TWM576654U - Plate heat exchanger for double refrigerant cascade system - Google Patents

Abstract

一種雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，板式熱交換器係由複數板體層疊而成，形成有兩相鄰之第一本體與第二本體，利用第一本體內所設置之第一冷媒流動空間與第二冷媒流動空間，讓兩種冷媒同時對水加熱流動空間內的冷水進行加熱，第二冷媒會由第一本體之第二冷媒流動空間直接流入第二本體之第二冷媒流動空間，而第一冷媒會於流出第一本體後，再流入第二本體之第一冷媒流動空間，第二冷媒在第二本體內與第一冷媒進行再次熱交換，達成二次冷凝降溫之效果，第一冷媒在第二本體內與第二冷媒進行熱交換，達成蒸發升溫之效果，使設備易安裝、維護及有效降低成本之功效。

Description

雙冷媒複疊系統之板式熱交換器

一種雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，尤指在雙冷媒的熱泵設備與製冷設備中所使用的板式熱交換器。

熱水、冷氣與暖氣為日常生活中不可缺少的，一般是利用熱泵裝置提供熱水與暖氣，冷凍空調設備提供冷氣與冷凍，而熱泵與冷凍空調設備為兩個各自獨立的裝置，於使用上相當不方便，因此即有相關業者結合熱泵裝置與冷凍空調裝置形成複合式熱泵與製冷系統，在此種複合式熱泵與製冷系統中需使用多個熱交換器執行熱交換，導致產生其一，系統建置費用較高；其二，系統設置安裝及維修不易；其三，系統需較大設置空間等問題發生。

本創作之主要目的乃在於，提供一板式熱交換器供使用不同冷媒(例如HFC或NH ₃與CO ₂搭配組合)之熱泵與製冷設備使用，進而簡化設備之間連接所需之管路，並可降低成本且容易安裝、維修。

為達上述目的，本創作之板式熱交換器係由複數板體層疊而成，形成有兩相鄰之第一本體與第二本體，第一本體內設置有複數個第一冷媒流動空間、複數個第二冷媒流動空間以及複數個水加熱流動空間，第一冷媒流動空間、第二冷媒流動空間與水加熱流動空間係呈並排排列狀，並利用水加熱流動空間區隔第一冷媒流動空間與第二冷媒流動空間，而第一本體上設置有連通於各第一冷媒流動空間之第一冷媒進口與第一冷媒出口、連通於各第二冷媒流動空間之第二冷媒進口，以及連通於各水加熱流動空間之水加熱進口與水加熱出口；第二本體內設置有複數個第一冷媒流動空間與複數個第二冷媒流動空間，第二冷媒流動空間係連通於前述第一本體之第二冷媒流動空間，且第一冷媒流動空間與第二冷媒流動空間呈交錯並排狀，而第二本體上設置有連通於第一冷媒流動空間之第一冷媒進口與第一冷媒出口，以及連通於第二冷媒流動空間之第二冷媒出口。

前述雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，其中該第一本體之第一冷媒進口與第二本體之第一冷媒出口連接有第一壓縮機，第一本體之第二冷媒進口與第二本體之第二冷媒出口連接有第二壓縮機，第一本體之第一冷媒出口係連通於第二本體之第一冷媒進口，且第一本體之第一冷媒出口與第二本體之第一冷媒進口之間設置有膨脹閥。

前述雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，其中該第二本體之第二冷媒出口與第二壓縮機之間設置有製冷設備。

前述雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，其中該第二本體之第二冷媒出口與第二壓縮機之間設置有製冷設備，而第一壓縮機係使用低壓冷媒，低壓冷媒可為HFC或NH ₃等型式，而第二壓縮機為使用高壓冷媒，高壓冷媒可為CO ₂型式。

請參閱第一圖至第四圖所示，由圖中可清楚看出，本創作之板 式熱交換器10係由複數板體層疊而成，兩側分別形成有第一本體1與第二本體2，其中：

該第一本體1內設置有複數個第一冷媒流動空間11、複數個第二冷媒流動空間12以及複數個水加熱流動空間13，複數個水加熱流動空間13係呈間隔並排設置，第一冷媒流動空間11與第二冷媒流動空間12係分別設置於水加熱流動空間13兩側，使第一冷媒流動空間11、第二冷媒流動空間12與水加熱流動空間13係呈並排排列狀，而第一本體1上設置有連通於各第一冷媒流動空間11之第一冷媒進口14與第一冷媒出口15、連通於各第二冷媒流動空間12之第二冷媒進口16，以及連通於各水加熱流動空間13之加熱水進口17與加熱水出口18。

該第二本體2內設置有複數個第一冷媒流動空間21與複數個第二冷媒流動空間22，第二冷媒流動空間22係連通於前述第一本體1之第二冷媒流動空間12，且第一冷媒流動空間21與第二冷媒流動空間22呈交錯並排狀，而第二本體2上設置有連通於第一冷媒流動空間21之第一冷媒進口23與第一冷媒出口24，以及連通於第二冷媒流動空間22之第二冷媒出口25。

