一種殼管式冷凝器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種空氣源熱泵裝置用殼管式冷凝器,其是由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元構(gòu)成,于每個(gè)冷凝器單元內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道,所述的管程通道與進(jìn)水口和出水口連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口和冷媒出口連通;以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中,第一個(gè)冷凝器單元的出水口與后續(xù)冷凝器單元進(jìn)水口通過(guò)管道連通,低溫水由第一個(gè)冷凝器單元的進(jìn)水口進(jìn)入,被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口流出。本發(fā)明的冷凝器是有若干個(gè)冷凝器單元構(gòu)成,這些冷凝器單元通過(guò)整列分布,這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元,從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑,從而提高熱交換的效率。
【專利說(shuō)明】
_種殼管式冷凝器
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明涉及熱栗產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域,特指一種空氣源熱栗裝置用殼管式冷凝器。
【背景技術(shù)】
:
[0002]熱栗系統(tǒng)的工作原理與制冷系統(tǒng)的工作原理是一致的。制冷系統(tǒng)(壓縮式制冷)一般由四部分組成:壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過(guò)程為:低溫低壓的液態(tài)冷媒(例如氟利昂),首先在蒸發(fā)器(例如空調(diào)室內(nèi)機(jī))里從高溫?zé)嵩?例如常溫空氣)吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后冷媒氣體在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣,該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩?例如冷卻水)冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件(毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等)節(jié)流成低溫低壓液態(tài)冷媒。如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。
[0003]目前制約熱栗系統(tǒng)中一個(gè)瓶頸就是如何提高冷凝器的熱交換效率。受常規(guī)冷媒性能和工作壓力的限制,即使降低能效比,也很難獲得高于55°C的熱水,因?yàn)槌R?guī)熱栗系統(tǒng)冷凝器換熱原理導(dǎo)致出水溫度很難超過(guò)系統(tǒng)冷媒冷凝溫度,熱栗高溫應(yīng)用的嘗試大都沿用研究特殊冷媒的技術(shù)路線。
[0004]常規(guī)的制冷器具有管程和殼程兩個(gè)通道,其中管程通道作為水的通道,而殼程通道作為冷媒的通道,如果要提高熱交換效率,通常的做法就是盡可能的延長(zhǎng)二者熱交換的路徑。但是對(duì)于一般的冷凝器而言,如果熱交換的路徑過(guò)長(zhǎng),就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)冷凝器的體積龐大。針對(duì)于此,本發(fā)明人提出了以下技術(shù)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明索要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種管殼式冷凝器。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案:該殼管式冷凝器是由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元構(gòu)成,該冷凝器單元具有進(jìn)水口、出水口、冷媒進(jìn)口和冷媒出口,于每個(gè)冷凝器單元內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道,所述的管程通道與進(jìn)水口和出水口連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口和冷媒出口連通;以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中,第一個(gè)冷凝器單元的出水口與后續(xù)冷凝器單元進(jìn)水口通過(guò)管道連通,低溫水由第一個(gè)冷凝器單元的進(jìn)水口進(jìn)入,被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口流出;以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元中,最后一個(gè)冷凝器的冷媒出口與前面相鄰的冷凝器單元的冷媒進(jìn)口連通,高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元的冷媒進(jìn)口進(jìn)入,逐漸放熱后,最后由第一個(gè)冷凝器單元的冷媒出口流出。
[0007]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述的冷凝器單元包括:管形殼體,于管形殼體的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管和出水管,于管形殼體前后端面還固定有前蓋體和后蓋體。
