换热器运行辅助系统及使用该系统的换热器系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及换热器运行辅助系统及使用该系统的换热器系统。其中换热器系统包括蒸发器、冷凝器和换热器运行辅助系统，换热器运行辅助系统包括固体吸附式制冷系统，所述固体吸附式制冷系统设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器，所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器周围的高温介质向相应换热器系统的蒸发器输送的热输送装置和/或用于将制冷系统蒸发器周围的低温介质向相应换热器系统的冷凝器输送的冷输送装置。采用上述换热器运行辅助系统能够提高换热器的换热性能，结构简单，并能够充分利用太阳能，节能环保。
【专利说明】换热器运行辅助系统及使用该系统的换热器系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及换热器运行辅助系统及使用该系统的换热器系统。
【背景技术】
[0002]具有蒸发器和冷凝器的换热器系统在使用过程中，当蒸发器一侧温度较低时，蒸发器的换热面容易结霜，从而会减小气流的流通面积，阻隔空气流通，使换热量下降；同时，霜层本身存在导热热阻，会恶化热传导，使制冷性能变差、能效比迅速降低，严重时甚至会导致换热器系统无法工作。现在的换热器系统，例如空调，为防止结霜对制冷性能的影响，常采用电加热除霜法对蒸发器进行除霜，需要浪费较多的电能。另外，现有的除霜方法一般都是结霜发生比较严重以后才开始除霜，并且除霜过程需要一个相对较长的时段，在这段时间内空调的正常工作会受到影响，舒适性差。
[0003]而空调的冷凝器工作过程中需要向外界环境放出热量，现有家用空调冷凝器一般采用风冷方式冷却，利用风机对冷凝器的翅片管进行散热，但是，由于夏季室外的环境温度较高，在我国大部分地区尤其是南方昼夜均温都在30摄氏度以上，因此冷凝器的散热效果不十分理想，造成空调的冷却性能差，也造成了电能浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可提高换热器换热性能的换热器运行辅助系统，同时，本发明还提供了一种使用该系统的换热器系统。
[0005]本发明中换热器运行辅助系统采用的技术方案是:换热器运行辅助系统，包括固体吸附式制冷系统，所述固体吸附式制冷系统设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器，所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器周围的高温介质向相应换热器系统的蒸发器输送的热输送装置和/或用于将制冷系统蒸发器周围的低温介质向相应换热器系统的冷凝器输送的冷输送装置。
[0006]所述热输送装置和冷输送装置包括相应的输送管道，用于构成热输送装置的输送管道具有与制冷系统冷凝器对应的输入端和用于与相应换热器系统的蒸发器对应的输出端，用于构成冷输送装置的输送管道具有与制冷系统蒸发器对应的输入端和用于与相应换热器系统的冷凝器对应的输出端；所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器或制冷系统蒸发器周围的空气介质通过相应输送管道向输出端输送的气流发生装置。
[0007]所述制冷系统冷凝器和/或制冷系统蒸发器的外部围设有密封箱，相应输送管道的输入端与所述密封箱的腔体连通。
[0008]所述密封箱上设有用于将箱体的腔体与外界大气相通或隔离的启闭装置。
[0009]所述制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器外部均设有密封箱，所述输送管道包括与制冷系统冷凝器对应的密封箱连通的输热管和与制冷系统蒸发器对应的密封箱连通的输冷管，所述输热管和输冷管并联设置且两者远离固体吸附式制冷系统的一端与一根冷热输送管连接，所述输热管和输冷管上均设有用于与所述冷热输送管连通或断开的阀门。[0010]所述阀门为用于选择性地将相应密封箱的腔体与冷热输送管连通或者与外界大气连通的三通阀。
[0011]所述冷热输送管远离固体吸附式制冷系统的一端设有两根以上的送气支管，所述送气支管具有用于与换热器系统的蒸发器的翅片中部以下位置对应的出气口。
