專利名稱：復合式換熱器及具有其的復合式換熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及換熱器領域，更具體地，涉及一種復合式換熱器及具有其的復合式換熱系統(tǒng)。
背景技術：
目前在復合式地源熱泵系統(tǒng)以及其它需要多介質換熱的場合，大多是采用殼管式換熱器，板式換熱器，翅片式換熱器等換熱設備，只能實現(xiàn)兩介質間的同步換熱，往往需要多個換熱器聯(lián)合使用才能實現(xiàn)系統(tǒng)的換熱功能?，F(xiàn)有的復合式地源熱泵系統(tǒng)便是一個典型的多個介質間進行熱量轉移的場合，特別是引入地表水、污水作為冷/熱源的復合式地源熱泵系統(tǒng)，往往需要增加中間換熱介質以及板式換熱器，工程復雜，換熱效率低下。

實用新型內容本實用新型目的在于提供一種可以使三種介質在同一個換熱器內進行同步換熱的復合式換熱器及具有其的復合式換熱系統(tǒng)。本實用新型提供了一種復合式換熱器，包括殼體；入口和出口，分別設置于所述殼體上，第一介質通過所述入口進入所述殼體內，通過所述出口流出所述殼體；所述復合式換熱器還包括套管換熱器，設置于所述殼體內部，所述套管換熱器包括由內管和套設于所述內管外的外管組成的套管，所述內管與所述外管之間形成環(huán)形通道，在所述環(huán)形通道內流通第二介質，在所述內管內流通第三介質；以及，第一出入口和第二出入口，分別與所述環(huán)形通道的兩端連通；第三出入口和第四出入口，分別與所述內管的兩端連通。優(yōu)選地，所述復合式換熱器還包括噴淋裝置，設置于所述殼體內部，第一介質通過所述入口進入所述噴淋裝置后噴淋到所述套管上，通過所述出口流出所述殼體。優(yōu)選地，所述套管換熱器包括多根所述套管；所述套管換熱器還包括第一分/集流裝置，設置于所述第一出入口與所述環(huán)形通道之間；第二分/集流裝置，設置于所述第二出入口與所述環(huán)形通道之間；所述第一分/集流裝置和第二分/集流裝置用于將所述第二介質分配給多根所述套管的每個所述環(huán)形通道或收集多根所述套管的每個所述環(huán)形通道內的所述第二介質。優(yōu)選地，所述套管換熱器還包括第三分/集流裝置，設置于所述第三出入口與所述內管之間；第四分/集流裝置，設置于所述第四出入口與所述內管之間；所述第三分/集流裝置和第四分/集流裝置用于將所述第三介質分配給多根所述套管的每個所述內管或收集多根所述套管的每個所述內管內的所述第三介質。優(yōu)選地，所述套管換熱器設置于所述噴淋裝置的下方。優(yōu)選地，所述套管為蛇形套管。優(yōu)選地，所述復合式換熱器還包括支撐板，所述支撐板設置在所述殼體內并支撐所述套管換熱器。 優(yōu)選地，各所述支撐板上包括拉桿孔，所述拉桿孔內穿設拉桿以固定各所述支撐
4板。進一步地，本實用新型還提供了一種復合式換熱系統(tǒng)，包括前述的復合式換熱器和用戶側換熱器。優(yōu)選地，所述復合式換熱器與所述用戶側換熱器通過流通所述第二介質的第二介
質第一連接管路和第二介質第二連接管路耦合。優(yōu)選地，所述第二介質為制冷劑；所述復合式換熱系統(tǒng)還包括氣液分離器，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于分離出氣態(tài)的所述制冷劑；壓縮機，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于對氣態(tài)的所述制冷劑進行壓縮；四通閥，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于控制壓縮后的所述制冷劑的流向，以使所述復合式換熱系統(tǒng)在制冷模式和供熱模式之間進行切換。優(yōu)選地，在所述制冷模式下，所述四通閥使所述壓縮機與所述復合式換熱器相連通、并使所述用戶側換熱器與所述氣液分離器相連通。