[0008]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述的進(jìn)水口、出水口設(shè)置于前蓋體上,并分別與進(jìn)水管和出水管連通;所述的冷媒進(jìn)口和冷媒出口分別設(shè)置于柱形殼體的上方和下方,并且冷媒進(jìn)口靠近后蓋體,冷媒出口靠近前蓋體。
[0009]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述進(jìn)水管和出水管分別位于管形殼體內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中;其中進(jìn)水管位于管形殼體內(nèi)的下方區(qū)域,出水管位于管形殼體內(nèi)的上方區(qū)域。
[0010]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述的前蓋體內(nèi)部形成有隔板,通過(guò)隔板將進(jìn)水口和出水口隔離;所述的后蓋體與管形殼體后端面之間形成有一個(gè)空腔,所述的進(jìn)水管與出水管通過(guò)該空腔連通。
[0011 ]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,至少兩個(gè)冷凝器單元被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件,該殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件。
[0012]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述的冷凝器組件中每個(gè)冷凝器單元上下疊加固定,相鄰兩冷凝器組件中的出水口與進(jìn)水口之間通過(guò)第一連接管道連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過(guò)第二連接管道連通。
[0013]進(jìn)一步而言,上述技術(shù)方案中,所述的復(fù)數(shù)個(gè)冷凝器單元安裝在一個(gè)柜體中。
[0014]采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下有益效果:
[0015]1、本發(fā)明的冷凝器是有若干個(gè)冷凝器單元構(gòu)成,這些冷凝器單元通過(guò)整列分布,這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元,從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑,從而提高熱交換的效率。
[0016]2、本發(fā)明所述的冷凝器單元采用了殼管式結(jié)構(gòu),并且將構(gòu)成管程通道的水管設(shè)置成兩個(gè)區(qū)域,即進(jìn)水管區(qū)域和出水管區(qū)域,并且這兩個(gè)區(qū)域相互分離,冷媒首先經(jīng)過(guò)出水管區(qū)域,對(duì)其中的水進(jìn)行加熱,然后在經(jīng)過(guò)進(jìn)水管區(qū)域,利用冷媒的余熱對(duì)進(jìn)水管內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱,這樣可提高熱交換效率,降低水管中的水的散失。
[0017]3、本發(fā)明中的進(jìn)水管、出水管均采用若干的較細(xì)的水管制作,這樣在每根水管的橫截面很小,水管中的水的會(huì)獲得更大的熱交換面積,從而大大提高熱交換的效率,同時(shí)提升熱交換的速度,令水管中的水能夠在單位時(shí)間內(nèi)獲得足夠的熱量,快速提升溫度。同時(shí)解決了冷凝器單位長(zhǎng)度內(nèi)水流量過(guò)大使冷凝器內(nèi)冷媒迅速冷凝,而無(wú)法合理有效利用高壓端冷媒過(guò)熱蒸汽顯熱制高溫?zé)崴膯?wèn)題。
[0018]4、本發(fā)明采用單元化的模塊方式,解決了單根管道過(guò)長(zhǎng)難以加工的問(wèn)題。
[0019]5、常規(guī)熱栗冷凝器的換熱原理使冷凝器出水溫度低于冷凝溫度,即一般不超過(guò)55°C。本發(fā)明可以使冷媒在冷凝器內(nèi)緩慢降溫且緩慢相變,也就是說(shuō),其可使其冷凝時(shí)間變長(zhǎng),水的預(yù)熱加熱時(shí)間變長(zhǎng),充分利用冷媒高壓端過(guò)熱蒸汽對(duì)水溫進(jìn)行提升,使出水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷凝溫度,出水溫度可高達(dá)80°C至100°C。
【附圖說(shuō)明】
:
[0020]圖1是本發(fā)明中內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體圖;
[0021 ]圖2是本發(fā)明中冷凝器單元的立體圖;
[0022]圖3是本發(fā)明的冷凝器單元中管形殼體的立體圖。
[0023]圖4是本發(fā)明中冷凝器單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
【具體實(shí)施方式】
:
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]見圖1-4所示,本發(fā)明為一種殼管式冷凝器,該殼管式冷凝器由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I構(gòu)成,
[0026]參見圖2-4所示,所述的冷凝器單元I具有進(jìn)水口 11、出水口 12、冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14,于每個(gè)冷凝器單元I內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道,所述的管程通道與進(jìn)水口 11和出水口 12連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14連通。冷凝器單元的具體結(jié)構(gòu)如下:所述的冷凝器單元I包括:管形殼體101,于管形殼體101的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體101內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管102和出水管103,于管形殼體101前后端面還固定有前蓋體104和后蓋體105。