請參閱第一圖至第五圖所示，由圖中可清楚看出，本創作於使用時係將第一壓縮機3連接於第一本體1之第一冷媒進口14與第二本體2之第一冷媒出口24，第二壓縮機4連接於第一本體1之第二冷媒進口16與第二本體2之第二冷媒出口25，且第一本體1之第一冷媒出口15係連通於第二本體2之第一冷媒進口23，且第一本體1之第一冷媒出口15與第二本體2之第一冷媒進口23之間設置有膨脹閥5；藉上，製冷設備6即可設置於第二本體2之第二冷媒出口25與第二壓縮機4之間，熱泵設備7連接於第一本體1之水加熱進口17與水加熱出口18。當熱泵設備7將冷水由水加熱進口17送入水加熱流動空間13內(圖中虛線所示)，第一壓縮機3將高溫的第一冷媒(例如HFC或NH3等系列之低壓冷媒)送至第一冷媒流動空間11 (圖中實線所示)，以及第二壓縮機4將高溫的第二冷媒(例如CO2系列之高壓冷媒)送至第二冷媒流動空間12 (圖中假想線所示)，冷媒會對冷水進行熱傳加熱，提高冷水至水加熱出口18流出時的溫度，而當第一冷媒與第二冷媒的溫度降低後，第二冷媒會由第一本體1之第二冷媒流動空間12直接流入第二本體2之第二冷媒流動空間22，而第一冷媒會於流出第一本體1後經由膨脹閥5降溫降壓後，再流入第二本體2之第一冷媒流動空間21，由於第一冷媒經過膨脹閥5後，溫度會比第二冷媒較低，因此第二冷媒在第二本體2內與第一冷媒進行熱交換，達成二次冷凝降溫效果，第一冷媒會吸熱達成冷媒蒸發之效果，如此，完成雙機(雙冷媒)二迴路複疊系統之最佳循環運轉，達到系統易安裝維護及成本降低之功效。

10‧‧‧板式熱交換器

1‧‧‧第一本體

11‧‧‧第一冷媒流動空間

12‧‧‧第二冷媒流動空間

13‧‧‧水加熱流動空間

14‧‧‧第一冷媒進口

15‧‧‧第一冷媒出口

16‧‧‧第二冷媒進口

17‧‧‧水加熱進口

18‧‧‧水加熱出口

2‧‧‧第二本體

21‧‧‧第一冷媒流動空間

22‧‧‧第二冷媒流動空間

23‧‧‧第一冷媒進口

24‧‧‧第一冷媒出口

25‧‧‧第二冷媒出口

3‧‧‧第一壓縮機

4‧‧‧第二壓縮機

5‧‧‧膨脹閥

6‧‧‧製冷設備

7‧‧‧熱泵設備

第一圖係本創作板式熱交換器之正視圖。 第二圖係本創作板式熱交換器之後示圖。 第三圖係本創作板式熱交換器之側示圖。 第四圖係本創作板式熱交換器之示意圖。 第五圖係本創作之方塊圖。

Claims (3)

1. 一種雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，該板式熱交換器係由複數板體層疊而成，形成有兩相鄰之第一本體與第二本體，其中：該第一本體內設置有複數個第一冷媒流動空間、複數個第二冷媒流動空間以及複數個水加熱流動空間，第一冷媒流動空間、第二冷媒流動空間與水加熱流動空間係呈並排排列狀，並利用水加熱流動空間區隔第一冷媒流動空間與第二冷媒流動空間，而第一本體上設置有連通於各第一冷媒流動空間之第一冷媒進口與第一冷媒出口、連通於各第二冷媒流動空間之第二冷媒進口，以及連通於各水加熱流動空間之水加熱進口與水加熱出口；該第二本體內設置有複數個第一冷媒流動空間與複數個第二冷媒流動空間，第二冷媒流動空間係連通於前述第一本體之第二冷媒流動空間，且第一冷媒流動空間與第二冷媒流動空間呈交錯並排狀，而第二本體上設置有連通於第一冷媒流動空間之第一冷媒進口與第一冷媒出口，以及連通於第二冷媒流動空間之第二冷媒出口。
2. 如請求項1所述雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，其中該第一本體之第一冷媒進口與第二本體之第一冷媒出口連接有第一壓縮機，第一本體之第二冷媒進口與第二本體之第二冷媒出口連接有第二壓縮機，第一本體之第一冷媒出口係連通於第二本體之第一冷媒進口，且第一本體之第一冷媒出口與第二本體之第一冷媒進口之間設置有膨脹閥。
3. 如請求項2所述雙冷媒複疊系統之板式熱交換器，其中該第二本體之第二冷媒出口與第二壓縮機之間設置有製冷設備，而第一壓縮機係使用低壓冷媒，低壓冷媒為HFC或NH₃型式，而第二壓縮機為使用高壓冷媒，高壓冷媒為CO₂型式。