[實用新型]一種以水為熱源的噴淋式熱泵機組

有效

• 申請號: 201520979557.4
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN205227921U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王英慧
• 申請（專利權）人: 王英慧
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B30/00;F24F5/00;F25B39/02;F25B39/04
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 矯智蘭

技術領域

本實用新型涉及一種以水為熱源的噴淋式熱泵機組，屬熱泵技術。

背景技術

根據所采用的熱源介質不同，傳統熱泵機組可分為空氣源熱泵和水源熱泵，其各 自局限性如下。

第一種：空氣源熱泵。

1、熱源側換熱器與空氣熱交換，傳熱溫差大，機組能效低。

2、空氣源熱泵機組的制熱能力和能效受環境溫度影響較大，當空氣溫度較低時， 熱泵機組能力和能效衰減迅速，甚至不能運行。

3、單機制熱能力較小，從幾十個千瓦到幾百千瓦，機組占地面積大，不適合在大型 建筑中使用。

第二種：水源熱泵。

1、水源熱泵機組的能力和能效較高，但該機組只能利用熱源水的顯熱，因此需要 的熱源水較多，在不具備足夠的冷熱源水地區無法使用，因此無法廣泛應用。

3、水源熱泵機組熱源水側水泵消耗的電力較多。

發明內容

本實用新型旨在克服已有技術存在的缺陷，提供一種全新的熱泵產品——以熱源 水的顯熱、潛熱為熱源的噴淋式熱泵機組。因為水發生相變時釋放熱量巨大，制熱時只需傳 統水源熱泵1/10左右熱源水量即可得到相同熱量，因此該產品可廣泛使用于各個場合。

本實用新型的技術方案是：一種以水為熱源的噴淋式熱泵機組，它包括熱源側換 熱器和使用側換熱器，特點是，熱源側換熱器為噴淋式蒸發器，熱源側換熱器上連接有熱源 水輸入管路和冷水/冰水輸出管路，在熱源側換熱器和使用側換熱器之間設有制冷劑循環 驅動裝置和節流裝置，制冷劑循環驅動裝置和節流裝置通過管路分別與熱源側換熱器和使 用側換熱器連通。

所述噴淋式蒸發器包括N個換熱單元組件，N＞1，N個換熱單元組件的進口與制冷 劑進口干管連接的制冷劑分配管組連通，N個換熱單元組件的出口與制冷劑出口干管連接 的制冷劑匯總管組連通，設有連接有熱源水泵的噴淋裝置，噴淋裝置與換熱單元組件相對 應，在換熱單元組件下方設有集水/冰水盤，集水/冰水盤上通過管路與熱源水泵連接。

為了更好地實現實用新型目的，所述的換熱單元組件可以為半釬焊板式換熱器， 也可以為換熱管管排式換熱器。

本實用新型熱泵機組的熱源側換熱器采用了噴淋式構造，熱源水噴淋在噴淋式蒸 發器換熱單元表面，制冷劑蒸發吸收熱源水的熱量，利用熱源水的顯熱+相變潛熱（或者，只 吸收熱源水顯熱）來給熱泵機組提供熱量，從而實現制熱、制冰、制冷目的。使用側換熱器可 以是翅片式、殼管式、套管式、微通道式、板式或者蒸發式冷凝器等。制冷劑循環驅動裝置可 以是蒸氣壓縮式制冷壓縮機，也可以是吸收式制冷機之吸收器+發生器。節流裝置可以是膨 脹閥、孔板等。

本實用新型熱泵機組可為單制熱熱泵和冷暖型熱泵，亦可為單冷機組。對于熱源 水有相變的情形，為了便于除冰，根據需要可采用制冷劑側換向等措施。

下面簡述本熱泵機組的具體工作原理。

1、制熱運行

蒸發器為噴淋式換熱器，熱源水噴淋在換熱器外表，被制冷劑吸收熱量后溫度下 降，當溫度下降到水的凝固點時發生相變變成冰。熱泵機組制熱運行，吸收水的顯熱及凝固 過程中釋放的熱量后，實現制熱功能。該換熱方式較傳統熱泵的優勢有：

a)運行穩定

因為是吸收熱源水的顯熱和凝固熱，其蒸發溫度不受環境溫度影響，而且相對較 高，因此該產品可在東西南北任何地區使用，無地域限制。

b)節水

水從液體變為固體的凝固熱約為80kCal/kg，機組制熱運行時只需傳統水源熱泵 的熱源水用水量的10%左右。

2、除冰運行

當噴淋式蒸發器表面冰層厚度增加到一定程度，將會影響機組運行效率。為了保 證機組高效、穩定運轉，需要將冰去除。除冰的方法可采用超聲波振動、在換熱器表面涂裝 不粘冰涂層等物理方法，或者采用制冷劑換向熱氣除冰等方法。制冷劑換向是通過切換機 組制冷劑側閥門，將噴淋式蒸發器轉換為冷凝器，利用內部高溫制冷劑將附著在換熱器換 熱單元外表面的冰層加熱，使其局部融化，利用重力滑落，冰滑落后機組重新回到制熱運 行。此過程類似于風冷熱泵制熱時除霜。

3、制熱+制冷運行