一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統的製作方法
2023-05-15 18:06:31 1
專利名稱：一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱回收系統，尤其涉及一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統。
技術背景在當今空調使用過程中，由於不能有效地儲存和利用空調冷凝熱，致使冷凝熱白 白散失到空氣中，不但造成熱量浪費，同時也帶來了熱汙染。冷凝熱回收系統就是冷水機 組在運行時通過冷卻水系統排出大量的冷凝熱，在製冷工況下運行，冷凝熱可達製冷量的 1. 15 1.3倍，這部分熱量都是通過冷卻塔散到室外；同時，很多建築物中都有生活熱水的 需求，這部分生活熱水一般是通過燃煤、燃油或燃氣鍋爐來獲得，能源利用效率很低。但由 於冷水機組的冷凝熱品位較低，不能直接當成生活熱水使用，需要採用熱泵來提高其品位， 就成為熱泵式冷凝熱回收系統。採用冷凝熱回收製取生活熱水的方式，需要改造原有空調 系統的冷卻水迴路，如果系統流程設計不合理，運行控制管理不夠適合，可能會造成原有空 調系統的工況紊亂，同時也無法滿足製取生活熱水的要求。當前，我國及世界上許多國家都面臨著電力供應跟不上經濟發展需要的矛盾，全 球也正呈現著氣候逐漸變暖的趨勢。現行的冷凝熱回收系統一般採用水蓄熱式熱回收系 統，但水蓄熱的水箱體積龐大，佔用大量面積，並且無法滿足熱回收與熱水使用在時間上的 同步性和供熱量與用水量的平衡性，使其推廣與使用大大受限
實用新型內容
本實用新型的目的是用來彌補現有技術冷凝熱回收系統無法滿足熱回收與熱水 使用在時間上的同步性和供熱量與用水量的平衡性的不足，而提供一種相變蓄熱式冷凝熱 回收系統。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，該冷凝熱回收系統由水箱、水泵、風冷機組、壓 縮機、風冷凝器以及數個閥門組成，該冷凝熱回收系統還包括相變蓄熱器和輔助電加熱器， 所述相變蓄熱器串接在壓縮機和風冷凝器之間；所述輔助電加熱器一端連接出水管道，另 端與相變蓄熱器相連；所述水箱通過水泵與相變蓄熱器管道連接；所述風冷機組一端管道 連接相變蓄熱器，另端管道連接壓縮機出口 ；所述數個閥門分別設置在水箱和水泵、相變蓄 熱器和風冷機組、壓縮機和風冷機組以及壓縮機和相變蓄熱器之間。所述相變蓄熱器內的製冷劑管路與水管路採用逆流式的盤管交叉排布，蓄熱器內 部充填有相變材料。所述相變蓄熱器內壁設置有波紋板裝置和相變材料進出口。所述相變 蓄熱器外壁設置有隔熱保溫材料。所述橫置製冷劑管路採用內螺紋式銅管，垂直製冷劑管 路採用溝槽式銅管。本實用新型一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統中用相變蓄熱器替代水蓄熱箱，這樣 單位體積的相變材料和水相比蓄熱量大，蓄熱密度大，使得整個系統體積大大減小；相變蓄 熱器內的製冷劑管路與水管路採用逆流式盤管緊密交叉排布，當空調系統運行的同時也有熱水需求時，製冷劑與水可直接換熱，大大提高了換熱效率，可以相當程度的減小因相變材 料二次換熱而降低換熱效率；並且製冷劑的橫置管路因為內螺紋管路加強了流體的擾動， 提高了製冷劑與相變材料的換熱效率，水的垂直管路部分採用溝槽式銅管，增加了沸騰效 果，提高了相變材料與水的換熱效率；另外增加了電加熱器，當冷凝熱量不夠時，可以開啟 輔助加熱，有效地保證了熱回收系統的加熱生活熱水的功用。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。圖1為本實用新型結構示意圖圖2為本實用新型中相變蓄熱器主視圖圖3為本實用新型中相變蓄熱器後視圖
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1所示，一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，該冷凝熱回收系統由水箱5、水泵 4、風冷機組7、壓縮機、風冷凝器6以及數個閥門組成，該冷凝熱回收系統還包括相變蓄熱 器3和輔助電加熱器2，相變蓄熱器3串接在壓縮機和風冷凝器6之間；輔助電加熱器2 — 端連接出水管道，另端與相變蓄熱器3相連；水箱5通過水泵4與相變蓄熱器3管道連接； 風冷機組7—端管道連接相變蓄熱器3，另端管道連接壓縮機出口 1 ；閥門k4、k5、k2、kl分 別設置在水箱5和水泵4、相變蓄熱器3和風冷機組7、壓縮機和風冷機組7以及壓縮機和 相變蓄熱器3之間，在相變蓄熱器3和風冷機組7以及壓縮機和風冷機組7相互連接的管 道之間連接有閥門k3。相變蓄熱器3內的製冷劑管路與水管路採用逆流式的盤管交叉排布，相變蓄熱器 3內部充填有相變材料104，相變蓄熱器3內壁設置有波紋板103裝置和相變材料進添加口 108和排出口 109。相變蓄熱器3外壁102設置有隔熱保溫材料。橫置製冷劑管路採用內 螺紋式銅管，垂直製冷劑管路採用溝槽式銅管。