專利名稱：一種熱利用平衡處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種熱利用平衡處理器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的換熱器部件，尤其涉及一 種適用于R407C環(huán)保型制冷劑的熱泵系統(tǒng)的熱利用平衡處理器。
背景技術(shù)：
[0002]在《家特利爾議定書》中，R22作為HCFC類工質(zhì)是第二批要被替代的物質(zhì)。1992 年在丹麥哥本哈根召開的《議定書》締約國(guó)第四次會(huì)議決定把R22的禁用期提前到2020 年，因此制冷系統(tǒng)使用環(huán)保型制冷劑的替代已經(jīng)越來越接近。作為R22制冷劑的重要的 替代品，R407C制冷劑是一種混合工質(zhì)，是R125、R32和R134a (重量百分比為25/23/52%) 的非共沸混合物，溫度滑移約為7K。溫度滑移是指制冷劑混合物在某一恒定壓力下發(fā)生相 變時(shí)相變溫度的變化值。對(duì)于非共沸混合制冷劑相變溫度會(huì)隨著相變過程而發(fā)生較大變 化，因此換熱器必須進(jìn)行優(yōu)化，否則溫度滑移將會(huì)對(duì)設(shè)備的制冷性造成嚴(yán)重影響。R407C環(huán) 保型制冷劑是R22在某些應(yīng)用中的長(zhǎng)期替代品，現(xiàn)有的冷凝器和蒸發(fā)器的帶管殼式熱交換 器的R22設(shè)備，直接改裝成R407C制冷劑之后，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較低，導(dǎo)致?lián)Q熱效果變化，系 統(tǒng)的熱力循環(huán)狀態(tài)發(fā)生了改變，因此對(duì)使用R407C制冷劑系統(tǒng)重新進(jìn)行技術(shù)研究是非常重 要。中國(guó)實(shí)用新型專利“一種R407C冷媒環(huán)保工業(yè)冷水機(jī)的冷媒循環(huán)裝置”(中國(guó)實(shí)用新型 專利號(hào)ZL200820301799. 8，授權(quán)公告號(hào)CN201281485Y)公開了一種R407C冷媒環(huán)保工業(yè) 冷水機(jī)的冷媒循環(huán)裝置，包括通過進(jìn)出水管路連接有外部冷卻水的冷凝換熱器、壓縮機(jī)、通 過進(jìn)出水管路連接有外部待冷卻水的蒸發(fā)換熱器，三者通過管連接構(gòu)成封閉回路，其特征 在于所述的蒸發(fā)換熱器為通過R407C冷媒的蒸發(fā)來吸收被冷卻水熱量的板式蒸發(fā)器，其 內(nèi)被冷卻水的流向與R407C冷媒的流向相反構(gòu)成全逆流熱交換；所述的冷凝換熱器為通過 R407C冷媒的冷凝來釋放熱量給冷卻水的板式冷凝器，其內(nèi)的冷卻水流向與R407C冷媒的 流向相反構(gòu)成全逆流熱交換，使得冷媒循環(huán)系統(tǒng)有效避免此替代冷媒R407C冷凝和蒸發(fā)時(shí) 的溫度滑移對(duì)換熱器的換熱量的顯著影響，避免系統(tǒng)失衡；該實(shí)用新型應(yīng)用于符合無氟環(huán) 保要求的采用替代環(huán)保冷媒R407C做制冷劑的工業(yè)冷水機(jī)，具有熱轉(zhuǎn)換穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“一種采用混合制冷劑的空調(diào)換熱器及空調(diào)器”(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?201210036236. 1，公開號(hào)CN102538308A)公開了一種采用混合制冷劑的空調(diào)換熱器及空調(diào) 器，包括翅片管換熱器、集流管、至少2路分流管及連接集流管與各分流管的分流器，所述 的集流管與所述分流器的進(jìn)口端連接，所述分流器的分流出口分別連接所述各分流管的一 端，所述各分流管的另一端分別與翅片管換熱器上的管路連接以此來改善混合制冷劑因?yàn)?非共沸帶來的溫度滑移問題，以及提高空調(diào)器換熱器的換熱效率及制熱能力。上述實(shí)用新 型專利和發(fā)明專利申請(qǐng)雖然分別提出了不同的解決混合制冷劑帶來的溫度滑移問題的技 術(shù)方案，但是，現(xiàn)有的技術(shù)方案都是通過控制換熱器自身的溫差來適應(yīng)混合制冷劑的溫度 滑移，并不能從根本上解決由于非共沸混合工質(zhì)R407C的相變不等溫特性造成的相變過程 不平衡的問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是要提供一種熱利用平衡處理器，通過對(duì)冷凝過程和蒸發(fā)過程 的不同相態(tài)的工質(zhì)進(jìn)行熱利用平衡交換，解決混合制冷劑的溫度滑移對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能和 安全性帶來的嚴(yán)重影響。