一種以水為熱源的噴淋式熱泵機組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種以水為熱源的噴淋式熱栗機組，屬熱栗技術。
【背景技術】
[0002]根據所采用的熱源介質不同，傳統熱栗機組可分為空氣源熱栗和水源熱栗，其各自局限性如下。
[0003]第一種:空氣源熱栗。
[0004]1、熱源側換熱器與空氣熱交換，傳熱溫差大，機組能效低。
[0005]2、空氣源熱栗機組的制熱能力和能效受環境溫度影響較大，當空氣溫度較低時，熱栗機組能力和能效衰減迅速，甚至不能運行。
[0006]3、單機制熱能力較小，從幾十個千瓦到幾百千瓦，機組占地面積大，不適合在大型建筑中使用。
[0007]第二種:水源熱栗。
[0008]1、水源熱栗機組的能力和能效較高，但該機組只能利用熱源水的顯熱，因此需要的熱源水較多，在不具備足夠的冷熱源水地區無法使用，因此無法廣泛應用。
[0009]3、水源熱栗機組熱源水側水栗消耗的電力較多。
【發明內容】
[0010]本實用新型旨在克服已有技術存在的缺陷，提供一種全新的熱栗產品一一以熱源水的顯熱、潛熱為熱源的噴淋式熱栗機組。因為水發生相變時釋放熱量巨大，制熱時只需傳統水源熱栗1/10左右熱源水量即可得到相同熱量，因此該產品可廣泛使用于各個場合。
[0011]本實用新型的技術方案是:一種以水為熱源的噴淋式熱栗機組，它包括熱源側換熱器和使用側換熱器，特點是，熱源側換熱器為噴淋式蒸發器，熱源側換熱器上連接有熱源水輸入管路和冷水/冰水輸出管路，在熱源側換熱器和使用側換熱器之間設有制冷劑循環驅動裝置和節流裝置，制冷劑循環驅動裝置和節流裝置通過管路分別與熱源側換熱器和使用側換熱器連通。
[0012]所述噴淋式蒸發器包括N個換熱單元組件，N>1，N個換熱單元組件的進口與制冷劑進口干管連接的制冷劑分配管組連通，N個換熱單元組件的出口與制冷劑出口干管連接的制冷劑匯總管組連通，設有連接有熱源水栗的噴淋裝置，噴淋裝置與換熱單元組件相對應，在換熱單元組件下方設有集水/冰水盤，集水/冰水盤上通過管路與熱源水栗連接。
[0013]為了更好地實現實用新型目的，所述的換熱單元組件可以為半釬焊板式換熱器，也可以為換熱管管排式換熱器。
[0014]本實用新型熱栗機組的熱源側換熱器采用了噴淋式構造，熱源水噴淋在噴淋式蒸發器換熱單元表面，制冷劑蒸發吸收熱源水的熱量，利用熱源水的顯熱+相變潛熱(或者，只吸收熱源水顯熱)來給熱栗機組提供熱量，從而實現制熱、制冰、制冷目的。使用側換熱器可以是翅片式、殼管式、套管式、微通道式、板式或者蒸發式冷凝器等。制冷劑循環驅動裝置可以是蒸氣壓縮式制冷壓縮機，也可以是吸收式制冷機之吸收器+發生器。節流裝置可以是膨脹閥、孔板等。
[0015]本實用新型熱栗機組可為單制熱熱栗和冷暖型熱栗，亦可為單冷機組。對于熱源水有相變的情形，為了便于除冰，根據需要可采用制冷劑側換向等措施。
[0016]下面簡述本熱栗機組的具體工作原理。
[0017]1、制熱運行
[0018]蒸發器為噴淋式換熱器，熱源水噴淋在換熱器外表，被制冷劑吸收熱量后溫度下降，當溫度下降到水的凝固點時發生相變變成冰。熱栗機組制熱運行，吸收水的顯熱及凝固過程中釋放的熱量后，實現制熱功能。該換熱方式較傳統熱栗的優勢有:
