節水節能相變蓄能式冷熱交換機系統的製作方法
2023-10-25 16:43:52 1
專利名稱：節水節能相變蓄能式冷熱交換機系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及暖通空調，熱水器設備的創新，尤其是公開一種節水節能相變蓄能式冷熱交換裝置，屬於冷熱交換裝置技術領域。
背景技術：
現有暖通設備無論是燃煤、燃油，電加熱的設備熱效率均低於100％，有的設備還帶來嚴重環境汙染，且能源的日益緊張已給社會帶來巨大危機。而現有熱泵式空調系統雖然熱效率高於100％，但在實際使用過程存在著以下不足當環境溫度達40℃以上的高溫時，製冷效果很差，而在-6℃以下時又很難制熱使其性能無法發揮。
實用新型內容本實用新型提供了一種節水節能相變蓄能式冷熱交換裝置，它的熱效率是目前暖通設備的數倍，提供的熱水溫度、熱水量大大超過現有太陽能熱水器，解決了現有熱泵空調裝置高溫和低溫工作環境下的換熱效率問題。即使在最寒冷的北方冬季也有很高的換熱效率，高效率、低成本使其可以代替燃煤採暖。它的蓄能功能，可以緩解集中用電給國家電網帶來的壓力。
本實用新型的技術解決方案如下在絕熱封閉的箱體中裝有四個相互絕熱的溫度均衡室、蓄熱室、壓縮機冷卻室、蓄冷室。根據不同的功能，各室中分別充滿各種不同的化合物，壓縮機和不同功能的熱交換器及總成全部浸放在不同的化合物中，通過管路及閥門分別與室外的溫差式太陽能集熱板，房間換熱器，家用自來水管路聯接，實現房間的製冷和供熱及生活熱水的供應。
在蓄冷室中充滿了在低溫下結晶的蓄冷化合物，而完全浸沫在化合物中的熱交換器上的翅片管、翅片是可以很好吸附蓄冷化合物的經化學處理的金屬波紋片，這種波紋片具有大的比表面積，各翅片的間距很小。熱交換器又分製冷器(主機蒸發器)，太陽能轉換器(付機冷凝器)，載冷器，根據功能不同，熱交換器管中分別流動不同的製冷劑和載冷劑。
在壓縮機冷卻室中充滿了含有防鏽劑及強化導熱金屬粒子的低結晶點的防凍冷卻液，主副二臺壓縮機幾乎完全浸放在溶液中，自來水加熱器浸放在壓縮機另一側。
在蓄熱室中充滿了高溫下溶解的蓄熱化合物，而完全浸沫在該化合物中的熱交換器上的翅片是能夠很好吸附該化合物的金屬化合物波紋片，波紋片具有大的比表面積各翅片間間距很小。浸放在化合物中的熱交換器又分制熱器(主機冷凝器)，吸熱器，自來水加熱器，熱交換器管中分別流動著冷凝放熱的製冷劑，載熱劑及自來水。
在溫度均衡室中充滿了可以穩定壓縮機工作溫度的化合物，完全浸在該化合物中的熱交換器又分主機換熱器、副機換熱器、自來水加熱器。
主壓縮機通過管路分別與蓄冷室、蓄熱室、溫度均衡室相應的熱交換器連接構成循環迴路，驅使蓄冷室中的蓄冷劑結晶蓄冷，蓄熱室中的蓄熱劑溶解蓄熱。副壓縮機通過管路與溫差式太陽能集熱板連接構成循環迴路，將太陽能及外界空氣中能量吸收並存儲於蓄冷箱中。載冷器吸熱器通過管路與各房間的終端換熱器連接，實現房間的製冷與供暖。自來水換熱器與自來水進戶口和房間中的終端連接，供應生活熱水。
