[發(fā)明專利]超低水溫蒸發(fā)器及具有所述蒸發(fā)器的熱泵機(jī)組

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110237214.7
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102338508A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王全齡
• 申請（專利權(quán)）人: 王全齡
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水源蒸發(fā)換熱裝置，特別涉及一種可以提取超低水溫的熱量的低溫蒸發(fā)器以及具有此蒸發(fā)器的熱泵機(jī)組。

背景技術(shù)

為了節(jié)能減排，世界各國都傾力將可再生能源開發(fā)利用轉(zhuǎn)向江、河、湖、海水方向上，力求從江、河、湖、海水中提取低溫?zé)崃浚瑸榱擞行У靥崛∩鲜鏊疁刂械牡蜏責(zé)崃浚枰环N低水溫?zé)岜脵C(jī)組，本專利申請的發(fā)明人在2001年申請了一種“低溫水源熱泵機(jī)組”的中國發(fā)明專利，專利號為ZL01226888.7。此專利所公開的低溫水源熱泵機(jī)組已被大量盜用于國內(nèi)多個江、河、湖、海水源熱泵工程的熱泵系統(tǒng)中，然而這些工程都面臨一個難題，即當(dāng)水溫低于5℃以下時，上述熱泵系統(tǒng)無法正常供熱采暖，因此凡是冬季水溫低于5℃以下時上述工程全部夭折。就連號稱世界海水源熱泵最出色的瑞典，也只能將抽取海水管道和取水點(diǎn)延伸至海面幾公里深處，抽取≥7℃的海水，對于海水溫度低于5℃的情況瑞典專家也束手無策。綜上所述，冬季時江、河、湖、海水的水溫常常低于5℃，而目前世界上現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的水源熱泵機(jī)組均是水溫≥5℃的產(chǎn)品，水溫低于5℃的水源熱泵產(chǎn)品為空白。然而究其關(guān)鍵是世界目前尚沒有適應(yīng)水溫低于5℃的蒸發(fā)器產(chǎn)品，一旦攻破了適應(yīng)低于5℃水溫的蒸發(fā)器，那么適用于低于5℃水溫的熱泵機(jī)組便成為現(xiàn)實(shí)。

目前，如圖1所示，一般的熱泵機(jī)組包括隔離換熱器A、蒸發(fā)器B、冷凝器C、制冷壓縮機(jī)D以及膨脹閥E，本人對“低溫水源熱泵機(jī)組”技術(shù)進(jìn)行長期深入研究和反復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)早先的專利技術(shù)只解決了如圖1所示的熱泵機(jī)組的從隔離換熱器A二次至蒸發(fā)器B一次之間的防凍問題，而沒有解決隔離換熱器1次與江、河、湖、海水間的防凍問題。換句話說當(dāng)江、河、湖、海水水溫低于5℃以下時，由于一般常規(guī)換熱器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)出水溫差為5℃，當(dāng)隔離換熱器一次進(jìn)入5℃以下低溫水時，由于5℃換熱溫差即出水也就為0℃，已接近結(jié)冰點(diǎn)水溫，那么在5℃以下時，比如當(dāng)進(jìn)水溫度是3℃，那么出水就是-2℃，已經(jīng)在隔離換熱器中結(jié)冰了，結(jié)冰后熱阻無窮大，所以喪失了蒸發(fā)換熱的作用，這就是目前世界現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的水源熱泵當(dāng)水源水溫低于5℃以下時，無法正常供熱的問題所在。從當(dāng)前所有制冷空調(diào)教科書和世界各國換熱器廠商所提供的關(guān)于蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)和換熱原理可見，導(dǎo)致進(jìn)出水溫差5℃的原因是水進(jìn)入蒸發(fā)器之后，水被蒸發(fā)器內(nèi)部安裝的水程擋水隔板強(qiáng)迫完成多水流程流動換熱，其目的是加強(qiáng)換熱效果和減小水的流量，最少的流程是2，一般為8流程。經(jīng)過這樣水流程，水在蒸發(fā)器換熱的過程中水溫逐漸降低，以致于在換熱管壁上結(jié)冰，增加換熱阻力，降低換熱效果，最終喪失換熱功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，提出一種適應(yīng)低溫水源的超低水溫蒸發(fā)器以及具有此蒸發(fā)器的熱泵機(jī)組，其可以解決現(xiàn)有的熱泵機(jī)組在進(jìn)水溫度低于5℃時喪失換熱效能的問題。

為達(dá)到本發(fā)明的一個目的，本發(fā)明的超低水溫蒸發(fā)器為一種單一水流程式蒸發(fā)換熱器，其包括蒸發(fā)器外殼體、蒸發(fā)換熱管、換熱管管板、蒸發(fā)器封頭、擋水板、進(jìn)水管、出水管、制冷劑供液管以及制冷劑回氣管。

優(yōu)選的，本發(fā)明的超低水溫蒸發(fā)器的一種工作方式是：水源水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入蒸發(fā)器后，經(jīng)過擋水板將水均勻分布后，單向經(jīng)蒸發(fā)換熱管的管內(nèi)流向出水管。

再優(yōu)選的，本發(fā)明的超低水溫蒸發(fā)器的另一種工作方式是：水源水由進(jìn)水管進(jìn)入蒸發(fā)器，經(jīng)擋水板，單向經(jīng)蒸發(fā)換熱管的管外流向出水管。

再優(yōu)選的，蒸發(fā)器的進(jìn)水水源水溫與出水水溫的溫差為0.1～5℃。

再優(yōu)選的，蒸發(fā)器的進(jìn)水水源水溫與出水水溫的溫差為0.5℃。

再優(yōu)選的，本發(fā)明的的超低水溫蒸發(fā)器的蒸發(fā)換熱管、蒸發(fā)器外殼、換熱管管板、蒸發(fā)器封頭、擋水板、進(jìn)水管和出水管由耐鹽或其它化學(xué)元素腐蝕材料制作，使蒸發(fā)器可以用于海水或化工廠污水水源。

根據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提出一種熱泵機(jī)組，包括隔離換熱器、冷凝器、制冷壓縮機(jī)、膨脹閥以及上述的超低水溫蒸發(fā)器。

本發(fā)明的超低水溫蒸發(fā)器，改變了原有低溫蒸發(fā)器的多個流程流動換熱方式，采用單流程換熱，避免了水在蒸發(fā)器換熱過程中結(jié)冰導(dǎo)致喪失換熱功能的問題，采用簡單的設(shè)計達(dá)到了使熱泵機(jī)組能夠在低水溫的工況下工作，使其應(yīng)用范圍更加廣泛，提高了水能源利用的效率。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。其中：

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的的熱泵機(jī)組的組成架構(gòu)圖；

圖2所示為本發(fā)明的超低水溫蒸發(fā)器的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；以及