專利名稱：寒冷地區(qū)用CO₂空氣換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種寒冷地區(qū)用C02空氣換熱器，本實用新型專利屬熱能轉(zhuǎn)換和 利用技術(shù)領(lǐng)域，它涉及到天然工質(zhì)C02熱泵的換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，世界各國廢氣及溫室氣體排放量快速增加，給世界人民 的生存環(huán)境帶來了嚴(yán)重威脅。因此大力發(fā)展可再生能源和清潔能源受到了各國政府的高度 重視，各國政府相繼出臺了對可再生能源和清潔能源的支持和扶持政策，極大地推動了新 能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。C02熱泵以它對環(huán)境非常友好、高效率、能量來源廣泛、體積小等優(yōu) 點在發(fā)達(dá)國家受到政府及冷、熱行業(yè)的高度重視。眾多研究機(jī)構(gòu)、院校、企業(yè)相繼投入大量 資金開發(fā)研制。我國對C02熱泵系統(tǒng)及內(nèi)部各組件的研究起步較晚，大多處在理論研究階 斷。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種寒冷地區(qū)用C02空氣換熱器。一種寒冷地區(qū)用的C02空氣換熱器，包括C02串并聯(lián)式二階段蒸發(fā)換熱器由C02 進(jìn)口銅管、C02分配器、C02再分配器、C02匯流排、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、支 承架、接水盤組成；C02進(jìn)口銅管與C02分配器相連，C02分配器與m根進(jìn)口銅管相連，進(jìn) 入m根銅管的C02進(jìn)入第一階段蒸發(fā)換熱，出口銅管與C02再分配器入口相連，然后C02再 分配器又與η根出口銅管相連，進(jìn)入η根銅管的C02進(jìn)入第二階段蒸發(fā)換熱，η根出口銅管 的出口與C02匯流排相連，匯流后的C02為換熱器C02出口 ；鋁翅片套在銅管上并且之間有 間距，并擴(kuò)張銅管使其連接緊密。實用新型目的是設(shè)計一種在C02熱泵中可以有效地對天然工質(zhì)C02和空氣進(jìn)行熱 交換的換熱裝置。該裝置在寒冷地區(qū)也能高效地對C02和空氣進(jìn)行熱交換，有效地對熱交 換后的C02進(jìn)行加熱，很大程度上提高C02熱泵系統(tǒng)效率，從而提高能源利用率，在環(huán)境溫 度較低時，還能降低翅片的結(jié)霜效果，適合小、中、大型C02熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)使用。本實用新型涉及一種C02空氣換熱器，采用的是銅管管徑小于等于7mm，管路連接 方式采用并、串聯(lián)式。管內(nèi)C02先分流成η個流道，流過一段銅管后然后再重新分成m個流 道，最后匯總流出。本實用新型管內(nèi)介質(zhì)C02，溫度-30-10°C范圍，最大壓力6. 5MPa。管外介質(zhì)空 氣，溫度-25-40°C范圍，壓力=Ibar0本實用新型內(nèi)管介質(zhì)C02換熱過程溫度滑移匹配性較好有利于C02和空氣的熱交 換，在寒冷地區(qū)使用能具有相當(dāng)?shù)膿Q熱量，并能有效延長結(jié)霜時間，適合C02熱泵系統(tǒng)在寒 冷地區(qū)使用。本實用新型銅管管徑較小，管內(nèi)C02流速較高，換熱效率較高，相同換熱量下所需 換熱面積減小，使得換熱器所占空間減小，有效縮小熱泵機(jī)組體積。[0010]本實用新型管內(nèi)C02先分流成m個流道，然后再重新分流成η個管道，此結(jié)構(gòu)的 組合充分地滿足了 C02熱泵系統(tǒng)中換熱器對C02和空氣的性能要求，有利于C02與空氣有 效換熱，提高換熱器的換熱效率，保證換熱器在環(huán)境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合 C02熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)運用。本實用新型銅管外套鋁翅片，管路排列采用叉排排列，C02和空氣逆向流動換熱， 風(fēng)機(jī)引風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)制對流換熱，增強(qiáng)了空氣的擾動，有效強(qiáng)化了空氣側(cè)換熱，極大提高了換熱 器的換熱量。本實用新型熱力學(xué)特征在于C02液體經(jīng)管路進(jìn)入C02分配器，先分流進(jìn)入m個管 道進(jìn)行熱交換，加熱后部分C02液體變成氣體，然后再進(jìn)入中間分配排重新分配進(jìn)入η個管 道進(jìn)行加熱，加熱后的C02氣體匯流后流出換熱器。