CN111397250A - 一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置 - Google Patents

一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，该装置包括下集管、热管组、上集管、蒸发器进管、冷凝器出管、工质充注口、冷凝器汇集管、冷凝器分气管和冷凝器管束，上方冷凝器进管，上方冷凝器出管，系统中抽真空后充注一定质量的R134a。本发明技术特色在于，热管组为微通道式，减小了散热装置的体积和质量；热管供热制冷装置内部充注R134a，增大系统的供热量/制冷量，对环境影响小；置于墙体内的布置节省了建筑空间，并采用辐射换热，使室内更舒适；冷凝器采用管束的型式，通过调节R134a的充注量能够实现控制每个热管散热器的散热量及制冷量。

Description

一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置
技术领域
本发明涉及一种以R134a为工质的置于墙体中热量可调节式热管墙体辐射供热制冷装置，属于蒸汽压缩式制冷/热泵技术领域。
背景技术
热泵作为一种节能装置，由于夏季可以制冷，冬季可以提供热量，操作方便而被广泛使用，并被认为是节能减排的有效手段。但当室内机采用同一个风机盘管时，夏季制冷尚可，冬季制热时吹出干热风使人的舒适感降低。研究表明，制热的最理想型式还是辐射式供暖。
目前，家用小型空气源热泵一般采用制冷剂加水循环式，通过水泵循环将冷量或热量输送到室内。这样的设计需要对制冷剂系统和水系统协调准确控制，且对其稳定性要求较高，稍有不慎就会停机保护。此外，每个室内散热的末端所用的散热器体积大而且笨重，多个室内机连接引起水的管路复杂，安装维修不方便。
热管制冷技术在制冷方面得到了很大程度地利用。它主要有以下几个优点：1)高速度的热传导效果；2)重量轻且构造简单；3)温度分布平均，可作均温或等温动作；4)热传输量大，热传送距离长；5)没有主动元件，本身并不耗电；6)可以在无重力力场的环境下使用；7)没有热传方向的限制，蒸发端以及凝结端可以互换；8)容易加工以改变热传输方向；9)耐用、寿命长、可靠，易存放保管。现将它与供热相结合，可发挥显著的节能效果。
综上所述，为了解决空气源热泵在上述问题，即系统复杂，水管路失调问题突出，供热制冷舒适感差等技术问题，需要对现有热泵进行进一步的改进与创新。
发明内容
本发明提供了一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，置于墙体内的布置，一则墙体本身就是一种很好的蓄热材料，能够有效续存热量和冷量，利用墙体较大的面积辐射供冷和供热，可以降低供热水温度和提升供冷水温度，节约能量；二则可节省建筑空间，以解决现有热泵供热末端体积大的缺点，提高供热舒适性和安装的便利性。系统的蒸发段和冷凝段均有供回水管与冷热源连接，热管内充注R134a，冷凝器为多管上下平行排列，通过调整R134a的充注量能够轻易实现供热量/制冷量的调节。
本发明采用的技术方案为一种至于墙内以R134a为工质的热量可调节式辐射热管供热制冷装置，其特征在于：包括热管系统和工质R134a；热管系统包括下集管1、热管组2、上集管4、蒸发器进管5、蒸发器出管6 和工质充注口7、冷凝管进管11、冷凝器出管12；热管系统中抽真空后充注一定质量的工质R134a。热管系统中，上集管4与下集管1上下对称布设，热管组2设置在下集管1和上集管4之间。
蒸发器进管5和蒸发器出管6分别设置在下集管1的两侧，冷凝器进管11和冷凝器12分别设置在上集管4的两侧；工质充注口7设置在下集管1的一侧；蒸发器汇集管(8)、蒸发器分气管9和蒸发器管束10均放置在下集管1内，两个蒸发器汇集管8对称布设在下集管1的两端，两个蒸发器汇集管8分别连接蒸发器进管5和蒸发器出管6；冷凝器汇集管13、冷凝器分气管14和冷凝器管束15 均放置在上集管4内，两个冷凝器汇集管13对称布设在上集管4的两端，两个冷凝器汇集管13分别连接冷凝器进管11和冷凝器出管12。
每个冷凝器汇集管13的两端并联有两个冷凝器分气管14，两个冷凝器汇集管13之间的冷凝器分气管14通过并列布设的冷凝器管束15连通；蒸发器进管5和蒸发器出管6与外界相连通，上方冷凝器进管11和上方冷凝器出管12与外界相连通。
所述冷凝器管束10为上下平行排列，通过调整工质R134a的充注量调整供热量。
所述热管组2为微通道热管，微通道热管通过微通道冷凝器进管11与下集管1及上集管4连通。
所述热管组置于墙体内。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明提供的置于墙体内的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置结构示意图。
图2是本发明下集管内部结构示意图，上集管内部结构同下方。
图3和4是本发明微通道管道的结构示意图。
图5和6是本发明的空气源热泵系统后的整体结构示意图。
图中，101、压缩机，102、热管散热器，103、膨胀阀，104、蒸发器，105、控制阀。1、下集管，2、热管组，3、纵向直翅片，4、上集管，5、蒸发器进管，6、蒸发器出管 ，7、工质充注口，8、冷凝器汇集管，9、冷凝器分气管，10、冷凝器管束，11、微通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例1：