當空調系統有熱回收的需求時，關閉閥門k2，打開閥門kl，高溫製冷劑流體從空 調系統的壓縮機出口 1排出後，流經相變蓄熱器3，高溫製冷劑與相變蓄熱器3內的相變材 料104換熱，製冷劑相當於進行初步的冷卻，而相變蓄熱器3則利用相變過程將熱量儲存。當用戶有熱水需求時，閥門k4打開，水箱裡的水經泵4的作用流經相變蓄熱器3， 水與相變蓄熱器3內的相變材料104中換熱，水被加熱，而相變蓄熱器3利用相變材料104 的降溫過程和相變過程將熱量釋放。當空調系統無熱回收需求時，關閉閥門kl，打開閥門k2，高溫製冷劑流體從空調 系統的壓縮機出口 1排出後，直接進入風冷凝器6。下面結合圖2和圖3對實用新型中相變蓄熱器的工作原理作詳細的說明該盤管式的逆流相變蓄熱器3，其包括製冷劑入口 101，包有隔熱保溫材料的外壁 102，波紋板103，相變材料104，水入口 105，水出口 106，製冷劑出口 107，相變材料添加口 108，相變材料排出口 109。[0021]相變材料104具有在一定溫度範圍內改變其物理狀態的能力。以固-液相變為 例，在加熱到熔化溫度時，就產生從固態到液態的相變，熔化的過程中，相變材料104吸收 並儲存大量的潛熱；當相變材料104冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度範圍內要散發到環 境中去，進行從液態到固態的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變 潛熱。物理狀態發生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫 度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。當高溫製冷劑通過製冷劑入口 101 進入相變蓄熱器3，固體相變材料104受熱溫度逐漸升高，達到融點時開始融化直至變成液 態，製冷劑降溫後從製冷劑出口 107流出。低溫水從製冷劑入口 105進入，高溫液體相變材 料104釋放熱量並開始凝固，水溫升高，從製冷劑出口 106流出。在空調系統運行中用戶有 熱水需求時。高溫製冷劑通過製冷劑入口 101進入相變蓄熱器3時，低溫水從製冷劑入口 105進入，製冷劑與水以逆流的形式直接通過盤管換熱，多餘的熱量則儲存在相變材料104 中。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型 要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，該冷凝熱回收系統由水箱、水泵、風冷機組、壓縮機、風冷凝器以及數個閥門組成，其特徵在於，該冷凝熱回收系統還包括相變蓄熱器和輔助電加熱器，所述相變蓄熱器串接在壓縮機和風冷凝器之間；所述輔助電加熱器一端連接出水管道，另端與相變蓄熱器相連；所述水箱通過水泵與相變蓄熱器管道連接；所述風冷機組一端管道連接相變蓄熱器，另端管道連接壓縮機出口；所述數個閥門分別設置在水箱和水泵、相變蓄熱器和風冷機組、壓縮機和風冷機組以及壓縮機和相變蓄熱器之間。
2.根據權利要求1所述的一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，其特徵在於，所述相變蓄 熱器內的製冷劑管路與水管路採用逆流式的盤管交叉排布，蓄熱器內部充填有相變材料。
3.根據權利要求1所述的一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，其特徵在於，所述相變蓄 熱器內壁設置有波紋板裝置和相變材料進出口。
4.根據權利要求1所述的一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，其特徵在於，所述相變蓄 熱器外壁設置有隔熱保溫材料。
5.根據權利要求2所述的一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，其特徵在於，所述橫置制 冷劑管路採用內螺紋式銅管，垂直製冷劑管路採用溝槽式銅管。
專利摘要本實用新型公開了一種相變蓄熱式冷凝熱回收系統，該冷凝熱回收系統由水箱、水泵、風冷機組、壓縮機、風冷凝器以及數個閥門組成，該冷凝熱回收系統還包括相變蓄熱器和輔助電加熱器，相變蓄熱器串接在壓縮機和風冷凝器之間；輔助電加熱器一端連接出水管道，另端與相變蓄熱器相連；水箱通過水泵與相變蓄熱器管道連接；風冷機組一端管道連接相變蓄熱器，另端管道連接壓縮機出口。本實用新型用相變蓄熱器替代水蓄熱箱，蓄熱密度大，使得整個系統體積大大減小；相變蓄熱器內的製冷劑管路與水管路採用逆流式盤管緊密交叉排布，製冷劑與水可直接換熱，大大提高了換熱效率，可以相當程度的減小因相變材料二次換熱而降低換熱效率。
文檔編號F24F12/00GK201615571SQ20102013250
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者於樹軒, 施敏敏, 汪磊, 章學來 申請人:上海海事大學