CN108489306A - 一种太阳能地源热泵的换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能地源热泵的换热器，包括圆柱形的水箱，水箱的底部贯通连接有第一进水管，水箱的顶部贯通连接有第一出水管，所述水箱内部还连接有第一螺旋管和第二螺旋管，水箱的底部固定连接有电机，电机的上方连接有旋转轴，旋转轴的下方通过若干个第二支架固定连接有一个第一圆环，第一圆环的上方连接有若干环形排列的支杆，支杆上均匀套设有若干个第二套环，第二套环的内侧连接有第二刷毛，旋转轴上均匀套设有若干个第一套环，第一套环的外侧通过若干条第一支架连接有一个第二圆环，第二圆环上套设有若干个弧形套管，弧形套管的外侧连接有第一刷毛。本发明能够改进现有技术的不足，能够提升换热器的热传导效率。
Description
技术领域
本发明涉及空调系统技术领域，尤其是一种太阳能地源热泵的换热器。
背景技术
煤炭、石油、天然气等化石燃料的大量使用和过度开采，造成了严重的环境污染和能源紧缺，环境污染和能源紧缺问题已成为威胁人类生存的头等大事，对清洁能源的开发利用就显得尤为重要。太阳能与地源热泵结合的空调系统，取长补短，合理补给，通过利用太阳能热源可避免从地下土壤长期过度取热，使土壤热源有足够的恢复周期，保持地下温度场的平衡，地源热泵的利用可克服太阳能热泵受环境条件影响的缺陷，保障系统每天稳定运行，并且提高系统综合能源利用率。中国发明专利CN 202382478 U公开了一种太阳能地源热泵。这种结构的太阳能地源热泵包括地源热泵系统、太阳能电热联产组件、太阳能功率驱动器、换热器等部件，这种方式的换热器热交换效率不高，从而导致整个系统的工作效率低下，从而限制了其的适用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能地源热泵的换热器，能够解决现有技术的不足，能够提升换热器的热传导效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种太阳能地源热泵的换热器，包括圆柱形的水箱，水箱的底部贯通连接有第一进水管，水箱的顶部贯通连接有第一出水管，所述水箱内部还连接有第一螺旋管和第二螺旋管，第二螺旋管位于第一螺旋管内部，水箱、第一螺旋管和第二螺旋管共轴线，第一螺旋管和第二螺旋管的底部贯通连接，第一螺旋管的顶部贯通连接有第二出水管，第二螺旋管的顶部贯通连接有第二进水管，水箱的底部固定连接有电机，电机的上方连接有旋转轴，旋转轴的下方通过若干个第二支架固定连接有一个第一圆环，第一圆环的上方连接有若干环形排列的支杆，支杆与水箱的轴线互相平行，支杆上均匀套设有若干个第二套环，第二套环的内侧连接有第二刷毛，第二刷毛与第一螺旋管互相接触，旋转轴上均匀套设有若干个第一套环，第一套环的外侧通过若干条第一支架连接有一个第二圆环，第二圆环上套设有若干个弧形套管，弧形套管的外侧连接有第一刷毛，第一刷毛与第二螺旋管互相接触。
作为优选，所述第二套环的内侧通过第二弹簧活动连接有第二球形毛刷。
作为优选，所述第二圆环的外侧连接有若干个环形排列的第一弹簧，第一弹簧的外侧活动连接有第一球形毛刷。
作为优选，所述水箱的底部还连接有若干个底座。
作为优选，所述旋转轴的底部与水箱的底部之间连接有密封圈，旋转轴的顶部与水箱的顶部之间连接有轴承。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明太阳能地源热泵的换热器，应用于太阳能地源热泵系统内，用于系统内的冷热水热交换，第一进水管和第一出水管用于连接生活热水箱的水循环，第二进水管和第二出水管用于连接太阳能电热系统的水循环，第一螺旋管和第二螺旋管用于水箱内的热交换，这种两个螺旋管套接的方式，使热水通过第二进水管进入到第二螺旋管，并从下方流入到第一螺旋管，并通过第二出水管导出，有效的加倍了水箱内的热交换管的长度，从而提升了热交换的表面积，提升了热交换的效率，进一步的，水箱底部电机，在通电作用下，带动旋转轴转动，并进一步通过第一支架和第二支架带动第二圆环和第一圆环转动，第一圆环带动其上方的支杆做圆周运动，支杆上通过第二套环连接的第二刷毛，能有效的对第一螺旋管的外侧进行刷扫，通过第二弹簧连接的第二球形毛刷，具有一定的弹性伸缩效果，能对第一螺旋管单管的上下方进行进一步的刷扫，从而防止水中的杂质在第一螺旋管上堆积，第二圆环的转动会带动套设在其上的弧形套管转动，从而使第一刷毛能对第二螺旋管的内侧进行刷扫，弧形套管能够在第二圆环上做一定的活动，随着第二圆环的转动，弧形套管随着与第二螺旋管的反复接触干涉，产生的活动量能起到更好的清洗效果，通过第一弹簧连接的第一球形毛刷，具有一定的弹性伸缩效果，能对第二螺旋管单管的上下方进行进一步的刷扫，从而防止水中的杂质在第二螺旋管上堆积，本发明通过刷扫的方式对热交换的第一螺旋管、第二螺旋管进行有效的刷扫，防止杂质的堆积影响热传导的效果，并且，刷扫的同时也会对水箱内的水分进行一定的搅拌，从而通过加速水的热对流，进一步提升热交换的效率。