一种换热方法和系统及具有化霜功能的热泵系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种换热方法和系统及具有化霜功能的热泵系统，本发明的方法和系统的核心部件为管翅式换热器，所述管翅式换热器包括冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，以及与冷媒管和热流体管相连的翅片，通过管翅式换热器实现冷媒、热流体及空气间的换热，或者任意两种之间的换热；通过控制冷媒，热流体及空气的循环，空气可分别或者同时与冷媒管管内的冷媒和热流体管管内的热流体进行换热，冷媒管的冷媒和热流体管的热流体也可以通过翅片直接进行换热。本发明将空气源和气态冷热源相结合，也能有效解决热泵除霜问题，提高制热效果，实现连续制热。
【专利说明】
一种换热方法和系统及具有化霜功能的热泵系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种换热方法和系统及具有化霜功能的热栗系统。【背景技术】
[0002]常规的风冷热栗，一般只能以空气为热源或者热沉，空气作为热源或者热沉最为方便，地源、水源，太阳能等也可以作为热源或者热沉，且比空气源好，但它们没有空气源稳定，因此如能将空气源和地源等结合起来，将使系统非常灵活，稳定，高效。
[0003]另一方面，目前的空气源热栗制热时，冬季除霜问题往往导致制热不连续，制热效果差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种换热方法和系统及具有化霜功能的热栗系统。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种换热方法，该方法通过管翅式换热器实现冷媒、热流体、空气之间的换热，或者通过管翅式换热器实现冷媒、热流体、空气中任意两种之间的换热;所述管翅式换热器包括冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，以及与冷媒管和热流体管相连的翅片，冷媒位于冷媒管内，热流体位于热流体管内，空气与翅片接触。
[0006]—种换热系统，包括压缩机、节流阀、第一换热器、冷媒管道和管翅式换热器;所述管翅式换热器包括冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，以及与冷媒管和热流体管相连的翅片;所述冷媒管通过冷媒管道与压缩机、节流阀、第一换热器相连，热流体管与外接热源相连。
[0007]进一步地，所述冷媒与热流体的换热还可通过辅助换热器直接实现，所述辅助换热器一侧与冷媒管相连，另一侧与热流体管相连。
[0008]—种热栗的化霜方法，该方法基于上述换热方法实现，所述热栗包括管翅式换热器，且管翅式换热器的冷媒管与热栗的冷侧相连，热流体进入热流体管，通过翅片与热栗冷侧的冷媒进行换热，化霜过程中，热栗的冷凝热至少有一部分是从热流体中提取的;化霜完成后，热流体停止循环，热栗吸收空气中的热量。
[0009]进一步地，所述热流体提供的热量来自蓄热系统。
[0010]—种化霜系统，化霜系统包括管翅式换热器和热源，所述管翅式换热器包括冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，以及与冷媒管和热流体管相连的翅片，冷媒管与热栗的冷侧相连，热流体管与热源相连。
[0011]进一步地，所述热源为蓄热系统，蓄热系统包括储液罐，储存于储液罐内的热流体 L和设置在储液罐内的加热器。
[0012]进一步地，化霜系统包括管翅式换热器和第二换热器，所述管翅式换热器包括冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，以及与冷媒管和热流体管相连的翅片，冷媒管与热栗的冷侧相连;第二换热器一侧与管翅式换热器的热流体管相连，另一侧通过冷媒管与热栗的冷侧相连。
