CN207797454U - 冰点源热泵 - Google Patents

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李金峰
李伟
尚德敏
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
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Abstract

本实用新型一种冰点源热泵，它的结构包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、冰点换热器、两个水泵、几个阀门和一些管路；压缩机的制冷剂进口连接蒸发器，压缩机的制冷剂出口连接冷凝器，冷凝器的制冷剂出口通过膨胀阀连接蒸发器；蒸发器的载冷剂乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，冷凝器的热媒质乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，热媒质乙二醇的进出口另外接有管路对外供热，其特征在于：所述冰点换热器，它由上下两部分组成，它的下部是壳管式冻冰器，它的上部是电动打冰机。

Description

冰点源热泵
技术领域
本实用新型涉及热泵技术，特别是涉及冰点源热泵。
背景技术
利用城市污水作为冷热源对建筑进行采暖空调，可以直接减少其它传统能源的消耗，同时还可以达到废物利用的目的，是资源再生利用、发展循环经济、建设节约型社会、友好环境的重要措施。
污水源热泵是依靠热泵机组内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而实现供冷。
污水源热泵优势：
1，污水源热泵机组可以达到一机两用的效果，即冬季利用污水源热泵采暖，夏季进行制冷，既节约了制冷机组的费用，有节省了锅炉房的占地面积；
2，用于生活采暖和生活水加热等需要的能源消耗，如果依靠直接电热，造成能源再浪费，采用污水源热泵供热和加温才能更有效的利用电能；
3，使用污水源热泵技术供热采暖，对大气及环境无任何污染，而且高效节能，属于绿色环保技术和装置，符合目前我国能源、环保的基本政策；
目前，污水源热泵系统在我国的大部分城市得到了推广与应用，例如：北京、天津、山西、山东、石家庄、新疆、广西等地。
随着整个社会节约能源、环保意识的提高，污水源热泵的应用领域也在不断的扩展。除了在城市供暖制冷、制取生活热水应用外，还在食品、生化、制药工业、种植养殖及农副产品加工储藏领域均得到应用。应该进一步挖掘利用各类可再生的低温热源或废热热源，完善和推广污水源热泵技术，向着建立节约型社会发展。
当前，污水源热泵已经得到社会的普遍认同，各地新建的污水源热泵工程越来越多，但是出现了一个新问题：一些地区，城市污水总量有限，满足不了污水源热泵提热需要，极大地限制了污水源热泵的进一步推广。
实用新型内容
本实用新型的目的是给出一种冰点源热泵，它不需要大量的污水。
一种冰点源热泵，它的结构包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、冰点换热器、两个水泵、几个阀门和一些管路；压缩机的制冷剂进口连接蒸发器，压缩机的制冷剂出口连接冷凝器，冷凝器的制冷剂出口通过膨胀阀连接蒸发器；蒸发器的载冷剂乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，冷凝器的热媒质乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，热媒质乙二醇的进出口另外接有管路对外供热，其特征在于：所述冰点换热器，它由上下两部分组成，它的下部是壳管式冻冰器，它的上部是电动打冰机。
所述壳管式冻冰器，它是竖立放置的壳管式换热器，换热器内全部竖立的换热管的上端在管板上开口，全部换热管的下端封死。
所述壳管式冻冰器，当换热管外是载冷剂乙二醇时，由上端开口流入换热管内的供暖水逐渐冻结成冰。
所述壳管式冻冰器，当换热管外是热媒质乙二醇时，换热管内的冰逐渐融化。
所述电动打冰机，它由电动机和螺旋板组成，电动机输出轴向下伸出，螺旋板的中心孔固定在电动机输出轴上，当电动机启动，螺旋板在电动机下方水平旋转打冰，碎冰与污水混合，从出水口流走。
附图说明
图1是本实用新型冰点源热泵实施例的总体结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细描述。
图1给出了本实用新型冰点源热泵实施例的总体结构图。
本实用新型冰点源热泵实施例的总体结构，它由压缩机10、蒸发器15、冷凝器20、冰点换热器30、两个水泵、几个阀门和一些管路组成。
它的运行过程是：
1，压缩机10从蒸发器15中抽吸制冷剂蒸汽，压缩升温后，通过管路送到冷凝器20。制冷剂蒸汽在冷凝器20中凝结放热变成液态，再从冷凝器20底部的制冷剂出口流出，经过膨胀阀23节流膨胀降温后，汽液两相制冷剂再进入蒸发器15，液态制冷剂吸热蒸发。
2，蒸发器15是一个水平放置的壳管式换热器，管内是乙二醇流动放热降温，管外是制冷剂氟利昂吸热蒸发。管内乙二醇流动降温到-5℃以下，通过泵13，再通过阀门12，进入到冰点换热器30内，它从供暖用污水吸热，使供暖用污水降温，直至冻冰，然后乙二醇流出，经过阀门11回到蒸发器15。
3，冷凝器20一个水平放置的壳管式换热器，管内是乙二醇流动吸热升温，管外是制冷剂氟利昂凝结放热。管内乙二醇流动升温到50℃以上，通过泵24，再通过出液口26，向外供热，放热降温后，从回液口16返回冷凝器。
冷凝器20的另一个功能是：当冰点换热器30需要化冰时，通过出液阀22和回液阀21向冰点换热器30供应热的乙二醇，用于化冰。
4，冰点换热器30的主体下部是一个竖立放置的壳管式冻冰器，主体上部是电动打冰器。这个壳管式冻冰器内的全部竖立的换热管36的上端在管板上开口，换热管的下端封死。
污水从进水口31进入冰点换热器30后，从换热管上端开口注入换热管36内，污水在换热管36内，被换热管外的低温乙二醇吸热降温，直到污水在管内冻冰。这期间，管外的乙二醇吸收了污水结冰潜热，将此热量带到蒸发器15。
当污水在管内冻冰厚度达到要求，蒸发器的乙二醇的进液阀门11和出液阀们12关闭，打开冷凝器的乙二醇的出液阀们22和进液阀门21，利用冷凝器的蓄热，通过热的乙二醇对冰点换热器30的全部竖立的换热管加热，使管内冻冰稍微融化，脱离管内壁。
脱离了换热管内壁的冰柱由于比水轻而上升，从换热管上端在管板上开口向上冒出，并高于液面，这时，启动由电机32和旋板33组成的打冰机，打碎冰柱，碎冰与污水混合，从出水口34流走。
除冰过程很快就完成，立即关闭冷凝器的乙二醇的出液阀门22和进液阀门21，立即打开蒸发器的乙二醇的进液阀门11和出液阀门12，开始下一轮的冻冰过程。