圖1為本實用新型結構原理圖圖2為本實用新型壓縮機位置圖1～自來水加熱器、2～蓄熱劑、3～制熱器(冷凝器)、4～蓄熱室、5～吸熱器、6～壓縮機冷卻室、7～冷卻液、8～自來水加熱器、9～蓄冷室、10～換熱器總成、11～溫差式太陽能集熱板、12～主壓縮機、13～副壓縮機、14～蓄冷劑、15～太陽能轉換器(副機冷凝器)、16～製冷器(主機蒸發器)、17～載冷器、18～水泵、19～房間換熱器、20～副機換熱器、21～主機換熱器、22～溫度穩定劑、23～自來水加熱器、24～保溫層、25～溫度均衡室。
具體實施方式
根據圖1、圖2所示，由溫度均衡室25、蓄熱室4、壓縮機冷卻室6、蓄冷室9構成相互絕熱封閉的冷熱交換機箱體。各室中充有不同用途化合物。在溫度均衡室25中充滿了溫度穩定劑22。副機換熱器20，主機換熱器21，自來水加熱器23全部浸沫在溫度穩定劑中，通過相互能量交換，構成穩定主、副壓縮機運行工況的系統；蓄熱室4中充滿了蓄熱劑2、制熱器(主機冷凝器)3、吸熱器5、自來水加熱器1全部浸沫在蓄熱劑中，通過相互能量交換與壓縮機冷卻室的冷卻液共同構成房間供暖系統；壓縮機冷卻室6中充滿了導熱良好的防鏽冷卻液7、主壓縮機12、副壓縮機13、自來水加熱器8全部浸放在冷卻液中，保證了壓縮機有良好的工作溫度；蓄冷室9中充滿了蓄冷劑14、換熱器總成10、太陽能轉換器(副機冷凝器)15、製冷器(主機蒸發器)16、載冷器17全部浸放於蓄冷劑中，通過相互能量交換構成了太陽能外界空氣中能量的蓄存和使房間製冷的系統。主壓縮機12通過管路與制熱器3，主機換熱器21、換熱器總成10、製冷器16構成循環迴路；副壓縮機13通過管路和換向閥與太陽能轉換器15、副機換熱器20、溫差式太陽能集熱板11構成循環迴路；吸熱器5、載冷器17、水泵18通過管路及閥的轉換形成房間的製冷和供暖；自來水加熱器1、8、23通過管路完成了自來水加熱。
主壓縮機壓縮產生的高溫高壓製冷劑氣體經管路進入蓄熱室制熱器中，將能量通過制熱器金屬翅片傳導給吸附在金屬表面的蓄熱劑分子，蓄熱劑分子以極快的速度吸收了能量產生相變，由固體變成液體，蓄存了能量。失去了大量能量的製冷劑氣體開始發生相變逐漸變成液體，再通過溫度均衡室中的換熱器，蓄冷室中的換熱器總成進一步失去能量。變成過冷液體，經蓄冷室中的毛細管節流後以極快的速度噴射到蓄冷室中的低壓製冷器中，通過製冷器的金屬表面迅速吸收蓄冷劑的大量能量使蓄冷劑發生相變結晶釋放大量能量，吸收了大量能量的製冷劑變成了低壓氣體返回了壓縮機完成了一個制熱製冷循環。副壓縮機分二種運行情況，在房間需要供暖時，通過管路及換向閥製冷劑在溫差式太陽能集熱板中迅速蒸發，產生了一個大大低於外界環境的低溫，從而高效率的迅速吸收了大量太陽能及外界空氣中的能量。