[0012]本发明中换热器系统采用的技术方案是:换热器系统，包括蒸发器和冷凝器，还包括换热器运行辅助系统，所述换热器运行辅助系统包括固体吸附式制冷系统，所述固体吸附式制冷系统设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器，所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器周围的高温介质向换热器系统的蒸发器输送的热输送装置和/或用于将制冷系统蒸发器周围的低温介质向换热器系统的冷凝器输送的冷输送装置。
[0013]所述热输送装置和冷输送装置包括相应的输送管道，用于构成热输送装置的输送管道具有与制冷系统冷凝器对应的输入端和与换热器系统的蒸发器对应的输出端，用于构成冷输送装置的输送管道具有与制冷系统蒸发器对应的输入端和与换热器系统的冷凝器对应的输出端；所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器或制冷系统蒸发器周围的空气介质通过相应输送管道向输出端输送的气流发生装置。
[0014]所述制冷系统冷凝器和/或制冷系统蒸发器的外部围设有密封箱，相应输送管道的输入端与所述密封箱的腔体连通。
[0015]本发明采用上述技术方案，换热器运行辅助系统包括设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器的固体吸附式制冷系统，制冷系统冷凝器能够在工作时散发热量，制冷系统蒸发器能够在工作时制冷，相应的热输送装置能够将制冷系统冷凝器周围的高温介质向相应换热器系统的蒸发器输送，实现换热器系统的蒸发器的除霜，提高换热性能；而冷输送装置能够将制冷系统蒸发器周围的低温介质向相应换热器系统的冷凝器输送，提高换热器系统的冷凝器的冷凝效果，同样能够提高换热性能，而固体吸附式制冷系统是利用太阳能工作，因此具有良好的节能效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明中换热器系统的实施例一的原理图，同时也是本发明中换热器运行辅助系统的实施例一的原理图；
图2是本发明中换热器系统的实施例二的原理图，同时也是本发明中换热器运行辅助系统的实施例二的原理图。
【具体实施方式】
[0017]本发明中换热器系统的实施例一如图1所示，包括换热器11和换热器运行辅助系统12，换热器11包括换热管111和用于增强换热管111的换热效率的换热器翅片112 ;换热器运行辅助系统12包括固体吸附式制冷系统和对应的热输送装置、冷输送装置，热输送装置用于将换热器运行辅助系统12的制冷系统冷凝器124周围的高温介质向换热器系统的蒸发器输送，冷输送装置用于将换热器运行辅助系统12的制冷系统蒸发器125周围的低温介质向换热器系统的冷凝器输送。
[0018]固体吸附式制冷系统是现有技术，是以热能为驱动的能量转换系统，本实施例中的固体吸附式制冷系统包括吸附剂密封箱121、设置在吸附剂密封箱121内的由沸石——水构成的吸附对、冷凝器侧单向阀122、蒸发器侧单向阀123、制冷系统冷凝器124和制冷系统蒸发器125，制冷系统冷凝器124和制冷系统蒸发器125均采用翅片形式。白天，吸附对受到太阳的照射，作为吸附剂的沸石被加热，在大约40摄氏度时作为工质的水汽化成水蒸汽并开始从沸石上解吸附，系统内压力开始上升。当达到一定压力(7373Pa，即与40摄氏度对应的饱和压力)时，水蒸气便开始液化，制冷系统冷凝器124放出热量，凝结下来的水流入制冷系统蒸发器125。夜间，沸石被冷却到接近环境温度，具有了吸收水蒸气的能力，因而使制冷系统蒸发器125中的水不断汽化，吸收被冷却介质的热量。吸足了水蒸气的沸石，为白天的解吸附循环创造了条件，使得循环继续。由于固体吸附式制冷系统为现有技术，其具体结构和原理此处不再详细说明。其中，制冷系统冷凝器124和制冷系统蒸发器125的外部分别围设有冷凝器密封箱126和蒸发器密封箱127。
[0019]热输送装置和冷输送装置均包括相应的输送管道，用于构成热输送装置的输送管道具有与制冷系统冷凝器124对应的输入端和与换热器对应的输出端，本实施例中该输入端为连通在制冷系统冷凝器124外的密封箱上的输热管128 ;用于构成冷输送装置的输送管道具有与制冷系统蒸发器125对应的输入端和与换热器对应的输出端,本实施例中该输入端为连通在制冷系统蒸发器125外的密封箱上的输冷管129。所述输热管128和输冷管129并联设置且两者远离固体吸附式制冷系统的一端与一根冷热输送管1211连接，使与热输送装置对应的输送管道和与冷输送装置对应的输送管道公用一条管路。输热管128和输冷管129上分别设有用于与所述冷热输送管1211连通或断开的截止阀1281和截止阀1291，通过控制截止阀的状态来控制向换热器11输送的介质。冷热输送管1211远离固体吸附式制冷系统的一端设有三根送气支管1212，各送气支管1212的出气口均与换热器翅片112中部以下的位置对应，能够在除霜时对换热器翅片112结霜严重的区域进行优先加热。并且，根据实际情况，送气支管1212的长短不一，以满足翅片上不同部位除霜需求。当然，在其他实施例中，送气支管1212的数量和设置位置也可以根据实际需要进行改变。