優(yōu)選地，在所述供熱模式下，所述四通閥使所述壓縮機與所述用戶側換熱器相連通、并使所述復合式換熱器與所述氣液分離器相連通。優(yōu)選地，所述復合式換熱系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置；高壓儲液罐；第二節(jié)流裝置；其中，所述第一節(jié)流裝置、高壓儲液罐、所述第二節(jié)流裝置位于所述復合式換熱器與所述用戶側換熱器之間并通過所述第二介質第二連接管路依次串接；以及包括第一單向閥，與所述第一節(jié)流裝置并聯(lián)，其流通方向設置為從所述復合式換熱器流向所述用戶側換熱器；第二單向閥，與所述第二節(jié)流裝置并聯(lián)，其流通方向設置為從所述用戶側換熱器流向所述復合式換熱器。優(yōu)選地，所述第一介質為地表水、城市自來水或污水。優(yōu)選地，所述第三介質為地埋管環(huán)路水或地下水。根據(jù)本實用新型的復合式換熱器，因具有套管換熱器，實現(xiàn)了三種介質在同一個換熱器內進行同步換熱的功能。特別是將此復合式換熱器應用到復合式地源熱泵系統(tǒng)中， 解決了地埋管換熱器或地下水和外界引入冷/熱源與制冷劑同步換熱的問題。

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，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，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本實用新型的復合式換熱器主視剖視圖；圖2是根據(jù)本實用新型的復合式換熱器側視剖視圖；圖3是圖2中I部放大視圖；圖4是根據(jù)本實用新型的復合式換熱器俯視剖視圖；圖5是根據(jù)本實用新型的復合式地源熱泵系統(tǒng)的流程具體實施方式
下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。圖1至圖4示出了本實用新型的一個具體實施例的復合式換熱器20，其主要由殼體3、噴淋裝置2和套管換熱器6形成了噴淋-套管式的三介質復合式換熱器。在殼體3的頂部設置供第一介質進入的入口 1，在殼體3底部設置供第一介質流出的出口 16 ；在復合式換熱器20的殼體3內部上方設置有噴淋裝置2，從入口 1進入殼體 3內的第一介質進入噴淋裝置2后，噴淋到殼體3內，通過出口 16流出殼體3。優(yōu)選地，第一介質通過在噴淋裝置2的底部設置的多個噴淋孔流入殼體3內，以將介質均勻地噴淋在套管換熱器6上，更好地實現(xiàn)第一介質的吸熱或放熱。套管換熱器6設置于殼體3內部，優(yōu)選地位于噴淋裝置2的下方，在本實施例中， 套管換熱器6包括多根由內管61和套設于內管61外的外管62組成的蛇形套管60，內管 61與外管62之間形成環(huán)形通道63，在環(huán)形通道63內流通第二介質，在內管61內流通第三介質。需要說明的是，設置噴淋裝置2的目的是利用噴淋的沖力使水產(chǎn)生強烈的紊流， 增加換熱效率。但是，也可以不通過噴淋裝置而使第一介質直接進入殼體3與套管換熱器 6內的第二介質進行熱交換，這樣的方式同樣可以實現(xiàn)三種介質同步換熱的目的。同時，根據(jù)實際需要，套管換熱器6的套管60數(shù)量也可以設置為單根，且套管60的形狀也不限于蛇形管，其也可以為U形管、盤管等其它一切適于熱交換需要的形狀。本實施例的復合式換熱器20具有第一出入口 12和第二出入口 15，分別與套管60 的環(huán)形通道63的兩端連通；還具有第一分/集流管8，設置于第一出入口 12與環(huán)形通道63 之間；第二分/集流管10，設置于第二出入口 15與環(huán)形通道63之間；其中，第一分/集流管8和第二分/集流管10用于將第二介質分配給多根套管60的每個環(huán)形通道63或收集多根套管60的每個環(huán)形通道63內的第二介質。