吸收了大量能量的製冷劑氣體通過溫度均衡室中的換熱器回到壓縮機被壓縮成高溫高壓氣體經管路在蓄冷室太陽能轉換器中迅速冷凝放出大量能量，使蓄冷劑相變溶解蓄存了外界能量，釋放了大量能量的製冷劑氣體變成液體又回到太陽能集熱板中迅速蒸發吸能完成了一個吸熱循環；而在房間需要製冷時，通過換向閥，製冷劑首先在蓄冷室中蒸發吸熱使蓄冷劑相變結晶釋放能量，吸收了大量能量的製冷劑再經壓縮機壓縮成高溫高壓氣體經管路到室外太陽能集熱板中冷凝散熱變成液體再回到蓄冷室中蒸發。房間需要供熱時房間換熱器通過泵將冷卻液送入蓄熱室吸熱器通過吸熱器金屬片從蓄熱劑中吸收大量熱能，蓄熱劑發生結晶相變迅速釋放大量熱能，吸收了大量熱能的冷卻液回到房間換熱器向房間供熱。房間需要製冷時房間換熱器又通過泵將冷卻液送入蓄冷室載冷器，載冷器的金屬表面又將冷卻液的大量能量釋放到蓄冷劑中使其溶解相變，冷卻液失去大量能量，溫度降的很低回到房間換熱器使房間製冷。自來水靠自身的壓力流過自來水加熱器，通過自來水加熱器的金屬翅片從各室周圍介質中迅速吸取了大量能量變成了高溫熱水。
權利要求1.一種節水節能相變蓄能式冷熱交換機系統，由主、副二臺壓縮機驅動的二套熱泵系統組合而成。其特徵是在一個與外界絕熱封閉的箱體中設有四個相互絕熱的室，溫度均衡室、蓄熱室、壓縮機冷卻室、蓄冷室。蓄熱室裝有高溫相變化合物，主機冷凝器、房間吸熱器、自來水加熱器浸沫在相變化合物中。蓄冷室裝有中溫相變化合物，主機蒸發器、副機冷凝器、房間製冷用載冷器浸沫在相變化合物中。壓縮機冷卻室安裝有主、副壓縮機，二臺壓縮機全部浸泡在冷卻液中。主壓縮機通過管路與蓄熱室中冷凝器，溫度均衡室中冷凝器、蓄冷室中蒸發器構成循環迴路，實現在蓄熱室中制熱，在蓄冷室中製冷。副壓縮機通過管路與蓄冷室中冷凝器、室外太陽能集熱板構成循環迴路，實現太陽能的吸收。蓄熱室中吸熱器、蓄冷室中載冷器通過管路、閥、泵與終端室內熱交換器構成循環迴路，通過閥的切換完成房間的制熱與製冷。蓄熱室中自來水加熱器通過管路與自來水管路相接，完成生活熱水輸出。
2.根據權利要求1所述的冷熱交換機系統，其特徵是冷熱能量交換通過化合物相變來實現。
3.根據權利要求1所述的冷熱交換機系統，其特徵是壓縮機的冷卻依靠壓縮機周圍的冷卻液體吸熱來實現。
4.根據權利要求1所述的冷熱交換機系統，其特徵是採用裝於室外的太陽能集熱板做副壓縮機蒸發器來吸收外界環境能量。
專利摘要本實用新型為節水節能相變蓄能式冷熱交換機系統，在一個正體絕熱封閉的箱體中又分有四個相互絕熱的溫度均衡室、蓄熱室、壓縮機冷卻室、蓄冷室。各室中根據功能不同充有不同的化合物。壓縮機，熱交換器全部浸放在不同的化合物中。溫差式太陽能集熱板貼附於外牆或屋頂，通過管路構成主副機循環系統，完成製冷制熱。利用物質的相變和吸附原理蓄存能量，交換能量。使用少量的工質和輸入功率既可產生數倍功率的能量交換，可節約大量的水和現有能源，能量蓄存功能可緩解國家電網高峰用電壓力。本系統可廣泛用於家庭、賓館、機關、學校等場所的製冷空調，冬季取暖，生活熱水的供應。
文檔編號F28D20/02GK2769732SQ200420012350
公開日2006年4月5日 申請日期2004年8月17日 優先權日2004年8月17日
發明者王世亮 申請人:王世亮