢。剩余未充分蒸发的液态工质汇聚在一起，实现调压再均匀再蒸发；气态工质经第一总流道21出，进入下一次循环。与此同时，未蒸发的部分液态工质由于重力作用会聚集在板体1底部，可以有效的避免液击现象的发生。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
Claims (9)
1.一种异聚态热利用板，包括板体（1）和形成于板体（1）内的工质流道（2）；其特征在于：
所述工质流道（2）包括第一总流道（21）和第二总流道（22）及设于所述第一总流道（21）与所述第二总流道（22）之间的流通道（23）；所述流通道（23）包括轴线与所述第一总流道（21）轴线相重合且从所述板体（1）的一纵向端部延伸至另一纵向端部的减压道（231）、设于所述减压道（231）一侧或两侧的分压道（232）、设于所述分压道（232）与所述减压道（231）之间的均压道（233）；每个所述分压道（232）较靠近所述第一总流道（21）的一端与所述板体（1）设置有所述第一总流道（21）的一端之间的间距具有差异，且该差异使所述分压道（232）在沿所述板体（1）横向上形成阶梯状。
2.根据权利要求1所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述分压道（232）从所述板体（1）的一纵向端部延伸至另一纵向端部；所述均压道（233）包括较靠近于所述第一总流道（21）的第一均压道（2331）及较远离所述第一总流道（21）的第二均压道（2332）； 所述第一均压道（2331）至少具有两排，且沿所述板体（1）纵向并列分布；每排所述第一均压道（2331）沿所述板体（1）横向具有至少两个轴线相重合的第一分道（23311）。
3.根据权利要求2所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述第二均压道（2332）具有多个，每个所述第二均压道（2332）连接于两个相邻的所述分压道（232）之间或所述减压道（231）与相邻的所述分压道（232）之间；所述第二均压道（2332）在所述板体（1）横向上交错分布。
4.根据权利要求1所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述流通道（23）还包括轴线与所述第二总流道（22）轴线倾斜或垂直的缓流道（234），至少两条并排分布且轴线与所述缓流道（234）轴线倾斜或垂直的分流道（235），以及位于两个相邻所述分流道（235）之间的支流道（236）。
5.根据权利要求4所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：最接近所述缓流道（234）的所述分流道（235）的中部与所述缓流道（234）相通连接。
6.根据权利要求4所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述分流道（235） 轴线两侧与所述分流道（235）连通的所述支流道（236）数量具有差异，且该差异使得相对所述缓流道（234）较远一端的所述支流道（236）数量比另一端多。
7.如权利要求4所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述支流道（236）在两个相邻所述分流道（235）之间等间距分布。
8.如权利要求1所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述流通道（23）的中间段靠近所述第一总流道（21）处，所述流通道（23）的通道数量增多。
9.如权利要求1所述的一种异聚态热利用板，其特征在于：所述板体（1）由铝合金材料制成。
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Denomination of invention: A heteropolymer heat utilization plate Effective date of registration: 20221202 Granted publication date: 20160921 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Changxing sub branch Pledgor: ZHEJIANG SHIZI NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980024435 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20160921 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Huzhou Changxing sub branch Pledgor: ZHEJIANG SHIZI NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980024435 |
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