專利名稱：中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制冷領(lǐng)域，特別是一種可用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置。
背景技術(shù)：
目前賓館、飯店需要大量40～50℃的生活熱水多由燃油鍋爐提供。另一方面，賓館、飯店的中央空調(diào)多數(shù)是水冷式制冷機組，它是用循環(huán)的冷卻水把冷凝器的制冷劑的冷凝熱帶走，在水冷卻塔中把熱量交換給空氣，制冷劑的冷凝熱白白浪費。為了節(jié)約制熱水所消耗的能量，眾多實用新型或發(fā)明專利都根據(jù)溫差傳熱的原理，提出了在制冷機的壓縮機出口和冷凝器的進口之間串接一個換熱器，用以回收部分凝結(jié)熱和有較高溫度的過熱制冷劑蒸氣的熱量。例如，實用新型專利《高效熱回收制冷機組》(專利號00234298.7，公告號CN 2418408.Y)提出在制冷環(huán)路中的壓縮機和冷凝器之間設(shè)置一逆流式的換熱器，可用于冰箱、空調(diào)器和冷藏機等小型制冷機上；相似原理的實用新型專利還有一些，如《可提供熱水的冷暖房間空調(diào)器》(專利號95246577.9，公告號CN 2249373.Y)等；實用新型專利《離心式節(jié)能制冷裝置》(專利號00235980.4，公告號CN 2434623Y)也提出在離心式制冷機上增加的換熱器回收廢熱制熱水的節(jié)能裝置，其權(quán)利要求中申述的換熱器特征是管殼式換熱器，也可以是板式換熱器。對于風冷式或壓縮式等冷凝壓力較高的制冷機組來說，因冷凝溫度在50～55℃之間，可以通過回收冷凝熱制熱水，因冷凝換熱的傳熱能力很大，對回收熱水的換熱器選型并不嚴格。水冷式制冷機組冷凝溫度不如風冷式制冷機組的冷凝溫度高，僅36～39℃，離開冷凝器的冷卻水溫僅32～35℃，通過回收凝結(jié)熱的熱水不夠生活熱水的溫度，欲使水溫從32℃進一步提高到45℃以上，必須利用過熱制冷劑蒸氣廢熱。但在這些發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷膶＠袃H僅注意到利用溫差傳熱吸收過熱制冷劑蒸氣廢熱的節(jié)能一個方面，卻忽視了增加的換熱器因有氣體流動阻力要使冷凝壓力升高，造成主機能耗增大的另一方面。對于大型離心式低壓和負壓運行的制冷機組，冷凝壓力升高使制冷主機壓縮功增大情況尤為嚴重，因為這些機組(R11工質(zhì))的冷凝壓力(絕對壓力)約在0.17Mpa(約1.7kg/cm2)，蒸發(fā)壓力約在0.05Mpa(0.5kg/cm2)，若新增換熱器流動阻力增加0.03Mpa(0.3kg/cm2)，則主機則要增加約16％的功率，而從過熱蒸氣中可回收的熱量僅占總冷凝熱的7～10％。這種情況，在冷凝器前增加回收熱水換熱器并不能收到節(jié)能效果。板式換熱器是相距僅1～2毫米有波狀彎曲流道換熱板疊加而成的緊湊式換熱器，它對于液-液換熱，或冷凝、蒸發(fā)換熱適用，但它有較大的流動阻力損失，對于冷凝壓力低的離心式制冷機而言，制冷劑蒸氣密度很小、流速近十幾米/秒的過熱制冷劑蒸氣流過板式換熱器的流動阻力是很大，約為0.05MPa(0.5kg/cm2)以上，所以采用板式換熱器回收離心式低壓制冷機的過熱制冷劑的廢熱制熱水是不合算的，或者說是不科學的。所以，原設(shè)計的離心式低壓制冷機的冷凝器都用殼管式水冷換熱器。雖然殼管式水冷換熱器有低流阻的優(yōu)點，但單位體積的換熱面積不足，適用于傳熱系數(shù)大的領(lǐng)域，如凝結(jié)和蒸發(fā)換熱。但在原冷凝器之前再增加一個普通的殼管式換熱器，即不能很好地回收過熱制冷劑蒸氣的廢熱，這是因為制冷劑蒸氣的對流換熱能力僅是凝結(jié)或蒸發(fā)相變換熱能力的幾十分之一，或百分之幾，且其顯熱值很小，非很大傳熱面積和很長水流道的換熱器不能充分換熱，不能使一定需求量的水的溫度提高到50℃上下，需要設(shè)計特殊的強化換熱的殼管式換熱器才能實現(xiàn)。