如图1、图2、图3和图4所示，置于墙体内的一种以R134a为工质的热量可调节式热管辐射供热制冷装置，包括热泵系统和热管式换热器。热管系统包括热管系统和工质R134a；热管系统包括下集管1、热管组 2、上集管4、蒸发器进管5、蒸发器出管6 、工质充注口7，上方冷凝器进管11、上方冷凝器出管12，系统中抽真空后充注一定质量的R134a。热管系统中，热管组2分别与下集管1和上集管4相连；蒸发器汇集管8、蒸发器分气管9和冷凝器管束10放置在下集管1内，通过蒸发器进管5和蒸发器出管6与热泵供热水系统相连，上方冷凝器汇集管13、冷凝器分气管14和冷凝器管束15放置在上集管4内，通过上方冷凝器进管11和冷凝器出管12与热泵供热水系统相连。
所述的置于墙体内的一种以R134a为工质的热量可调节式热管墙体辐射供热制冷装置，其特征在于：所述热量可调节式热管墙体辐射供热制冷装置，内部抽真空后充注R134a作为工质。
所述冷凝器管束10为上下平行排列，通过调整R134a的充注量来调整供热量/制冷量。
所述热管组2为微通道热管。
所述热管组2外表面带有纵向直翅片3管 ，增加与墙体的换热，墙体再向外界辐射换热，增加热管与墙体的敷设形式，比如墙体2m以下满布热管，构成辐射墙，增大传热面积，同时蓄热。
所述热管组2材料为铝，也可以是铜、不锈钢等金属以及非金属材料。
实施例2：
如图5和5所示，置于墙体内的一种以R134a为工质的热量可调节式热管墙体辐射供热制冷装置，组成空气源热泵系统后的整体结构示意图。以6台为例，压缩机101的排气口与热管散热器102的进口相连，共有热管散热器六台 以首尾串联的方式连接，第六台的出口与膨胀阀103的进口相连，膨胀阀103的出口与蒸发器104 的进口相连，蒸发器104的出口再与压缩机101的进口相连。热管散热器102的热管内充注R134a为工质，通过改变工质R134a的充注量可以调整各个散热器的散热量/制冷量，使得不同的散热器之间的温度相同或不同。如图5所示，冬季时期，调节控制阀105，接通蒸发器，通过注入工质R134a量来调节制热量，控制房间温度让人在寒冷的冬天也可感觉到温暖；如图6所示，夏季时期，调节控制阀105，接通上方冷凝器，亦通过控制注R134a量来调节制冷量，控制房间温度让人在炎热的夏天依旧可以感觉到凉爽。该装置可实现冬季制热（图5），夏季制冷的目标（图6），调节房间温度以适应人在房间里的舒适性要求，可充分利用机器设备，达到延长装置使用日期的目的，更好地实现节能效果。
以上所述，仅是本发明较佳可行的实施例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的普通技术人员来说，凡属运用本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形都应属在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：包括热管系统和工质R134a；热管系统包括下集管（1）、热管组（2）、上集管（4）、冷凝器进管（5）、冷凝器出管（6）、工质充注口（7）、上方冷凝管进管（11）和上方冷凝器出管（12）；热管系统中抽真空后充注一定质量的工质R134a；热管系统中，上集管（4）与下集管（1）上下对称布设，热管组（2）设置在下集管（1）和上集管（4）之间；
蒸发器进管（5）和蒸发器出管（6）分别设置在下集管（1）的两侧，上方冷凝器进管（11）和上方冷凝器（12）分别设置在上集管（4）的两侧；工质充注口（7）设置在下集管（1）的一侧；冷凝器汇集管（8）、冷凝器分气管（9）和冷凝器管束（10）均放置在下集管 (1）内，两个冷凝器汇集管（8）对称布设在下集管（1）的两端，两个冷凝器汇集管（8）分别连接冷凝器进管（5）和冷凝器出管（6）；冷凝器汇集管（13）、冷凝器分气管（14）和冷凝器管束（15）均放置在上集管（4）内，两个冷凝器汇集管（13）对称布设在上集管（4）的两端，两个冷凝器汇集管（13）分别连接上方冷凝器进管（11）和冷凝器出管（12）；每个冷凝器汇集管（13）的两端并联有两个冷凝器分气管（14），两个冷凝器汇集管（13）之间的冷凝器分气管（14）通过并列布设的冷凝器管束（15）连通；蒸发器进管（5）和蒸发器出管（6）与外界相连通，上方冷凝器进管（11）和上方冷凝器出管（12）与外界相连通。
2.一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述同一套装置通过改变连接方式，能够完成夏季制冷和冬季供热。
3.根据权利要求1所述的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述蒸发器管束（10）和上方冷凝器管束（15）为上下平行排列，通过调整工质R134a的充注量调整供热量和制冷量。
4.根据权利要求1所述的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述热管组（2）为微通道热管，微通道热管通过微通道（16）与下集管（1）及上集管（4）连通。
5.根据权利要求1所述的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述热管组（2）外表面带有纵向直翅片（3）。
6.根据权利要求1所述的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述热管组（2）为金属管或非金属管，金属管为铝管、铜管或不锈钢管。
7.根据权利要求1所述的一种以R134a为工质的热量可调节式热管供热装置，其特征在于：所述装置冷凝器的进出水管和蒸发段的进出水管非同时使用；冬季时，蒸发器的进出管通入高温工质，热管组散热；夏季时，冷凝器的进出管通入低温工质，热管组吸热。
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