本實用新型設(shè)計的C02并、串聯(lián)式C02空氣換熱器由C02分配器(排)、C02中間 重分配排、C02匯流排、銅管、鋁翅片、風(fēng)機(jī)、支承架及相應(yīng)的固定裝置等組成，C02側(cè)的連接 關(guān)系為C02分配器與m根銅管入口相連，m根銅管出口與C02中間重分配排相連，然后C02 中間重分配排與η根銅管的入口相連，η根銅管的出口與C02匯流排相連。鋁翅片緊湊有 序地套在銅管上，銅管排采用叉排排列，風(fēng)機(jī)在一側(cè)引風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)制對流，“V”形結(jié)構(gòu)換熱時 風(fēng)機(jī)置于頂部。一種寒冷地區(qū)用的C02空氣換熱器，采用的是銅管，管徑小于等于7mm，管路連接 方式采用并、串聯(lián)式。管內(nèi)C02液體經(jīng)管路進(jìn)入C02分配器，先分流成η個(η >2)流道，流 過一段銅管，加熱后部分C02液體變成氣體，然后再進(jìn)入中間分配排重新分配成m個(m ^ 2)流道，最后加熱后的C02氣體匯流后流出換熱器。此結(jié)構(gòu)的組合充分地滿足了 C02熱泵 系統(tǒng)中換熱器對C02和空氣的性能要求，有利于C02與空氣有效換熱，提高換熱器的換熱效 率，保證換熱器在環(huán)境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合C02熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)運 用。C02空氣換熱器，銅管外套鋁翅片，管路排列采用叉排排列，C02和空氣逆向流動 換熱，風(fēng)機(jī)引風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)制對流換熱，增強(qiáng)了空氣的擾動，有效強(qiáng)化了空氣側(cè)換熱，極大提高 了換熱器的換熱量。本實用新型寒冷地區(qū)用C02空氣換熱器可應(yīng)用在C02熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器、冷凝器或 高壓介質(zhì)和空氣的熱交換系統(tǒng)中。

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實用新 型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一 步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用 新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定，其中圖1是表示作為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的工藝流程圖；圖3是實施例在不同蒸發(fā)溫度時測量的C02與空氣的換熱量；圖4是表示作為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是表示作為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]本實用新型設(shè)計的C02并、串聯(lián)式C02空氣換熱器由C02分配器1 (排)、C02中間 重分配排9、10、C02匯流排11、銅管12、進(jìn)口銅管16、出口銅管17、鋁翅片19、鋁絲過濾網(wǎng) 20、風(fēng)機(jī)15、支承架13、接水盤14及相應(yīng)的固定裝置等組成，
具體實施方式
參照圖1至圖5對本實用新型的實施例進(jìn)行說明。實施例一種寒冷地區(qū)用的C02空氣換熱器，包括C02并、串聯(lián)式套管換熱器由C02分配 器、C02中間重分配排、C02匯流排、銅管、進(jìn)口銅管、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、 支承架、接水盤，C02分配器與m根進(jìn)口銅管相連，進(jìn)口銅管出口與C02中間匯流重分配排 相連，然后C02中間匯流重分配排與又與η根出口銅管相連，η根出口銅管的出口與C02匯 流排相連。鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴(kuò)張銅管使其連接緊密。如圖2、4所示，C02并、串聯(lián)式套管換熱器由C02分配器1 (排)、C02中間重分配 排9、10、C02匯流排11、銅管12、進(jìn)口銅管16、出口銅管17、鋁翅片19、鋁絲過濾網(wǎng)20、風(fēng)機(jī) 15、支承架13、接水盤14及相應(yīng)的固定裝置等組成，連接關(guān)系為C02分配器1與m根進(jìn)口 銅管16相連，進(jìn)口銅管16出口與C02中間匯流重分配排9、10相連，然后C02中間匯流重 分配排9、10與又與η根出口銅管17相連，η根出口銅管17的出口與C02匯流排11相連。 