一种以水为热源的喷淋式热泵机组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以水为热源的喷淋式热栗机组，属热栗技术。
【背景技术】
[0002]根据所采用的热源介质不同，传统热栗机组可分为空气源热栗和水源热栗，其各自局限性如下。
[0003]第一种:空气源热栗。
[0004]1、热源侧换热器与空气热交换，传热温差大，机组能效低。
[0005]2、空气源热栗机组的制热能力和能效受环境温度影响较大，当空气温度较低时，热栗机组能力和能效衰减迅速，甚至不能运行。
[0006]3、单机制热能力较小，从几十个千瓦到几百千瓦，机组占地面积大，不适合在大型建筑中使用。
[0007]第二种:水源热栗。
[0008]1、水源热栗机组的能力和能效较高，但该机组只能利用热源水的显热，因此需要的热源水较多，在不具备足够的冷热源水地区无法使用，因此无法广泛应用。
[0009]3、水源热栗机组热源水侧水栗消耗的电力较多。
【发明内容】
[0010]本发明旨在克服已有技术存在的缺陷，提供一种全新的热栗产品一一以热源水的显热、潜热为热源的喷淋式热栗机组。因为水发生相变时释放热量巨大，制热时只需传统水源热栗1/10左右热源水量即可得到相同热量，因此该产品可广泛使用于各个场合。
[0011]本发明的技术方案是:一种以水为热源的喷淋式热栗机组，它包括热源侧换热器和使用侧换热器，特点是，热源侧换热器为喷淋式蒸发器，热源侧换热器上连接有热源水输入管路和冷水/冰水输出管路，在热源侧换热器和使用侧换热器之间设有制冷剂循环驱动装置和节流装置，制冷剂循环驱动装置和节流装置通过管路分别与热源侧换热器和使用侧换热器连通。
[0012]所述喷淋式蒸发器包括N个换热单元组件，N > 1，N个换热单元组件的进口与制冷剂进口干管连接的制冷剂分配管组连通，N个换热单元组件的出口与制冷剂出口干管连接的制冷剂汇总管组连通，设有连接有热源水栗的喷淋装置，喷淋装置与换热单元组件相对应，在换热单元组件下方设有集水/冰水盘，集水/冰水盘上通过管路与热源水栗连接。
[0013]为了更好地实现发明目的，所述的换热单元组件可以为半钎焊板式换热器，也可以为换热管管排式换热器。
[0014]本发明热栗机组的热源侧换热器采用了喷淋式构造，热源水喷淋在喷淋式蒸发器换热单元表面，制冷剂蒸发吸收热源水的热量，利用热源水的显热+相变潜热(或者，只吸收热源水显热)来给热栗机组提供热量，从而实现制热、制冰、制冷目的。使用侧换热器可以是翅片式、壳管式、套管式、微通道式、板式或者蒸发式冷凝器等。制冷剂循环驱动装置可以是蒸气压缩式制冷压缩机，也可以是吸收式制冷机之吸收器+发生器。节流装置可以是膨胀阀、孔板等。
[0015]本发明热栗机组可为单制热热栗和冷暖型热栗，亦可为单冷机组。对于热源水有相变的情形，为了便于除冰，根据需要可采用制冷剂侧换向等措施。
[0016]下面简述本热栗机组的具体工作原理。
[0017]1、制热运行
蒸发器为喷淋式换热器，热源水喷淋在换热器外表，被制冷剂吸收热量后温度下降，当温度下降到水的凝固点时发生相变变成冰。热栗机组制热运行，吸收水的显热及凝固过程中释放的热量后，实现制热功能。该换热方式较传统热栗的优势有:
a)运行稳定
因为是吸收热源水的显热和凝固热，其蒸发温度不受环境温度影响，而且相对较高，因此该产品可在东西南北任何地区使用，无地域限制。
[0018]b)节水
水从液体变为固体的凝固热约为80kCal/kg，机组制热运行时只需传统水源热栗的热源水用水量的10%左右。
[0019]2、除冰运行
当喷淋式蒸发器表面冰层厚度增加到一定程度，将会影响机组运行效率。为了保证机组高效、稳定运转，需要将冰去除。除冰的方法可采用超声波振动、在换热器表面涂装不粘冰涂层等物理方法，或者采用制冷剂换向热气除冰等方法。制冷剂换向是通过切换机组制冷剂侧阀门，将喷淋式蒸发器转换为冷凝器，利用内部高温制冷剂将附着在换热器换热单元外表面的冰层加热，使其局部融化，利用重力滑落，冰滑落后机组重新回到制热运行。此过程类似于风冷热栗制热时除霜。
[0020]3、制热+制冷运行
当热源水不发生相变时，该机组还可制热同时产生冷水，一机两用。制热+制冷运行模式其制冷剂流向与上述制热模式相同，不同的是因热源水不发生相变，无除冰需要，因此内部制冷剂流向无需换向。
[0021]已有技术中也有采用喷淋式换热器的，例如采用喷淋式换热器之专利CN201262494Y “带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组”、CN2621280Y “蒸发式制冷冷水机组”，这两个专利中，制冷系统与常规冷水机组相同，其与常规冷水机组不同的地方是这两个专利产品分别是以板管式冷凝器、螺旋椎体换热盘管作为冷凝器，其喷淋式换热器使用功能仅限于作为冷凝器，用它来取代常规水冷或者风冷冷凝器，蒸发器仍为常规换热器(壳管式等)，而且该产品仅作为制冷用。本发明技术突出的优点是采用喷淋式蒸发器为蒸发器(仅除冰时可能需要转换为冷凝器)，机组能效高，一个热栗机组能够同时实现包括制热、制冰、制冷等多种功能。
[0022]下面结合附图及实施例对本发明进行详细地解释说明。
【附图说明】
[0023]图1-本发明的喷淋式蒸发器结构示意图；
图2-本发明的利用水相变潜热的喷淋式蒸气压缩式热栗机组制冷系统示意图； 图3-本发明的利用水的显热之喷淋式蒸气压缩式热栗机组制冷系统示意图；
图4-本发明的利用水的显热之喷淋式吸收式制冷机&第一类吸收式热栗机组制冷系统示意图(以单效为例说明)；
图5-蒸发器、冷凝器均采用喷淋式蒸发器之蒸气压缩式冷水/热栗机组制冷系统示意图；
图6-蒸发器、冷凝器均采用喷淋式蒸发器之吸收式冷水/热栗机组制冷系统示意图(以单效为例说明)。
[0024]附图图面说明:
I一喷淋式蒸发器(Ia—喷淋装置，Ib—制冷剂分配管组，Ic一制冷剂进口干管，Id—换热单元组件，Ie—制冷剂汇总管组，If一制冷剂出口干管，Ig—集水/冰水盘，Ih—热源水栗，Ik一热源水供水管)，2—四通阀，3—压缩机，4一气液分离器，5—使用侧换热器，6—单向阀，7—膨胀阀，8—视镜，9一干燥过滤器，10一节流阀I，11一冷凝器，12一发生器，13一溶液热交换器，14一节流阀II，15—溶液栗，16—吸收器，17—蒸