[發(fā)明專利]變介質(zhì)復(fù)合型換熱器及熱泵機(jī)組

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110339380.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN112944737A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瀚潤(rùn)聯(lián)合高科技發(fā)展（北京）有限公司
• 主分類號(hào): F25B39/00
• 分類號(hào): F25B39/00;F25B13/00;F25B43/00;F25B41/31;F28F1/24;F28F11/02;F28F21/08;F24F13/08
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11617
• 代理人: 汪鵬

本發(fā)明公開了變介質(zhì)復(fù)合型換熱器及熱泵機(jī)組，包括一體化疊式設(shè)置的多介質(zhì)換熱部、風(fēng)冷換熱部，所述多介質(zhì)換熱部的冷媒第一入管與風(fēng)冷換熱部的冷媒第二出管之間通過第一連接管連通，所述第一連接管上設(shè)置有單向閥I；所述多介質(zhì)換熱部的冷媒第一入管與風(fēng)冷換熱部的冷媒第二入管之間通過第二連接管連通，所述第二連接管上設(shè)置有單向閥II；所述變介質(zhì)復(fù)合型換熱器熱泵機(jī)組包括冷熱源模塊、制冷循環(huán)模塊、水力模塊及用戶側(cè)模塊。本發(fā)明在不同工況、不同模式下，可調(diào)整換熱面積、改變換熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)優(yōu)化利用，使空調(diào)機(jī)組兼具冷、暖功能且高效；同時(shí)可避免采用風(fēng)冷換熱器與水冷換熱器簡(jiǎn)單組合所致的機(jī)組集成度低、空間浪費(fèi)、成本高等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱器領(lǐng)域，特別是涉及變介質(zhì)復(fù)合型換熱器及熱泵機(jī)組。

背景技術(shù)

現(xiàn)有空調(diào)大多采用空氣或水作為冷、熱源，分別通過風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器實(shí)現(xiàn)冷媒的蒸發(fā)吸熱與冷凝排熱的逆卡諾循環(huán)，達(dá)到制冷、制熱目的。此類換熱器與冷媒蒸發(fā)換熱、冷凝換熱的介質(zhì)不因制冷或制熱模式而改變，均為單冷、熱源定介質(zhì)換熱器。其中：

風(fēng)冷冷(熱)水機(jī)組(包括多聯(lián)機(jī)組)同以空氣為冷、熱源，風(fēng)冷換熱器既作為制熱時(shí)的蒸發(fā)器，又作為制冷時(shí)的冷凝器，因風(fēng)冷熱泵具有制冷、制熱兩用功能而具經(jīng)濟(jì)性。又因空氣廉價(jià)無所不在，故使用受地域限制較小更易普及；小型模塊機(jī)組便于安裝，屋面安裝無需機(jī)房節(jié)省空間；多臺(tái)機(jī)組構(gòu)成系統(tǒng)互為備用穩(wěn)定性強(qiáng)；部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)單個(gè)模塊啟動(dòng)系統(tǒng)能耗低更節(jié)能，所以應(yīng)用廣泛。

但，風(fēng)冷換熱器/風(fēng)冷熱泵機(jī)組制冷模式下以空氣為冷卻介質(zhì)作為冷凝器使用時(shí)，因空氣的比熱容小、密度低、傳熱系數(shù)差，相同換熱量較水冷冷凝器換熱面積大數(shù)千倍，雖然通過翅片加助增加換熱面積可減小體積，但換熱器外觀尺寸與水冷換熱器仍然相差巨大，制約風(fēng)冷熱泵機(jī)組模塊微型化；且風(fēng)冷換熱器冷媒冷凝溫度高于水冷冷凝時(shí)3-5℃左右，導(dǎo)致制冷工況下風(fēng)冷熱泵機(jī)組較水源熱泵機(jī)組或水冷冷水機(jī)組(去制熱功能的水源熱泵機(jī)組)制冷能耗高30％左右；風(fēng)冷換熱器由高溫工況制冷模式下的冷凝器轉(zhuǎn)為低溫工況制熱模式下蒸發(fā)器使用時(shí)，因室外環(huán)境溫度與冷媒溫度差減小、溫壓降低導(dǎo)致?lián)Q熱器蒸發(fā)換熱量衰減，且蒸發(fā)換熱量與環(huán)境溫度成正相關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度(干球)低于-12℃，制熱COP僅為標(biāo)準(zhǔn)制熱工況(室外干濕球溫度7/6℃)的40％，使得風(fēng)冷熱泵機(jī)組制熱能力降低根本無法滿足熱負(fù)荷需求。

水冷冷水機(jī)組以水冷換熱器為冷源換熱器，制冷模式下較風(fēng)冷換熱器可獲得較低冷凝溫度和更高的過冷度，因此水冷冷水機(jī)具有顯著的制冷節(jié)能效果。但，現(xiàn)有水冷冷水機(jī)組一般采用大功率壓縮機(jī)、制冷能力強(qiáng)，導(dǎo)致機(jī)組體型大不利于運(yùn)輸、安裝；需要專用室內(nèi)機(jī)房導(dǎo)致建筑空間浪費(fèi)；冷卻管網(wǎng)長(zhǎng)，施工量大、施工成本高；冷源動(dòng)力消耗大；部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)組能效比低、能耗高；制熱能力缺失。

綜上，雖然風(fēng)冷換熱器/風(fēng)冷熱泵機(jī)組具有受地域限制性小、適用范圍廣，可冷、暖兩用經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，體積小安裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，但制冷效率低，低溫工況下因制熱能力衰減至能耗偏高；水冷冷水機(jī)組雖有較高制冷效率，但存在體積大不利于安裝、運(yùn)輸、冷源管網(wǎng)長(zhǎng)施工量大、動(dòng)力消耗高、部分負(fù)荷下能耗高、制熱能力缺失等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可適時(shí)采用不同冷、熱源，兼具高效蒸發(fā)換熱及冷凝換熱的變介質(zhì)復(fù)合型換熱器及熱泵機(jī)組，本申請(qǐng)?jiān)诓煌r，不同模式下，可調(diào)整換熱面積、改變換熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)優(yōu)化利用，使空調(diào)機(jī)組兼具冷、暖功能且高效；同時(shí)可避免采用風(fēng)冷換熱器與水冷換熱器簡(jiǎn)單組合搭配使用所致的機(jī)組集成度低、體積增大空間浪費(fèi)、制造成本高等問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

多介質(zhì)換熱部，包括豎向排列的至少一個(gè)水冷換熱單元；

所述水冷換熱單元包括豎向排列的換熱管I、換熱管II；

所述換熱管I、換熱管II均包括套設(shè)的內(nèi)管、外管；

所述換熱管I、換熱管II的外管外表面均設(shè)置有翅片；