CN214094652U - 换热装置和具有其的地源热泵供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热装置和具有其的地源热泵供暖系统，所述换热装置包括：换热器，所述换热器具有第一流路和第二流路，所述第一流路的换热介质适于与所述第二流路的换热介质进行热交换；净水组件，所述净水组件设于所述第一流路的进水管，所述净水组件设置成用于过滤进入所述第一流路的换热介质且向所述第一流路内的换热介质发射超声波，所述净水组件还用于产生电磁场，进入所述第一流路的换热介质流经所述电磁场。根据本实用新型实施例的换热装置能够有效降低换热器拆卸清洗的频率，甚至可以通过自净作用达到免清洗的效果，减少维护时间成本、人力资源和运营成本，同时稳定换热器的换热系数、换热效率及保证换热器的使用寿命。

Description

换热装置和具有其的地源热泵供暖系统

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，更具体地，涉及一种换热装置和具有其的地源热泵供暖系统。

背景技术

换热器长期运行以后容易结垢，特别是新安装系统管路中许多悬浮颗粒物进入板式换热器的内部，换热器内的沉淀物和悬浮物易聚集在狭小处导致结垢，致使该处的流道面积大为减小，造成该部位压降过大，导致二次管网水力平衡严重失调，同时会严重降低换热器的传热系数，进而降低换热效率和使用寿命。

在相关技术中，为了避免换热器传热系数的下降，进而影响到换热器的传热效率，破坏水力系统平衡和降低换热器的使用寿命，要对换热器定时拆卸清洗。而高频拆卸清洗给运营及维护加重了运营成本，同时对于不同工况、不同环境、不同工作介质之中的换热器清理周期也不同，难以界定拆卸清洗时间和周期。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种换热装置，所述换热装置能够有效降低换热器拆卸清洗的频率，甚至可以达到免清洗的效果。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述换热装置的地源热泵供暖系统。

根据本实用新型实施例的换热装置，包括：换热器，所述换热器具有第一流路和第二流路，所述第一流路的换热介质适于与所述第二流路的换热介质进行热交换；净水组件，所述净水组件设于所述第一流路的进水管，所述净水组件设置成用于过滤进入所述第一流路的换热介质且向所述第一流路内的换热介质发射超声波，所述净水组件还用于产生电磁场，进入所述第一流路的换热介质流经所述电磁场。

根据本实用新型实施例的换热装置，通过在第一流路的进水管设置净水组件，以对进入第一流路的换热介质进行过滤、超声及电磁场处理，能够有效降低换热器拆卸清洗的频率，甚至可以通过自净作用达到免清洗的效果，减少维护时间成本、人力资源和运营成本，同时稳定换热器的换热系数、换热效率及保证换热器的使用寿命。

另外，根据本实用新型上述实施例的换热装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述净水组件包括过滤器、电磁场发生器和超声波发生器，所述过滤器用于过滤进入所述第一流路的换热介质，所述电磁场发生器用于产生电磁场，所述超声波发生器用于发射超声波。

根据本实用新型的一些实施例，所述超声波发生器和所述电磁场发生器集成设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述过滤器包括活性铁质滤膜和/或机械过滤器。

根据本实用新型的一些实施例，所述过滤器设于所述电磁场发生器和所述超声波发生器的上游侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述净水组件包括电晕场发生器，所述电晕场发生器用于产生电磁场以及发射超声波。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一流路包括多个第一腔室、第一分流通道和第一汇流通道，所述第一分流通道与多个所述第一腔室连通，所述第一汇流通道与多个所述第一腔室连通；所述第二流路包括多个第二腔室、第二分流通道和第二汇流通道，所述第二分流通道与多个所述第二腔室连通，所述第二汇流通道与多个所述第二腔室连通，其中，多个所述第一腔室和多个所述第二腔室相间设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热器为板式换热器且包括：多个板体，多个所述板体层叠间隔设置；多个垫片，所述垫片用于密封相邻两个所述板体的周沿以与所述板体配合限定出所述第一腔室或所述第二腔室；第一分流管和第一汇流管，所述第一分流管具有所述第一分流通道，所述第一汇流管具有所述第一汇流通道，所述第一分流管和所述第一汇流管分别穿设于所述板体的上部和下部；第二分流管和第二汇流管，所述第二分流管具有所述第二分流通道，所述第二汇流管具有所述第二汇流通道，所述第二分流管和所述第二汇流管分别穿设于所述板体的上部和下部。