Claims (5)

1.一种冰点源热泵，它的结构包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、冰点换热器、两个水泵、几个阀门和一些管路；压缩机的制冷剂进口连接蒸发器，压缩机的制冷剂出口连接冷凝器，冷凝器的制冷剂出口通过膨胀阀连接蒸发器；蒸发器的载冷剂乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，冷凝器的热媒质乙二醇的进出口分别通过阀门连接到冰点换热器，热媒质乙二醇的进出口另外接有管路对外供热，其特征在于：所述冰点换热器，它由上下两部分组成，它的下部是壳管式冻冰器，它的上部是电动打冰机。
2.按照权利要求1所述的一种冰点源热泵，其特征在于：所述壳管式冻冰器，它是竖立放置的壳管式换热器，换热器内全部竖立的换热管的上端在管板上开口，全部换热管的下端封死。
3.按照权利要求1或2所述的一种冰点源热泵，其特征在于：所述壳管式冻冰器，当换热管外是载冷剂乙二醇时，由上端开口流入换热管内的供暖水逐渐冻结成冰。
4.按照权利要求1或2所述的一种冰点源热泵，其特征在于：所述壳管式冻冰器，当换热管外是热媒质乙二醇时，换热管内的冰逐渐融化。
5.按照权利要求1所述的一种冰点源热泵，其特征在于：所述电动打冰机，它由电动机和螺旋板组成，电动机输出轴向下伸出，螺旋板的中心孔固定在电动机输出轴上，当电动机启动，螺旋板在电动机下方水平旋转打冰，碎冰与污水混合，从出水口流走。
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WO2019140495A1 (en) * 2018-01-17 2019-07-25 Hadziibrisevic Nurset Cylindrical chamber heat exchanger

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