本實(shí)用新型涉及制熱或者制冷設(shè)備,尤其涉及一種熱轉(zhuǎn)移機(jī)。
背景技術(shù):
頻繁的經(jīng)濟(jì)活動加大了能源消耗量。能源消耗結(jié)構(gòu)直接反映一個(gè)國家的能源供給結(jié)構(gòu)。目前,我國能源消耗結(jié)構(gòu)中,煤消耗量占居主導(dǎo)地位。在煤的消耗過程中,容易導(dǎo)致環(huán)境污染。污染物引發(fā)霧霾使人身健康受到嚴(yán)重威脅。因此,提高設(shè)備運(yùn)行的能效比,能夠提高對能源的有效運(yùn)用,減少能源損失,間接保護(hù)到周圍的環(huán)境。利用低溫空氣或者水通過熱泵制熱機(jī)能夠產(chǎn)生熱水,供日常生活使用,尤其能夠用來采暖。用熱泵制熱機(jī)代替電熱水器或者燃煤、燃?xì)鉄崴?,能夠有效地減小排放。其運(yùn)行成本低,是一種節(jié)能環(huán)保的制熱方式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了提高運(yùn)行能效比,本實(shí)用新型提供了一種熱轉(zhuǎn)移機(jī),包括壓縮機(jī)、制熱器、第一回?zé)崞?、?jié)流閥、以及制冷器;
所述壓縮機(jī)具有壓縮氣排出口和回流氣吸入口;
所述制熱器設(shè)有制熱器殼程和制熱器管程,所述壓縮氣排出口與所述制熱器管程連通;所述壓縮機(jī),其排出的工作氣體進(jìn)入所述制熱器管程使所述制熱器殼程內(nèi)的介質(zhì)升高溫度來向外部提供熱源;
所述第一回?zé)崞髟O(shè)有第一回?zé)崞鳉こ毯偷谝换責(zé)崞鞴艹?,所述制熱器管程與所述第一回?zé)崞鞴艹踢B通;所述工作氣體通過第一回?zé)崞骱筮M(jìn)一步降溫;
所述節(jié)流閥分別設(shè)有節(jié)流閥出口和節(jié)流閥入口,所述第一回流器管程,其出口與所述節(jié)流閥入口連通,所述工作氣體通過節(jié)流閥后轉(zhuǎn)變成氣液兩相狀態(tài);
所述制冷器設(shè)有制冷器殼程和制冷器管程,所述制冷器殼程,其入口與所述節(jié)流閥出口連通;所述工作氣體進(jìn)入制冷器管程使所述制冷器殼程內(nèi)的介質(zhì)降低溫度來向外部提供冷源;
以及所述制冷器管程與所述壓縮機(jī)回流氣吸入口通過所述第一回?zé)崞鳉こ踢B通,所述工作氣體在所述第一回?zé)崞鲀?nèi)發(fā)生熱交換后回流至所述壓縮機(jī)。
進(jìn)一步,所述熱轉(zhuǎn)移機(jī)還包括第二回?zé)崞?;所述第二回?zé)崞髟O(shè)有第二回?zé)崞鳉こ毯偷诙責(zé)崞鞴艹?,所述壓縮氣排出口與所述制熱器管程通過所述第二回器管程連通;所述制冷器管程與所述壓縮機(jī)回流氣吸入口依次通過所述第一回?zé)崞鳉こ毯退龅诙仄鳉こ踢B通。
進(jìn)一步,所述第二回?zé)崞鲀?nèi)設(shè)置隔流板,所述隔流板將所述第二回?zé)崞鳉こ谭指舫鲆粌馐?,所述儲氣室位于所述第二回?zé)崞鞴艹躺戏健?/p>
進(jìn)一步,所述熱轉(zhuǎn)移機(jī)還包括閥,所述制冷器管程,其入口與所述壓縮氣排出口經(jīng)閥連通;開啟所述閥時(shí),所述壓縮機(jī)排出的工作氣體能夠到達(dá)所述制冷器管程。這樣是為了除去在制冷器管程外壁累積的冰層使從壓縮氣排出口流出的工作氣體經(jīng)開啟的閥到達(dá)制冷器管程出口。
進(jìn)一步,所述閥是電磁閥。
進(jìn)一步,所述工作氣體為二氧化碳。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型提供的這種熱轉(zhuǎn)移機(jī),其能效比高,其原因在于,經(jīng)壓縮機(jī)排出的工作氣體,將其攜帶的熱量在制熱器中釋放出去;其余熱在第一回?zé)崞髦械谝淮吾尫庞诨亓鳉怏w使其成為第一次加熱氣;而在制冷器中,利用液相工作氣體蒸發(fā)吸熱能夠?qū)⒅评淦鳉こ堂浇橹械臒崃咳〕?。這種熱轉(zhuǎn)移機(jī)利用工作氣體氣液兩相轉(zhuǎn)換使其既能用于制熱又能用于制冷,實(shí)現(xiàn)了熱轉(zhuǎn)移。而現(xiàn)有熱水器不具有熱轉(zhuǎn)移功能。因此,這種熱轉(zhuǎn)移機(jī)具有較高的能效比。進(jìn)一步,第一次加熱氣回流至第二回流器后經(jīng)壓縮機(jī)排出的工作氣體熱場被第二次加熱。在所述第二回?zé)崞鲀?nèi)設(shè)置隔流板,用隔流板將所述第一回?zé)崞鳉こ谭指舫鲆粌馐遥⑶覍⒃搩σ菏抑糜谒龅谝换責(zé)崞鞴艹躺戏?,這樣能夠保持回流氣具有穩(wěn)定的流速。在壓縮氣排出口與制冷器管程入口之間設(shè)置開關(guān)閥管路,能夠在開啟開關(guān)閥時(shí),使所述壓縮機(jī)排出的工作氣體到達(dá)所述制冷器管程。工作氣體從制冷器管程入口進(jìn)入制冷器管程以除去在制冷器管程外壁累積的冰層。不采用電磁閥,則不能夠自動地開啟或者關(guān)閉閥。