CN209819646U - 大温差升温换热器及应用其的换热系统和热电供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大温差升温换热器，包括蒸发器和冷凝器，蒸发器包括第一蒸发器壳体、第二蒸发器壳体、第一管束及第二管束，蒸发器包括与第一管束连通的蒸发器进水口和与第二管束连通的蒸发器出水口，第一管束与第二管束连通，冷凝器包括第一冷凝器壳体、第二冷凝器壳体、第三管束及第四管束，第一冷凝器壳体与第一蒸发器壳体相对设置，第二冷凝器壳体与第二蒸发器壳体相对设置，冷凝器包括与第四管束连通的冷凝器进水口和与第三管束连通的冷凝器出水口，第四管束与第三管束连通。本实用新型的换热器进出水温差大，设备占地面积小。本实用新型还公开了应用换热器的换热系统和供暖系统。

Description

大温差升温换热器及应用其的换热系统和热电供暖系统

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，特别涉及一种大温差升温换热器及应用其的大温差升温换热系统以及应用其的热电供暖系统。

背景技术

随着人们的生活水平提高，人们用能量也大大提高，特别在冬季供暖期，采用锅炉进行采暖增加了北方地区的颗粒污染，采用空气源热泵技术虽然可以避免颗粒物的排放，但其低温季节的能源利用效率较低，供热的成本较高，往往不能满足高纬度地区的供热需求。而电厂和热电厂有大量高于环境温度的余热资源白白排放到大气环境中，造成了大量的能源浪费。

一般电厂和热电厂都安装在远离市区的郊区，将热量运到用户需要的地方需要较长的输送距离，考虑到输送过程中的热量损失，而末端使用的水温是固定的，所以供应的热源温度较高，较高的输运温度又增加了漏热损失。并且，末端使用的水温往往高于电厂的乏气换热温度，所以热电厂末端回水并不能利用电厂的乏汽余热。

专利CN100507375提供了一种大温差集中供热系统，系统通过采用在供热系统中增加吸收式升温器，通过吸收式升温器在接近末端的热力站将末端回水降温，降温后的回水回流到热电厂，此时温度低于乏汽的冷凝温度，可以吸收乏汽冷凝热量实现部分热量回收利用。但由于CN100507375 专利中所涉及的吸收式升温器的驱动热源是供暖热水，为了满足吸收式升温器的制冷能力，需要较高温度的供水温度，虽然回水的温度有较大的降低，但供水温度仍然较高，需要较厚的保温材料防止漏热。同时，吸收式升温器体积庞大，往往不能适应现场的安装条件，使得技术的应用收到较大的限制。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种大温差升温换热器，包括蒸发器和冷凝器，蒸发器包括第一蒸发器壳体、第二蒸发器壳体、设置在第一蒸发器壳体内的第一管束及设置在第二蒸发器壳体内的第二管束，蒸发器包括蒸发器进水口和蒸发器出水口，蒸发器进水口与第一管束连通，蒸发器出水口与第二管束连通，第一管束与第二管束连通，冷凝器包括第一冷凝器壳体、第二冷凝器壳体、设置在第一冷凝器壳体内的第三管束及设置在第二冷凝器壳体内的第四管束，第一冷凝器壳体与第一蒸发器壳体相对设置，第二冷凝器壳体与第二蒸发器壳体相对设置，冷凝器包括冷凝器进水口和冷凝器出水口，冷凝器进水口与第四管束连通，冷凝器出水口与第三管束连通，其中第四管束与第三管束连通。

在一些实施方式中，蒸发器进水口和蒸发器出水口都设置在蒸发器的中部，冷凝器进水口和冷凝器出水口均设置在冷凝器的中部。换热器的管路进出口布置在换热器中部，有利于降低产品的结构尺寸，使设备便于安装。

在一些实施方式中，蒸发器的管程数大于冷凝器的管程数。本实用新型的具体实施方式所提供的大温差升温换热器采用非对称结构设计，蒸发器和冷凝器内的管程数不同，进一步地降低了电厂回水温度，扩大了蒸发侧的进出水的温差。

在一些实施方式中，第一管束的管长与第二管束的管长不同。蒸发器采用非对称设计，优化了换热器的换热量的匹配，有利于制冷系统的稳定性及整体效率的提升。

在一些实施方式中，第四管束的管长与第三管束的管长不同。冷凝器采用非对称设计，优化了换热器的换热量的匹配，有利于制冷系统的稳定性及整体效率的提升。

在一些实施方式中，第一蒸发器壳体的两侧分别设有第一端口和第二端口，第二蒸发器壳体的两侧分别设有第三端口和第四端口，第一冷凝器壳体的两侧分别设有第五端口和第六端口，第二冷凝器壳体的两侧分别设有第七端口和第八端口。

根据本实用新型的另一方面，提供一种大温差升温换热系统，包括大温差升温换热器，还包括第一压缩机、第二压缩机、第一节流阀和第二节流阀，第一蒸发器壳体、第一压缩机、第一节流阀及第一冷凝器壳体相连，所述第二蒸发器壳体、第二压缩机、第二节流阀及第二冷凝器壳体相连。