根据本实用新型实施例的地源热泵供暖系统包括根据本实用新型实施例的换热装置。

根据本实用新型的一些实施例，所述地源热泵供暖系统还包括：地埋管，所述地埋管的出水管与所述第一流路的进水管连通。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的换热装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的地源热泵供暖系统的示意图。

附图标记：

地源热泵供暖系统200；地埋管210；

换热装置100；换热器10；第一流路的进水管11；第一流路的出水管12；净水组件20。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的换热装置100。

参照图1所示，根据本实用新型实施例的换热装置100可以包括：换热器10和净水组件20。

具体而言，换热器10具有第一流路和第二流路，第一流路的换热介质能够与第二流路的换热介质进行热交换。例如，将第一流路内换热介质的热量传递至第二流路的换热介质，或者将第二流路的换热介质传递至第一流路的换热介质。

在一些实施例中，如图2所示，根据本实用新型实施例的地源热泵供暖系统200包括根据本实用新型实施例的换热装置100。此外，地源热泵供暖系统200还可以包括地埋管210，地埋管210的出水管与第一流路的进水管11连通，地埋管210的进水管与第一流路的出水管12连通管。由此，换热介质可以在换热装置100的第一流路和地埋管210之间循环流动。

例如，在冬天，地埋管210内的换热介质能够与土壤之间进行热交换，以吸收土壤的热量，并通过换热介质循环流动以进入换热装置100进行换热，以便于给室内供暖；在夏天，地埋管210内的换热介质能够与土壤之间进行热交换，以降低地埋管210内换热介质的温度，并且低温的换热介质能够循环流动至第一流路以降低第二流路内换热介质的温度，从而达到制冷的效果。

此外，考虑到换热器10长期运行后容易结垢，特别是新安装系统(例如地源热泵功能系统)管路中存在较多悬浮颗粒物，若进入到换热器10内部，沉淀物和悬浮物容易聚集在窄小处导致结垢。例如，在换热器10为板式换热器的实施例中，由于板式换热器板间间距较窄，沉淀物和悬浮物若进入板式换热器内容易聚集在板式换热器板间处导致结垢。

因此，在本实用新型的实施例中，如图1所示，换热装置100还包括净水组件20，净水组件20设于第一流路的进水管11，并且净水组件20设置成用于过滤进入第一流路的换热介质、向流入第一流路的换热介质发射超声波，净水组件20还用于产生电磁场，进入第一流路的换热介质流经电磁场，使净水组件20对换热介质具有清洗、过滤、震荡的作用。三位一体的综合过滤体，能够吸附、浓缩在实际运行工况下各种水系统形成的硬度物质及复合垢，降低其浓度，达到控制污垢及大部分硬度垢的目的。

具体地，在一些实施例中，净水组件20包括过滤器，过滤器用于过滤进入第一流路的换热介质，以防止管路中悬浮颗粒物等进入换热器10。例如，过滤器可以包括活性铁质滤膜和机械过滤器中的至少一个。其中，活性铁质滤膜具有良好的吸附能力，能够吸附、催化除铁等；机械过滤器能够有效过滤换热介质中的悬浮物、有机物、胶体、泥沙等，且具有成本低、可重复使用、过滤效果好、占用空间小等优点。

另外，通过产生超声波和电磁场作用于管路上，使流经管路的水分子产生共振，把氢键缔合的水分子团变成单个的极性，改变水的活化性，这些极微小的水分子可以渗透、包围、溶解、去除换热器10中的老垢，提高了水分子对钙镁离子、碳酸根离子等成垢组分的水合能力，起到阻止水垢形成的作用。同时，在电磁场和超声波的作用下，使原有的水垢结晶逐渐变得松软、脱落、溶解，从而达到除垢之目的。并且氧化腐蚀和垢下原电池腐蚀是换热器10腐蚀和生锈的主要原因，而在电磁场和超声波的作用下，水垢得以控制和去除，溶解氧与水分子结合不易析出，从而抑制氧化腐蚀和垢下原电池腐蚀的发生，起到良好的防腐阻锈的作用。

由此，消除不同工况、不同介质、不同环境下的结垢差异情况，有效降低换热器10拆卸清洗的频率，减少定期手动清理换热器10的流程频次，甚至可以通过自净作用达到免清洗的效果。减少维护时间成本，大幅度节约人力资源和运营成本。同时稳定换热器10的换热系数、换热效率及保证换热器10的使用寿命。

