专利名称：复合式换热器及具有其的复合式换热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及换热器领域，更具体地，涉及一种复合式换热器及具有其的复合式换热系统。
背景技术：
目前在复合式地源热泵系统以及其它需要多介质换热的场合，大多是采用壳管式换热器，板式换热器，翅片式换热器等换热设备，只能实现两介质间的同步换热，往往需要多个换热器联合使用才能实现系统的换热功能。现有的复合式地源热泵系统便是一个典型的多个介质间进行热量转移的场合，特别是引入地表水、污水作为冷/热源的复合式地源热泵系统，往往需要增加中间换热介质以及板式换热器，工程复杂，换热效率低下。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种可以使三种介质在同一个换热器内进行同步换热的复合式换热器及具有其的复合式换热系统。本实用新型提供了一种复合式换热器，包括壳体；入口和出口，分别设置于所述壳体上，第一介质通过所述入口进入所述壳体内，通过所述出口流出所述壳体；所述复合式换热器还包括套管换热器，设置于所述壳体内部，所述套管换热器包括由内管和套设于所述内管外的外管组成的套管，所述内管与所述外管之间形成环形通道，在所述环形通道内流通第二介质，在所述内管内流通第三介质；以及，第一出入口和第二出入口，分别与所述环形通道的两端连通；第三出入口和第四出入口，分别与所述内管的两端连通。优选地，所述复合式换热器还包括喷淋装置，设置于所述壳体内部，第一介质通过所述入口进入所述喷淋装置后喷淋到所述套管上，通过所述出口流出所述壳体。优选地，所述套管换热器包括多根所述套管；所述套管换热器还包括第一分/集流装置，设置于所述第一出入口与所述环形通道之间；第二分/集流装置，设置于所述第二出入口与所述环形通道之间；所述第一分/集流装置和第二分/集流装置用于将所述第二介质分配给多根所述套管的每个所述环形通道或收集多根所述套管的每个所述环形通道内的所述第二介质。优选地，所述套管换热器还包括第三分/集流装置，设置于所述第三出入口与所述内管之间；第四分/集流装置，设置于所述第四出入口与所述内管之间；所述第三分/集流装置和第四分/集流装置用于将所述第三介质分配给多根所述套管的每个所述内管或收集多根所述套管的每个所述内管内的所述第三介质。优选地，所述套管换热器设置于所述喷淋装置的下方。优选地，所述套管为蛇形套管。优选地，所述复合式换热器还包括支撑板，所述支撑板设置在所述壳体内并支撑所述套管换热器。 优选地，各所述支撑板上包括拉杆孔，所述拉杆孔内穿设拉杆以固定各所述支撑
4板。进一步地，本实用新型还提供了一种复合式换热系统，包括前述的复合式换热器和用户侧换热器。优选地，所述复合式换热器与所述用户侧换热器通过流通所述第二介质的第二介
质第一连接管路和第二介质第二连接管路耦合。优选地，所述第二介质为制冷剂；所述复合式换热系统还包括气液分离器，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于分离出气态的所述制冷剂；压缩机，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于对气态的所述制冷剂进行压缩；四通阀，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于控制压缩后的所述制冷剂的流向，以使所述复合式换热系统在制冷模式和供热模式之间进行切换。优选地，在所述制冷模式下，所述四通阀使所述压缩机与所述复合式换热器相连通、并使所述用户侧换热器与所述气液分离器相连通。优选地，在所述供热模式下，所述四通阀使所述压缩机与所述用户侧换热器相连通、并使所述复合式换热器与所述气液分离器相连通。优选地，所述复合式换热系统还包括第一节流装置；高压储液罐；第二节流装置；其中，所述第一节流装置、高压储液罐、所述第二节流装置位于所述复合式换热器与所述用户侧换热器之间并通过所述第二介质第二连接管路依次串接；以及包括第一单向阀，与所述第一节流装置并联，其流通方向设置为从所述复合式换热器流向所述用户侧换热器；第二单向阀，与所述第二节流装置并联，其流通方向设置为从所述用户侧换热器流向所述复合式换热器。