[0027]所述的進(jìn)水口11、出水口 12設(shè)置于前蓋體104上,并分別與進(jìn)水管102和出水管103連通;所述的冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14分別設(shè)置于柱形殼體101的上方和下方,并且冷媒進(jìn)口 13靠近后蓋體105,冷媒出口 14靠近前蓋體104。
[0028]所述進(jìn)水管102和出水管103分別位于管形殼體101內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中;其中進(jìn)水管102位于管形殼體101內(nèi)的下方區(qū)域,出水管103位于管形殼體101內(nèi)的上方區(qū)域。
[0029]所述的前蓋體104內(nèi)部形成有隔板1041,通過(guò)隔板1041將進(jìn)水口 11和出水口 12隔離;所述的后蓋體105與管形殼體101后端面之間形成有一個(gè)空腔1051,所述的進(jìn)水管102與出水管103通過(guò)該空腔1051連通。
[0030]工作時(shí),管程通道是用于水的流通,其流動(dòng)路徑為:外部的冷水由進(jìn)水口11進(jìn)入冷凝器單元I中,然后通過(guò)前蓋體104內(nèi)被隔板1041隔離的腔體進(jìn)入進(jìn)水管102;接著,進(jìn)水管102中的水經(jīng)過(guò)空腔1051后進(jìn)入出水管103,最后由出水口 12流出。殼程通道是用于冷媒的流通,其流動(dòng)路徑為:外部的高溫高壓冷媒氣體由冷媒進(jìn)口 13進(jìn)入冷凝器單元I中,然后由冷媒出口 14流出。冷媒在流動(dòng)的過(guò)程中,由于冷媒進(jìn)口 13和冷媒出口 14分別設(shè)置于柱形殼體101的上方和下方,并且冷媒進(jìn)口 13靠近后蓋體105,冷媒出口 14靠近前蓋體104。所以冷媒的流經(jīng)過(guò)程是從上向下、從右向左流動(dòng)。這種流動(dòng)的過(guò)程帶來(lái)的好處就是,冷媒首先對(duì)出水管103中的水進(jìn)行熱交換,然后再利用余熱對(duì)進(jìn)水管102中的水進(jìn)行熱交換。這樣通過(guò)余熱首先對(duì)進(jìn)水管102中溫度相對(duì)較低的水進(jìn)行預(yù)熱,然后水流經(jīng)到出水管103中后,再直接與溫度相對(duì)較高的冷媒進(jìn)行熱交換,既避免了熱量的散失,又提高了熱交換的效率,可以進(jìn)一步提升由出水口 12流出的水的溫度。
[0031]本發(fā)明是將多個(gè)冷凝器單元I串聯(lián)構(gòu)成。其中,至少兩個(gè)冷凝器單元I被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件10,一臺(tái)完整的殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件10。參見圖2所示,本發(fā)明采用了四個(gè)冷凝器單元I構(gòu)成一個(gè)冷凝器組件10。冷凝器組件10中每個(gè)冷凝器單元I上下疊加固定,其管程通道與殼程通道的連接方式為:
[0032]以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的四個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I中,第一個(gè)冷凝器單元I的出水口 12與后續(xù)冷凝器單元I進(jìn)水口通過(guò)管道連通,低溫水由第一個(gè)冷凝器單元I的進(jìn)水口進(jìn)入,被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口 12流出;
[0033]以水流的順序?yàn)閰⒄眨龅膹?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元I中,最后一個(gè)冷凝器I的冷媒出口 14與前面相鄰的冷凝器單元I的冷媒進(jìn)口 13連通,高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元I的冷媒進(jìn)口 13進(jìn)入,逐漸放熱后,最后由第一個(gè)冷凝器單元I的冷媒出口 14流出。
[0034]組裝完冷凝器組件10后,再將若干個(gè)冷凝器組件10連接起來(lái),本發(fā)明采用了六組冷凝器組件10,平均分列為兩排組合,以盡量減少整個(gè)冷凝器產(chǎn)品的體積。其中,相鄰兩冷凝器組件10中的出水口與進(jìn)水口之間通過(guò)第一連接管道16連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過(guò)第二連接管道17連通。最后,將所有的組裝好的冷凝器單元I安裝在一個(gè)柜體中。
[0035]使用本發(fā)明時(shí),由于本發(fā)明是有若干個(gè)冷凝器單元10構(gòu)成,這些冷凝器單元10通過(guò)整列分布,這樣可以在有限的空間內(nèi)安裝足夠的冷凝器單元10,從而獲得足夠長(zhǎng)的換熱路徑,從而提高熱交換的效率。另外,本發(fā)明所述的冷凝器單元I采用了殼管式結(jié)構(gòu),并且將構(gòu)成管程通道的水管設(shè)置成兩個(gè)區(qū)域,即進(jìn)水管區(qū)域和出水管區(qū)域,并且這兩個(gè)區(qū)域相互分離,冷媒首先經(jīng)過(guò)出水管區(qū)域,對(duì)其中的水進(jìn)行加熱,然后在經(jīng)過(guò)進(jìn)水管區(qū)域,利用冷媒的余熱對(duì)進(jìn)水管內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱,這樣可提高熱交換效率,降低水管中的水的散失。