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式提供的一種熱轉(zhuǎn)移機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式提供的一種熱轉(zhuǎn)移機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式提供的一種熱轉(zhuǎn)移機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明,具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不具有限定作用。
如圖1所示是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式提供的一種熱轉(zhuǎn)移機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述熱轉(zhuǎn)移機(jī)包括用于提供高溫高壓工作氣體的壓縮機(jī)11、制熱器13、第一回?zé)崞?4、節(jié)流閥15、以及制冷器16。
在本具體實(shí)施方式中,工作氣體是二氧化碳。
壓縮機(jī)11具有壓縮氣排出口110b和壓縮機(jī)回流氣吸入口110a。制熱器13設(shè)有制熱器殼程132和制熱器管程131。制熱器殼程132分別設(shè)有制熱器殼程入口132a和制熱器殼程出口132b。制熱器管程131分別設(shè)有制熱器管程入口131a和制熱器管程出口131b。壓縮氣排出口110b與制熱器管程入口131a之間設(shè)有排出管。高溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)排出管流入制熱器管程131。流入制熱器管程的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w在制熱器管程131內(nèi)與流經(jīng)制熱器殼程132的水進(jìn)行熱交換使高溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為中溫高壓工作氣體。
第一回?zé)崞?4設(shè)有第一回?zé)崞鳉こ?42和第一回?zé)崞鞴艹?41。第一回?zé)崞鳉こ?42分別設(shè)有第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a和第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b。第一回?zé)崞鞴艹?41分別設(shè)有第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a和第一回?zé)崞鞴艹坛隹?41b。制熱器管程出口131b與第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a之間設(shè)有排出管。中溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)排出管流入第一回?zé)崞鞴艹?41。流入第一回?zé)崞鞴艹痰闹袦馗邏憾趸細(xì)怏w在第一回?zé)崞鞴艹?41內(nèi)進(jìn)行熱交換使中溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為低溫高壓二氧化碳?xì)怏w。
節(jié)流閥15分別設(shè)有節(jié)流閥入口150a和節(jié)流閥出口150b。第一回流器管程出口141b與節(jié)流閥入口150a之間設(shè)有排出管。低溫高壓二氧化碳?xì)怏w通過排出管經(jīng)節(jié)流閥15成為低溫低壓二氧化碳?xì)庖合唷?/p>
制冷器16設(shè)有制冷器殼程162和制冷器管程161。制冷器殼程162分別設(shè)有制冷器殼程入口162a和制冷器殼程出口162b。制冷器管程161分別設(shè)有制冷器管程入口161a和制冷器管程出口161b。節(jié)流閥出口150b與制冷器殼程入口161a之間設(shè)有排出管。低溫低壓二氧化碳?xì)庖合嘟?jīng)排出管流入制冷器管程161從制冷器殼程162中的媒介取熱,成為二氧化碳回流氣體。
制冷器管程出口161b與第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a之間設(shè)有回流管。二氧化碳回流氣體經(jīng)回流管回流至第一回?zé)崞鳉こ?42與第一回?zé)崞鞴艹?41中的低溫高壓二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行熱交換以提高二氧化碳回流氣體的溫度,成為第一次加熱氣。