优选地，所述第一介质为地表水、城市自来水或污水。优选地，所述第三介质为地埋管环路水或地下水。根据本实用新型的复合式换热器，因具有套管换热器，实现了三种介质在同一个换热器内进行同步换热的功能。特别是将此复合式换热器应用到复合式地源热泵系统中， 解决了地埋管换热器或地下水和外界引入冷/热源与制冷剂同步换热的问题。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图1是根据本实用新型的复合式换热器主视剖视图；图2是根据本实用新型的复合式换热器侧视剖视图；图3是图2中I部放大视图；图4是根据本实用新型的复合式换热器俯视剖视图；图5是根据本实用新型的复合式地源热泵系统的流程具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。图1至图4示出了本实用新型的一个具体实施例的复合式换热器20，其主要由壳体3、喷淋装置2和套管换热器6形成了喷淋-套管式的三介质复合式换热器。在壳体3的顶部设置供第一介质进入的入口 1，在壳体3底部设置供第一介质流出的出口 16 ；在复合式换热器20的壳体3内部上方设置有喷淋装置2，从入口 1进入壳体 3内的第一介质进入喷淋装置2后，喷淋到壳体3内，通过出口 16流出壳体3。优选地，第一介质通过在喷淋装置2的底部设置的多个喷淋孔流入壳体3内，以将介质均勻地喷淋在套管换热器6上，更好地实现第一介质的吸热或放热。套管换热器6设置于壳体3内部，优选地位于喷淋装置2的下方，在本实施例中， 套管换热器6包括多根由内管61和套设于内管61外的外管62组成的蛇形套管60，内管 61与外管62之间形成环形通道63，在环形通道63内流通第二介质，在内管61内流通第三介质。需要说明的是，设置喷淋装置2的目的是利用喷淋的冲力使水产生强烈的紊流， 增加换热效率。但是，也可以不通过喷淋装置而使第一介质直接进入壳体3与套管换热器 6内的第二介质进行热交换，这样的方式同样可以实现三种介质同步换热的目的。同时，根据实际需要，套管换热器6的套管60数量也可以设置为单根，且套管60的形状也不限于蛇形管，其也可以为U形管、盘管等其它一切适于热交换需要的形状。本实施例的复合式换热器20具有第一出入口 12和第二出入口 15，分别与套管60 的环形通道63的两端连通；还具有第一分/集流管8，设置于第一出入口 12与环形通道63 之间；第二分/集流管10，设置于第二出入口 15与环形通道63之间；其中，第一分/集流管8和第二分/集流管10用于将第二介质分配给多根套管60的每个环形通道63或收集多根套管60的每个环形通道63内的第二介质。第二介质可以通过第一出入口 12进入第一分/集流管8，由第一分/集流管8分流后进入环形通道63，在环形通道63内流通并与内管61中的第三介质和壳体3内喷淋的第一介质进行同步换热后汇集流入第二分/集流管10，然后通过第二出入口 15流出。其中，第二介质也可以根据实际需要，通过第二出入口 15进入第二分/集流管10 分流后进入环形通道63，换热后汇集流入第一分/集流管8，然后通过第一出入口 12流出。本实施例的复合式换热器20还具有第三出入口 13和第四出入口 14，分别与内管 61的两端连通；还具有第三分/集流管9，设置于第三出入口 13与内管61之间；第四分/ 集流管11，设置于第四出入口 14与内管61之间；其中，第三分/集流管9和第四分/集流管11用于将第三介质分配给多根套管60的每个内管61或收集多根套管60的每个内管61 内的第三介质。第三介质可以通过第三出入口 13进入第三分/集流管9，由第三分/集流管9分流后进入内管61，在内管61内流通并与环形通道63内的第二介质换热后汇集流入第四分 /集流管11，然后通过第四出入口 14流出。其中，第三介质也可以根据实际需要，通过第四出入口 14进入第四分/集流管11 分流后进入内管61，换热后汇集流入第三分/集流管9，然后通过第三出入口 13流出。