需要说明的是，在换热装置100使用时间过长，需要对换热器10进行清洗时，可以采用化学药剂进行清洗，而净水组件20减少清洗频率则可以减少化学药品带来的环境污染风险。

下面以换热器10为板式换热器为例描述换热器10的清洗过程。

清洗板体表面水垢(主要指CaCO₃)时，选用含0.3氨基磺酸溶液或含0.3乌洛托品、0.2苯胺、0.1硫氰酸钾的0.8硝酸溶液作为清洗液，清洗温度40～60℃。

若不拆卸板式换热器采用化学浸泡清洗时，要打开板式换热器的换热介质进口和出口，或安装板式换热器时在换热介质的进水管11和出水管12上安装清洗口，将配好的清洗液通过清洗口注入板式换热器中，浸泡后用清水清洗干净残留酸液，使pH≥7。

若拆卸板式换热器清洗时，将板式换热器的板体在清洗液中浸泡30min，然后用软刷轻刷结垢，最后用清水清洗干净。清洗过程中应避免损伤板体与垫片。

若采用不拆卸机械反冲洗方法，应事先在换热介质的进水管11和出水管12上接一管口，将管口与机械清洗车连接，把清洗液按换热介质流动的反方向注入板式换热器，循环清洗时间10～15min，清洗液流速控制在0.05～0.15m/s。最后再用清水循环几遍，使清水中氯质量浓度控制在25mg/l。

根据本实用新型实施例的换热装置100，通过在第一流路的进水管11设置净水组件20，以对进入第一流路的换热介质进行过滤、超声及电磁场处理，能够有效降低换热器10拆卸清洗的频率，甚至可以通过自净作用达到免清洗的效果，减少维护时间成本、人力资源和运营成本，同时稳定换热器10的换热系数、换热效率及保证换热器10的使用寿命。

由于根据本实用新型实施例的换热装置100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的地源热泵供暖系统200，通过在第一流路的进水管11设置净水组件20，以对进入第一流路的换热介质进行过滤、超声及电磁场处理，能够有效降低换热器10拆卸清洗的频率，甚至可以通过自净作用达到免清洗的效果，减少维护时间成本、人力资源和运营成本，同时稳定换热器10的换热系数、换热效率及保证换热器10的使用寿命。

在本实用新型的实施例中，用于产生电磁场和发射超声波的结构可以根据实际情况灵活设置。

例如，在一些实施例中，净水组件20可以包括电磁场发生器和超声波发生器。其中，电磁场发生器用于产生电磁场，超声波发生器用于发射超声波，以使流经净水组件20的换热介质受到电磁场和超声波的共同作用，实现清理结垢以及防止结垢产生的目的。

在一些实施例中，净水组件20可以包括电晕场发生器，电晕场发生器用于产生电磁场以及发射超声波，以实现清理结垢以及防止结垢产生的目的，有利于减少净水组件20的零部件数量，降低成本和占用空间。

当然，在净水组件20包括超声波发生器和电磁场发生器的实施例中，超声波发生器和电磁场发生器可以集成设置，同样可以减小占用空间且保证阻垢效果。

或者，在一些实施例中，净水组件20可以同时包括超声波发生器、电磁场发生器和电晕场发生器，三者可以协同作用，相互补偿，以达到更佳的清理结垢以及防止结垢的效果。

在净水组件20包括过滤器、电磁场发生器和超声波发生器的实施例中，过滤器设于电磁场发生器和超声波发生器的上游侧，即换热介质先流经过滤器，再流经电磁场发生器和超声波发生器，换言之，先对换热介质进行过滤处理，再进行电磁场和超声波处理，以提高阻垢效果。同理，在净水组件20包括过滤器和电晕场发生器的实施例中，过滤器设于电晕场发生器的上游侧；在净水组件20包括过滤器、电磁场发生器、超声波发生器和电晕场发生器的实施例中，过滤器设于电磁场发生器、超声波发生器和电晕场发生器的上游侧。

在一些实施例中，净水组件20还可以包括排污装置，排出装置可以将从换热介质中吸附、过滤出的杂质排出至外界。

下面描述根据本实用新型一些实施例的换热器10的结构。

根据本实用新型的一些实施例，第一流路包括多个第一腔室、第一分流通道和第一汇流通道，第一分流通道与多个第一腔室连通，第一汇流通道与多个第一腔室连通。换热介质通过第一流路的进水管11进入第一分流通道，然后分别流入多个第一腔室，以在第一腔室内与第二腔室内的换热介质进行换热，换热后汇流至第一汇流通道，然后通过第一流路的出水管12流出换热器10。

