申请日2011.04.25
公开(公告)日2011.10.26
IPC分类号F25B39/00
摘要
本发明公开了一种污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，包括壳体、若干换热管、左管板、右管板、左盖板和右盖板，所述壳体的两端分别设有左管板和右管板，左管板与左盖板之间设有左管箱，右管板与右盖板之间设有右管箱，若干换热管设在壳体内，换热管的左端穿过左管板与左管箱相通，右端穿过右管板与右管箱相通，壳体上设有气体冷媒进出口和液体冷媒进出口，右管箱分隔为独立的上箱体和下箱体，下箱体上设有进水口，上箱体上设有出水口，所述换热管为圆柱形管，圆柱形管的外表面设有蒸发结构和冷凝结构。本发明不但提高了机组效率及可靠性，而且在蒸发和冷凝时都具有较高的换热效率，充分兼顾了蒸发和冷凝两种效果。
权利要求书
1.污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：包括壳体、若干换热管、左管板、右管板、左盖板和右盖板，所述壳体的两端分别设有左管板和右管板，左管板与左盖板之间设有左管箱，右管板与右盖板之间设有右管箱，若干换热管设在壳体内，换热管的左端穿过左管板与左管箱相通，右端穿过右管板与右管箱相通，壳体上设有气体冷媒进出口和液体冷媒进出口，右管箱分隔为独立的上箱体和下箱体，下箱体上设有进水口，上箱体上设有出水口，所述换热管为圆柱形管，圆柱形管的外表面设有蒸发结构和冷凝结构。
2.如权利要求1所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：蒸发结构为滚压在圆柱形管外表面的纵剖面为T形的压花，冷凝结构为设在压花顶部的外螺纹。
3.如权利要求1或2所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述若干换热管的排布高度为自壳体底部向上到壳体直径的三分之二处。
4.如权利要求3所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述若干换热管的排布分为上部分和下部分，下部分布满换热管，上部分换热管之间还设有若干气流冲刷通道。
5.如权利要求4所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述上部分换热管之间之间设有4条气流冲刷通道，且每条气流冲刷通道的宽度为25mm。
6.如权利要求1所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述换热管为铝黄铜管。
7.如权利要求1所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述左管板和右管板为钢板，左管板的左表面上复合有铜板，右管板的右表面上也复合有铜板。
8.如权利要求8所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述铜板的厚度为1mm。
9.如权利要求1～8中任一项所述的污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，其特征在于：所述壳体上设有气流均压通道，所述气流均压通道与气体冷媒进出口连接，并与壳体内腔相通。
说明书
污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器
【技术领域】
本发明涉及污水源热泵系统，尤其涉及污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器。
【背景技术】
当前，能源紧缺已经成为严重制约我国经济社会发展的关键问题，节能作为国家能源战略的一个重要组成部分，受到了越来越多的关注，其中空调系统是电耗的重要组成部分。从降低运行费用、节省能源、减少排放CO2排放量来看，当前市场上采用电能驱动的热泵机组。从冷(热)源的角度来区分，当前市场热泵机组可以分为空气源热泵、地源热泵和污水源热泵三大类。其中空气源热泵、地源热泵两种热泵机组均存在不同方面的缺陷，致使产品应用范围受阻：
1、风冷热泵机组
风冷冷热水机组是以空气源为冷热源，系统换热器通常由干式壳管式换热器(夏季当作蒸发器，为系统提供冷水;冬季当作冷凝器，为系统提供热水)、翅片式(夏季当作冷凝器，向空气散发热量;冬季当作冷凝器，从空气中吸收热量)，机组制冷、制热自身通过四通阀内部切换完成，可省去冷却水系统，系统设计简单，施工方便。但是，由于外部环境变化多端，长期以来的理论和实践均表明，空气源热泵系统有以下缺点：
1.1、翅片式换热器效率低