第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b與壓縮機(jī)回流氣吸入口110a之間設(shè)有回流管。第一次加熱氣回流至壓縮機(jī)11變?yōu)楦邷馗邏憾趸細(xì)怏w。
如圖2所示為了進(jìn)一步提高能效比防止發(fā)生液擊事故,本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式中提供了一種熱轉(zhuǎn)移機(jī),包括用于提供高溫高壓工作碳?xì)怏w的壓縮機(jī)21、第二回?zé)崞?2、制熱器23、第一回?zé)崞?4、節(jié)流閥25、以及制冷器26。本具體實(shí)施方式中,所述工作氣體為二氧化碳。
壓縮機(jī)21具有壓縮氣排出口210b和壓縮機(jī)回流氣吸入口210a。第二回?zé)崞?2設(shè)有第二回?zé)崞鳉こ?22和第二回?zé)崞鞴艹?21。第二回?zé)崞鳉こ?22設(shè)有第二回?zé)崞鳉こ坛隹?22b和第二回?zé)崞鳉こ倘肟?22a。第二回?zé)崞鞴艹?21設(shè)有第二回?zé)崞鞴艹坛隹?21b和第二回?zé)崞鞴艹倘肟?21a。壓縮氣排出口210b與第二回?zé)崞鞴艹倘肟?21a之間設(shè)有排出管。高溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)排出流入第二回?zé)崞鞴艹?21。流入第二回?zé)崞鞴艹痰母邷馗邏憾趸細(xì)怏w與第二回?zé)崞鳉こ痰幕亓鳉膺M(jìn)行熱交換。流入第二回?zé)崞鞴艹痰母邷馗邏憾趸細(xì)怏w略微降低溫度。
制熱器23設(shè)有制熱器殼程232和制熱器管程231。制熱器殼程232分別設(shè)有制熱器殼程入口232a和制熱器殼程出口232b。制熱器管程231分別設(shè)有制熱器管程入口231a和制熱器管程出口231b。第二回?zé)崞鞴艹坛隹?21b與制熱器管程入口231a之間設(shè)有排出管。高溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)排出管流入制熱器管程231。流入制熱器管程的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w在制熱器管程231內(nèi)與流經(jīng)制熱器殼程232的水進(jìn)行熱交換使高溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為中溫高壓二氧化碳?xì)怏w。
第一回?zé)崞?4設(shè)有第一回?zé)崞鳉こ?42和第一回?zé)崞鞴艹?41。第一回?zé)崞鳉こ?42分別設(shè)有第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a和第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b。第一回?zé)崞鞴艹?41分別設(shè)有第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a和第一回?zé)崞鞴艹坛隹?41b。制熱器管程出口231b與第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a之間設(shè)有排出管。中溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)第二排出管流入第一回?zé)崞鞴艹?41。流入第一回?zé)崞鞴艹痰闹袦馗邏憾趸細(xì)怏w在第一回?zé)崞鞴艹虄?nèi)進(jìn)行熱交換使中溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為低溫高壓二氧化碳?xì)怏w。
節(jié)流閥25分別設(shè)有節(jié)流閥入口250a和節(jié)流閥出口250b。第一回流器管程出口241b與節(jié)流閥入口250a之間設(shè)有排出管。低溫高壓二氧化碳?xì)怏w通過排出管經(jīng)節(jié)流閥25成為低溫低壓二氧化碳?xì)庖合唷?/p>
制冷器26設(shè)有制冷器殼程262和制冷器管程261。制冷器殼程262分別設(shè)有制冷器殼程入口262a和制冷器殼程出口262b。制冷器管程261分別設(shè)有制冷器管程入口261a和制冷器管程出口261b。節(jié)流閥出口250b與所述制冷器管程入口261a之間設(shè)有排出管。低溫低壓二氧化碳?xì)庖合嘟?jīng)排出管流入制冷器管程261后,從制冷器殼程262中的媒介取熱,成為二氧化碳回流氣體。
制冷器管程出口261b與第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a之間設(shè)有回流管。二氧化碳回流氣體經(jīng)回流管回流至第一回?zé)崞鳉こ?42后,與第一回?zé)崞鞴艹?41中的低溫高壓二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行熱交換以提高二氧化碳回流氣體的溫度,成為第一次加熱氣。
