一種換熱方法和系統(tǒng)及具有化霜功能的熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種換熱方法和系統(tǒng)及具有化霜功能的熱泵系統(tǒng)，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的核心部件為管翅式換熱器，所述管翅式換熱器包括冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，以及與冷媒管和熱流體管相連的翅片，通過管翅式換熱器實現(xiàn)冷媒、熱流體及空氣間的換熱，或者任意兩種之間的換熱；通過控制冷媒，熱流體及空氣的循環(huán)，空氣可分別或者同時與冷媒管管內(nèi)的冷媒和熱流體管管內(nèi)的熱流體進(jìn)行換熱，冷媒管的冷媒和熱流體管的熱流體也可以通過翅片直接進(jìn)行換熱。本發(fā)明將空氣源和氣態(tài)冷熱源相結(jié)合，也能有效解決熱泵除霜問題，提高制熱效果，實現(xiàn)連續(xù)制熱。
【專利說明】
一種換熱方法和系統(tǒng)及具有化霜功能的熱泵系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種換熱方法和系統(tǒng)及具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]常規(guī)的風(fēng)冷熱栗，一般只能以空氣為熱源或者熱沉，空氣作為熱源或者熱沉最為方便，地源、水源，太陽能等也可以作為熱源或者熱沉，且比空氣源好，但它們沒有空氣源穩(wěn)定，因此如能將空氣源和地源等結(jié)合起來，將使系統(tǒng)非常靈活，穩(wěn)定，高效。
[0003]另一方面，目前的空氣源熱栗制熱時，冬季除霜問題往往導(dǎo)致制熱不連續(xù)，制熱效果差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種換熱方法和系統(tǒng)及具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種換熱方法，該方法通過管翅式換熱器實現(xiàn)冷媒、熱流體、空氣之間的換熱，或者通過管翅式換熱器實現(xiàn)冷媒、熱流體、空氣中任意兩種之間的換熱;所述管翅式換熱器包括冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，以及與冷媒管和熱流體管相連的翅片，冷媒位于冷媒管內(nèi)，熱流體位于熱流體管內(nèi)，空氣與翅片接觸。
[0006]—種換熱系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器、冷媒管道和管翅式換熱器;所述管翅式換熱器包括冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，以及與冷媒管和熱流體管相連的翅片;所述冷媒管通過冷媒管道與壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器相連，熱流體管與外接熱源相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述冷媒與熱流體的換熱還可通過輔助換熱器直接實現(xiàn)，所述輔助換熱器一側(cè)與冷媒管相連，另一側(cè)與熱流體管相連。
[0008]—種熱栗的化霜方法，該方法基于上述換熱方法實現(xiàn)，所述熱栗包括管翅式換熱器，且管翅式換熱器的冷媒管與熱栗的冷側(cè)相連，熱流體進(jìn)入熱流體管，通過翅片與熱栗冷側(cè)的冷媒進(jìn)行換熱，化霜過程中，熱栗的冷凝熱至少有一部分是從熱流體中提取的;化霜完成后，熱流體停止循環(huán)，熱栗吸收空氣中的熱量。
[0009]進(jìn)一步地，所述熱流體提供的熱量來自蓄熱系統(tǒng)。