第二介質可以通過第一出入口 12進入第一分/集流管8，由第一分/集流管8分流后進入環(huán)形通道63，在環(huán)形通道63內流通并與內管61中的第三介質和殼體3內噴淋的第一介質進行同步換熱后匯集流入第二分/集流管10，然后通過第二出入口 15流出。其中，第二介質也可以根據(jù)實際需要，通過第二出入口 15進入第二分/集流管10 分流后進入環(huán)形通道63，換熱后匯集流入第一分/集流管8，然后通過第一出入口 12流出。本實施例的復合式換熱器20還具有第三出入口 13和第四出入口 14，分別與內管 61的兩端連通；還具有第三分/集流管9，設置于第三出入口 13與內管61之間；第四分/ 集流管11，設置于第四出入口 14與內管61之間；其中，第三分/集流管9和第四分/集流管11用于將第三介質分配給多根套管60的每個內管61或收集多根套管60的每個內管61 內的第三介質。第三介質可以通過第三出入口 13進入第三分/集流管9，由第三分/集流管9分流后進入內管61，在內管61內流通并與環(huán)形通道63內的第二介質換熱后匯集流入第四分 /集流管11，然后通過第四出入口 14流出。其中，第三介質也可以根據(jù)實際需要，通過第四出入口 14進入第四分/集流管11 分流后進入內管61，換熱后匯集流入第三分/集流管9，然后通過第三出入口 13流出。需要說明的是，如果套管換熱器6的套管60設置為單根時，就可以直接由第一出入口 12、環(huán)形通道63和第二出入口 15形成第二介質的換熱通道，由第三出入口 13、內管61 和第四出入口 14形成第三介質的換熱通道，此時，第一分/集流管8、第二分/集流管10、 第三分/集流管9和第四分/集流管11并不是必須的。[0040]優(yōu)選地，本實施例的復合式換熱器20還包括支撐板5，設置于殼體3內，支撐套管換熱器6。各支撐板5上包括拉桿孔4，拉桿孔4內穿設拉桿以固定各支撐板5。優(yōu)選地，復合式換熱器20還包括支撐其自身重量的底座7。下面以圖5所示的根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的復合式地源熱泵系統(tǒng)為例，說明本實用新型的復合式換熱系統(tǒng)，其具有圖1至圖4所示的實施例的噴淋-套管式的三介質復合式換熱器20。如圖5所示，復合式地源熱泵系統(tǒng)包括復合式換熱器20和用戶側換熱器沈，其中， 復合式換熱器20與用戶側換熱器沈通過流通第二介質的第二介質第一連接管路和第二介質第二連接管路耦合。在本實施例中，第一介質為地表水、城市自來水或污水，第二介質為制冷劑，第三介質為地埋管環(huán)路水或地下水。復合式地源熱泵系統(tǒng)還包括設置于第二介質第一連接管路上的氣液分離器19、壓縮機17和四通閥18。其中，氣液分離器19用于分離出氣態(tài)的制冷劑；壓縮機17用于對氣態(tài)的制冷劑進行壓縮；四通閥18用于控制壓縮后的制冷劑的流向，以使復合式地源熱泵系統(tǒng)在制冷模式和供熱模式之間進行切換。在制冷模式下，四通閥18使壓縮機17與復合式換熱器20相連通、并使用戶側換熱器26與氣液分離器19相連通。在供熱模式下，四通閥18使壓縮機17與用戶側換熱器 26相連通、并使復合式換熱器20與氣液分離器19相連通。復合式地源熱泵系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置25、高壓儲液罐22、第二節(jié)流裝置24。 其中，第一節(jié)流裝置25、高壓儲液罐22、第二節(jié)流裝置M位于復合式換熱器20與用戶側換熱器26之間并通過所述第二介質第二連接管路依次串接；以及包括第一單向閥21，其與第一節(jié)流裝置25并聯(lián)，其流通方向設置為從復合式換熱器20流向用戶側換熱器沈；第二單向閥23，其與第二節(jié)流裝置M并聯(lián)，其流通方向設置為從用戶側換熱器沈流向復合式換熱器20 ο復合式地源熱泵系統(tǒng)還包括用于控制第一介質進入復合式換熱器20的第一閥門 30和第一水泵27，用于控制第一介質從復合式換熱器20流出的第二閥門31，用于控制第三介質進入復合式換熱器20的第四閥門33和第二水泵觀，用于控制第三介質從復合式換熱器20流出的第三閥門32，用于控制生活水進入用戶側換熱器沈的第五閥門34和第三水泵 29以及用于控制生活水從用戶側換熱器沈流出的第六閥門35。