一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器，屬于能源類節能技術領域。
【背景技術】
[0002]在人類能源危機和環境危機的雙重壓力下，節能減排備受人們關注。熱泵是一種基于逆卡諾循環的高效節能裝置，其從低位熱源中吸取熱量，并將熱量傳遞給高位熱源。但是傳統工質HCFC類制冷劑具有較高的GWP和ODP，自然工質CO2因其性質穩定，容易獲得，GffP=I和ODP=O及良好的熱力學特性而備受關注，成為替代傳統工質的最佳選擇。
[0003]CO2熱泵主要組成構件有蒸發器、氣體冷卻器、節流裝置和壓縮機。在熱泵四大件中，壓縮機是系統循環動力的來源，由于當前壓縮機的發展趨于成熟，效率一般保持在60%-80%之間，再提高的難度較大。所以越來越多人將關注的焦點轉向換熱器，熱泵循環中氣體冷卻器是直接進行熱量交換的地方，CO2I質靠顯熱放熱，溫度滑移比較大，目前使用的CO2氣體冷卻器有板式換熱器、管殼式換熱器和套管式換熱器。板式換熱器因其流道小，板片是波形，截面變化復雜，使流體的流動方向和流速不斷變化，增加了流體的擾動，因而能在很小的流速下達到紊流，具有較高的傳熱系數和較小的污垢系數；可通過增減板片達到所需要的傳熱面積，適應性大，易于拆洗、修理。但是其密封性較差，易漏泄。需常更換墊圈，較麻煩；使用壓力較小，使用溫度受墊圈材料耐溫性能的限制。流道小，易堵塞，不適用于含懸浮物的流體，流阻較大。管殼式換熱器結構簡單，易于實現；適合用于各種壓力級別和溫度范圍，但是其傳熱系數較小，換熱效果較差。套管式換熱器一種純逆流型換熱器，傳熱效能高，結構簡單，其適用于高壓、小流量、低傳熱系數流體的換熱，但是目前傳熱面積的增加只能通過增加管長來實現，管長的增加除了增加水阻和氣阻之外，并不能增加擾動，不能實現換熱系數的增加。如何通過改變截面積和加強擾動來實現增加其換熱面積，提高其換熱系數已成為提高系統換熱能力的關鍵所在。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:本實用新型提供一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器，用于改善CO2熱泵中氣體冷卻器的CO2氣體流道結構，增加換熱面積，加強擾動，強化CO2氣體與水的對流換熱性能，以有效提高CO2熱泵整體的換熱效果和系統的性能參數C0P。
[0005]本實用新型技術方案是:一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器，包括一級換熱部分、二級換熱部分、中間級水流匯/分流管5、中間級CO2氣體匯/分流管6 ;—級換熱部分包括一級CO2氣體分流管1、一級水流匯流管2、一級水流通道3、一級CO 2氣體微通道4 ;二級換熱部分包括二級水流分流管7、二級CO2氣體匯流管8、二級CO2氣體微通道9、二級水流通道10 ;所述一級CO2氣體分流管I與一級CO 2氣體微通道4相連接，一級CO 2氣體微通道4依次穿過一級水流匯流管2、一級水流通道3、中間級水流匯/分流管5與中間級CO2氣體匯/分流管6相連，一級水流通道3的一側與一級水流匯流管2相連，一級水流通道3的另一側與中間級水流匯/分流管5相連；
[0006]二級CO2氣體匯流管8與二級CO 2氣體微通道9相連，二級CO 2氣體微通道9依次穿過二級水流分流管7、二級水流通道10、中間級水流匯/分流管5與中間級CO2氣體匯/分流管6相連，二級水流通道10 —側與二級水流分流管7相連，二級水流通道10另一側與中間級水流匯/分流管5相連。
[0007]所述一級換熱部分中的一級CO2氣體分流管I中高溫高壓的CO 2制冷劑蒸氣分流至一級CO2氣體微通道4內，與二級水流分流管7中依次通過二級水流通道10、中間級水流匯/分流管5、一級水流通道3逆向流出的水進行換熱，然后進入所述微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器中的中間級CO2氣體匯/分流管6，CO2氣體匯流在中間級0)2氣體匯流管6內，然后被分到二級換熱部分的二級CO2氣體微通道9內，與二級水流分流管7中通過二級水流通道10逆向流出的水進行進一步的熱交換，用于使提高換熱量。
[0008]所述一級水流匯流管2、中間級水流匯/分流管5、二級水流分流管7均采用不銹鋼管。
[0009]所述一級CO2氣體分流管1、中間級CO 2氣體匯流管6、二級CO 2氣體匯流管8均為紫銅管。
