CN208075623U - 一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，换热器包括换热管，所述换热管内部设有多个阀门，所述阀门包括隔热挡板和双金属片，所述隔热挡板外缘与换热管相连，所述隔热挡板设有通孔，所述双金属片包括主动层和被动层，所述主动层的受热形变大于被动层的受热形变，所述主动层的一端连接隔热挡板，所述双金属片覆盖通孔。本实用新型的有益效果是，使二氧化碳在换热器中到达一定的温度之后再排出，提高了换热过程的温度稳定性，便于系统整体的控制。

Description

一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器领域，特别是一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器。

背景技术

二氧化碳井下换热器是二氧化碳热泵系统的重要组成部分。二氧化碳热泵系统是采用二氧化碳作为制冷剂的热泵。其中，二氧化碳井下换热器安装在地下井中。

申请号为CN201620692141.9的实用新型涉及一种用于干热井的二氧化碳热泵系统，包括高效二氧化碳井下换热器、过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、二氧化碳-水换热器、高效油分离器以及干燥过滤器，在外界土壤制有干热井并埋入高效二氧化碳井下换热器，干热井内填充有回填材料，所述高效二氧化碳井下换热器的输出端依次连通过滤器、二氧化碳跨临界压缩机、高效油分离器、二氧化碳-水换热器、另一高效油分离器以及干燥过滤器，干燥过滤器的输出端连接高效二氧化碳井下换热器的输入端，从而形成二氧化碳循环回路；其中，二氧化碳-水换热器安装在室内供暖末端。通过温度较高的土壤换热，降低压缩机压比，减少压缩机做工，提高系统效率，节约能源。

上述现有技术中的二氧化碳井下换热器无法保证换热稳定性，使热泵系统的温度不好控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，所述换热器包括换热管，所述换热管内部设有多个阀门，所述阀门包括隔热挡板和双金属片，所述隔热挡板外缘与换热管相连，所述隔热挡板设有通孔，所述双金属片包括主动层和被动层，所述主动层的受热形变大于被动层的受热形变，所述主动层的一端连接隔热挡板，所述双金属片覆盖通孔。

所述阀门还包括弹簧，所述弹簧的一端连接双金属片的主动层。

所述弹簧另一端穿过通孔并连接下一个阀门的隔热挡板。

所述换热管内部的任意两个阀门之间设有螺旋形内翅片，所述弹簧另一端穿过通孔并连接螺旋形内翅片。

所述换热管内部的任意两个阀门之间设有多个阻挡内翅片，所述阻挡内翅片与换热管内壁相连，所述阻挡内翅片设有开口，换热管和多个阻挡内翅片构成蛇形流道，所述弹簧另一端穿过通孔并连接阻挡内翅片。

利用本实用新型的技术方案制作的一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器的有益效果为：

1、低温的二氧化碳进入换热管之后，会被阀门阻挡，当二氧化碳通过换热升温后，会加热双金属片，由于双金属片的主动端连接隔热挡板，并且双金属片受热后向被动层一侧弯曲，使双金属片与隔热挡板之间产生缝隙，二氧化碳可以从缝隙和通孔通过阀门，通过上述过程，二氧化碳被加热到一定温度之后才会通过阀门，提高了换热器的换热稳定性；

2、阀门还可以设有弹簧，弹簧连接双金属片，为双金属片提供一定的拉力，使双金属片需要被加热到一定温度之后，才能有足够的弯曲应力超过弹簧的拉力，产生形变，使阀门开启；

3、采用圆锥形弹簧，圆锥形弹簧的小径端连接双金属片的主动层，圆锥形弹簧的大径端连接另一个阀门的隔热挡板；

4、两个阀门之间设有螺旋形内翅片，螺旋形内翅片与换热管构成螺旋形流道，使二氧化碳在螺旋形流道中流动，增加热交换面积，提高换热效率，并且弹簧一端连接双金属片的主动层，弹簧的另一端连接螺旋形内翅片；

5、两个阀门之间设有多个阻挡内翅片，阻挡内翅片设有开口，换热管、挡片和开口构成蛇形流道，二氧化碳在蛇形流道中流动，增加热交换面积，提高换热效率，并且弹簧一端连接双金属片的主动层，弹簧的另一端连接阻挡内翅片。

附图说明

图1是本实用新型所述一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器的阀门结构示意图；

图2是本实用新型所述一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器的实施例一结构示意图；

图3是本实用新型所述一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器的实施例二结构示意图；

图4是本实用新型所述一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器的实施例三结构示意图；

图中，1、换热管；2、隔热挡板；3、双金属片；4、通孔；5、主动层；6、被动层；7、弹簧；8、螺旋形内翅片；9、阻挡内翅片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-4所示，一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，换热器包括换热管1，本换热器用于二氧化碳热泵系统，二氧化碳井下换热器的换热管1安装在地下井中。