需要说明的是，如果套管换热器6的套管60设置为单根时，就可以直接由第一出入口 12、环形通道63和第二出入口 15形成第二介质的换热通道，由第三出入口 13、内管61 和第四出入口 14形成第三介质的换热通道，此时，第一分/集流管8、第二分/集流管10、 第三分/集流管9和第四分/集流管11并不是必须的。[0040]优选地，本实施例的复合式换热器20还包括支撑板5，设置于壳体3内，支撑套管换热器6。各支撑板5上包括拉杆孔4，拉杆孔4内穿设拉杆以固定各支撑板5。优选地，复合式换热器20还包括支撑其自身重量的底座7。下面以图5所示的根据本实用新型的一个具体实施例的复合式地源热泵系统为例，说明本实用新型的复合式换热系统，其具有图1至图4所示的实施例的喷淋-套管式的三介质复合式换热器20。如图5所示，复合式地源热泵系统包括复合式换热器20和用户侧换热器沈，其中， 复合式换热器20与用户侧换热器沈通过流通第二介质的第二介质第一连接管路和第二介质第二连接管路耦合。在本实施例中，第一介质为地表水、城市自来水或污水，第二介质为制冷剂，第三介质为地埋管环路水或地下水。复合式地源热泵系统还包括设置于第二介质第一连接管路上的气液分离器19、压缩机17和四通阀18。其中，气液分离器19用于分离出气态的制冷剂；压缩机17用于对气态的制冷剂进行压缩；四通阀18用于控制压缩后的制冷剂的流向，以使复合式地源热泵系统在制冷模式和供热模式之间进行切换。在制冷模式下，四通阀18使压缩机17与复合式换热器20相连通、并使用户侧换热器26与气液分离器19相连通。在供热模式下，四通阀18使压缩机17与用户侧换热器 26相连通、并使复合式换热器20与气液分离器19相连通。复合式地源热泵系统还包括第一节流装置25、高压储液罐22、第二节流装置24。 其中，第一节流装置25、高压储液罐22、第二节流装置M位于复合式换热器20与用户侧换热器26之间并通过所述第二介质第二连接管路依次串接；以及包括第一单向阀21，其与第一节流装置25并联，其流通方向设置为从复合式换热器20流向用户侧换热器沈；第二单向阀23，其与第二节流装置M并联，其流通方向设置为从用户侧换热器沈流向复合式换热器20 ο复合式地源热泵系统还包括用于控制第一介质进入复合式换热器20的第一阀门 30和第一水泵27，用于控制第一介质从复合式换热器20流出的第二阀门31，用于控制第三介质进入复合式换热器20的第四阀门33和第二水泵观，用于控制第三介质从复合式换热器20流出的第三阀门32，用于控制生活水进入用户侧换热器沈的第五阀门34和第三水泵 29以及用于控制生活水从用户侧换热器沈流出的第六阀门35。图5所示的复合式地源热泵系统可以通过四通阀18的转换制取冷热水。下面分别就制冷和供热两种模式进行说明。1.制冷模式在制冷模式下，四通阀18断电，第一节流装置25关闭。制冷剂经过压缩机17压缩后，流经四通阀18进入复合式换热器20。制冷剂从复合式换热器第二出入口 15进入第二分/集流管10，通过第二分/集流管10进入套管换热器6环形通道63，换热后经第一分 /集流管8由第一出入口 12排出。依次通过第一单向阀21、高压储液罐22、第二节流装置 M进入用户侧换热器沈，在用户侧换热器沈中进行热交换制取冷水后，流经四通阀18经过气液分离器19后被压缩机17的吸气口吸入，被压缩机17压缩后参与下一次循环。引入冷源可以采用地表水、城市自来水或污水等，经过第一阀门30、第一水泵27，通过入口 1进入复合式换热器20，并由喷淋装置2喷淋到壳体3内部，与套管换热器6的环形通道63内的制冷剂换热后，由出口 16排出，并经第二阀门31排放。地埋管环路水或地下水经第四阀门33、第二水泵28，由第三出入口 13进入第三分 /集流管9，通过第三分/集流管9进入套管换热器6的套管60的内管61，与套管60的环形通道63内的制冷剂换热后经过第四分/集流管11，由第四出入口 14排出，并经第三阀门 32流回地埋管换热器或者地下水回灌井。在用户侧，生活用水通过第五阀门34、第三水泵四进入用户侧换热器沈，制取的冷水通过第六阀门35流出。2.供热模式在供热模式下，四通阀18通电，第二节流装置M关闭。