[0013]—种具有化霜功能的热栗系统，所述热栗系统包括压缩机、节流阀、第一换热器、 管翅式换热器、冷媒管道、风机和蓄热系统，所述管翅式换热器冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，及冷媒管和热流体管均相连的翅片，所述冷媒管通过冷媒管道与压缩机、节流阀、第一换热器相连;所述热流体管通过管道与蓄热系统相连;所述风机的风口与翅片相对，空气通过风机输入到翅片中。
[0014]—种具有化霜功能的热栗系统，所述热栗系统包括压缩机、节流阀、第一换热器、 管翅式换热器、冷媒管道、风机和第二换热器;所述管翅式换热器冷媒管和与冷媒管不相通的热流体管，及冷媒管和热流体管均相连的翅片，所述冷媒管通过冷媒管道与压缩机、节流阀、第一换热器相连;第二换热器的一侧与热流体管相连，另一侧与第一换热器相连，第一换热器位于压缩机的高压侧。所述风机的风口与翅片相对，空气通过风机输入到翅片中。
[0015]本发明的有益效果在于:本发明可实现冷媒，热流体及空气等三者之间的自由换热，可以将空气源和气态冷热源相结合，也能有效解决热栗除霜问题，提高制热效果，实现连续制热。【附图说明】
[0016]图1为本发明基本原理图；
[0017]图2为蓄热式除霜热栗系统；[〇〇18]图3为非蓄热式除霜热栗系统；
[0019]图4为热栗热水机组；
[0020]图5为热栗空气机组；
[0021]图6为本发明实施例一；[〇〇22]图7为本发明实施例二；
[0023]图8为翅片的两种不意图，a为一体式的翅片，b为分体式的翅片；[〇〇24]图9为带有辅助换热器的原理图；
[0025]图中，压缩机1、节流阀2、第一换热器3、为冷媒管道4、风机5、辅助换热器6、第二换热器7、管翅式换热器10、冷媒管11、热流体管12、翅片13、蓄热系统40、加热器41、储液罐42、 管道21、阀门22、栗30。【具体实施方式】[〇〇26]如图1所示，管翅式换热器10包括冷媒管11和与冷媒管11不相通的热流体管12,两者均与翅片13相连，冷媒位于冷媒管11内，热流体位于热流体管12内，空气与翅片13接触。 通过控制冷媒、热流体及空气的循环，管外空气可分别或者同时与冷媒管11管内的冷媒和热流体管12管内的热流体进行换热，冷媒管11的冷媒和热流体管12的热流体也可以通过翅片13直接进行换热，即冷媒，热流体及空气等三种物质通过管翅式换热器10实现其三者之间的换热，或者任意两种之间的换热。
[0027]为加强进风速度，系统还可以包括风机5,空气通过风机5输入到翅片13中，与冷媒管11的冷媒、热流体管12内的热流体中的一种或两种进行换热。
[0028]图1中，热流体与冷媒的换热通过管翅式换热器10实现，图9在图1的基础上增加了辅助换热器6，使得热流体与冷媒可以直接换热。
[0029]所谓的热流体包括水，溶液，如盐溶液，导热油，氟利昂等物质，也可以是气体，包括压缩气体等。
[0030]图6中，热流体管12分别与太阳能集热器和冷却塔相连，可以通过阀门切换，制冷时，热流体管12与冷却塔相连，制热时，与太阳能集热器相连。
[0031]如将热流体管与地源换热器(如图7所示)相连，至少可以有以下几种情况:(1)当大气环境温度合适时，只利用空气与冷媒的换热实现制冷或者制热，热流体不参与换热，流体循环栗不启动(图中未显示)或者通过其他方式控制；(2)当室外温度太高时，可以停止风机5,采用与地源连接的热流体为冷源实现制冷；当室外温度太低时，可以停止风机5,采用与地源连接的热流体为热源实现制热；(3)当室外温度不太低时，也可以开启风机5的同时开启热流体栗，采用与地源连接的热流体和风机5同时作为热源实现制热；(4)也可以是空气源为主，地源为辅助，即当管翅式换热器10结霜后，启动热流体栗提供热源，同时除霜，溶霜后，再采用空气源，停止热流体栗，(5)当空调系统不需要运行时，当室外气温较高时，制冷系统停止，风机开，热流体栗开，空气中的热量可以通过热流体储存在地源中，或者当室外气温较低时，制冷系统停止制热，风机开，热流体栗开，空气中的冷量可以通过热流体储存在地源中。