[0036]本發(fā)明中的進(jìn)水管102、出水管103均采用若干的較細(xì)的水管制作,這樣在每根水管的橫截面很小,水管中的水的會(huì)獲得更大的熱交換面積,從而大大提高熱交換的效率,同時(shí)提升熱交換的速度,令水管中的水能夠在單位時(shí)間內(nèi)獲得足夠的熱量,快速提升溫度。同時(shí)解決了冷凝器單位長(zhǎng)度內(nèi)水流量過(guò)大使冷凝器內(nèi)冷媒迅速冷凝,而無(wú)法合理有效利用高壓端冷媒過(guò)熱蒸汽顯熱制高溫?zé)崴膯?wèn)題。
[0037]本發(fā)明的有點(diǎn)在于:本發(fā)明采用單元化的模塊方式,解決了單根管道過(guò)長(zhǎng)難以加工的問(wèn)題。常規(guī)熱栗冷凝器的換熱原理使冷凝器出水溫度低于冷凝溫度,即一般不超過(guò)55°C。本發(fā)明可以使冷媒在冷凝器內(nèi)緩慢降溫且緩慢相變,也就是說(shuō),其可使其冷凝時(shí)間變長(zhǎng),水的預(yù)熱加熱時(shí)間變長(zhǎng),充分利用冷媒高壓端過(guò)熱蒸汽對(duì)水溫進(jìn)行提升,使出水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷凝溫度,出水溫度可高達(dá)80°C至100°C。
[0038]當(dāng)然,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已,并非來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍,凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾,均應(yīng)包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種殼管式冷凝器,其特征在于:該殼管式冷凝器由復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)構(gòu)成,該冷凝器單元(I)具有進(jìn)水口(II)、出水口(12)、冷媒進(jìn)口(I3)和冷媒出口( 14),于每個(gè)冷凝器單元(I)內(nèi)形成有相互隔離的管程通道和殼程通道,所述的管程通道與進(jìn)水口(11)和出水口( 12)連通;所述的殼程通道與冷媒進(jìn)口( 13)和冷媒出口( 14)連通; 以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)中,第一個(gè)冷凝器單元(I)的出水口(12)與后續(xù)冷凝器單元(I)進(jìn)水口通過(guò)管道連通,低溫水由第一個(gè)冷凝器單元(I)的進(jìn)水口進(jìn)入,被逐漸加熱直至變成熱水后由最后一個(gè)冷凝器單元的出水口(12)流出; 以水流的順序?yàn)閰⒄?,所述的?fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)的冷凝器單元(I)中,最后一個(gè)冷凝器(I)的冷媒出口(14)與前面相鄰的冷凝器單元(I)的冷媒進(jìn)口(13)連通,高溫高壓的冷媒由最后一個(gè)冷凝器單元(I)的冷媒進(jìn)口(13)進(jìn)入,逐漸放熱后,最后由第一個(gè)冷凝器單元(I)的冷媒出口(14)流出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述的冷凝器單元(I)包括:管形殼體(101),于管形殼體(101)的前后端面之間設(shè)置位于柱形殼體(101)內(nèi)的復(fù)數(shù)個(gè)進(jìn)水管(102)和出水管(103),于管形殼體(101)前后端面還固定有前蓋體(104)和后蓋體(105)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述的進(jìn)水口(11)、出水口(12)設(shè)置于前蓋體(104)上,并分別與進(jìn)水管(102)和出水管(103)連通;所述的冷媒進(jìn)口(13)和冷媒出口(14)分別設(shè)置于柱形殼體(101)的上方和下方,并且冷媒進(jìn)口(13)靠近后蓋體(105),冷媒出口(14)靠近前蓋體(104)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述進(jìn)水管(102)和出水管(103)分別位于管形殼體(101)內(nèi)的上下兩個(gè)區(qū)域中;其中進(jìn)水管(102)位于管形殼體(101)內(nèi)的下方區(qū)域,出水管(103)位于管形殼體(101)內(nèi)的上方區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述的前蓋體(104)內(nèi)部形成有隔板(1041),通過(guò)隔板(1041)將進(jìn)水口(11)和出水口(12)隔離;所述的后蓋體(105)與管形殼體(101)后端面之間形成有一個(gè)空腔(1051),所述的進(jìn)水管(102)與出水管(103)通過(guò)該空腔(I 051)連通。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:至少兩個(gè)冷凝器單元(I)被設(shè)置為一個(gè)冷凝器組件(10),該殼管式冷凝器至少包括兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器組件(1)07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述的冷凝器組件(10)中每個(gè)冷凝器單元(I)上下疊加固定,相鄰兩冷凝器組件(10)中的出水口與進(jìn)水口之間通過(guò)第一連接管道(16)連通、冷媒進(jìn)口與冷媒出口通過(guò)第二連接管道(17)連通。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種殼管式冷凝器,其特征在于:所述的復(fù)數(shù)個(gè)冷凝器單元(I)安裝在一個(gè)柜體中。
【文檔編號(hào)】F25B39/04GK105910346SQ201610197014
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】鄭劍澤, 李昌
【申請(qǐng)人】廣東衡峰熱泵設(shè)備科技有限公司