圖5所示的復合式地源熱泵系統(tǒng)可以通過四通閥18的轉換制取冷熱水。下面分別就制冷和供熱兩種模式進行說明。1.制冷模式在制冷模式下，四通閥18斷電，第一節(jié)流裝置25關閉。制冷劑經(jīng)過壓縮機17壓縮后，流經(jīng)四通閥18進入復合式換熱器20。制冷劑從復合式換熱器第二出入口 15進入第二分/集流管10，通過第二分/集流管10進入套管換熱器6環(huán)形通道63，換熱后經(jīng)第一分 /集流管8由第一出入口 12排出。依次通過第一單向閥21、高壓儲液罐22、第二節(jié)流裝置 M進入用戶側換熱器沈，在用戶側換熱器沈中進行熱交換制取冷水后，流經(jīng)四通閥18經(jīng)過氣液分離器19后被壓縮機17的吸氣口吸入，被壓縮機17壓縮后參與下一次循環(huán)。引入冷源可以采用地表水、城市自來水或污水等，經(jīng)過第一閥門30、第一水泵27，通過入口 1進入復合式換熱器20，并由噴淋裝置2噴淋到殼體3內部，與套管換熱器6的環(huán)形通道63內的制冷劑換熱后，由出口 16排出，并經(jīng)第二閥門31排放。地埋管環(huán)路水或地下水經(jīng)第四閥門33、第二水泵28，由第三出入口 13進入第三分 /集流管9，通過第三分/集流管9進入套管換熱器6的套管60的內管61，與套管60的環(huán)形通道63內的制冷劑換熱后經(jīng)過第四分/集流管11，由第四出入口 14排出，并經(jīng)第三閥門 32流回地埋管換熱器或者地下水回灌井。在用戶側，生活用水通過第五閥門34、第三水泵四進入用戶側換熱器沈，制取的冷水通過第六閥門35流出。2.供熱模式在供熱模式下，四通閥18通電，第二節(jié)流裝置M關閉。制冷劑經(jīng)過壓縮機17壓縮后，流經(jīng)四通閥18進入用戶側換熱器26。在用戶側換熱器沈中進行熱交換制取熱水后依次通過第二單向閥23、高壓儲液罐22、第一節(jié)流裝置25進入復合式換熱器20。制冷劑從復合式換熱器第一出入口 12進入第一分/集流管8，通過第一分/集流管8進入套管換熱器6環(huán)形通道63，蒸發(fā)換熱后經(jīng)第二分/集流管10由第二出入口 15排出，制冷劑流經(jīng)四通閥18經(jīng)過氣液分離器19后被壓縮機17的吸氣口吸入，被壓縮機17壓縮后參與下一次循環(huán)。引入熱源可以采用地表水、城市自來水或污水等，經(jīng)過第一閥門30、第一水泵27， 通過入口 1進入復合式換熱器20，并由噴淋裝置2噴淋到殼體3內部，與套管換熱器6的套管60的環(huán)形通道63內的制冷劑換熱后由出口 16排出，并經(jīng)第二閥門31排放。地埋管環(huán)路水或地下水經(jīng)第四閥門33、第二水泵28，由第三出入口 13進入第三分 /集流管9，通過第三分/集流管9進入套管換熱器6內管61，與套管60的環(huán)形通道63內的制冷劑換熱后經(jīng)過第四分/集流管11，由第四出入口 14排出，并經(jīng)第三閥門32流回地埋管換熱器或者地下水的回灌井。在用戶側，生活用水通過第五閥門34、第三水泵四進入用戶側換熱器沈，制取的熱水通過第六閥門35流出。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述實施例的復合式換熱器20的套管換熱器6的套管60的內管61中流通一種冷/熱源，可以是地埋管環(huán)路水或者地下水；噴淋裝置中噴淋液體為引入的冷/熱源，可以采用地表水(江河、湖泊、海水等)、城市自來水、污水等；制冷劑在套管換熱器6的套管60的環(huán)形通道63內，同時與內管61內流通的冷/熱源以及殼體3頂端噴淋的冷/熱源進行換熱，，實現(xiàn)了三種介質同步換熱的目的。