[發(fā)明專利]一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器及其熱泵系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010038146.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111237840A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 梁志遠;李玉峰;桂雍;趙欽新;王云剛;邵懷爽;郭輝;高云龍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;博瑞特熱能設備股份有限公司
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F25B27/02;F25B39/02;F25B47/00;F23J15/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

1.一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器，其特征在于，包括殼體，以及分別設置在殼體兩端的法蘭(5)；

所述的殼體包括外殼體和內殼體；外殼體和內殼體之間的間隙內設置螺旋形的制冷劑流道(3)；內殼體內側的空腔形成耦合工質流道(2)，兩端分別為耦合工質進口(201)和耦合工質出口(202)；外殼體外側設置有若干煙氣冷卻翅片(1)，相鄰煙氣冷卻翅片(1)間形成用于交換熱量的煙氣通道，外殼體兩端分別設置有連通制冷劑流道(3)的制冷劑進口(301)和制冷劑出口(302)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器，其特征在于，所述的殼體呈腰圓形、圓形、橢圓、方形或其他多邊形設置。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器，其特征在于，所述煙氣冷卻翅片(1)為腰圓形翅片、H形翅片、螺旋翅片、針翅或者等間距向外延伸的矩形翅片；若干煙氣冷卻翅片(1)相互平行，且垂直于外殼體設置。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器，其特征在于，所述內殼體兩端的耦合工質進口(201)和耦合工質出口(202)，與外殼體兩端的制冷劑進口(301)和制冷劑出口(302)的進出口方向相反，用于耦合工質和制冷劑之間的逆流換熱。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種多熱源耦合的復合蒸發(fā)器，其特征在于，所述外殼體和內殼體之間呈等間隙設置；

外殼體、內殼體和煙氣冷卻翅片(1)采用整體鑄造加工形成制冷劑流道(3)、耦合工質流道(2)和煙氣通道，鑄造材料為鑄鋁硅、工業(yè)純銅、不銹鋼或鋁的一種；

或外殼體和內殼體采用整體鑄造加工形成制冷劑流道(3)和耦合工質流道(2)，煙氣冷卻翅片(1)采用焊接固定在外殼體外壁面上，且煙氣冷卻翅片(1)上涂覆有防腐涂層。

6.一種多熱源耦合的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的壓縮機(7)、冷凝器(8)、節(jié)流閥(9)和權利要求1-5任意一項所述的復合蒸發(fā)器(6)；

所述的復合蒸發(fā)器(6)置于煙氣余熱利用的煙道內，熱泵系統(tǒng)的其他部分置于煙氣余熱利用的煙道外；法蘭(5)用于將復合蒸發(fā)器(6)連接至熱泵系統(tǒng)的管路上；制冷劑流道(3)的進口連接節(jié)流閥(9)的輸出端，出口連接壓縮機(7)的輸入端；耦合工質流道(2)連接耦合工質循環(huán)系統(tǒng)(203)；

所述的壓縮機(7)的輸出端經冷凝器(8)的放熱回路連接節(jié)流閥(9)的輸入端；

所述的冷凝器(8)的吸熱回路連接儲熱水箱。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種多熱源耦合的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，制冷劑流道(3)的出口連接四通閥(12)的第一輸入端，四通閥(12)的第一輸出端經氣液分離器(11)連接壓縮機(7)的輸入端，第二輸入端連接壓縮機(7)的輸出端，第二輸出端經冷凝器(8)的放熱回路連接節(jié)流閥(9)的輸入端。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種多熱源耦合的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，耦合工質流道(2)內的換熱工質為水、乙二醇溶液、導熱油等的液體換熱工質的一種，所述液體換熱工質經耦合工質循環(huán)系統(tǒng)(203)吸收太陽能、地熱能、污水廢水熱能、海水熱能或鹽溶液噴淋獲得的空氣能后，供應到耦合工質流道(2)進行放熱。

9.根據(jù)權利要求6所述的一種多熱源耦合的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合工質流道(2)的一端設置有蒸發(fā)器側循環(huán)水泵(204)；冷凝器(8)的一端設置有冷凝器側循環(huán)水泵(206)；節(jié)流閥(9)和制冷劑流道(3)之間設置有過濾器(10)。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種多熱源耦合的熱泵系統(tǒng)，其特征在于，當空氣源熱泵單獨運行時，蒸發(fā)器側循環(huán)水泵(204)關閉，煙道內有煙氣供給，煙氣與制冷劑流道(3)中的制冷劑單獨換熱；

當空氣—水源熱泵聯(lián)合運行時，蒸發(fā)器側循環(huán)水泵(204)開啟，煙道內有煙氣供給，煙氣與耦合工質同時和制冷劑換熱，進行多熱源互補耦合供熱；

換熱時，低溫低壓的液體制冷劑在復合蒸發(fā)器的螺旋管流道內變成低壓的制冷劑送入到壓縮機升壓，升壓后在冷凝器(8)中放熱，再經節(jié)流閥(9)進入復合蒸發(fā)器(6)中完成換熱過程，依次循環(huán)，完成熱泵的正常運行。