CN204285899U - 太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器 - Google Patents

太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器，属于供热技术领域。该同轴套管翅片式蒸发器包括风冷翅片、同轴套管外管、同轴套管内管、太阳能工质流道、制冷剂流道、蛇形同轴套管、外壳网罩、及相应的连接元件和管道；同轴套管翅片式蒸发器的结构特征为蛇形同轴套管外表面焊接(或连接)有多组风冷翅片；蛇形同轴套管由两同轴管道构成，同轴套管内管为太阳能集热工质换热通道，同轴套管外管为制冷剂蒸汽压缩循环换热通道；制冷剂流道内的制冷剂与太阳能工质流道内的太阳能集热工质、风冷翅片周围的环境空气同时或单独进行热交换。本同轴套管翅片式蒸发器作为太阳能-空气能复合热泵室外换热器，具有一体化结构、体积小、成本低的特点，同时能够实现太阳能和空气能两种液态/气态热源在同一蒸发器中同步吸收热量，有利于提高太阳能-空气能复合热泵的工作效率和能源效率。

Description

太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器，属于供热技术领域。
背景技术
太阳能-空气能复合热泵三用机本质上是把太阳能热水器、空气能热泵热水器及冷水空调机三种独立的设备合三为一，能够独立或同时提供制冷、供热、生活热水三种功能。太阳能-空气能复合热泵三用机除了设备总体制造成本的降低，同时充分利用了太阳能集热、冷机余热生产热水，提高了三用一体化机组的综合能源效率，因此无论是在设备制造成本上还是后期运行成本上均具有较好的成本优势。
但是，目前在太阳能和空气能相结合的热源利用上，主要方法是在制热循环回路中另外设置一个套管式蒸发器来吸收太阳能热水的热量，与空气能热泵的翅片式风冷蒸发器串联。而且，复合热泵循环回路中制冷剂经过两个串联蒸发器的顺序对综合能源效率有较大影响。这种方法不仅增加了设备的体积、成本，同时还使太阳能蒸发器与空气能风冷蒸发器的串联关系变得复杂，降低综合能源利用效率。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提出了一种太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器。该同轴套管翅片式蒸发器作为室外换热器，具有一体化结构、体积小、成本低的特点。
该太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器包括风冷翅片、同轴套管外管、同轴套管内管、太阳能工质流道、制冷剂流道、蛇形同轴套管、外壳网罩(图1～3中未示出)、及相应的连接元件和管道。
所述同轴套管翅片式蒸发器的结构特征为蛇形同轴套管外表面焊接(或连接)有多组风冷翅片；所述蛇形同轴套管由两同轴管道构成，同轴套管内管为太阳能集热工质换热通道，同轴套管外管为制冷剂蒸汽压缩循环换热通道；所述同轴套管外管和内管的材料可以相同，也可以不同，同轴套管内外管材料为紫铜、不锈钢或铝中的一种或者两种；所述同轴套管外管的表面焊接(或连接)有风冷翅片，并通过风机与环境空气进行换热；所述风机为轴流风机或带静音功能的轴流风机；所述风冷翅片的材料为铝或不锈钢；所述制冷剂流道内的制冷剂与太阳能工质流道内的太阳能集热工质、风冷翅片周围的环境空气同时或单独进行热交换；所述太阳能集热工质为水、乙二醇水溶液、导热油中的一种；所述制冷剂流道与太阳能工质流道中的工质流动为逆流方式。
本实用新型不仅可以有效利用太阳能集热解决空气能热泵在-20℃～5℃低温环境下制热效率低的问题，同时也可在5℃～15℃环境下，实现太阳能集热工质和环境空气两种不同温度的液态/气态热源在同一蒸发器中同步吸收热量，有利于提高太阳能-空气能复合热泵的工作效率和能源效率。
附图说明
图1为太阳能-空气能热泵用同轴套管翅片式蒸发器。
图2为同轴套管翅片式蒸发器结构。
图3为同轴套管翅片结构截面图。
图中：风冷翅片1、同轴套管外管2、同轴套管内管3、太阳能工质流道4、制冷剂流道5、蛇形同轴套管6。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本实用新型太阳能-空气能热泵用同轴套管翅片式蒸发器包括风冷翅片1、同轴套管外管2、同轴套管内管3、太阳能工质流道4、制冷剂流道5、蛇形同轴套管6、及相应的连接管道。
如图1所示，制冷剂在制冷剂流道5中通过蒸汽压缩循环流动，太阳能集热工质在太阳能工质流道4及其回路中强制循环流动，太阳能集热循环回路中设置有循环泵，以提供太阳能工质强制循环的动力。
如图2所示，同轴套管翅片式蒸发器的型式为蛇形同轴套管6外壁连接多组风冷翅片1的结构。
如图3所示，同轴套管6由同轴套管外管2和同轴套管内管3组成的同心结构型式，太阳能工质流道4由同轴套管内管3内壁形成，太阳能工质在流道4内循环流动。制冷剂流道5由同轴套管外管2内壁与同轴套管内管3外壁包围形成，制冷剂在流道5内循环流动。
太阳能-空气能热泵用同轴套管翅片式蒸发器的实施方式有两种，具体为实施例1和实施例2。
实施例1
步骤1：同轴套管外管2外壁沿管截面方向通过焊接方式连接多组风冷翅片1，形成单个同轴套管翅片组件。
步骤2：两组或多组单个同轴套管翅片组件通过同心弯头焊接或其他连接工艺，形成蛇形同轴套管翅片式蒸发器。
实施例2
步骤1：较长尺寸的同轴套管6可采用非标弯管机械一次成型，多组同轴套管6组件直接弯管成型为蛇形同轴套管组件，形成外表面为光管的蛇形同轴套管组件。
步骤2：在外表面为光管的蛇形同轴套管组件外壁直接焊接多组风冷翅片1，形成同轴套管翅片式蒸发器。

Claims (1)

1.一种太阳能-空气能复合热泵用同轴套管翅片式蒸发器，包括风冷翅片(1)、同轴套管外管(2)、同轴套管内管(3)、太阳能工质流道(4)、制冷剂流道(5)、蛇形同轴套管(6)、外壳网罩及相应的连接元件和管道；所述同轴套管翅片式蒸发器的结构特征为蛇形同轴套管(6)外表面连接有多组风冷翅片(1)；所述蛇形同轴套管(6)由两同轴管道构成，同轴套管内管(3)为太阳能集热工质换热通道，同轴套管外管(2)为制冷剂蒸汽压缩循环换热通道；所述同轴套管外管(2)和内管(3)的材料可以相同，也可以不同，同轴套管内外管材料为紫铜、不锈钢或铝中的一种或者两种；所述同轴套管外管(2)的表面连接有风冷翅片(1)，并通过风机与环境空气进行换热；所述风机为轴流风机；所述风冷翅片(1)的材料为铝或不锈钢；所述制冷剂流道(5)内的制冷剂与太阳能工质流道(4)内的太阳能集热工质、风冷翅片(1)周围的环境空气同时或单独进行热交换；所述太阳能集热工质为水、乙二醇水溶液、导热油中的一种；所述制冷剂流道(5)与太阳能工质流道(4)中的工质流动为逆流方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106610145A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 青岛海尔新能源电器有限公司 空气源热泵采暖系统及其控制方法
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CN114923352A (zh) * 2022-06-16 2022-08-19 北京航空航天大学 一种适用于航空发动机的套管翅片式换热器
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Patentee before: Shanghai Hua-enly Heat Energy Machine Co., Ltd.