[0019]a)運行穩定
[0020]因為是吸收熱源水的顯熱和凝固熱，其蒸發溫度不受環境溫度影響，而且相對較高，因此該產品可在東西南北任何地區使用，無地域限制。
[0021 ] b)節水
[0022]水從液體變為固體的凝固熱約為80kCal/kg，機組制熱運行時只需傳統水源熱栗的熱源水用水量的10%左右。
[0023]2、除冰運行
[0024]當噴淋式蒸發器表面冰層厚度增加到一定程度，將會影響機組運行效率。為了保證機組高效、穩定運轉，需要將冰去除。除冰的方法可采用超聲波振動、在換熱器表面涂裝不粘冰涂層等物理方法，或者采用制冷劑換向熱氣除冰等方法。制冷劑換向是通過切換機組制冷劑側閥門，將噴淋式蒸發器轉換為冷凝器，利用內部高溫制冷劑將附著在換熱器換熱單元外表面的冰層加熱，使其局部融化，利用重力滑落，冰滑落后機組重新回到制熱運行。此過程類似于風冷熱栗制熱時除霜。
[0025]3、制熱+制冷運行
[0026]當熱源水不發生相變時，該機組還可制熱同時產生冷水，一機兩用。制熱+制冷運行模式其制冷劑流向與上述制熱模式相同，不同的是因熱源水不發生相變，無除冰需要，因此內部制冷劑流向無需換向。
[0027]已有技術中也有采用噴淋式換熱器的，例如采用噴淋式換熱器之專利CN201262494Y“帶填料的板管蒸發式冷凝冷水機組”、CN2621280Y“蒸發式制冷冷水機組”，這兩個專利中，制冷系統與常規冷水機組相同，其與常規冷水機組不同的地方是這兩個專利產品分別是以板管式冷凝器、螺旋椎體換熱盤管作為冷凝器，其噴淋式換熱器使用功能僅限于作為冷凝器，用它來取代常規水冷或者風冷冷凝器，蒸發器仍為常規換熱器(殼管式等)，而且該產品僅作為制冷用。本實用新型技術突出的優點是采用噴淋式蒸發器為蒸發器(僅除冰時可能需要轉換為冷凝器)，機組能效高，一個熱栗機組能夠同時實現包括制熱、制冰、制冷等多種功能。
[0028]下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細地解釋說明。
【附圖說明】
[0029]圖1-本實用新型的噴淋式蒸發器結構示意圖；
[0030]圖2-本實用新型的利用水相變潛熱的噴淋式蒸氣壓縮式熱栗機組制冷系統示意圖；
[0031]圖3-本實用新型的利用水的顯熱之噴淋式蒸氣壓縮式熱栗機組制冷系統示意圖；
[0032]圖4-本實用新型的利用水的顯熱之噴淋式吸收式制冷機&第一類吸收式熱栗機組制冷系統示意圖(以單效為例說明)；
[0033]圖5-蒸發器、冷凝器均采用噴淋式蒸發器之蒸氣壓縮式冷水/熱栗機組制冷系統示意圖；
[0034]圖6-蒸發器、冷凝器均采用噴淋式蒸發器之吸收式冷水/熱栗機組制冷系統示意圖(以單效為例說明)。
[0035]附圖圖面說明:
[0036]I—噴淋式蒸發器(Ia—噴淋裝置，Ib—制冷劑分配管組，Ic一制冷劑進口干管，Id—換熱單元組件，Ie—制冷劑匯總管組，If一制冷劑出口干管，Ig—集水/冰水盤，Ih—熱源水栗，Ik一熱源水供水管)，2—四通閥，3—壓縮機，4一氣液分離器，5—使用側換熱器，6—單向閥，7—膨脹閥，8一視鏡，9一干燥過濾器，10—節流閥I，11一冷凝器，12—發生器，13—溶液熱交換器，14一節