换热管1内部设有多个阀门，二氧化碳进入换热管1之后会被阀门阻挡，停留在换热管1内，并通过换热管1进行换热升温。

阀门包括隔热挡板2和双金属片3：

隔热挡板2外缘与换热管1相连，隔热挡板2采用隔热材料制成，无法将换热管1的热量传递到双金属片3上，隔热挡板2外缘和换热管1为一体成型或焊接成型，隔热挡板2设有通孔4，二氧化碳只能从通孔4通过阀门；

双金属片3包括主动层5和被动层6，主动层5的受热形变大于被动层6的受热形变，因此当双金属片3受热时，双金属片3会向被动层6一侧弯曲，主动层5的一端连接隔热挡板2，双金属片3覆盖通孔4，当双金属片3不受热时会遮挡通孔4，关闭阀门，使二氧化碳无法通过阀门，直到双金属片3被加热到一定温度之后，才会发生弯曲，使双金属片3和隔热挡板2之间产生缝隙，二氧化碳可以从缝隙和通孔4通过阀门。

阀门还包括弹簧7，弹簧7的一端连接双金属片3的主动层5，弹簧7为双金属片3提供一定的拉力，使双金属片3只有被加热到一定温度之后，才会有足够的变形应力，产生变形。

弹簧7另一端穿过通孔4并连接下一个阀门的隔热挡板2，当两个阀门之间没有其他装置时，弹簧7直接连接到下一个隔热挡板2上，此时可以采用圆锥形弹簧7，圆锥形弹簧7的小径端连接双金属片3，圆锥形弹簧7的大径端连接隔热挡板2。

换热管1内部的任意两个阀门之间设有螺旋形内翅片，螺旋形内翅片与换热管1构成螺旋形流道，增加了二氧化碳与导热金属的接触面积，提高导热效率，弹簧7另一端穿过通孔4并连接螺旋形内翅片。

换热管1内部的任意两个阀门之间设有多个阻挡内翅片，阻挡内翅片与换热管1内壁相连，阻挡内翅片与换热管1为一体成型或焊接成型，阻挡内翅片设有开口，换热管1和多个阻挡内翅片构成蛇形流道，为一体成型或焊接成型，弹簧7另一端穿过通孔4并连接阻挡内翅片。

上述换热管1、螺旋形内翅片和阻挡内翅片均采用导热性能好的材料制成。

本实用新型的工作原理为，低温的二氧化碳进入换热管1之后，会被阀门阻挡，当二氧化碳通过换热升温后，会加热双金属片3，由于双金属片3的主动端连接隔热挡板2，并且双金属片3受热后向被动层6一侧弯曲，使双金属片3与隔热挡板2之间产生缝隙，二氧化碳可以从缝隙和通孔4通过阀门，通过上述过程，二氧化碳被加热到一定温度之后才会通过阀门，提高了换热器的换热稳定性；

阀门还可以设有弹簧7，弹簧7连接双金属片3，为双金属片3提供一定的拉力，使双金属片3需要被加热到一定温度之后，才能有足够的弯曲应力超过弹簧7的拉力，产生形变，使阀门开启；

本实用新型具有三种固定弹簧7的实施例：

实施例一：

采用圆锥形弹簧，圆锥形弹簧7的小径端连接双金属片3的主动层5，圆锥形弹簧7的大径端连接另一个阀门的隔热挡板2；

实施例二：

两个阀门之间设有螺旋形内翅片，螺旋形内翅片与换热管1构成螺旋形流道，使二氧化碳在螺旋形流道中流动，增加热交换面积，提高换热效率，并且弹簧7一端连接双金属片3的主动层5，弹簧7的另一端连接螺旋形内翅片；

实施例三：

两个阀门之间设有多个阻挡内翅片，阻挡内翅片设有开口，换热管1、挡片和开口构成蛇形流道，二氧化碳在蛇形流道中流动，增加热交换面积，提高换热效率，并且弹簧7一端连接双金属片3的主动层5，弹簧7的另一端连接阻挡内翅片。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，其特征在于，所述换热器包括换热管，所述换热管内部设有多个阀门，所述阀门包括隔热挡板和双金属片，所述隔热挡板外缘与换热管相连，所述隔热挡板设有通孔，所述双金属片包括主动层和被动层，所述主动层的受热形变大于被动层的受热形变，所述主动层的一端连接隔热挡板，所述双金属片覆盖通孔。

2.根据权利要求1所述的一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，其特征在于，所述阀门还包括弹簧，所述弹簧的一端连接双金属片的主动层。

3.根据权利要求2所述的一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，其特征在于，所述弹簧另一端穿过通孔并连接下一个阀门的隔热挡板。

4.根据权利要求2所述的一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，其特征在于，所述换热管内部的任意两个阀门之间设有螺旋形内翅片，所述弹簧另一端穿过通孔并连接螺旋形内翅片。

5.根据权利要求2所述的一种含有内翅片的二氧化碳井下换热器，其特征在于，所述换热管内部的任意两个阀门之间设有多个阻挡内翅片，所述阻挡内翅片与换热管内壁相连，所述阻挡内翅片设有开口，换热管和多个阻挡内翅片构成蛇形流道，所述弹簧另一端穿过通孔并连接阻挡内翅片。