[實用新型]一種采用微通道平行流降膜冷凝器的熱泵熱水裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020152929.3
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN201724388U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 張茂勇
• 申請（專利權(quán)）人: 張茂勇
• 主分類號: F24H4/04
• 分類號: F24H4/04;F25B39/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種采用微通道平行流降膜冷凝器的熱泵熱水裝置，屬于微通道平行流換熱和熱泵熱水機組技術(shù)領域。?

背景技術(shù)

目前空調(diào)制冷主機、中小型熱泵熱水器等采用的冷凝器的換熱元件往往采用銅、不銹鋼等材料制成，但其價格較高且長期趨勢上行，同時，常規(guī)冷凝器采用的冷凝技術(shù)的換熱強度不高，需通過增大管材面積來滿足換熱量的需要，又會進一步導致成本上升或人工性能不高，因此采用熱工性能更好、成本更低的冷凝技術(shù)和材料具有緊迫性和實用價值。?

鋁制微通道平行流技術(shù)是一種先進實用的換熱技術(shù)，在汽車空調(diào)行業(yè)已經(jīng)大規(guī)模推廣，而在家用及商用熱泵熱水機組還存在著一些特殊問題，目前突出的問題包括阻力損失較大、分液不均勻、冷凝換熱強度不高等問題。?

如何強化冷凝器的換熱能力一直是熱泵領域理論和應用方面的主要關注點之一，近年來隨著人們對于冷凝器內(nèi)發(fā)生的復雜的兩相流換熱過程進行了更為深入的理論和實驗研究，對其換熱特點及其優(yōu)化措施也進行了更多的探討，并獲得了一些重要成果和進展。例如，考察冷凝換熱中的復雜的兩相流的發(fā)展特點，隨著凝結(jié)液的增多，換熱管截面上反映蒸汽所占比例的空泡率逐漸降低，在濕蒸汽與管壁間的液膜也逐漸增厚，其在傳熱熱阻中所占比例越來越多，并成為主要矛盾，導致冷凝器換熱能力下降，而許多廠家為節(jié)省成本選配盡可能小的換熱器，帶來熱泵制熱能力及其能效比(COP)的降低。如果采取措施將換熱截面當?shù)氐目张萋侍岣撸湟耗ず穸葴p薄，從而有效降低凝結(jié)換熱熱阻，提高換熱能力，就可獲得更好的冷凝效果，有效降低冷凝器成本。這一理論也為某些最新研究成果所證實，例如專利號為02130914.0、200520124971.3等即是采用等流速強化凝結(jié)過程的方法解決大中型冷水機組的冷凝器強化換熱問題，但是用于微通道平行流換熱中還存在很大問題，影響熱泵等的熱工性能指標。為此，有必要尋求可控性更好的降膜冷凝方法。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的和任務是，針對上述存在的問題，采用最新凝結(jié)換熱兩相流理論、微通道平行流理論和實踐成果，在微通道冷凝器中采用變截面與及時排液相結(jié)合，增強冷凝過程的每一個階段的換熱強度，特別是降低凝結(jié)過程中換熱管表面的凝結(jié)液膜厚度以大幅改善凝結(jié)換熱強度，從而大幅增強冷凝器整體換熱效果，同時有效降低冷凝過程的阻力損?失，實現(xiàn)分液均勻，為大幅提升熱泵等的整機性能或降低冷凝器成本提供技術(shù)基礎。?

本實用新型的具體描述是：一種采用微通道平行流降膜冷凝器的熱泵熱水裝置，由室外機和外繞換熱管的儲水箱組成，其中外繞于儲水箱(12)的換熱器采用鋁制微通道平行流降膜冷凝器(3)的結(jié)構(gòu)，該微通道平行流降膜冷凝器(3)的集分流管(1)或(4)的隔板(7)之間的區(qū)段的下部與集分流管底部的集分液管(6)之間設置有疏水器(5)。?

微通道平行流降膜冷凝器的兩個集分流管(1)與(4)之間通過微通道扁管(2)相連，集分流管(1)或(4)的上端與過熱蒸汽進口(A)相連，底端與過冷液出口(B)相連，集分流管(1、4)內(nèi)部設置有隔板(7)，相鄰兩個隔板之間的空間的上部為集流部分，下部為分流部分，集分流管(1、4)內(nèi)部隔板(7)的間距從上到下逐漸減少，集分流管(1、4)的底部一段為集分液管(6)，集分流管(1)或(4)的隔板之間的分流部分的下部與集分液管(6)之間設置有疏水器(5)。?

每一個疏水器(5)可采用多種結(jié)構(gòu)，包括一個或一組設置于集分流管(1、4)外部的毛細管結(jié)構(gòu)或微通道扁管結(jié)構(gòu)，或者在集分流管內(nèi)部隔板上開設的一個或一組孔口結(jié)構(gòu)。?

微通道扁管(2)、集分流管(1、4)和疏水器(5)的材料為鋁或鋁合金。?

本實用新型所采用的微通道平行流降膜冷凝器既可應用于熱泵熱水器、空調(diào)熱水器及其它采用外繞換熱器的各類中小型制冷機，用于通過間隔壁面加熱儲水箱內(nèi)的冷水，也可用于加熱周圍空氣、其它流體等，均可進行靈活設計，具有很強的適應性。?

本實用新型在每個階段均采用不同結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了保持凝結(jié)過程的高空泡率并使凝結(jié)液膜厚度得到有效降低，從而獲得最佳凝結(jié)換熱強度，并在過熱蒸汽或過冷液階段也均實現(xiàn)高效換熱，從而達到大幅增強冷凝器整體傳熱系數(shù)的效果，大幅降低所需傳熱面積，可節(jié)省換熱管材料30～40％以上。該裝置實現(xiàn)了冷凝換熱過程的根本性調(diào)整，大幅提升冷凝器性能，生產(chǎn)工藝簡單可靠，具有良好的可實施性。?

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是其微通道平行流降膜冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖1、2中各部件編號與名稱如下：?