制冷剂经过压缩机17压缩后，流经四通阀18进入用户侧换热器26。在用户侧换热器沈中进行热交换制取热水后依次通过第二单向阀23、高压储液罐22、第一节流装置25进入复合式换热器20。制冷剂从复合式换热器第一出入口 12进入第一分/集流管8，通过第一分/集流管8进入套管换热器6环形通道63，蒸发换热后经第二分/集流管10由第二出入口 15排出，制冷剂流经四通阀18经过气液分离器19后被压缩机17的吸气口吸入，被压缩机17压缩后参与下一次循环。引入热源可以采用地表水、城市自来水或污水等，经过第一阀门30、第一水泵27， 通过入口 1进入复合式换热器20，并由喷淋装置2喷淋到壳体3内部，与套管换热器6的套管60的环形通道63内的制冷剂换热后由出口 16排出，并经第二阀门31排放。地埋管环路水或地下水经第四阀门33、第二水泵28，由第三出入口 13进入第三分 /集流管9，通过第三分/集流管9进入套管换热器6内管61，与套管60的环形通道63内的制冷剂换热后经过第四分/集流管11，由第四出入口 14排出，并经第三阀门32流回地埋管换热器或者地下水的回灌井。在用户侧，生活用水通过第五阀门34、第三水泵四进入用户侧换热器沈，制取的热水通过第六阀门35流出。从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述实施例的复合式换热器20的套管换热器6的套管60的内管61中流通一种冷/热源，可以是地埋管环路水或者地下水；喷淋装置中喷淋液体为引入的冷/热源，可以采用地表水(江河、湖泊、海水等)、城市自来水、污水等；制冷剂在套管换热器6的套管60的环形通道63内，同时与内管61内流通的冷/热源以及壳体3顶端喷淋的冷/热源进行换热，，实现了三种介质同步换热的目的。上述实施例的复合式换热系统，通过复合式换热器20与用户侧换热器沈的耦合完成制冷/供热循环， 提出了将地埋管换热器或地下水与外界引入冷/热源复合为一体的复合式地源热泵系统， 可以减少换热器的数量，从而减少占地面积、简化设备安装程序，提高工作效率。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种复合式换热器，包括壳体⑶；入口(1)和出口(16)，分别设置于所述壳体C3)上，第一介质通过所述入口(1)进入所述壳体⑶内，通过所述出口(16)流出所述壳体(3)；其特征在于，所述复合式换热器还包括套管换热器(6)，设置于所述壳体(3)内部，所述套管换热器(6)包括由内管(61)和套设于所述内管(61)外的外管(62)组成的套管(60)，所述内管(61)与所述外管(62)之间形成环形通道(63)，在所述环形通道(6 内流通第二介质，在所述内管(61)内流通第三介质；以及，第一出入口(12)和第二出入口(15)，分别与所述环形通道(63)的两端连通；第三出入口(13)和第四出入口(14)，分别与所述内管(61)的两端连通。
2.根据权利要求1所述的复合式换热器，其特征在于，所述复合式换热器还包括喷淋装置O)，设置于所述壳体(3)内部，第一介质通过所述入口(1)进入所述喷淋装置(2)后喷淋到所述套管(60)上，通过所述出口(16)流出所述壳体(3)。
3.根据权利要求1或2所述的复合式换热器，其特征在于，所述套管换热器(6)包括多根所述套管(60)；所述套管换热器(6)还包括第一分/集流装置(8)，设置于所述第一出入口(1 与所述环形通道(6 之间；第二分/集流装置(10)，设置于所述第二出入口(1 与所述环形通道(6 之间；所述第一分/集流装置(8)和第二分/集流装置(10)用于将所述第二介质分配给多根所述套管阳0)的每个所述环形通道(6 或收集多根所述套管(60)的每个所述环形通道(6 内的所述第二介质。
4.根据权利要求3所述的复合式换热器，其特征在于，所述套管换热器(6)还包括第三分/集流装置(9)，设置于所述第三出入口(1 与所述内管(61)之间；第四分/集流装置(11)，设置于所述第四出入口(14)与所述内管(61)之间；所述第三分/集流装置(9)和第四分/集流装置(11)用于将所述第三介质分配给多根所述套管(60)的每个所述内管(61)或收集多根所述套管(60)的每个所述内管(61)内的所述第三介质。
