[發明專利]一種多熱源耦合的復合蒸發器及其熱泵系統

在審

• 申請號: 202010038146.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111237840A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（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

本發明提供一種多熱源耦合的復合蒸發器及其熱泵系統，在實現多熱源的耦合使用的同時，提高熱泵的使用效率和能源利用率，同時還可以回收煙氣余熱兼以消白，并有效的防止蒸發器側結霜。所述的復合蒸發器，包括殼體，以及分別設置在殼體兩端的法蘭；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；內殼體內側的空腔形成耦合工質流道，兩端分別為耦合工質進口和耦合工質出口；外殼體外側設置有若干煙氣冷卻翅片，相鄰煙氣冷卻翅片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的制冷劑進口和制冷劑出口。

技術領域

本發明涉及供熱技術領域，具體為一種多熱源耦合的復合蒸發器及其熱泵系統。

背景技術

由于能源危機以及環境污染問題，人們越來越重視可再生能源的利用及開發。特別是在建筑供熱領域內，人們更是大力的推廣太陽能、地熱能、空氣能等可再生能源的應用，可再生能源供熱已成為實現建筑節能的重要措施和途徑之一。但是若單一的使用一種新能源或者可再生能源進行供熱，會由于新的可再生能源本身的缺陷：時空分布不均、投入不穩定、系統易受客觀因素影響等而使供熱效果不佳，這就制約了其在建筑供熱領域中的應用及推廣。

熱泵系統同樣屬于新能源技術，其主要是從自然界中的水、空氣、土壤以及地下熱能中獲取低品位的熱能，通過電力做功，轉換為高品位的熱能，實現能量的梯級轉換，達到制熱或者制冷的目的。其中空氣源熱泵是不錯的選擇，但空氣源熱泵在寒冷的冬季運行時，會由于環境氣溫及濕度的影響，使室外蒸發器表面結霜，一旦結霜，霜層厚度則會不斷的積聚，從而影響了蒸發器表面的空氣流動及換熱，使得蒸發器表面的換熱能力減弱，進一步的導致了熱泵系統的性能系數和換熱量，影響其使用效果。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種多熱源耦合的復合蒸發器及其熱泵系統，在實現多熱源的耦合使用的同時，提高熱泵的使用效率和能源利用率，同時還可以回收煙氣余熱兼以消白，并有效的防止蒸發器側結霜。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種多熱源耦合的復合蒸發器，包括殼體，以及分別設置在殼體兩端的法蘭；

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；內殼體內側的空腔形成耦合工質流道，兩端分別為耦合工質進口和耦合工質出口；外殼體外側設置有若干煙氣冷卻翅片，相鄰煙氣冷卻翅片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的制冷劑進口和制冷劑出口。

優選的，所述的殼體呈腰圓形設置。

優選的，所述煙氣冷卻翅片為腰圓形翅片或者等間距向外延伸的矩形翅片；若干煙氣冷卻翅片相互平行，且垂直于外殼體設置。

優選的，所述內殼體兩端的耦合工質進口和耦合工質出口，與外殼體兩端的制冷劑進口和制冷劑出口的進出口方向相反，用于耦合工質和制冷劑之間的逆流換熱。

優選的，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采用整體鑄造加工形成制冷劑流道、耦合工質流道和煙氣通道，鑄造材料為鑄鋁硅、工業純銅、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和耦合工質流道，煙氣冷卻翅片采用焊接固定在外殼體外壁面上，且煙氣冷卻翅片上涂覆有防腐涂層。

一種多熱源耦合的熱泵系統，包括依次連接的壓縮機、冷凝器、節流閥和上述任意一項所述的復合蒸發器；

所述的復合蒸發器置于煙氣余熱利用的煙道內，熱泵系統的其他部分置于煙氣余熱利用的煙道外；法蘭用于將復合蒸發器連接至熱泵系統的管路上；制冷劑流道的進口連接節流閥的輸出端，出口連接壓縮機的輸入端；耦合工質流道連接耦合工質循環系統；

所述的壓縮機的輸出端經冷凝器的放熱回路連接節流閥的輸入端；