CN201615571U - 一种相变蓄热式冷凝热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变蓄热式冷凝热回收系统，该冷凝热回收系统由水箱、水泵、风冷机组、压缩机、风冷凝器以及数个阀门组成，该冷凝热回收系统还包括相变蓄热器和辅助电加热器，相变蓄热器串接在压缩机和风冷凝器之间；辅助电加热器一端连接出水管道，另端与相变蓄热器相连；水箱通过水泵与相变蓄热器管道连接；风冷机组一端管道连接相变蓄热器，另端管道连接压缩机出口。本实用新型用相变蓄热器替代水蓄热箱，蓄热密度大，使得整个系统体积大大减小；相变蓄热器内的制冷剂管路与水管路采用逆流式盘管紧密交叉排布，制冷剂与水可直接换热，大大提高了换热效率，可以相当程度的减小因相变材料二次换热而降低换热效率。

Description

一种相变蓄热式冷凝热回收系统

技术领域：

本实用新型涉及一种热回收系统，尤其涉及一种相变蓄热式冷凝热回收系统。

背景技术：

在当今空调使用过程中，由于不能有效地储存和利用空调冷凝热，致使冷凝热白白散失到空气中，不但造成热量浪费，同时也带来了热污染。冷凝热回收系统就是冷水机组在运行时通过冷却水系统排出大量的冷凝热，在制冷工况下运行，冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍，这部分热量都是通过冷却塔散到室外；同时，很多建筑物中都有生活热水的需求，这部分生活热水一般是通过燃煤、燃油或燃气锅炉来获得，能源利用效率很低。但由于冷水机组的冷凝热品位较低，不能直接当成生活热水使用，需要采用热泵来提高其品位，就成为热泵式冷凝热回收系统。采用冷凝热回收制取生活热水的方式，需要改造原有空调系统的冷却水回路，如果系统流程设计不合理，运行控制管理不够适合，可能会造成原有空调系统的工况紊乱，同时也无法满足制取生活热水的要求。

当前，我国及世界上许多国家都面临着电力供应跟不上经济发展需要的矛盾，全球也正呈现着气候逐渐变暖的趋势。现行的冷凝热回收系统一般采用水蓄热式热回收系统，但水蓄热的水箱体积庞大，占用大量面积，并且无法满足热回收与热水使用在时间上的同步性和供热量与用水量的平衡性，使其推广与使用大大受限。

实用新型内容：

本实用新型的目的是用来弥补现有技术冷凝热回收系统无法满足热回收与热水使用在时间上的同步性和供热量与用水量的平衡性的不足，而提供一种相变蓄热式冷凝热回收系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种相变蓄热式冷凝热回收系统，该冷凝热回收系统由水箱、水泵、风冷机组、压缩机、风冷凝器以及数个阀门组成，该冷凝热回收系统还包括相变蓄热器和辅助电加热器，所述相变蓄热器串接在压缩机和风冷凝器之间；所述辅助电加热器一端连接出水管道，另端与相变蓄热器相连；所述水箱通过水泵与相变蓄热器管道连接；所述风冷机组一端管道连接相变蓄热器，另端管道连接压缩机出口；所述数个阀门分别设置在水箱和水泵、相变蓄热器和风冷机组、压缩机和风冷机组以及压缩机和相变蓄热器之间。

所述相变蓄热器内的制冷剂管路与水管路采用逆流式的盘管交叉排布，蓄热器内部充填有相变材料。所述相变蓄热器内壁设置有波纹板装置和相变材料进出口。所述相变蓄热器外壁设置有隔热保温材料。所述横置制冷剂管路采用内螺纹式铜管，垂直制冷剂管路采用沟槽式铜管。

本实用新型一种相变蓄热式冷凝热回收系统中用相变蓄热器替代水蓄热箱，这样单位体积的相变材料和水相比蓄热量大，蓄热密度大，使得整个系统体积大大减小；相变蓄热器内的制冷剂管路与水管路采用逆流式盘管紧密交叉排布，当空调系统运行的同时也有热水需求时，制冷剂与水可直接换热，大大提高了换热效率，可以相当程度的减小因相变材料二次换热而降低换热效率；并且制冷剂的横置管路因为内螺纹管路加强了流体的扰动，提高了制冷剂与相变材料的换热效率，水的垂直管路部分采用沟槽式铜管，增加了沸腾效果，提高了相变材料与水的换热效率；另外增加了电加热器，当冷凝热量不够时，可以开启辅助加热，有效地保证了热回收系统的加热生活热水的功用。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型中相变蓄热器主视图