[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是[0005]一種熱利用平衡處理器，用于非共沸混合制冷劑的熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)， 包括殼體、換熱管、工質(zhì)入口、工質(zhì)出口、進(jìn)水口、出水口和汽液分離器，其特征在于[0006]所述的殼體內(nèi)部的上半部設(shè)有一個(gè)內(nèi)筒，殼體的上半部和內(nèi)筒之間形成的空間， 構(gòu)成一個(gè)主換熱腔；所述的換熱管盤繞為螺旋狀，置于所述的主換熱腔內(nèi)；[0007]所述的汽液分離器由汽分筒體、汽分入口和汽分出口構(gòu)成；所述的汽分筒體置于 殼體內(nèi)部的下半部，所述殼體的下半部與汽分筒體的外周之間形成的空間，構(gòu)成一個(gè)副換 熱腔；[0008]所述主換熱腔的上部連接通到置于殼體外部的工質(zhì)入口，所述主換熱腔的下部通 過工質(zhì)通道孔與副換熱腔連通，所述副換熱腔底部連通到置于殼體外部的工質(zhì)出口 ；[0009]所述的工質(zhì)入口和工質(zhì)出口連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的高壓工質(zhì)回路； 所述的汽液分離器通過汽分入口和汽分出口，連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的低壓工 質(zhì)回路；所述的換熱管的內(nèi)部為熱媒水通道，換熱管的兩端分別通過所述的進(jìn)水口和出水 口，連接到接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱媒水循環(huán)回路。[0010]本實(shí)用新型提供的熱利用平衡處理器的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的 換熱管與主換熱腔形成低頻紊流換熱結(jié)構(gòu)，所述的換熱管為麻花狀螺旋管，所述麻花狀螺 旋管的內(nèi)外表面均帶有凹凸螺旋扭轉(zhuǎn)的峰谷結(jié)構(gòu)，所述換熱管外壁的凸起螺旋貼近主換熱 腔的內(nèi)壁，形成具有螺旋狀工質(zhì)通道的低頻紊流換熱結(jié)構(gòu)。[0011]本實(shí)用新型提供的熱利用平衡處理器的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述汽 分筒體的外周設(shè)有螺旋翅片，所述殼體的內(nèi)壁貼近汽分筒體外周的螺旋翅片，形成具有盤 繞管結(jié)構(gòu)的副換熱腔。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是[0013]1、本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器用于熱泵系統(tǒng)的熱平衡處理，進(jìn)行熱量的綜合 利用，可保證系統(tǒng)的過冷度和過熱度，并提高機(jī)組的能效系數(shù)，使機(jī)組更能穩(wěn)定運(yùn)行。[0014]2、本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器通過在副換熱腔中對(duì)冷凝過程和蒸發(fā)過程的 不同相態(tài)的工質(zhì)進(jìn)行熱利用平衡交換，可以解決由于非共沸混合工質(zhì)R407C的相變不等溫 特性造成的相變過程不平衡的問題，可以消除混合制冷劑的溫度滑移對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能和 安全性的影響，尤其適用于R407C環(huán)保型制冷劑系統(tǒng)。[0015]3、本實(shí)用新型使用的熱利用平衡處理器的主換熱腔采用低頻紊流換熱技術(shù)，使管 程與殼程同時(shí)處于螺旋管流動(dòng)狀態(tài)，促進(jìn)了湍流程度，提高了傳熱效率，使總傳熱系數(shù)較常 規(guī)換熱器高40%。[0016]4、本實(shí)用新型使用的熱利用平衡處理器采用低頻紊流換熱技術(shù)，使介質(zhì)流經(jīng)螺旋 管流動(dòng)時(shí)，在管內(nèi)外產(chǎn)生明顯擾動(dòng)，同時(shí)在介質(zhì)作用下可產(chǎn)生低頻率微動(dòng)，具有較強(qiáng)的自潔 作用，不易結(jié)垢；同時(shí)，換熱管的波峰與波谷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還使其具有熱應(yīng)力自動(dòng)補(bǔ)償功能。


[0017]圖1本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，[0018]圖2是本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器的主換熱腔的結(jié)構(gòu)示意圖，[0019]圖3是熱利用平衡處理結(jié)構(gòu)的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖，[0020]圖4是熱利用平衡處理結(jié)構(gòu)的換熱管的A部截面放大圖，[0021]圖5是熱利用平衡處理結(jié)構(gòu)的放大圖，[0022]圖6是本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器的主視圖，[0023]圖7是本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器的左視圖，[0024]圖8是本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器的俯視圖。