根据本实用新型的另一方面，提供一种热电供暖系统，包括大温差升温换热系统，还包括热源侧管网和用户侧管网，其中蒸发器接入热源侧管网，冷凝器接入用户侧管网。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的大温差升温换热器结构示意图。

图2为本实用新型一实施方式的大温差升温换热系统原理示意图。

图3为本实用新型一实施方式的热电供暖系统示意图。

蒸发器1、冷凝器2、第一蒸发器壳体3、第二蒸发器壳体4、第一管束5、第二管束6、蒸发器进水口7、蒸发器出水口8、第一冷凝器壳体10、第二冷凝器壳体11、第三管束12、第四管束13、第一端口15、第二端16、第三端口17、第四端口18、第五端口19、第六端口20、第七端口21、第八端口22、大温差升温换热系统23、第一压缩机24、第二压缩机25、第一节流阀26、第二节流阀27、热源侧管网28、用户侧管网29、冷凝器进水口30和冷凝器出水口31

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1，一种大温差升温换热器，包括蒸发器1和冷凝器2。蒸发器1包括第一蒸发器壳体3、第二蒸发器壳体4、设置在第一蒸发器壳体3 内的第一管束5及设置在第二蒸发器壳体4内的第二管束6。蒸发器1包括蒸发器进水口7和蒸发器出水口8，蒸发器进水口7和蒸发器出水口8都设置在蒸发器1的中部，蒸发器进水口7与第一管束5连通，蒸发器出水口8与第二管束6连通，第一管束5与第二管束6连通。冷凝器2包括第一冷凝器壳体10、第二冷凝器壳体11、设置在第一冷凝器壳体10内的第三管束12及设置在第二冷凝器壳体11内的第四管束13。第一冷凝器壳体10 与第一蒸发器壳体3相对设置，第二冷凝器壳体11与第二蒸发器壳体4相对设置。冷凝器2包括冷凝器进水口30和冷凝器出水口31，冷凝器进水口 30和冷凝器出水口31均设置在冷凝器2的中部。冷凝器进水口30与第四管束13连通，冷凝器出水口31与第三管束12连通，其中第四管束13与第三管束12连通。第一蒸发器壳体3与第二蒸发器壳体4不连通，第一冷凝器壳体10与第二冷凝器壳体11不连通。

第一蒸发器壳体3的两侧分别设有第一端口15和第二端口16，第二蒸发器壳体4的两侧分别设有第三端口17和第四端口18。第一冷凝器壳体 10的两侧分别设有第五端口19和第六端口20，第二冷凝器壳体11的两侧分别设有第七端口21和第八端口22。制冷剂从上述端口进出蒸发器壳体和冷凝器壳体。

第一蒸发器壳体3、第二蒸发器壳体4、第一冷凝器壳体10及第二冷凝器壳体11都为中空结构，其内可容纳制冷剂，设置在每个壳体两侧的端口供制冷剂进出，第一管束5、第二管束6、第三管束12及第四管束13供水通过，壳体中的制冷剂与管束中的水可进行热交换。换热器的管路进出口布置在换热器中部，有利于降低产品的结构尺寸，使设备便于安装。

本实用新型的具体实施方式所提供的大温差升温换热器可以接入热电供暖系统，其中蒸发器接入热源侧管网，即接收来自电厂的热水，冷凝器接入用户侧管网，即接收来自用户的热水。工作时，使蒸发器壳体和冷凝器壳体内充满制冷剂。大温差升温换热器与制冷剂配合工作，将来自电厂的热水热量传递给来自用户的热水。在蒸发侧，第一管束5和第二管束6 串联，热水从蒸发器进水口7进入到第一管束5，与第一蒸发器壳体3中的制冷剂进行第一次热交换，使热水温度降低，然后热水进入到第二管束6，在第二管束6中与第二蒸发器壳体4中的制冷剂进行第二次热交换从而进一步地将热水温度降低，在蒸发器1中，热水的热量传递给制冷剂，使蒸发器1流出的制冷剂的温度升高。在冷凝侧，第三管束12和第四管束13 串联，热水从冷凝器2入口进入到第四管束13，与第二冷凝器壳体11内的制冷剂进行热交换，制冷剂的热量传递给热水，使热水温度升高，然后热水流入第三管束12，在第三管束12中与第一冷凝器壳体10中的制冷剂进行第二次热交换，进一步地升高了热水温度，在冷凝器2中，制冷剂的热量传递给热水，使冷凝器2流出的制冷剂的温度降低。本实用新型的具体实施方式所提供的大温差升温换热器的蒸发侧的进出水温差大。相比于现有的换热器，本实用新型具体实施方式所提供的大温差升温换热器进一步地降低了电厂回水温度和提高了用户的回水温度，更有效地利用了电厂热水的热量。