[0010]—種化霜系統(tǒng)，化霜系統(tǒng)包括管翅式換熱器和熱源，所述管翅式換熱器包括冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，以及與冷媒管和熱流體管相連的翅片，冷媒管與熱栗的冷側(cè)相連，熱流體管與熱源相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述熱源為蓄熱系統(tǒng)，蓄熱系統(tǒng)包括儲液罐，儲存于儲液罐內(nèi)的熱流體 L和設(shè)置在儲液罐內(nèi)的加熱器。
[0012]進(jìn)一步地，化霜系統(tǒng)包括管翅式換熱器和第二換熱器，所述管翅式換熱器包括冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，以及與冷媒管和熱流體管相連的翅片，冷媒管與熱栗的冷側(cè)相連;第二換熱器一側(cè)與管翅式換熱器的熱流體管相連，另一側(cè)通過冷媒管與熱栗的冷側(cè)相連。
[0013]—種具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，所述熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器、 管翅式換熱器、冷媒管道、風(fēng)機(jī)和蓄熱系統(tǒng)，所述管翅式換熱器冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，及冷媒管和熱流體管均相連的翅片，所述冷媒管通過冷媒管道與壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器相連;所述熱流體管通過管道與蓄熱系統(tǒng)相連;所述風(fēng)機(jī)的風(fēng)口與翅片相對，空氣通過風(fēng)機(jī)輸入到翅片中。
[0014]—種具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，所述熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器、 管翅式換熱器、冷媒管道、風(fēng)機(jī)和第二換熱器;所述管翅式換熱器冷媒管和與冷媒管不相通的熱流體管，及冷媒管和熱流體管均相連的翅片，所述冷媒管通過冷媒管道與壓縮機(jī)、節(jié)流閥、第一換熱器相連;第二換熱器的一側(cè)與熱流體管相連，另一側(cè)與第一換熱器相連，第一換熱器位于壓縮機(jī)的高壓側(cè)。所述風(fēng)機(jī)的風(fēng)口與翅片相對，空氣通過風(fēng)機(jī)輸入到翅片中。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明可實現(xiàn)冷媒，熱流體及空氣等三者之間的自由換熱，可以將空氣源和氣態(tài)冷熱源相結(jié)合，也能有效解決熱栗除霜問題，提高制熱效果，實現(xiàn)連續(xù)制熱。【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明基本原理圖；
[0017]圖2為蓄熱式除霜熱栗系統(tǒng)；[〇〇18]圖3為非蓄熱式除霜熱栗系統(tǒng)；
[0019]圖4為熱栗熱水機(jī)組；
[0020]圖5為熱栗空氣機(jī)組；
[0021]圖6為本發(fā)明實施例一；[〇〇22]圖7為本發(fā)明實施例二；
[0023]圖8為翅片的兩種不意圖，a為一體式的翅片，b為分體式的翅片；[〇〇24]圖9為帶有輔助換熱器的原理圖；
[0025]圖中，壓縮機(jī)1、節(jié)流閥2、第一換熱器3、為冷媒管道4、風(fēng)機(jī)5、輔助換熱器6、第二換熱器7、管翅式換熱器10、冷媒管11、熱流體管12、翅片13、蓄熱系統(tǒng)40、加熱器41、儲液罐42、 管道21、閥門22、栗30?！揪唧w實施方式】[〇〇26]如圖1所示，管翅式換熱器10包括冷媒管11和與冷媒管11不相通的熱流體管12,兩者均與翅片13相連，冷媒位于冷媒管11內(nèi)，熱流體位于熱流體管12內(nèi)，空氣與翅片13接觸。 通過控制冷媒、熱流體及空氣的循環(huán)，管外空氣可分別或者同時與冷媒管11管內(nèi)的冷媒和熱流體管12管內(nèi)的熱流體進(jìn)行換熱，冷媒管11的冷媒和熱流體管12的熱流體也可以通過翅片13直接進(jìn)行換熱，即冷媒，熱流體及空氣等三種物質(zhì)通過管翅式換熱器10實現(xiàn)其三者之間的換熱，或者任意兩種之間的換熱。