[0032]图1中，1为压缩机，2为节流阀，3为第一换热器，4为冷媒管道。图1表示了一种热栗系统，即由压缩机1、节流阀2、第一换热器3、管翅式换热器10、冷媒管道4及其附件、风机5等组成。管翅式换热器10包括与压缩机1相连的冷媒管11和与冷媒管11不相通的热流体管12， 及与11和12均相连的翅片13,管翅式换热器10的冷媒管11的两端分别与压缩机1和节流阀2 通过冷媒管道4相连，热流体管12与地源换热器相连，所述风机5的风口与翅片13相对，冷媒管11内为冷媒，热流体管12内为热流体;空气通过风机5输入到翅片13中；制热时，热流体给冷媒及空气提供热能，管翅式换热器10为蒸发器，第一换热器3为冷凝器;制冷时，热流体给冷媒及空气提供冷能，管翅式换热器10为冷凝器，第一换热器3为蒸发器。
[0033]图2表示热栗化霜系统，管翅式换热器10位于热栗冷侧，包括与压缩机1相连的冷媒管11和与冷媒管11不相通的热流体管12,两种均与翅片13相连，热栗的化霜，通过热流体进入热流体管12加热管翅式换热器10,使其上的霜融化，化霜过程中，热栗的冷凝热至少有一部分是从热流体中提取的;化霜完成后，热流体停止循环，热栗吸收空气中的热量。
[0034]热栗化霜系统由管翅式换热器10、热源、连接热源的管道21及其附件，如阀门22， 和栗30等组成，管翅式换热器10包括与压缩机相连的冷媒管11和与冷媒管不相通的热流体管12,及与11和12均相连的翅片13。[〇〇35]热源为蓄热系统40，蓄热系统包括储液罐42，储存于储液罐42内的热流体L和设置在储液罐42内的加热器41。
[0036]图2的热栗为具有化霜功能的热栗系统，热栗由压缩机1、节流阀2、第一换热器3、 管翅式换热器10、冷媒管道4及其附件、风机5、蓄热系统40、管道21、阀门22,和栗30等组成等组成，管翅式换热器10,管翅式换热器10包括与压缩机1相连的冷媒管11和与冷媒管11不相通的热流体管12,及与11和12均相连的翅片1。蓄热系统40包括储液罐42,加热器41和热流体L，蓄热系统40通过管道21与管翅式换热器10的热流体管12相连，管翅式换热器10的冷媒管11的两端分别与压缩机1和节流阀2通过冷媒管道4相连，第一换热器3通过冷媒管道4 与压缩机1和节流阀2相连。所述风机5的风口与翅片13相对，空气通过风机5输入到翅片13 中
[0037]图3表示另一种具有化霜功能的热栗系统，热栗系统由压缩机1、节流阀2、第一换热器3、管翅式换热器10、冷媒管道4及其附件、风机5、第二换热器7、管道21、阀门22,和栗30 等组成等组成，管翅式换热器10,管翅式换热器10包括与压缩机1相连的冷媒管11和与冷媒管11不相通的热流体管12,及与11和12均相连的翅片13,第二换热器7通过管道21与管翅式换热器10的热流体管12相连，第二换热器7的另一侧通过冷媒管与热栗的冷凝侧相连，管翅式换热器10的冷媒管11的两端分别与压缩机1和节流阀2通过冷媒管道4相连，第一换热器3 位于压缩机的高压侧。所述风机5的风口与翅片13相对，空气通过风机5输入到翅片13中
[0038]图4和图5为图2的两个具体情况，图4中第一换热器3为液体和冷媒的换热器，图5 中第一换热器3为气体和冷媒的换热器。
[0039]需要说明的是，本发明中的翅片13可以为一体式的翅片(a)，也可以是分离式的翅片(b)，如图8所示。
【主权项】