[0025]以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào)4_熱利用平衡處理器，401-工質(zhì)入口，402-工質(zhì)出口， 403-主換熱腔，404-工質(zhì)通道孔，405-副換熱腔，411-進(jìn)水口，412-出水口，415-熱媒水通 道，41-殼體，42-換熱管，43-內(nèi)筒，7-汽液分離器，701-汽分入口，702汽分出口，71-汽分 筒體，711-螺旋翅片，703-過濾網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
[0026]為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。[0027]本實(shí)用新型的熱利用平衡處理器4用于非共沸混合制冷劑的熱泵熱水機(jī)或制冷 循環(huán)系統(tǒng)，包括殼體41、換熱管42、工質(zhì)入口 401、工質(zhì)出口 402、進(jìn)水口 411、出水口 412和 汽液分離器7，如圖1、圖6至圖8所示。[0028]殼體41內(nèi)部的上半部設(shè)有一個(gè)內(nèi)筒43，殼體41的上半部和內(nèi)筒43之間形成的空 間，構(gòu)成一個(gè)主換熱腔403 ;換熱管42盤繞為螺旋狀,置于主換熱腔403內(nèi)，參見圖1和圖 2。[0029]所述的汽液分離器7由汽分筒體71、汽分入口 702和汽分出口 703構(gòu)成；汽分筒 體71置于殼體41內(nèi)部的下半部，殼體41的下半部與汽分筒體71的外周之間形成的空間， 構(gòu)成一個(gè)副換熱腔405，參見圖1和圖5。[0030]主換熱腔403的上部連接通到置于殼體41外部的工質(zhì)入口 401，主換熱腔403的 下部，通過工質(zhì)通道孔404與副換熱腔405連通，副換熱腔405底部連通到置于殼體41外 部的工質(zhì)出口 402 ;工質(zhì)入口 401和工質(zhì)出口 402連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的高 壓工質(zhì)回路；汽液分離器7通過汽分入口 401和汽分出口 402連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循 環(huán)系統(tǒng)的低壓工質(zhì)回路；換熱管42的內(nèi)部為熱媒水通道415，換熱管42的兩端分別通過進(jìn) 水口 411和出水口 412，連接到接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱媒水循環(huán)回路。[0031]根據(jù)本實(shí)用新型提供的熱利用平衡處理器4的一個(gè)實(shí)施例，換熱管42與主換熱腔 403形成低頻紊流換熱結(jié)構(gòu),換熱管42為麻花狀螺旋管,參見圖3,所述麻花狀螺旋管的內(nèi) 外表面均帶有凹凸螺旋扭轉(zhuǎn)的峰谷結(jié)構(gòu)，參見圖4中A部截面放大圖。換熱管42外壁的凸 起螺旋貼近主換熱腔403的內(nèi)壁，形成具有螺旋狀工質(zhì)通道的低頻紊流換熱結(jié)構(gòu)，如圖2和 圖3所示，換熱管42外壁的凸起部位靠近換熱腔403的內(nèi)壁，換熱管42外壁的螺旋凹槽， 與換熱腔403的內(nèi)壁形成螺旋狀工質(zhì)通道，管程的熱媒水和殼程的工質(zhì)同時(shí)處于螺旋管流 動(dòng)狀態(tài)，促進(jìn)了湍流程度，提高了傳熱效率。[0032]在圖1所示的本實(shí)用新型提供的熱利用平衡處理器4的實(shí)施例中，汽分筒體71的 外周設(shè)有螺旋翅片711，殼體41的內(nèi)壁貼近汽分筒體71外周的螺旋翅片711，形成具有盤 繞管結(jié)構(gòu)的副換熱腔405，參見圖5所示的D部放大圖，汽分筒體71外周的螺旋翅片711的 凸起部位靠近殼體41的內(nèi)壁，使副換熱腔405形成螺旋狀的液態(tài)高壓工質(zhì)通道，副換熱腔 405中工質(zhì)處于螺旋管流動(dòng)狀態(tài)，促進(jìn)了湍流程度，提高了傳熱效率。[0033]本實(shí)用新型提供的熱利用平衡處理器4可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凝過程和蒸發(fā)過程的不同 相態(tài)的工質(zhì)進(jìn)行熱利用平衡交換，冷凝過程的液態(tài)高溫工質(zhì)從工質(zhì)入口 401進(jìn)入熱利用平 衡處理器4，經(jīng)過主換熱腔403與換熱管42中的熱媒水換熱后，在副換熱腔405中，與蒸發(fā) 過程中由汽分入口 701進(jìn)入所述汽分筒體71的氣態(tài)低溫工質(zhì)再次進(jìn)行換熱；在副換熱腔 405中的工質(zhì)，在平衡換熱過程中進(jìn)一步降溫成為過冷狀態(tài)，并從工質(zhì)出口 402流出進(jìn)入蒸 發(fā)器，從而提高蒸發(fā)器從空氣源中吸收熱能的效率；同時(shí)，汽分筒體71中的工質(zhì)在平衡換 熱過程中升溫，充分汽化成為過熱氣體，從汽分出口 702流出進(jìn)入壓縮機(jī)，從而防止液態(tài)工 質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)造成液擊故障。