[0027]為加強(qiáng)進(jìn)風(fēng)速度，系統(tǒng)還可以包括風(fēng)機(jī)5,空氣通過風(fēng)機(jī)5輸入到翅片13中，與冷媒管11的冷媒、熱流體管12內(nèi)的熱流體中的一種或兩種進(jìn)行換熱。
[0028]圖1中，熱流體與冷媒的換熱通過管翅式換熱器10實現(xiàn)，圖9在圖1的基礎(chǔ)上增加了輔助換熱器6，使得熱流體與冷媒可以直接換熱。
[0029]所謂的熱流體包括水，溶液，如鹽溶液，導(dǎo)熱油，氟利昂等物質(zhì)，也可以是氣體，包括壓縮氣體等。
[0030]圖6中，熱流體管12分別與太陽能集熱器和冷卻塔相連，可以通過閥門切換，制冷時，熱流體管12與冷卻塔相連，制熱時，與太陽能集熱器相連。
[0031]如將熱流體管與地源換熱器(如圖7所示)相連，至少可以有以下幾種情況:(1)當(dāng)大氣環(huán)境溫度合適時，只利用空氣與冷媒的換熱實現(xiàn)制冷或者制熱，熱流體不參與換熱，流體循環(huán)栗不啟動(圖中未顯示)或者通過其他方式控制；(2)當(dāng)室外溫度太高時，可以停止風(fēng)機(jī)5,采用與地源連接的熱流體為冷源實現(xiàn)制冷；當(dāng)室外溫度太低時，可以停止風(fēng)機(jī)5,采用與地源連接的熱流體為熱源實現(xiàn)制熱；(3)當(dāng)室外溫度不太低時，也可以開啟風(fēng)機(jī)5的同時開啟熱流體栗，采用與地源連接的熱流體和風(fēng)機(jī)5同時作為熱源實現(xiàn)制熱；(4)也可以是空氣源為主，地源為輔助，即當(dāng)管翅式換熱器10結(jié)霜后，啟動熱流體栗提供熱源，同時除霜，溶霜后，再采用空氣源，停止熱流體栗，(5)當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)不需要運行時，當(dāng)室外氣溫較高時，制冷系統(tǒng)停止，風(fēng)機(jī)開，熱流體栗開，空氣中的熱量可以通過熱流體儲存在地源中，或者當(dāng)室外氣溫較低時，制冷系統(tǒng)停止制熱，風(fēng)機(jī)開，熱流體栗開，空氣中的冷量可以通過熱流體儲存在地源中。
[0032]圖1中，1為壓縮機(jī)，2為節(jié)流閥，3為第一換熱器，4為冷媒管道。圖1表示了一種熱栗系統(tǒng)，即由壓縮機(jī)1、節(jié)流閥2、第一換熱器3、管翅式換熱器10、冷媒管道4及其附件、風(fēng)機(jī)5等組成。管翅式換熱器10包括與壓縮機(jī)1相連的冷媒管11和與冷媒管11不相通的熱流體管12， 及與11和12均相連的翅片13,管翅式換熱器10的冷媒管11的兩端分別與壓縮機(jī)1和節(jié)流閥2 通過冷媒管道4相連，熱流體管12與地源換熱器相連，所述風(fēng)機(jī)5的風(fēng)口與翅片13相對，冷媒管11內(nèi)為冷媒，熱流體管12內(nèi)為熱流體;空氣通過風(fēng)機(jī)5輸入到翅片13中；制熱時，熱流體給冷媒及空氣提供熱能，管翅式換熱器10為蒸發(fā)器，第一換熱器3為冷凝器;制冷時，熱流體給冷媒及空氣提供冷能，管翅式換熱器10為冷凝器，第一換熱器3為蒸發(fā)器。
[0033]圖2表示熱栗化霜系統(tǒng)，管翅式換熱器10位于熱栗冷側(cè)，包括與壓縮機(jī)1相連的冷媒管11和與冷媒管11不相通的熱流體管12,兩種均與翅片13相連，熱栗的化霜，通過熱流體進(jìn)入熱流體管12加熱管翅式換熱器10,使其上的霜融化，化霜過程中，熱栗的冷凝熱至少有一部分是從熱流體中提取的;化霜完成后，熱流體停止循環(huán)，熱栗吸收空氣中的熱量。
