寒冷地區用CO₂空氣換熱器的制作方法

專利名稱：寒冷地區用CO₂空氣換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種寒冷地區用C02空氣換熱器，本實用新型專利屬熱能轉換和 利用技術領域，它涉及到天然工質C02熱泵的換熱系統。
背景技術：
當今世界經濟發展迅速，世界各國廢氣及溫室氣體排放量快速增加，給世界人民 的生存環境帶來了嚴重威脅。因此大力發展可再生能源和清潔能源受到了各國政府的高度 重視，各國政府相繼出臺了對可再生能源和清潔能源的支持和扶持政策，極大地推動了新 能源產業的快速發展。C02熱泵以它對環境非常友好、高效率、能量來源廣泛、體積小等優 點在發達國家受到政府及冷、熱行業的高度重視。眾多研究機構、院校、企業相繼投入大量 資金開發研制。我國對C02熱泵系統及內部各組件的研究起步較晚，大多處在理論研究階 斷。
發明內容鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種寒冷地區用C02空氣換熱器。一種寒冷地區用的C02空氣換熱器，包括C02串并聯式二階段蒸發換熱器由C02 進口銅管、C02分配器、C02再分配器、C02匯流排、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網、風機、支 承架、接水盤組成；C02進口銅管與C02分配器相連，C02分配器與m根進口銅管相連，進 入m根銅管的C02進入第一階段蒸發換熱，出口銅管與C02再分配器入口相連，然后C02再 分配器又與η根出口銅管相連，進入η根銅管的C02進入第二階段蒸發換熱，η根出口銅管 的出口與C02匯流排相連，匯流后的C02為換熱器C02出口 ；鋁翅片套在銅管上并且之間有 間距，并擴張銅管使其連接緊密。實用新型目的是設計一種在C02熱泵中可以有效地對天然工質C02和空氣進行熱 交換的換熱裝置。該裝置在寒冷地區也能高效地對C02和空氣進行熱交換，有效地對熱交 換后的C02進行加熱，很大程度上提高C02熱泵系統效率，從而提高能源利用率，在環境溫 度較低時，還能降低翅片的結霜效果，適合小、中、大型C02熱泵系統在寒冷地區使用。本實用新型涉及一種C02空氣換熱器，采用的是銅管管徑小于等于7mm，管路連接 方式采用并、串聯式。管內C02先分流成η個流道，流過一段銅管后然后再重新分成m個流 道，最后匯總流出。本實用新型管內介質C02，溫度-30-10°C范圍，最大壓力6. 5MPa。管外介質空 氣，溫度-25-40°C范圍，壓力=Ibar0本實用新型內管介質C02換熱過程溫度滑移匹配性較好有利于C02和空氣的熱交 換，在寒冷地區使用能具有相當的換熱量，并能有效延長結霜時間，適合C02熱泵系統在寒 冷地區使用。本實用新型銅管管徑較小，管內C02流速較高，換熱效率較高，相同換熱量下所需 換熱面積減小，使得換熱器所占空間減小，有效縮小熱泵機組體積。[0010]本實用新型管內C02先分流成m個流道，然后再重新分流成η個管道，此結構的 組合充分地滿足了 C02熱泵系統中換熱器對C02和空氣的性能要求，有利于C02與空氣有 效換熱，提高換熱器的換熱效率，保證換熱器在環境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合 C02熱泵系統在寒冷地區運用。本實用新型銅管外套鋁翅片，管路排列采用叉排排列，C02和空氣逆向流動換熱， 風機引風進行強制對流換熱，增強了空氣的擾動，有效強化了空氣側換熱，極大提高了換熱 器的換熱量。本實用新型熱力學特征在于C02液體經管路進入C02分配器，先分流進入m個管 道進行熱交換，加熱后部分C02液體變成氣體，然后再進入中間分配排重新分配進入η個管 道進行加熱，加熱后的C02氣體匯流后流出換熱器。本實用新型設計的C02并、串聯式C02空氣換熱器由C02分配器(排)、C02中間 重分配排、C02匯流排、銅管、鋁翅片、風機、支承架及相應的固定裝置等組成，C02側的連接 關系為C02分配器與m根銅管入口相連，m根銅管出口與C02中間重分配排相連，然后C02 中間重分配排與η根銅管的入口相連，η根銅管的出口與C02匯流排相連。鋁翅片緊湊有 序地套在銅管上，銅管排采用叉排排列，風機在一側引風進行強制對流，“V”形結構換熱時 風機置于頂部。一種寒冷地區用的C02空氣換熱器，采用的是銅管，管徑小于等于7mm，管路連接 方式采用并、串聯式。管內C02液體經管路進入C02分配器，先分流成η個(η >2)流道，流 過一段銅管，加熱后部分C02液體變成氣體，然后再進入中間分配排重新分配成m個(m ^ 2)流道，最后加熱后的C02氣體匯流后流出換熱器。此結構的組合充分地滿足了 C02熱泵 系統中換熱器對C02和空氣的性能要求，有利于C02與空氣有效換熱，提高換熱器的換熱效 率，保證換熱器在環境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合C02熱泵系統在寒冷地區運 用。C02空氣換熱器，銅管外套鋁翅片，管路排列采用叉排排列，C02和空氣逆向流動 換熱，風機引風進行強制對流換熱，增強了空氣的擾動，有效強化了空氣側換熱，極大提高 了換熱器的換熱量。本實用新型寒冷地區用C02空氣換熱器可應用在C02熱泵系統蒸發器、冷凝器或 高壓介質和空氣的熱交換系統中。

當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新 型以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一 步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用 新型，并不構成對本實用新型的不當限定，其中圖1是表示作為本實用新型實施例的結構示意圖；圖2是本實用新型的工藝流程圖；圖3是實施例在不同蒸發溫度時測量的C02與空氣的換熱量；圖4是表示作為本實用新型實施例的結構示意圖；圖5是表示作為本實用新型實施例的結構示意圖。[0023]本實用新型設計的C02并、串聯式C02空氣換熱器由C02分配器1 (排)、C02中間 重分配排9、10、C02匯流排11、銅管12、進口銅管16、出口銅管17、鋁翅片19、鋁絲過濾網 20、風機15、支承架13、接水盤14及相應的固定裝置等組成，