换热效率低。在翅片换热器中，通过与空气的换热，夏季冷媒在管内被空气冷却成液体，冬季则吸收空气中的热量将冷媒液体蒸发成气体。由于外部热源为气体，管内冷媒为气液两相介质，故其换热效率较低，通常在夏季环境温度为35℃时候，机组的冷凝温度大约为50℃左右(污水源热泵由于夏季污水温度在24℃左右，出水温度约为29℃，且采用满液式蒸发冷凝两用换热器，冷凝温度约为32℃左右，可节能50%左右)，而冬季当环境温度为0℃左右，机组的蒸发温度约为-15℃左右(污水源热泵由于冬季污水进水温度在15℃左右，出水温度在10℃左右，且采用满液式蒸发冷凝两用换热器，蒸发温度约为8℃左右，可节能60%左右)，机组效率极低。
翅片换热器流程众多，冷媒分液不均，换热器面积利用效率低。通常冷媒由一个总管通过分布头和各个换热管进行连接，容易造成分液不均匀，部分换热管出现干烧现象(污水源热泵采用满液式蒸发冷凝两用换热器，蒸发时候液体冷媒始终将换热管淹没，整个冷媒液面高度在重力的作用下整体高度相同。所有换热管换热面积利用充分。管外的液体冷媒和管内的液体水换热效率极高)。
翅片换热器流程长，冷媒沿程压降大。由于翅片换热管内流动的冷媒需要考虑将其混合的冷冻油带走，故其冷媒气体在其中的流动速度通常在15m/s左右，这将会给机组带来额外的压力损失，并将降低机组效率约5%左右(污水源热泵蒸发冷凝两用换热器为池内蒸发，冷媒在管外蒸发，其气体流速通常低于0.5m/s，无吸气压力损失)。
翅片式换热器容易遭受空气中杂物的污染，其翅片结构清洗极其不易，导致换热器效率下降。(污水源热泵蒸发冷凝两用换热器中，水在管内流动，清洗容易)
翅片式换热器加工复杂，可靠性差。焊接节点多，容易泄漏。(污水源热泵蒸发冷凝两用换热器换热管采用与管板涨接结构，可靠耐用)
2、水(地)源热泵机组
水地源热泵利用地下水和土壤常年温度可稳定在较高水平这一特性，并采用满液式蒸发器(始终如一提供冷水)、壳管式冷凝器(始终提供热水)解决了空气源热泵因采用空气源、翅片式换热器带来的机组效率低、可靠性差、维护不易等问题，同时还极大的提升了机组的运行能效比(由于采用的冷源、热源与污水源热泵相似，故其机组的使用效率与污水源热泵机组基本相同)。但是由于水地源热泵采用的蒸发器、冷凝器功能单一，即蒸发器不能兼顾冷凝效果，冷凝器不能兼顾蒸发效果，故机组制冷、制热通过外部水路阀门进行切换，水系统管路设计复杂，制冷制热切换时候使用侧、外部热源侧水质容易混淆，给使用侧水路造成污染。且对地下水破坏严重，初投资大，极大地限制了产品的推广与应用。
满液式蒸发器用作冷凝时候，与标准冷凝器相比，其换热效率将下降55%。
冷凝器用作蒸发时候，其换热效率将大幅下降，根据数据测试，与标准满液式蒸发器相比，其换热系数将下降40%。
上述风冷热泵最突出的优点是空气免费、取之不尽、用之不竭，但空气源热泵因采用空气源、翅片式换热器带来的机组效率低、可靠性差、维护不易等问题，成为了致命缺陷。而水源热泵虽然在运行效率上有明显优势，但机组制冷、制热通过外部水路阀门进行切换，水系统管路设计复杂，制冷制热切换时候使用侧、外部热源侧水质容易混淆，给使用侧水路造成污染。且对地下水破坏严重，初投资大，极大地限制了产品的推广与应用。
本申请人开发的污水源热泵通过采用满液式蒸发、冷凝两用换热器，采用原生污水为冷、热源，有效保护了地下水资源免受污染，机组运行效率高、可靠性好、容易维护，且外部管路设计简单，初投资低。该污水源热泵采用传统的蒸发器或冷凝器很难兼顾蒸发、冷凝两种效果，且结构复杂。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，不但能够提高机组效率及可靠性，而且在蒸发和冷凝时都具有较高的换热效率。
为实现上述目的，本发明提出了一种污水源热泵用满液式蒸发冷凝两用换热器，包括壳体、若干换热管、左管板、右管板、左盖板和右盖板，所述壳体的两端分别设有左管板和右管板，左管板与左盖板之间设有左管箱，右管板与右盖板之间设有右管箱，若干换热管设在壳体内，换热管的左端穿过左管板与左管箱相通，右端穿过右管板与右管箱相通，壳体上设有气体冷媒进出口和液体冷媒进出口，右管箱分隔为独立的上箱体和下箱体，下箱体上设有进水口，上箱体上设有出水口，所述换热管为圆柱形管，圆柱形管的外表面设有蒸发结构和冷凝结构。
作为优选，蒸发结构为滚压在圆柱形管外表面的纵剖面为T形的压花，冷凝结构为设在压花顶部的外螺纹。
作为优选，所述若干换热管的排布高度为自壳体底部向上到壳体直径的三分之二处。
作为优选，所述若干换热管的排布分为上部分和下部分，下部分布满换热管，上部分换热管之间还设有若干气流冲刷通道。
作为优选，所述上部分换热管之间之间设有4条气流冲刷通道，且每条气流冲刷通道的宽度为25mm。
作为优选，所述换热管为铝黄铜管。
作为优选，所述左管板和右管板为钢板，左管板的左表面上复合有铜板，右管板的右表面上也复合有铜板。
作为优选，所述铜板的厚度为1mm。
作为优选，所述壳体上设有气流均压通道，所述气流均压通道与气体冷媒进出口连接，并与壳体内腔相通。
本发明的有益效果：本发明不但提高了机组效率及可靠性，而且在蒸发和冷凝时都具有较高的换热效率，充分兼顾了蒸发和冷凝两种效果。