[0010]本實用新型采用微通道的氣體通道，穿在水通道內部，在氣體微通道外管上涂抹凡士林，便于穿管，以免刮花，穿管時用力要均勻一致。設計合理的0)2氣體冷卻器結構，根據實際機組制熱量的大小選擇一級和二級的換熱通道數目，CO2制冷劑和水逆向流動進行換熱，本實用新型的微通道采用套管式冷卻器；
[0011 ] 本實用新型中各連接點均采用焊接進行密封，例如所述一級CO2氣體分流管(I)與一級CO2氣體微通道(4)相連接的地方、一級CO2氣體微通道(4)與中間級CO2氣體匯/分流管(6)相連接的地方、二級CO2氣體匯流管(8)與二級CO2氣體微通道(9)相連接的地方、二級CO2氣體微通道(9)與中間級CO 2氣體匯/分流管(6)相連接的地方均采用焊接進行密封。
[0012]本實用新型的工作原理是:所述一級換熱部分中的一級CO2氣體分流管I中高溫高壓的0)2制冷劑蒸氣分流至一級CO 2氣體微通道4內，與二級水流分流管7中依次通過二級水流通道10、中間級水流匯/分流管5、一級水流通道3逆向流出的水進行換熱，然后進入所述微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器中的中間級CO2氣體匯/分流管6，0)2氣體匯流在中間級CO2氣體匯流管6內，然后被分到二級換熱部分的二級CO2氣體微通道9內，與二級水流分流管7中通過二級水流通道10逆向流出的水進行進一步的熱交換，用于使提高換熱量。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型中CO2氣體與水進行逆向流動強化換熱；選用CO2氣體微通道與水進行換熱，增大接觸面積，并且在相同質量流量制冷劑蒸氣情況下，微通道使得氣體流速加快、紊流流動，加強傳熱，具有很強的實用性；
[0014]能有效增加CO2制冷劑與水換熱面積，加強擾動，使得CO 2制冷劑與水的對流換熱性能優良，具有很強的實用性，可廣泛適用于空氣源、水源CO2熱泵，用于建筑物采暖、產生活熱水、農產品及食品干燥等領域。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型微通道的結構示意圖。
[0017]圖1-2中各標號:1- 一級CO2氣體分流管，2- 一級水流匯流管，3- 一級水流通道，4- 一級CO2氣體微通道，5-中間級水流匯/分流管，6-中間級CO 2氣體匯/分流管，7- 二級水流分流管，8- 二級CO2氣體匯流管，9- 二級CO 2氣體微通道，10- 二級水流通道。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步說明。
[0019]實施例1:如圖1-2所示，一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器，包括一級換熱部分、二級換熱部分、中間級水流匯/分流管5、中間級CO2氣體匯/分流管6 ;—級換熱部分包括一級CO2氣體分流管1、一級水流匯流管2、一級水流通道3、一級CO 2氣體微通道4 ;二級換熱部分包括二級水流分流管7、二級CO2氣體匯流管8、二級CO2氣體微通道9、二級水流通道10 ;所述一級CO2氣體分流管I與一級CO 2氣體微通道4相連接，一級CO 2氣體微通道4依次穿過一級水流匯流管2、一級水流通道3、中間級水流匯/分流管5與中間級CO2氣體匯/分流管6相連，一級水流通道3的一側與一級水流匯流管2相連，一級水流通道3的另一側與中間級水流匯/分流管5相連；
[0020]二級CO2氣體匯流管8與二級CO 2氣體微通道9相連，二級CO 2氣體微通道9依次穿過二級水流分流管7、二級水流通道10、中間級水流匯/分流管5與中間級CO2氣體匯/分流管6相連，二級水流通道10 —側與二級水流分流管7相連，二級水流通道10另一側與中間級水流匯/分流管5相連。
[0021]實施例2:如圖1-2所示，一種微通道強化換熱的二氧化碳氣體冷卻器，包括一級換熱部分、二級換熱部分、中間級水流匯/分流管5、中間級CO2氣體匯/分流管6 ;—級換熱部分包括一級CO2氣體分流管1、一級水流匯流管2、一級水流通道3、一級CO 2氣體微通道4 ;二級換熱部分包括二級水流分流管7、二級CO2氣體匯流管8、二級CO2氣體微通道9、二級水流通道10 ;所述一級CO2氣體分流管I與一級CO 2氣體微通道4相連接，一級CO 2氣體微通道4依次穿過一