上述實施例的復合式換熱系統(tǒng)，通過復合式換熱器20與用戶側換熱器沈的耦合完成制冷/供熱循環(huán)， 提出了將地埋管換熱器或地下水與外界引入冷/熱源復合為一體的復合式地源熱泵系統(tǒng)， 可以減少換熱器的數(shù)量，從而減少占地面積、簡化設備安裝程序，提高工作效率。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種復合式換熱器，包括殼體⑶；入口(1)和出口(16)，分別設置于所述殼體C3)上，第一介質通過所述入口(1)進入所述殼體⑶內，通過所述出口(16)流出所述殼體(3)；其特征在于，所述復合式換熱器還包括套管換熱器(6)，設置于所述殼體(3)內部，所述套管換熱器(6)包括由內管(61)和套設于所述內管(61)外的外管(62)組成的套管(60)，所述內管(61)與所述外管(62)之間形成環(huán)形通道(63)，在所述環(huán)形通道(6 內流通第二介質，在所述內管(61)內流通第三介質；以及，第一出入口(12)和第二出入口(15)，分別與所述環(huán)形通道(63)的兩端連通；第三出入口(13)和第四出入口(14)，分別與所述內管(61)的兩端連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的復合式換熱器，其特征在于，所述復合式換熱器還包括噴淋裝置O)，設置于所述殼體(3)內部，第一介質通過所述入口(1)進入所述噴淋裝置(2)后噴淋到所述套管(60)上，通過所述出口(16)流出所述殼體(3)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的復合式換熱器，其特征在于，所述套管換熱器(6)包括多根所述套管(60)；所述套管換熱器(6)還包括第一分/集流裝置(8)，設置于所述第一出入口(1 與所述環(huán)形通道(6 之間；第二分/集流裝置(10)，設置于所述第二出入口(1 與所述環(huán)形通道(6 之間；所述第一分/集流裝置(8)和第二分/集流裝置(10)用于將所述第二介質分配給多根所述套管陽0)的每個所述環(huán)形通道(6 或收集多根所述套管(60)的每個所述環(huán)形通道(6 內的所述第二介質。
4.根據(jù)權利要求3所述的復合式換熱器，其特征在于，所述套管換熱器(6)還包括第三分/集流裝置(9)，設置于所述第三出入口(1 與所述內管(61)之間；第四分/集流裝置(11)，設置于所述第四出入口(14)與所述內管(61)之間；所述第三分/集流裝置(9)和第四分/集流裝置(11)用于將所述第三介質分配給多根所述套管(60)的每個所述內管(61)或收集多根所述套管(60)的每個所述內管(61)內的所述第三介質。
5.根據(jù)權利要求4所述的復合式換熱器，其特征在于，所述套管換熱器(6)設置于所述噴淋裝置O)的下方。
6.根據(jù)權利要求5所述的復合式換熱器，其特征在于，所述套管(60)為蛇形套管。
7.根據(jù)權利要求6所述的復合式換熱器，其特征在于，所述復合式換熱器還包括支撐板(5)，所述支撐板( 設置在所述殼體(3)內并支撐所述套管換熱器(6)。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合式換熱器，其特征在于，各所述支撐板( 上包括拉桿孔 G)，所述拉桿孔內穿設拉桿以固定各所述支撐板(5)。
9.一種復合式換熱系統(tǒng)，包括復合式換熱器00)和用戶側換熱器(沈)，其特征在于， 所述復合式換熱器00)為權利要求1至8中任一項所述的復合式換熱器。