具體實施方式
參照圖1至圖5對本實用新型的實施例進行說明。實施例一種寒冷地區用的C02空氣換熱器，包括C02并、串聯式套管換熱器由C02分配 器、C02中間重分配排、C02匯流排、銅管、進口銅管、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網、風機、 支承架、接水盤，C02分配器與m根進口銅管相連，進口銅管出口與C02中間匯流重分配排 相連，然后C02中間匯流重分配排與又與η根出口銅管相連，η根出口銅管的出口與C02匯 流排相連。鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴張銅管使其連接緊密。如圖2、4所示，C02并、串聯式套管換熱器由C02分配器1 (排)、C02中間重分配 排9、10、C02匯流排11、銅管12、進口銅管16、出口銅管17、鋁翅片19、鋁絲過濾網20、風機 15、支承架13、接水盤14及相應的固定裝置等組成，連接關系為C02分配器1與m根進口 銅管16相連，進口銅管16出口與C02中間匯流重分配排9、10相連，然后C02中間匯流重 分配排9、10與又與η根出口銅管17相連，η根出口銅管17的出口與C02匯流排11相連。 鋁翅片19以一定的間距套在銅管12上，并擴張銅管12使其連接緊密。支承架13與外罩連接，鋁絲過濾網20固定連接外罩上；風機15固定在支承架13 上。接水盤14放置在鋁絲過濾網20的下面。鋁絲過濾網20內為鋁翅片19、銅管12。圖1中，4、5為空氣流動方向，6、7、8為C02流動方向，18為出風流動方向。鋁翅片19緊湊有序地套在銅管12上，銅管12排采用叉排排列，風機15在一側引 風進行強制對流，“V”形結構換熱時風機15置于支承架13的頂部。風機15有2個。在此應用實例中；m = 4，η = 8.環境溫度-10_25°C。不同蒸發溫度時C02與空氣的換熱量如圖3所示；由以上實施例可以看出，由該實用新型設計的C02空氣換熱器可以有效地滿足換 熱要求。顯然，本領域技術人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明 的保護范圍。如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離 本實用新型的發明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見 的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種寒冷地區用的CO2空氣換熱器，其特征在于包括CO2串并聯式二階段蒸發換熱器由CO2進口銅管、CO2分配器、CO2再分配器、CO2匯流排、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網、風機、支承架、接水盤組成；CO2進口銅管與CO2分配器相連，CO2分配器與m根進口銅管相連，進入m根銅管的CO2進入第一階段蒸發換熱，出口銅管與CO2再分配器入口相連，然后CO2再分配器又與n根出口銅管相連，進入n根銅管的CO2進入第二階段蒸發換熱，n根出口銅管的出口與CO2匯流排相連，匯流后的CO2為換熱器CO2出口；鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴張銅管使其連接緊密。
2.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于采用的是銅管，管徑小于等于7mm 0
3.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于支承架與外罩連接，鋁絲過濾 網固定連接外罩上；風機固定在支承架上。
4.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于接水盤放置在鋁絲過濾網的 下面。
5.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于鋁絲過濾網內為鋁翅片和銅管。
6.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于鋁翅片套在銅管上，銅管排采 用叉排排列。
7.根據權利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于風機置于支承架的頂部。
專利摘要一種寒冷地區用的CO2空氣換熱器，CO2進口銅管與CO2分配器相連，CO2分配器與m根進口銅管相連，進入m根銅管的CO2進入第一階段蒸發換熱，出口銅管與CO2再分配器入口相連，然后CO2再分配器又與n根出口銅管相連，進入n根銅管的CO2進入第二階段蒸發換熱，n根出口銅管的出口與CO2匯流排相連，匯流后的CO2為換熱器CO2出口；鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴張銅管使其連接緊密。此結構有利于CO2與空氣有效換熱，提高換熱器的換熱效率，保證換熱器在環境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合CO2熱泵系統在寒冷地區運用。
文檔編號F28D1/04GK201715888SQ20102015577
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月12日 優先權日2010年4月12日
發明者張信榮, 杜培儉 申請人:昆明東啟科技股份有限公司