水箱底部的底座，能对水箱进行有效的支撑。旋转轴底部与水箱底部的密封圈，具有防水分泄露的效果，旋转轴顶部与水箱顶部之间的轴承，能保证旋转轴转动的稳定性。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中水箱内部的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中第一圆环的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中第二套环的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中第二圆环的结构图。
图6是本发明一个具体实施方式中第一螺旋管和第二螺旋管表面的局部放大图。
图中：1、水箱；2、底座；3、第一进水管；4、第一出水管；5、第二进水管；6、第一螺旋管；7、第二螺旋管；8、第二出水管；9、电机；10、密封圈；11、旋转轴；12、第一圆环；13、轴承；14、第一套环；15、第一支架；16、第二圆环；17、弧形套管；18、第一刷毛；19、第一球形毛刷；20、第一弹簧；21、第二支架；22、支杆；23、第二套环；24、第二刷毛；25、第二弹簧；26、第二球形毛刷；27、挡片；28、第一扇叶；29、第二扇叶；30、通孔；31、扩口；32、缩口。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-6，本发明一个具体实施方式包括圆柱形的水箱1，水箱1的底部贯通连接有第一进水管3，水箱1的顶部贯通连接有第一出水管4，所述水箱1内部还连接有第一螺旋管6和第二螺旋管7，第二螺旋管7位于第一螺旋管6内部，水箱1、第一螺旋管6和第二螺旋管7共轴线，第一螺旋管6和第二螺旋管7的底部贯通连接，第一螺旋管6的顶部贯通连接有第二出水管8，第二螺旋管7的顶部贯通连接有第二进水管5，水箱1的底部固定连接有电机9，电机9的上方连接有旋转轴11，旋转轴11的下方通过若干个第二支架21固定连接有一个第一圆环12，第一圆环12的上方连接有若干环形排列的支杆22，支杆22与水箱1的轴线互相平行，支杆22上均匀套设有若干个第二套环23，第二套环23的内侧连接有第二刷毛24，第二刷毛24与第一螺旋管6互相接触，第二套环23的内侧还通过第二弹簧25活动连接有第二球形毛刷26，旋转轴11上均匀套设有若干个第一套环14，第一套环14的外侧通过若干条第一支架15连接有一个第二圆环16，第二圆环16上套设有若干个弧形套管17，弧形套管17的外侧连接有第一刷毛18，第一刷毛18与第二螺旋管7互相接触，第二圆环16的外侧还连接有若干个环形排列的第一弹簧20，第一弹簧20的外侧活动连接有第一球形毛刷19。本发明太阳能地源热泵的换热器，应用于太阳能地源热泵系统内，用于系统内的冷热水热交换，第一进水管3和第一出水管4用于连接生活热水箱1的水循环，第二进水管5和第二出水管8用于连接太阳能电热系统的水循环，第一螺旋管6和第二螺旋管7用于水箱1内的热交换，这种两个螺旋管套接的方式，使工作时热水通过第二进水管5进入到第二螺旋管7，并从下方流入到第一螺旋管6，并通过第二出水管5导出，有效的加倍了水箱1内的热交换管的长度，从而提升了热交换的表面积，提升了热交换的效率，进一步的，水箱1底部的电机9，在通电作用下，带动旋转轴11转动，并进一步通过第一支架15和第二支架21带动第二圆环16和第一圆环12转动，第一圆环12带动其上方的支杆22做圆周运动，支杆22上通过第二套环23连接的第二刷毛24，能有效的对第一螺旋管6的外侧进行刷扫，通过第二弹簧25连接的第二球形毛刷26，具有一定的弹性伸缩效果，能对第一螺旋管6单管的上下方进行进一步的刷扫，从而防止水中的杂质在第一螺旋管6上堆积，第二圆环16的转动会带动套设在其上的弧形套管17转动，从而使第一刷毛18能对第二螺旋管7的内侧进行刷扫，弧形套管17能够在第二圆环16上做一定的活动，随着第二圆环16的转动，弧形套管17随着与第二螺旋管7的反复接触干涉，产生的活动量能起到更好的清洗效果，通过第一弹簧20连接的第一球形毛刷19，具有一定的弹性伸缩效果，能对第二螺旋管7单管的上下方进行进一步的刷扫，从而防止水中的杂质在第二螺旋管7上堆积，本发明通过刷扫的方式对热交换的第一螺旋管6、第二螺旋管7进行有效的刷扫，防止杂质的堆积影响热传导的效果，并且，刷扫的同时也会对水箱1内的水分进行一定的搅拌，从而通过加速水的热对流，进一步提升热交换的效率。