[0034]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新 型的技術(shù)方案，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對(duì)以 上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱利用平衡處理器，用于非共沸混合制冷劑的熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括殼體、換熱管、工質(zhì)入口、工質(zhì)出口、進(jìn)水口、出水口和汽液分離器，其特征在于 所述的殼體內(nèi)部的上半部設(shè)有一個(gè)內(nèi)筒，殼體的上半部和內(nèi)筒之間形成的空間，構(gòu)成一個(gè)主換熱腔；所述的換熱管盤繞為螺旋狀，置于所述的主換熱腔內(nèi)； 所述的汽液分離器由汽分筒體、汽分入口和汽分出口構(gòu)成；所述的汽分筒體置于殼體內(nèi)部的下半部，所述殼體的下半部與汽分筒體的外周之間形成的空間，構(gòu)成一個(gè)副換熱腔； 所述主換熱腔的上部連接通到置于殼體外部的工質(zhì)入口，所述主換熱腔的下部通過工質(zhì)通道孔與副換熱腔連通，所述副換熱腔底部連通到置于殼體外部的工質(zhì)出口 ； 所述的工質(zhì)入口和工質(zhì)出口連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的高壓工質(zhì)回路；所述的汽液分離器通過汽分入口和汽分出口，連接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的低壓工質(zhì)回路；所述的換熱管的內(nèi)部為熱媒水通道，換熱管的兩端分別通過所述的進(jìn)水口和出水口，連接到接到熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱媒水循環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱利用平衡處理器，其特征在于所述的換熱管與主換熱腔形成低頻紊流換熱結(jié)構(gòu)，所述的換熱管為麻花狀螺旋管，所述麻花狀螺旋管的內(nèi)外表面均帶有凹凸螺旋扭轉(zhuǎn)的峰谷結(jié)構(gòu)，所述換熱管外壁的凸起螺旋貼近主換熱腔的內(nèi)壁，形成具有螺旋狀工質(zhì)通道的低頻紊流換熱結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱利用平衡處理器，其特征在于所述汽分筒體的外周設(shè)有螺旋翅片，所述殼體的內(nèi)壁貼近汽分筒體外周的螺旋翅片，形成具有盤繞管結(jié)構(gòu)的副換熱腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱利用平衡處理器，其特征在于所述的熱利用平衡處理器對(duì)冷凝過程和蒸發(fā)過程的不同相態(tài)的工質(zhì)進(jìn)行熱利用平衡交換，冷凝過程的液態(tài)高溫工質(zhì)從工質(zhì)入口進(jìn)入熱利用平衡處理器，經(jīng)過主換熱腔與換熱管中的熱媒水換熱后，在所述的副換熱腔中，與蒸發(fā)過程中由汽分入口進(jìn)入所述汽分筒體的氣態(tài)低溫工質(zhì)再次進(jìn)行換熱；在副換熱腔中的工質(zhì)，在換熱過程中進(jìn)一步降溫成為過冷狀態(tài)，并從工質(zhì)出口流出進(jìn)入蒸發(fā)器，從而提高蒸發(fā)器從空氣源中吸收熱能的效率，同時(shí)，汽分筒體中的工質(zhì)在換熱過程中升溫，充分汽化成為過熱氣體，從汽分出口 702流出進(jìn)入壓縮機(jī)，從而防止液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)造成液擊故障。
專利摘要一種熱利用平衡處理器，涉及一種用于熱泵熱水機(jī)或制冷循環(huán)系統(tǒng)的換熱器部件，尤其涉及一種適用于R407C環(huán)保型制冷劑的熱利用平衡處理器。換熱管盤繞為螺旋狀，置于主換熱腔內(nèi)；汽液分離器的汽分筒體置于殼體內(nèi)部的下半部，殼體的下半部與汽分筒體的外周之間形成副換熱腔；主換熱腔的上部連接通到置于殼體外部的工質(zhì)入口，主換熱腔通過工質(zhì)通道孔與副換熱腔連通，副換熱腔底部連通到置于殼體外部的工質(zhì)出口；換熱管的內(nèi)部為熱媒水通道。通過在副換熱腔中對(duì)冷凝過程和蒸發(fā)過程的工質(zhì)進(jìn)行熱利用平衡交換，解決由于非共沸混合工質(zhì)R407C的相變不等溫特性造成的相變過程不平衡的問題，消除混合制冷劑的溫度滑移對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能和安全性的影響。
文檔編號(hào)F25B43/00GK202853208SQ20122045352
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者李鯤, 王玉軍, 季忠海, 王穎, 顏艷, 王天舒 申請(qǐng)人:江蘇天舒電器有限公司