10.根據(jù)權利要求9所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述復合式換熱器00)與所述用戶側換熱器06)通過流通所述第二介質的第二介質第一連接管路和第二介質第二連接管路耦合。 2
11.根據(jù)權利要求10所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第二介質為制冷劑；所述復合式換熱系統(tǒng)還包括氣液分離器(19)，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于分離出氣態(tài)的所述制冷劑；壓縮機(17)，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于對氣態(tài)的所述制冷劑進行壓縮；四通閥(18)，設置在所述第二介質第一連接管路中，用于控制壓縮后的所述制冷劑的流向，以使所述復合式換熱系統(tǒng)在制冷模式和供熱模式之間進行切換。
12.根據(jù)權利要求11所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，在所述制冷模式下，所述四通閥(18)使所述壓縮機(17)與所述復合式換熱器00)相連通、并使所述用戶側換熱器 (26)與所述氣液分離器(19)相連通。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，在所述供熱模式下，所述四通閥(18)使所述壓縮機(17)與所述用戶側換熱器06)相連通、并使所述復合式換熱器OO)與所述氣液分離器(19)相連通。
14.根據(jù)權利要求13所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述復合式換熱系統(tǒng)還包括第一節(jié)流裝置05)；高壓儲液罐02)； 第二節(jié)流裝置04)；其中，所述第一節(jié)流裝置(25)、高壓儲液罐(22)、所述第二節(jié)流裝置04)位于所述復合式換熱器OO)與所述用戶側換熱器06)之間并通過所述第二介質第二連接管路依次串接；以及包括第一單向閥(21)，與所述第一節(jié)流裝置0 并聯(lián)，其流通方向設置為從所述復合式換熱器OO)流向所述用戶側換熱器06)；第二單向閥(23)，與所述第二節(jié)流裝置04)并聯(lián)，其流通方向設置為從所述用戶側換熱器06)流向所述復合式換熱器00)。
15.根據(jù)權利要求14所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一介質為地表水、城市自來水或污水。
16.根據(jù)權利要求15所述的復合式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第三介質為地埋管環(huán)路水或地下水。
專利摘要本實用新型提供了一種復合式換熱器及具有其的復合式換熱系統(tǒng)。本實用新型的復合式換熱器包括殼體(3)；入口(1)和出口(16)，第一介質通過入口(1)進入殼體(3)，通過出口(16)流出；套管換熱器(6)，設置于殼體(3)內部，其包括由內管(61)和外管(62)組成的套管(60)，內管(61)與外管(62)之間形成環(huán)形通道(63)，在環(huán)形通道(63)內流通第二介質，在內管(61)內流通第三介質；第一出入口(12)和第二出入口(15)，分別與環(huán)形通道(63)的兩端連通；第三出入口(13)和第四出入口(14)，分別與內管(61)的兩端連通。根據(jù)本實用新型的復合式換熱器，能實現(xiàn)三種介質在同一個換熱器內同步換熱的功能。
文檔編號F28D21/00GK202329330SQ20112035645
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者王立乾, 羅蘇瑜, 肖洪海 申請人:珠海格力電器股份有限公司