[0034]熱栗化霜系統(tǒng)由管翅式換熱器10、熱源、連接熱源的管道21及其附件，如閥門22， 和栗30等組成，管翅式換熱器10包括與壓縮機(jī)相連的冷媒管11和與冷媒管不相通的熱流體管12,及與11和12均相連的翅片13。[〇〇35]熱源為蓄熱系統(tǒng)40，蓄熱系統(tǒng)包括儲液罐42，儲存于儲液罐42內(nèi)的熱流體L和設(shè)置在儲液罐42內(nèi)的加熱器41。
[0036]圖2的熱栗為具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，熱栗由壓縮機(jī)1、節(jié)流閥2、第一換熱器3、 管翅式換熱器10、冷媒管道4及其附件、風(fēng)機(jī)5、蓄熱系統(tǒng)40、管道21、閥門22,和栗30等組成等組成，管翅式換熱器10,管翅式換熱器10包括與壓縮機(jī)1相連的冷媒管11和與冷媒管11不相通的熱流體管12,及與11和12均相連的翅片1。蓄熱系統(tǒng)40包括儲液罐42,加熱器41和熱流體L，蓄熱系統(tǒng)40通過管道21與管翅式換熱器10的熱流體管12相連，管翅式換熱器10的冷媒管11的兩端分別與壓縮機(jī)1和節(jié)流閥2通過冷媒管道4相連，第一換熱器3通過冷媒管道4 與壓縮機(jī)1和節(jié)流閥2相連。所述風(fēng)機(jī)5的風(fēng)口與翅片13相對，空氣通過風(fēng)機(jī)5輸入到翅片13 中
[0037]圖3表示另一種具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，熱栗系統(tǒng)由壓縮機(jī)1、節(jié)流閥2、第一換熱器3、管翅式換熱器10、冷媒管道4及其附件、風(fēng)機(jī)5、第二換熱器7、管道21、閥門22,和栗30 等組成等組成，管翅式換熱器10,管翅式換熱器10包括與壓縮機(jī)1相連的冷媒管11和與冷媒管11不相通的熱流體管12,及與11和12均相連的翅片13,第二換熱器7通過管道21與管翅式換熱器10的熱流體管12相連，第二換熱器7的另一側(cè)通過冷媒管與熱栗的冷凝側(cè)相連，管翅式換熱器10的冷媒管11的兩端分別與壓縮機(jī)1和節(jié)流閥2通過冷媒管道4相連，第一換熱器3 位于壓縮機(jī)的高壓側(cè)。所述風(fēng)機(jī)5的風(fēng)口與翅片13相對，空氣通過風(fēng)機(jī)5輸入到翅片13中
[0038]圖4和圖5為圖2的兩個具體情況，圖4中第一換熱器3為液體和冷媒的換熱器，圖5 中第一換熱器3為氣體和冷媒的換熱器。
[0039]需要說明的是，本發(fā)明中的翅片13可以為一體式的翅片(a)，也可以是分離式的翅片(b)，如圖8所示。
【主權(quán)項】
1.一種換熱方法，其特征在于，該方法通過管翅式換熱器(10)實現(xiàn)冷媒、熱流體、空氣 之間的換熱，或者通過管翅式換熱器(10)實現(xiàn)冷媒、熱流體、空氣中任意兩種之間的換熱； 所述管翅式換熱器(10)包括冷媒管(11)和與冷媒管不相通的熱流體管(12)，以及與冷媒管 (11)和熱流體管(12)相連的翅片(13)，冷媒位于冷媒管(11)內(nèi)，熱流體位于熱流體管(12) 內(nèi)，空氣與翅片(13)接觸。2.—種換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥(2)、第一換熱器(3)、冷媒管道 (4)和管翅式換熱器(10);所述管翅式換熱器(10)包括冷媒管(11)和與冷媒管不相通的熱 流體管(12)，以及與冷媒管(11)和熱流體管(12)相連的翅片(13);所述冷媒管(11)通過冷 媒管道(4)與壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥(2)、第一換熱器(3)相連，熱流體管(12)與外接熱源相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的方法和系統(tǒng)，其特征在于，所述冷媒與熱流體的換熱還可通 過輔助換熱器(6)直接實現(xiàn)，所述輔助換熱器(6)—側(cè)與冷媒管(11)相連，另一側(cè)與熱流體 管(12)相連。