[0020]两密封箱的其中一侧箱壁上分别设有箱盖1261和箱盖1271，能够抽拉移动，向上抽拉时打开，向下抽拉时关闭，从而构成用于将箱体的腔体与外界大气相通或隔离的启闭装置。两密封箱内分别设有一只风机1262和风机1272，构成用于将制冷系统冷凝器124或制冷系统蒸发器125周围的空气介质通过相应输送管道向输出端输送的气流发生装置。各密封箱的箱盖1213上需要设置一些小孔，以防止相应密封箱内空气被输出后形成负压，小孔直径不能太大，以防止相应密封箱内和外界环境进行较多的热量交换。当然，在其他实施例中，小孔也可以设置在箱体的其他位置，例如设有风机的箱体上；并且，小孔也可以替换成通气管道。为减小能量损失，各密封箱是利用隔热材料制成；另外，密封箱具有一定防水功能，以适应使用环境。
[0021]蒸发器除霜功能的使用:冬天白天，换热器11用作空调的室外机，空调对室内进行加热，室外机作为需要定期除霜的蒸发器使用。固体吸附式制冷系统中的吸附对依靠太阳能加热，系统内压力逐渐升高，蒸发器侧单向阀123关闭。只要吸附剂密封箱121内的压力低于制冷系统冷凝器124内的压力，冷凝器侧单向阀122为关闭状态。当压力达到与环境温度所对应的饱和蒸汽压力时，冷凝器侧单向阀122打开，水蒸汽在制冷系统冷凝器124中液化放出热量，并进入制冷系统蒸发器125，此时冷凝器密封箱126的箱盖1213闭合，风机开启，输热管128上的截止阀1281开启，输冷管129上的截止阀1291关闭，冷凝器密封箱126内吸收了制冷系统冷凝器124发出的热量的空气通过风机的作用由热输送管被均匀的吹到换热器翅片112的结霜区，起到除霜作用。由于固体吸附式制冷系统只能在白天吸收太阳能，故用于除霜功能时，只有白天有效。但相对于用电加热除霜还是具有明显的优势节能。当不需要使用除霜功能时，关闭输热管128上的截止阀1281，打开冷凝器密封箱126的箱盖1213，使制冷系统冷凝器124处于自然放热状态即可。
[0022]冷凝器冷却功能的使用:夏天晚上，换热器11用作空调的室外机，空调对室内制冷，室外机作为冷凝器使用。沸石在晚上得不到太阳照射而逐渐冷却，蒸发器侧单向阀123关闭，冷凝器侧单向阀122打开，沸石的吸附能力又逐步提高，开始吸附制冷系统蒸发器125中产生的制冷蒸汽并使系统呈低压状态，水在低压下不断汽化，吸收蒸发器密封箱127的热量。将输热管128侧的截止阀1281关闭，输冷管129侧的截止阀1291开启，蒸发器密封箱127内的风机1272开启，蒸发器密封箱127内被冷却的空气通过输冷管129道被均匀的送到需要冷却的翅片管处，达到有效冷却冷凝器的效果。此装置的缺点是冷凝器冷却功能只有日落之后才能使用。但由于此装置可每天使用，故长期使用优势仍然十分明显。当不需要使用此功能时，关闭输冷管129截止阀，打开蒸发器密封箱127的箱盖1213即可。
[0023]本发明中换热器系统的实施例二如图2所示，与实施例一不同的是，本实施例中冷凝器密封箱226和蒸发器密封箱227的箱体上未设置箱盖，并且输热管228和输冷管229上的阀门分别为三通阀2281和三通阀2291，能够选择性地将相应密封箱的腔体与冷热输送管2211连通或者与外界大气连通。两密封箱内分别设有对应输热管228和输冷管229的风扇2262和风扇2272，这样，需要使用蒸发器除霜功能时，控制输热管228上的三通阀2281，使冷凝器密封箱226与冷热输送管2211连通；控制输冷管229上的三通阀2291，使蒸发器密封箱227与大气相通，同样能够对换热系统蒸发器起到除霜作用。需要使用冷却器冷却功能时，控制输冷管229上的三通阀2291，使蒸发器密封箱227与冷热输送管2211连通；控制输热管228上的三通阀2281，使冷凝器密封箱226与大气相通，同样能够对换热系统冷凝器起到冷却作用。另外，本实施例中制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器均采用盘管形式，以提高换热换效率。需要指出的是，在其他实施例中，制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器的具体换热形式并不限于实施例一中的翅片形式和本实施例中的盘管形式，可以采用现有技术中的任意形式。
[0024]本发明中换热器运行辅助系统的实施例一和实施例二分别为上述换热器系统实施例一和实施例二中的换热器运行辅助系统，具体结构此处不再赘述。