1.一种换热方法，其特征在于，该方法通过管翅式换热器(10)实现冷媒、热流体、空气 之间的换热，或者通过管翅式换热器(10)实现冷媒、热流体、空气中任意两种之间的换热； 所述管翅式换热器(10)包括冷媒管(11)和与冷媒管不相通的热流体管(12)，以及与冷媒管 (11)和热流体管(12)相连的翅片(13)，冷媒位于冷媒管(11)内，热流体位于热流体管(12) 内，空气与翅片(13)接触。2.—种换热系统，其特征在于，包括压缩机(1)、节流阀(2)、第一换热器(3)、冷媒管道 (4)和管翅式换热器(10);所述管翅式换热器(10)包括冷媒管(11)和与冷媒管不相通的热 流体管(12)，以及与冷媒管(11)和热流体管(12)相连的翅片(13);所述冷媒管(11)通过冷 媒管道(4)与压缩机(1)、节流阀(2)、第一换热器(3)相连，热流体管(12)与外接热源相连。3.根据权利要求1，2所述的方法和系统，其特征在于，所述冷媒与热流体的换热还可通 过辅助换热器(6)直接实现，所述辅助换热器(6)—侧与冷媒管(11)相连，另一侧与热流体 管(12)相连。4.一种热栗的化霜方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的换热方法实现，所 述热栗包括管翅式换热器(10)，且管翅式换热器(10)的冷媒管(11)与热栗的冷侧相连，热 流体进入热流体管(12)，通过翅片(13)与热栗冷侧的冷媒进行换热，化霜过程中，热栗的冷 凝热至少有一部分是从热流体中提取的;化霜完成后，热流体停止循环，热栗吸收空气中的热量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热流体提供的热量来自蓄热系统 (40)〇6.—种实现权利要求4所述方法的化霜系统，其特征在于，化霜系统包括管翅式换热器 (10)和热源，所述管翅式换热器(10)包括冷媒管(11)和与冷媒管不相通的热流体管(12)， 以及与冷媒管(11)和热流体管(12)相连的翅片(13)，冷媒管(11)与热栗的冷侧相连，热流 体管(12)与热源相连。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述热源为蓄热系统(40)，蓄热系统包括 储液罐(42 )，储存于储液罐(42)内的热流体L和设置在储液罐(42)内的加热器(41)。8.—种实现权利要求4所述方法的化霜系统，其特征在于，化霜系统包括管翅式换热器 (10)和第二换热器(7)，所述管翅式换热器(10)包括冷媒管(11)和与冷媒管不相通的热流 体管(12)，以及与冷媒管(11)和热流体管(12)相连的翅片(13)，冷媒管(11)与热栗的冷侧 相连;第二换热器(7)—侧与管翅式换热器(10)的热流体管(12)相连，另一侧通过冷媒管 (4)与热栗的冷侧相连。9.一种具有化霜功能的热栗系统，其特征在于，所述热栗系统包括压缩机(1)、节流阀 (2)、第一换热器(3)、管翅式换热器(10)、冷媒管道(4)、风机(5)和蓄热系统(40)，所述管翅 式换热器(10)冷媒管(11)和与冷媒管(11)不相通的热流体管(12)，及冷媒管(11)和热流体 管(12)均相连的翅片(13)，所述冷媒管(11)通过冷媒管道(4)与压缩机(1)、节流阀(2)、第 一换热器(3)相连;所述热流体管(12)通过管道(21)与蓄热系统(40)相连;所述风机(5)的 风口与翅片(13)相对，空气通过风机(5)输入到翅片(13)中。10.—种具有化霜功能的热栗系统，其特征在于，所述热栗系统包括压缩机(1)、节流阀 (2)、第一换热器(3)、管翅式换热器(10)、冷媒管道(4)、风机(5)和第二换热器(7);所述管 翅式换热器(10)冷媒管(11)和与冷媒管(11)不相通的热流体管(12)，及冷媒管(11)和热流体管(12)均相连的翅片(13)，所述冷媒管(11)通过冷媒管道(4)与压缩机(1)、节流阀(2)、 第一换热器(3)相连;第二换热器(7)的一侧与热流体管(12)相连，另一侧与第一换热器(3) 相连，第一换热器(3)位于压缩机(1)的高压侧。所述风机(5)的风口与翅片(13)相对，空气 通过风机(5)输入到翅片(13)中。
【文档编号】F25B47/00GK105953485SQ201610324022
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】叶立英
【申请人】叶立英