鋁翅片19以一定的間距套在銅管12上，并擴(kuò)張銅管12使其連接緊密。支承架13與外罩連接，鋁絲過濾網(wǎng)20固定連接外罩上；風(fēng)機(jī)15固定在支承架13 上。接水盤14放置在鋁絲過濾網(wǎng)20的下面。鋁絲過濾網(wǎng)20內(nèi)為鋁翅片19、銅管12。圖1中，4、5為空氣流動方向，6、7、8為C02流動方向，18為出風(fēng)流動方向。鋁翅片19緊湊有序地套在銅管12上，銅管12排采用叉排排列，風(fēng)機(jī)15在一側(cè)引 風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)制對流，“V”形結(jié)構(gòu)換熱時風(fēng)機(jī)15置于支承架13的頂部。風(fēng)機(jī)15有2個。在此應(yīng)用實例中；m = 4，η = 8.環(huán)境溫度-10_25°C。不同蒸發(fā)溫度時C02與空氣的換熱量如圖3所示；由以上實施例可以看出，由該實用新型設(shè)計的C02空氣換熱器可以有效地滿足換 熱要求。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。如上所述，對本實用新型的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離 本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見 的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種寒冷地區(qū)用的CO2空氣換熱器，其特征在于包括CO2串并聯(lián)式二階段蒸發(fā)換熱器由CO2進(jìn)口銅管、CO2分配器、CO2再分配器、CO2匯流排、出口銅管、鋁翅片、鋁絲過濾網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、支承架、接水盤組成；CO2進(jìn)口銅管與CO2分配器相連，CO2分配器與m根進(jìn)口銅管相連，進(jìn)入m根銅管的CO2進(jìn)入第一階段蒸發(fā)換熱，出口銅管與CO2再分配器入口相連，然后CO2再分配器又與n根出口銅管相連，進(jìn)入n根銅管的CO2進(jìn)入第二階段蒸發(fā)換熱，n根出口銅管的出口與CO2匯流排相連，匯流后的CO2為換熱器CO2出口；鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴(kuò)張銅管使其連接緊密。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于采用的是銅管，管徑小于等于7mm 0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于支承架與外罩連接，鋁絲過濾 網(wǎng)固定連接外罩上；風(fēng)機(jī)固定在支承架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于接水盤放置在鋁絲過濾網(wǎng)的 下面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于鋁絲過濾網(wǎng)內(nèi)為鋁翅片和銅管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于鋁翅片套在銅管上，銅管排采 用叉排排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02空氣換熱器，其特征在于風(fēng)機(jī)置于支承架的頂部。
專利摘要一種寒冷地區(qū)用的CO2空氣換熱器，CO2進(jìn)口銅管與CO2分配器相連，CO2分配器與m根進(jìn)口銅管相連，進(jìn)入m根銅管的CO2進(jìn)入第一階段蒸發(fā)換熱，出口銅管與CO2再分配器入口相連，然后CO2再分配器又與n根出口銅管相連，進(jìn)入n根銅管的CO2進(jìn)入第二階段蒸發(fā)換熱，n根出口銅管的出口與CO2匯流排相連，匯流后的CO2為換熱器CO2出口；鋁翅片套在銅管上并且之間有間距，并擴(kuò)張銅管使其連接緊密。此結(jié)構(gòu)有利于CO2與空氣有效換熱，提高換熱器的換熱效率，保證換熱器在環(huán)境溫度較低時仍有很好的換熱性能，適合CO2熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)運用。
文檔編號F28D1/04GK201715888SQ20102015577
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者張信榮, 杜培儉 申請人:昆明東啟科技股份有限公司