第二流路包括多个第二腔室、第二分流通道和第二汇流通道，第二分流通道与多个第二腔室连通，第二汇流通道与多个第二腔室连通。换热介质通过第二流路的进水管进入第二分流通道，然后分别流入多个第二腔室，以在第二腔室内与第一腔室内的换热介质进行换热，换热后汇流至第二汇流通道，然后通过第二流路的出水管12流出换热器10。

此外，多个第一腔室和多个第二腔室相间设置，以增大第一腔室和第二腔室的换热面积，提高换热效率。

在本实用新型的一些实施例中，换热器10为板式换热器且包括：多个板体、多个垫片、第一分流管、第一汇流管、第二分流管和第二汇流管。其中，多个板体层叠间隔设置，垫片用于密封相邻两个板体的周沿，以使相邻两个板体与对应的垫片配合限定出第一腔室或第二腔室，由此构成多个第一腔室和多个第二腔室间隔分布的结构，且该结构易于拆卸、便于清洗、换热效率高。

第一分流管具有第一分流通道，第一汇流管具有第一汇流通道，第一分流管和第一汇流管分别穿设于板体的上部和下部；第二分流管和第二汇流管，第二分流管具有第二分流通道，第二汇流管具有第二汇流通道，第二分流管和第二汇流管分别穿设于板体的上部和下部。由此，第一流路内的换热介质能够由第一腔室的一端流向另一端，第二流路内的换热介质能够由第二腔室的一端流向另一端，第一腔室内的换热介质能够与第二腔室内的换热介质充分换热。

例如，在一些具体实施例中，第一分流管穿设于板体的左上部，第一汇流管穿设于板体的右下部，第二分流管穿设于板体的右上部，第二汇流管穿设于板体的右下部，结构设计更合理。

根据本实用新型实施例的地源热泵供暖系统200和换热装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换热装置，其特征在于，包括：

换热器，所述换热器具有第一流路和第二流路，所述第一流路的换热介质适于与所述第二流路的换热介质进行热交换；

净水组件，所述净水组件设于所述第一流路的进水管，所述净水组件设置成用于过滤进入所述第一流路的换热介质且向所述第一流路内的换热介质发射超声波，所述净水组件还用于产生电磁场，进入所述第一流路的换热介质流经所述电磁场。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述净水组件包括过滤器、电磁场发生器和超声波发生器，所述过滤器用于过滤进入所述第一流路的换热介质，所述电磁场发生器用于产生电磁场，所述超声波发生器用于发射超声波。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述超声波发生器和所述电磁场发生器集成设置。

4.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述过滤器包括活性铁质滤膜和/或机械过滤器。

5.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述过滤器设于所述电磁场发生器和所述超声波发生器的上游侧。

6.根据权利要求1或2所述的换热装置，其特征在于，所述净水组件包括电晕场发生器，所述电晕场发生器用于产生电磁场以及发射超声波。

7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一流路包括多个第一腔室、第一分流通道和第一汇流通道，所述第一分流通道与多个所述第一腔室连通，所述第一汇流通道与多个所述第一腔室连通；

所述第二流路包括多个第二腔室、第二分流通道和第二汇流通道，所述第二分流通道与多个所述第二腔室连通，所述第二汇流通道与多个所述第二腔室连通，其中，

多个所述第一腔室和多个所述第二腔室相间设置。

8.根据权利要求7所述的换热装置，其特征在于，所述换热器为板式换热器且包括：

多个板体，多个所述板体层叠间隔设置；

多个垫片，所述垫片用于密封相邻两个所述板体的周沿以与所述板体配合限定出所述第一腔室或所述第二腔室；

第一分流管和第一汇流管，所述第一分流管具有所述第一分流通道，所述第一汇流管具有所述第一汇流通道，所述第一分流管和所述第一汇流管分别穿设于所述板体的上部和下部；

第二分流管和第二汇流管，所述第二分流管具有所述第二分流通道，所述第二汇流管具有所述第二汇流通道，所述第二分流管和所述第二汇流管分别穿设于所述板体的上部和下部。

9.一种地源热泵供暖系统，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的换热装置。

10.根据权利要求9所述的地源热泵供暖系统，其特征在于，还包括：

地埋管，所述地埋管的出水管与所述第一流路的进水管连通。

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