5.根据权利要求4所述的复合式换热器，其特征在于，所述套管换热器(6)设置于所述喷淋装置O)的下方。
6.根据权利要求5所述的复合式换热器，其特征在于，所述套管(60)为蛇形套管。
7.根据权利要求6所述的复合式换热器，其特征在于，所述复合式换热器还包括支撑板(5)，所述支撑板( 设置在所述壳体(3)内并支撑所述套管换热器(6)。
8.根据权利要求7所述的复合式换热器，其特征在于，各所述支撑板( 上包括拉杆孔 G)，所述拉杆孔内穿设拉杆以固定各所述支撑板(5)。
9.一种复合式换热系统，包括复合式换热器00)和用户侧换热器(沈)，其特征在于， 所述复合式换热器00)为权利要求1至8中任一项所述的复合式换热器。
10.根据权利要求9所述的复合式换热系统，其特征在于，所述复合式换热器00)与所述用户侧换热器06)通过流通所述第二介质的第二介质第一连接管路和第二介质第二连接管路耦合。 2
11.根据权利要求10所述的复合式换热系统，其特征在于，所述第二介质为制冷剂；所述复合式换热系统还包括气液分离器(19)，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于分离出气态的所述制冷剂；压缩机(17)，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于对气态的所述制冷剂进行压缩；四通阀(18)，设置在所述第二介质第一连接管路中，用于控制压缩后的所述制冷剂的流向，以使所述复合式换热系统在制冷模式和供热模式之间进行切换。
12.根据权利要求11所述的复合式换热系统，其特征在于，在所述制冷模式下，所述四通阀(18)使所述压缩机(17)与所述复合式换热器00)相连通、并使所述用户侧换热器 (26)与所述气液分离器(19)相连通。
13.根据权利要求11或12所述的复合式换热系统，其特征在于，在所述供热模式下，所述四通阀(18)使所述压缩机(17)与所述用户侧换热器06)相连通、并使所述复合式换热器OO)与所述气液分离器(19)相连通。
14.根据权利要求13所述的复合式换热系统，其特征在于，所述复合式换热系统还包括第一节流装置05)；高压储液罐02)； 第二节流装置04)；其中，所述第一节流装置(25)、高压储液罐(22)、所述第二节流装置04)位于所述复合式换热器OO)与所述用户侧换热器06)之间并通过所述第二介质第二连接管路依次串接；以及包括第一单向阀(21)，与所述第一节流装置0 并联，其流通方向设置为从所述复合式换热器OO)流向所述用户侧换热器06)；第二单向阀(23)，与所述第二节流装置04)并联，其流通方向设置为从所述用户侧换热器06)流向所述复合式换热器00)。
15.根据权利要求14所述的复合式换热系统，其特征在于，所述第一介质为地表水、城市自来水或污水。
16.根据权利要求15所述的复合式换热系统，其特征在于，所述第三介质为地埋管环路水或地下水。
专利摘要本实用新型提供了一种复合式换热器及具有其的复合式换热系统。本实用新型的复合式换热器包括壳体(3)；入口(1)和出口(16)，第一介质通过入口(1)进入壳体(3)，通过出口(16)流出；套管换热器(6)，设置于壳体(3)内部，其包括由内管(61)和外管(62)组成的套管(60)，内管(61)与外管(62)之间形成环形通道(63)，在环形通道(63)内流通第二介质，在内管(61)内流通第三介质；第一出入口(12)和第二出入口(15)，分别与环形通道(63)的两端连通；第三出入口(13)和第四出入口(14)，分别与内管(61)的两端连通。根据本实用新型的复合式换热器，能实现三种介质在同一个换热器内同步换热的功能。
文档编号F28D21/00GK202329330SQ20112035645
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者王立乾, 罗苏瑜, 肖洪海 申请人:珠海格力电器股份有限公司