由于蒸发器进水口7与第一管束5连通，冷凝器进水口30与第四管束 13连通，因此使用时蒸发器1水路和冷凝器2水路方向相反，进一步地扩大了温差。

在一些实施方式中，蒸发器1的管程数大于冷凝器2的管程数。即第一管束5和第二管束6的管程数大于第三管束12和第四管束13的管程数。本实用新型的具体实施方式所提供的大温差升温换热器采用非对称结构设计，蒸发器1和冷凝器2内的管程数不同，进一步地降低了电厂回水温度，扩大了蒸发侧的进出水的温差。

在一些实施方式中，第一管束5的管长与第二管束6的管长不同。在一些实施方式中，第四管束13的管长与第三管束12的管长不同。即蒸发器1采用非对称设计，冷凝器2也采用非对称设计，优化了换热器的换热量的分配，有利于制冷系统的稳定性及整体效率的提升。

请参考图2，根据本实用新型的另一个方面，提供一种大温差升温换热系统23，包括本实用新型具体实施方式所提供的换热器，还包括第一压缩机24、第二压缩机25、第一节流阀26和第二节流阀27。第一蒸发器壳体 3、第一压缩机24、第一冷凝器壳体10及第一节流阀26通过管道相连，形成制冷剂循环系统。第二蒸发器壳体4、第二压缩机25、第二冷凝器壳体11及第二节流阀27通过管道相连，形成另一个制冷剂循环系统。两个压缩机可使制冷剂循环，两个节流阀用于控制制冷剂的流量。

请参考图3，根据本实用新型的另一方面，提供一种热电供暖系统，包括热源侧管网28、大温差升温换热系统23和用户侧管网29，其中蒸发器1 接入热源侧管网28，冷凝器2接入用户侧管网29。热源侧管网28内为发电厂提供的热水，用户侧管网29内为用户使用的取暖用水。本实用新型的具体实施方式提供热电供暖循环系统扩大了热源侧管网28的进水温度与回水温度的温差，提高了电厂热水的热量利用率。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.大温差升温换热器，其特征在于，包括蒸发器(1)和冷凝器(2)，所述蒸发器(1)包括第一蒸发器壳体(3)、第二蒸发器壳体(4)、设置在第一蒸发器壳体(3)内的第一管束(5)及设置在第二蒸发器壳体(4)内的第二管束(6)，所述蒸发器(1)包括蒸发器进水口(7)和蒸发器出水口(8)，所述蒸发器进水口(7)与所述第一管束(5)连通，所述蒸发器出水口(8)与所述第二管束(6)连通，所述第一管束(5)与所述第二管束(6)连通，所述冷凝器(2)包括第一冷凝器壳体(10)、第二冷凝器壳体(11)、设置在第一冷凝器壳体(10)内的第三管束(12)及设置在第二冷凝器壳体(11)内的第四管束(13)，所述第一冷凝器壳体(10)与所述第一蒸发器壳体(3)相对设置，所述第二冷凝器壳体(11)与所述第二蒸发器壳体(4)相对设置，所述冷凝器(2)包括冷凝器进水口(30)和冷凝器出水口(31)，所述冷凝器进水口(30)与所述第四管束(13)连通，所述冷凝器出水口(31)与所述第三管束(12)连通，其中所述第四管束(13)与所述第三管束(12)连通。

2.根据权利要求1所述的大温差升温换热器，其特征在于，所述蒸发器进水口(7)和蒸发器出水口(8)都设置在所述蒸发器(1)的中部，所述冷凝器进水口(30)和冷凝器出水口(31)均设置在所述冷凝器(2)的中部。

3.根据权利要求1所述的大温差升温换热器，其特征在于，所述蒸发器(1)的管程数大于冷凝器(2)的管程数。

4.根据权利要求1所述的大温差升温换热器，其特征在于，所述第一管束(5)的管长与第二管束(6)的管长不同。

5.根据权利要求1所述的大温差升温换热器，其特征在于，第四管束(13)的管长与第三管束(12)的管长不同。

6.根据权利要求1所述的大温差升温换热器，其特征在于，所述第一蒸发器壳体(3)的两侧分别设有第一端口(15)和第二端口(16)，第二蒸发器壳体(4)的两侧分别设有第三端口(17)和第四端口(18)，第一冷凝器壳体(10)的两侧分别设有第五端口(19)和第六端口(20)，第二冷凝器壳体(11)的两侧分别设有第七端口(21)和第八端口(22)。

7.大温差升温换热系统(23)，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的大温差升温换热器，还包括第一压缩机(24)、第二压缩机(25)、第一节流阀(26)和第二节流阀(27)，所述第一蒸发器壳体(3)、第一压缩机(24)、第一节流阀(26)及第一冷凝器壳体(10)相连，所述第二蒸发器壳体(4)、第二压缩机(25)、第二节流阀(27)及第二冷凝器壳体(11)相连。

8.热电供暖系统，其特征在于，包括权利要求7所述的大温差升温换热系统(23)，还包括热源侧管网(28)和用户侧管网(29)，其中蒸发器(1)接入热源侧管网(28)，冷凝器(2)接入用户侧管网(29)。