图3为本实用新型中相变蓄热器后视图

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种相变蓄热式冷凝热回收系统，该冷凝热回收系统由水箱5、水泵4、风冷机组7、压缩机、风冷凝器6以及数个阀门组成，该冷凝热回收系统还包括相变蓄热器3和辅助电加热器2，相变蓄热器3串接在压缩机和风冷凝器6之间；辅助电加热器2一端连接出水管道，另端与相变蓄热器3相连；水箱5通过水泵4与相变蓄热器3管道连接；风冷机组7一端管道连接相变蓄热器3，另端管道连接压缩机出口1；阀门k4、k5、k2、k1分别设置在水箱5和水泵4、相变蓄热器3和风冷机组7、压缩机和风冷机组7以及压缩机和相变蓄热器3之间，在相变蓄热器3和风冷机组7以及压缩机和风冷机组7相互连接的管道之间连接有阀门k3。

相变蓄热器3内的制冷剂管路与水管路采用逆流式的盘管交叉排布，相变蓄热器3内部充填有相变材料104，相变蓄热器3内壁设置有波纹板103装置和相变材料进添加口108和排出口109。相变蓄热器3外壁102设置有隔热保温材料。横置制冷剂管路采用内螺纹式铜管，垂直制冷剂管路采用沟槽式铜管。

当空调系统有热回收的需求时，关闭阀门k2，打开阀门k1，高温制冷剂流体从空调系统的压缩机出口1排出后，流经相变蓄热器3，高温制冷剂与相变蓄热器3内的相变材料104换热，制冷剂相当于进行初步的冷却，而相变蓄热器3则利用相变过程将热量储存。

当用户有热水需求时，阀门k4打开，水箱里的水经泵4的作用流经相变蓄热器3，水与相变蓄热器3内的相变材料104中换热，水被加热，而相变蓄热器3利用相变材料104的降温过程和相变过程将热量释放。

当空调系统无热回收需求时，关闭阀门k1，打开阀门k2，高温制冷剂流体从空调系统的压缩机出口1排出后，直接进入风冷凝器6。

下面结合图2和图3对实用新型中相变蓄热器的工作原理作详细的说明：

该盘管式的逆流相变蓄热器3，其包括制冷剂入口101，包有隔热保温材料的外壁102，波纹板103，相变材料104，水入口105，水出口106，制冷剂出口107，相变材料添加口108，相变材料排出口109。

相变材料104具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固-液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料104吸收并储存大量的潜热；当相变材料104冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。当高温制冷剂通过制冷剂入口101进入相变蓄热器3，固体相变材料104受热温度逐渐升高，达到融点时开始融化直至变成液态，制冷剂降温后从制冷剂出口107流出。低温水从制冷剂入口105进入，高温液体相变材料104释放热量并开始凝固，水温升高，从制冷剂出口106流出。在空调系统运行中用户有热水需求时。高温制冷剂通过制冷剂入口101进入相变蓄热器3时，低温水从制冷剂入口105进入，制冷剂与水以逆流的形式直接通过盘管换热，多余的热量则储存在相变材料104中。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种相变蓄热式冷凝热回收系统，该冷凝热回收系统由水箱、水泵、风冷机组、压缩机、风冷凝器以及数个阀门组成，其特征在于，该冷凝热回收系统还包括相变蓄热器和辅助电加热器，所述相变蓄热器串接在压缩机和风冷凝器之间；所述辅助电加热器一端连接出水管道，另端与相变蓄热器相连；所述水箱通过水泵与相变蓄热器管道连接；所述风冷机组一端管道连接相变蓄热器，另端管道连接压缩机出口；所述数个阀门分别设置在水箱和水泵、相变蓄热器和风冷机组、压缩机和风冷机组以及压缩机和相变蓄热器之间。

2.根据权利要求1所述的一种相变蓄热式冷凝热回收系统，其特征在于，所述相变蓄热器内的制冷剂管路与水管路采用逆流式的盘管交叉排布，蓄热器内部充填有相变材料。

3.根据权利要求1所述的一种相变蓄热式冷凝热回收系统，其特征在于，所述相变蓄热器内壁设置有波纹板装置和相变材料进出口。

4.根据权利要求1所述的一种相变蓄热式冷凝热回收系统，其特征在于，所述相变蓄热器外壁设置有隔热保温材料。

5.根据权利要求2所述的一种相变蓄热式冷凝热回收系统，其特征在于，所述横置制冷剂管路采用内螺纹式铜管，垂直制冷剂管路采用沟槽式铜管。

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