實用新型技術(shù)內(nèi)容本實用新型目的是提出一種有高效換熱能力和低流動阻力的用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置，以克服現(xiàn)有實用新型的不足，能在中央空調(diào)低壓離心式制冷機組中充分回收制冷劑蒸氣的廢熱，在不另增加能耗的情形下，為賓館、飯店等場所提供大量水溫約50℃的塵活用熱水。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置，包括有壓縮機、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路，其特征在于在制冷循環(huán)回路的壓縮機的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器，其進水口與給水泵相連接，出水口與儲熱水箱相連接；其所述的有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是板翅式逆流水冷換熱器，其中水通道的間距小于制冷劑通道間距；其所述的有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器也可以是一個方殼肋管式逆流水冷換熱器；所述方殼肋管式逆流水冷換熱器包括有管架板、肋片或肋化的換熱管、方形外殼；肋片或肋化的換熱管與管架板的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進出水管道的兩根總聯(lián)管連成整體；總聯(lián)管與方形外殼焊接或機械封接。
由于本實用新型采用了在制冷循環(huán)回路的壓縮機出口與主冷凝器制冷劑入口之間串接一個板翅式逆流水冷換熱器或一個方殼肋管式逆流水冷換熱器，板翅式逆流水冷換熱器有大量的翅片，使單位容積的換熱面積大為增加，又因水流道間距小于制冷劑流道間距，水流道面積小，水流速不致太小，有效地保證了高效換熱能力，同時制冷劑流道間距較大，降低了制冷劑流速，能使制冷劑流動阻力控制在3kPa以內(nèi)。對于使用方殼肋管式水冷換熱器情況，由于肋片或肋化的換熱管也使單位容積的換熱面積大為增加，同時由于采用了彎頭連接構(gòu)成的長換熱管，及換熱管內(nèi)的水流與管外的制冷劑氣流采用總體逆流、局部叉流式的布置方式，因此，既保持了殼管式換熱器低流動阻力的優(yōu)點，又強化了它的換熱能力。本實用新型用于低壓離心式中央空調(diào)水冷機組的實驗時，可以回收制冷循環(huán)中過熱蒸氣的全部顯熱和部分凝結(jié)熱，使流過所增添的換熱器水溫有25～30℃的溫升，可達到50℃左右，有效地解決了在中央空調(diào)的水冷制冷機組中回收廢熱，特別是在低壓離心式水冷制冷機組制取50℃左右熱水的難題。
本實用新型能夠用于賓館、飯店各種中央空調(diào)制冷機組中，在不另增加能耗的情形下，廉價方便地為使用者提供大量生活熱水，真正起到了節(jié)能的效果。


附圖1是本實用新型的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實用新型所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器的一種實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是本實用新型所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器的一種實施例外形示意圖。
具體實施例
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的具體技術(shù)內(nèi)容。
參見附圖1，圖中虛線框內(nèi)所示是中央空調(diào)制冷機組的制冷循環(huán)回路各設(shè)備連接示意圖；離心式壓縮機1，其出口(蝸殼導流管出口)經(jīng)連接管P1與板翅式逆流水冷換熱器2的制冷劑入口2a相接，板翅式逆流水冷換熱器2垂直安裝，其制冷劑進口2a在上，出口2b在下；出口2b的位置高于主冷凝器3的制冷劑入口，并經(jīng)連接管P2與主冷凝器3的制冷劑入口相接；其主冷凝器3是直列管殼管式冷凝器，橫臥安裝，主冷凝器3制冷劑出口經(jīng)節(jié)流器4與蒸發(fā)器5的制冷劑入口相接，蒸發(fā)器5也是殼管式換熱器，橫臥安裝，其制冷劑出口經(jīng)氣液分離器6后經(jīng)連接管與壓縮機1的制冷劑吸入口相接，制冷劑為氟里昂CFC11；板翅式逆流水冷換熱器2的水通道入口經(jīng)連接管P3與給水泵7相接，其水通道的出口經(jīng)連接管P4與用戶的儲熱水箱8相接，儲熱水箱8底部有連通管P5與混合水箱9相連，連接管P5的出水口在混合水箱9的上部；自來水管經(jīng)水位控制閥10與混合水箱9連接；混合水箱9的底部有連接管P6與給水泵7相連接；主冷凝器3的冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵11送至水冷卻塔12冷卻，自來水管經(jīng)閥F1與循環(huán)水泵11的入水口連接管相接；蒸發(fā)器5的空調(diào)用冷水經(jīng)空調(diào)冷水泵13送往用戶的風機盤管。實施例500冷噸的離心制冷機，每日可提供150噸50℃的生活用熱水，水溫升高約25～30℃，板翅式逆流水冷換熱器2的制冷劑流動阻力在2.5kPa(0.02kg/cm2，即250mm水柱以下)，約為傳熱能力相同的板式換熱器的十幾分之一。