4.一種熱栗的化霜方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求1所述的換熱方法實現(xiàn)，所 述熱栗包括管翅式換熱器(10)，且管翅式換熱器(10)的冷媒管(11)與熱栗的冷側(cè)相連，熱 流體進(jìn)入熱流體管(12)，通過翅片(13)與熱栗冷側(cè)的冷媒進(jìn)行換熱，化霜過程中，熱栗的冷 凝熱至少有一部分是從熱流體中提取的;化霜完成后，熱流體停止循環(huán)，熱栗吸收空氣中的熱量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述熱流體提供的熱量來自蓄熱系統(tǒng) (40)〇6.—種實現(xiàn)權(quán)利要求4所述方法的化霜系統(tǒng)，其特征在于，化霜系統(tǒng)包括管翅式換熱器 (10)和熱源，所述管翅式換熱器(10)包括冷媒管(11)和與冷媒管不相通的熱流體管(12)， 以及與冷媒管(11)和熱流體管(12)相連的翅片(13)，冷媒管(11)與熱栗的冷側(cè)相連，熱流 體管(12)與熱源相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源為蓄熱系統(tǒng)(40)，蓄熱系統(tǒng)包括 儲液罐(42 )，儲存于儲液罐(42)內(nèi)的熱流體L和設(shè)置在儲液罐(42)內(nèi)的加熱器(41)。8.—種實現(xiàn)權(quán)利要求4所述方法的化霜系統(tǒng)，其特征在于，化霜系統(tǒng)包括管翅式換熱器 (10)和第二換熱器(7)，所述管翅式換熱器(10)包括冷媒管(11)和與冷媒管不相通的熱流 體管(12)，以及與冷媒管(11)和熱流體管(12)相連的翅片(13)，冷媒管(11)與熱栗的冷側(cè) 相連;第二換熱器(7)—側(cè)與管翅式換熱器(10)的熱流體管(12)相連，另一側(cè)通過冷媒管 (4)與熱栗的冷側(cè)相連。9.一種具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥 (2)、第一換熱器(3)、管翅式換熱器(10)、冷媒管道(4)、風(fēng)機(jī)(5)和蓄熱系統(tǒng)(40)，所述管翅 式換熱器(10)冷媒管(11)和與冷媒管(11)不相通的熱流體管(12)，及冷媒管(11)和熱流體 管(12)均相連的翅片(13)，所述冷媒管(11)通過冷媒管道(4)與壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥(2)、第 一換熱器(3)相連;所述熱流體管(12)通過管道(21)與蓄熱系統(tǒng)(40)相連;所述風(fēng)機(jī)(5)的 風(fēng)口與翅片(13)相對，空氣通過風(fēng)機(jī)(5)輸入到翅片(13)中。10.—種具有化霜功能的熱栗系統(tǒng)，其特征在于，所述熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥 (2)、第一換熱器(3)、管翅式換熱器(10)、冷媒管道(4)、風(fēng)機(jī)(5)和第二換熱器(7);所述管 翅式換熱器(10)冷媒管(11)和與冷媒管(11)不相通的熱流體管(12)，及冷媒管(11)和熱流體管(12)均相連的翅片(13)，所述冷媒管(11)通過冷媒管道(4)與壓縮機(jī)(1)、節(jié)流閥(2)、 第一換熱器(3)相連;第二換熱器(7)的一側(cè)與熱流體管(12)相連，另一側(cè)與第一換熱器(3) 相連，第一換熱器(3)位于壓縮機(jī)(1)的高壓側(cè)。所述風(fēng)機(jī)(5)的風(fēng)口與翅片(13)相對，空氣 通過風(fēng)機(jī)(5)輸入到翅片(13)中。
【文檔編號】F25B47/00GK105953485SQ201610324022
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】葉立英
【申請人】葉立英