[0025]在上述实施例中，换热器运行辅助系统同时设有热输送装置和冷输送装置，能够方便地进行蒸发器除霜功能和冷凝器冷却功能的切换，并且热输送装置和冷输送装置采用了相应的密封箱和输送管道。在本发明的其他实施例中，换热器运行辅助系统可以仅设置热输送装置或者仅设置冷输送装置，而相应的热输送装置和冷输送装置也可以采用其他形式替换，例如不设置密封箱，在相应制冷系统冷凝器或者制冷系统蒸发器两侧分别设置输送管道和风机，直接利用风机将进行热空气介质和冷空气介质的；当然，风机可以设置在输送管道的其他位置，风机也可以采用抽风的形式。另外，在其他实施例中，也可以利用液体介质进行能量的输送。再者，在其他实施例中，热输送管道和冷输送管道也可以单独设置并相互分开。
【权利要求】
1.换热器运行辅助系统，其特征在于:包括固体吸附式制冷系统，所述固体吸附式制冷系统设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器，所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器周围的高温介质向相应换热器系统的蒸发器输送的热输送装置和/或用于将制冷系统蒸发器周围的低温介质向相应换热器系统的冷凝器输送的冷输送装置。
2.根据权利要求1所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述热输送装置和冷输送装置包括相应的输送管道，用于构成热输送装置的输送管道具有与制冷系统冷凝器对应的输入端和用于与相应换热器系统的蒸发器对应的输出端，用于构成冷输送装置的输送管道具有与制冷系统蒸发器对应的输入端和用于与相应换热器系统的冷凝器对应的输出端；所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器或制冷系统蒸发器周围的空气介质通过相应输送管道向输出端输送的气流发生装置。
3.根据权利要求2所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述制冷系统冷凝器和/或制冷系统蒸发器的外部围设有密封箱，相应输送管道的输入端与所述密封箱的腔体连通。
4.根据权利要求3所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述密封箱上设有用于将箱体的腔体与外界大气相通或隔离的启闭装置。
5.根据权利要求3或4所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器外部均设有密封箱，所述输送管道包括与制冷系统冷凝器对应的密封箱连通的输热管和与制冷系统蒸发器对应的密封箱连通的输冷管，所述输热管和输冷管并联设置且两者远离固体吸附式制冷系统的一端与一根冷热输送管连接，所述输热管和输冷管上均设有用于与所述冷热输送管连通或断开的阀门。
6.根据权利要求5所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述阀门为用于选择性地将相应密封箱的腔体与冷热输送管连通或者与外界大气连通的三通阀。
7.根据权利要求5所述的换热器运行辅助系统，其特征在于:所述冷热输送管远离固体吸附式制冷系统的一端设有两根以上的送气支管，所述送气支管具有用于与换热器系统的蒸发器的翅片中部以下位置对应的出气口。
8.换热器系统，包括蒸发器和冷凝器，其特征在于:还包括换热器运行辅助系统，所述换热器运行辅助系统包括固体吸附式制冷系统，所述固体吸附式制冷系统设有制冷系统冷凝器和制冷系统蒸发器，所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器周围的高温介质向换热器系统的蒸发器输送的热输送装置和/或用于将制冷系统蒸发器周围的低温介质向换热器系统的冷凝器输送的冷输送装置。
9.根据权利要求8所述的换热器系统，其特征在于:所述热输送装置和冷输送装置包括相应的输送管道，用于构成热输送装置的输送管道具有与制冷系统冷凝器对应的输入端和与换热器系统的蒸发器对应的输出端，用于构成冷输送装置的输送管道具有与制冷系统蒸发器对应的输入端和与换热器系统的冷凝器对应的输出端；所述换热器运行辅助系统还包括用于将制冷系统冷凝器或制冷系统蒸发器周围的空气介质通过相应输送管道向输出端输送的气流发生装置。
10.根据权利要求9所述的换热器系统，其特征在于:所述制冷系统冷凝器和/或制冷系统蒸发器的外部围设有密封箱，相应输送管道的输入端与所述密封箱的腔体连通。
【文档编号】F25B47/02GK103822396SQ201410045643
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】王柳, 王志远, 李鹏飞 申请人:河南科技大学