这种通过提升太阳能地源热泵系统中的换热器的热交换效率，能够提升整个升太阳能地源热泵系统的工作效率。所述水箱1的底部还连接有若干个底座2。水箱1底部的底座2，能对水箱1进行有效的支撑。所述旋转轴11的底部与水箱1的底部之间连接有密封圈10，旋转轴11的顶部与水箱1的顶部之间连接有轴承13。旋转轴11底部与水箱1底部的密封圈10，具有防水分泄露的效果，旋转轴11顶部与水箱1顶部之间的轴承，能保证旋转轴11转动的稳定性。
另外，为了进一步提升本发明热交换的效率，所述旋转轴11上还固定连接有若干个第一扇叶28，第二支架21上固定连接有第二扇叶29，第一圆环12的内侧固定连接有挡片27，通过上述结构，第一扇叶28、第二扇叶29和挡片27能够在第一进水管3的出水端对水进行有效的搅拌，使冷水在下端进一步的分散均匀，同时电机9带动第一扇叶28的搅拌效果，也能驱动下方的冷水向上运动，加速水分循环，从而达到更好的热交换效果。
在第一螺旋管6和第二螺旋管7的壳体内均匀设置有若干个通孔30；第一螺旋管6上的通孔30外侧端设置有缩口32，内侧端设置有扩口31；第二螺旋管7上的通孔30外侧端设置有扩口31，内侧端设置有缩口32；扩口31与缩口32的直径之比为10∶1。利用水体搅拌过程中的流速在缩口32处形成的负压区域，实现水体从扩口31流入通孔30再从缩口32流出的状态。从而实现第一螺旋管6和第二螺旋管7之间的水体向外侧流动的趋势。由于第一螺旋管6和第二螺旋管7之间是换热效率最高处，通过加强此处水体的流动，可以提高整个换热器的换热效率。
其中，本发明中使用的太阳能电热系统以及其他地源热泵系统的器件在背景技术引用的专利文献中已经进行了充分的公开，属于成熟的现有技术，在此不再详述其具体结构。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种太阳能地源热泵的换热器，包括圆柱形的水箱(1)，水箱(1)的底部贯通连接有第一进水管(3)，水箱(1)的顶部贯通连接有第一出水管(4)，其特征在于：所述水箱(1)内部还连接有第一螺旋管(6)和第二螺旋管(7)，第二螺旋管(7)位于第一螺旋管(6)内部，水箱(1)、第一螺旋管(6)和第二螺旋管(7)共轴线，第一螺旋管(6)和第二螺旋管(7)的底部贯通连接，第一螺旋管(6)的顶部贯通连接有第二出水管(8)，第二螺旋管(7)的顶部贯通连接有第二进水管(5)，水箱(1)的底部固定连接有电机(9)，电机(9)的上方连接有旋转轴(11)，旋转轴(11)的下方通过若干个第二支架(21)固定连接有一个第一圆环(12)，第一圆环(12)的上方连接有若干环形排列的支杆(22)，支杆(22)与水箱(1)的轴线互相平行，支杆(22)上均匀套设有若干个第二套环(23)，第二套环(23)的内侧连接有第二刷毛(24)，第二刷毛(24)与第一螺旋管(6)互相接触，旋转轴(11)上均匀套设有若干个第一套环(14)，第一套环(14)的外侧通过若干条第一支架(15)连接有一个第二圆环(16)，第二圆环(16)上套设有若干个弧形套管(17)，弧形套管(17)的外侧连接有第一刷毛(18)，第一刷毛(18)与第二螺旋管(7)互相接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能地源热泵的换热器，其特征在于：所述第二套环(23)的内侧通过第二弹簧(25)活动连接有第二球形毛刷(26)。
3.根据权利要求2所述的太阳能地源热泵的换热器，其特征在于：所述第二圆环(16)的外侧连接有若干个环形排列的第一弹簧(20)，第一弹簧(20)的外侧活动连接有第一球形毛刷(19)。
4.根据权利要求1所述的太阳能地源热泵的换热器，其特征在于：所述水箱(1)的底部还连接有若干个底座(2)。
5.根据权利要求1所述的太阳能地源热泵的换热器，其特征在于：所述旋转轴(11)的底部与水箱(1)的底部之间连接有密封圈(10)，旋转轴(11)的顶部与水箱(1)的顶部之间连接有轴承(13)。
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