實施例1中是所用的板翅式逆流水冷換熱器由翅片、封條、隔板和導流板組成的板集，在相鄰隔板間都由翅片、封條、導流板組成通道，水通道和制冷劑通道交互相鄰排列；水通道的間距小于制冷劑通道的間距，其翅片、封條的高度較矮，有較小的流道面積；制冷劑通道的間距較大，其翅片、封條的高度較高，有較大的流道面積；水通道兩端有導流板使各條水通道的水流匯聚于板翅式水冷換熱器的側(cè)面進水口和出水口；板翅式逆流水冷換熱器的制冷劑進口、出口位于兩端。板翅式逆流水冷換熱器除垂直安裝外，還可傾斜安裝或臥式水平安裝，傾斜安裝的板翅式逆流水冷換熱器也保持制冷劑進口在上、出口在下；臥式水平安裝的板翅式逆流水冷換熱器，其制冷劑出口的底面導流板設(shè)計為低于底層制冷劑流道的位置；為了方便安裝，原制冷機組的離心式壓縮機可以旋轉(zhuǎn)180°，使導流蝸殼出口朝上。
圖2表達了所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，管架板14、肋片或肋化的換熱管15、管彎頭16、進、出水總聯(lián)管17、18；肋片或肋化的換熱管15與管架板14的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭16連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進出水管道的兩根總聯(lián)管17、18連成整體。
圖3為所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器一種外形示意圖，方殼肋管式逆流水冷換熱器主體呈長方體狀，換熱管束安裝固定在矩形外殼19內(nèi)，換熱管束的短直段與外殼進口端法蘭盤20端面的法線正交，外殼出口端焊有法蘭盤21，外殼上還焊有支撐板22，該換熱器為水平安裝式，總聯(lián)管17、18與外殼19焊接成一體。
權(quán)利要求1.一種用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置，包括有壓縮機、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路，其特征在于，在制冷循環(huán)回路的壓縮機的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器，其進水口與給水泵相連接，出水口與儲熱水箱相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置，其特征在于，其所述的有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是板翅式逆流水冷換熱器，其中水通道的間距小于制冷劑通道間距。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置，其特征在于，其所述的有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是一個方殼肋管式逆流水冷換熱器；所述方殼肋管式逆流水冷換熱器包括有管架板、肋片或肋化的換熱管、方形外殼；肋片或肋化的換熱管與管架板的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進出水管道的兩根總聯(lián)管連成整體；總聯(lián)管與方形外殼焊接或機械封接。
專利摘要本實用新型是一種用于中央空調(diào)制冷機組的節(jié)能制熱水裝置,涉及制冷節(jié)能領(lǐng)域,包括有壓縮機、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路,其特征在于,在制冷循環(huán)回路的壓縮機的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個有高效換熱能力和低流動阻力的緊湊式逆流水冷換熱器,它是板翅式逆流水冷換熱器或方殼肋管式逆流水冷換熱器,它的流阻在2.5kPa以下,有效地解決了在低壓離心式制冷機的回收廢熱、制取近50℃熱水的難題,可用于賓館、飯店制取大量廉價熱水。500冷噸的離心制冷機,每日可提供150噸50℃的熱水。
文檔編號F24F12/00GK2509500SQ01266688
公開日2002年9月4日 申請日期2001年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月17日
發(fā)明者陳美英 申請人:陳美英