第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b與第二回?zé)崞鳉こ倘肟?22a之間設(shè)有回流管。第一次加熱氣經(jīng)回流管流入第二回?zé)崞鳉こ?22后,與第二回?zé)崞鞴艹?21內(nèi)的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行熱交換以提高第一次加熱氣的溫度,成為第二次加熱氣。
第二回?zé)崞鳉こ坛隹?22b與壓縮機(jī)回流氣吸入口210a之間設(shè)有回流管。第二次加熱氣經(jīng)回流管流入壓縮機(jī)21。
流經(jīng)制熱器殼程的水在制熱器殼程232內(nèi)被制熱器管程231內(nèi)的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w加熱,成為熱水,熱水從制熱器殼程出口232b流出。
流經(jīng)制冷器殼程的熱媒從制冷器殼程入口262a流入,通過熱交換使制冷器管程261內(nèi)的低溫低壓二氧化碳?xì)庖合噢D(zhuǎn)變?yōu)槎趸蓟亓鳉怏w。二氧化碳回流氣體取走熱媒中的熱量后使熱媒溫度降低,降溫后的熱媒從制冷器殼程出口262b排出。
進(jìn)一步,如圖3所示,在第一回?zé)崞?4內(nèi)設(shè)有隔流板343,該隔流板將第一回?zé)崞鳉こ?42分隔出一儲氣室344,該儲氣室344位于所述第二回?zé)崞鞴艹?41上方。
對于上述熱轉(zhuǎn)移機(jī),如圖1、圖2或者圖3所示,若采用水作為熱媒,制冷器管程外壁容易累積冰層。這種熱轉(zhuǎn)移機(jī)正常運(yùn)行時(shí),制冷器管程外壁溫度遠(yuǎn)低于水的溫度,水分會凝結(jié)在制冷器管程外壁上。所述制冷器管程外壁溫低于0攝氏度,使水凝結(jié)成冰。由于冰的熱導(dǎo)率只有金屬熱導(dǎo)率的幾百分之一至百分之一,因而冰層對制冷器管程外壁形成了較大的熱阻。特別是冰層較厚時(shí),其猶如保溫壁一樣,使所述制冷器管程內(nèi)壁冷量不容易散發(fā)出來,影響制冷器的制冷效果,最終達(dá)不到換熱要求。同時(shí),低溫低壓二氧化碳?xì)庖合嘣谥评淦鲀?nèi)的蒸發(fā)流量被減少,低溫低壓二氧化碳?xì)庖合嗫赡鼙粔嚎s機(jī)吸入而造成液擊事故。因此,不除掉在制冷器管程外壁包裹的冰層,則冰層將越來越厚,制冷器的制冷效果越來越差。
為了保持制冷器正常運(yùn)行使其制冷效果穩(wěn)定,如圖3所示,本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式中提供了一種熱轉(zhuǎn)移機(jī),包括用于提供高溫高壓工作氣體的壓縮機(jī)31,制熱器33,第一回?zé)崞?4,節(jié)流閥35,制冷器36。在本具體實(shí)施方式中,所述工作氣體為二氧化碳。
壓縮機(jī)31具有壓縮氣排出口310b和壓縮機(jī)回流氣吸入口310a。制熱器33設(shè)有制熱器殼程332和制熱器管程331。制熱器殼程332分別設(shè)有制熱器殼程入口332a和制熱器殼程出口332b。制熱器管程331分別設(shè)有制熱器管程入口331a和制熱器管程出口331b。壓縮氣排出口310b與制熱器管程入口331a之間設(shè)有排出管。
熱轉(zhuǎn)移機(jī)還包括第二回?zé)崞?2。第二回?zé)崞?2設(shè)有第二回?zé)崞鳉こ?22和第二回?zé)崞鞴艹?21。第二回?zé)崞鳉こ?22分別設(shè)有第二回?zé)崞鳉こ倘肟?22a和第二回?zé)崞鳉こ坛隹?22b。第二回?zé)崞鞴艹?21分別設(shè)有第二回?zé)崞鞴艹倘肟?21a和第二回?zé)崞鞴艹坛隹?21b。高溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)第二回?zé)崞鞴艹塘魅胫茻崞鞴艹?。流入制熱器管程的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w在制熱器管程內(nèi)與流經(jīng)制熱器殼程的水進(jìn)行熱交換使高溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為中溫高壓二氧化碳?xì)怏w。
第一回?zé)崞髟O(shè)有第一回?zé)崞鳉こ?42和第一回?zé)崞鞴艹?41。第一回?zé)崞鳉こ?42分別設(shè)有第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a和第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b。第一回?zé)崞鞴艹?41分別設(shè)有第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a和第一回?zé)崞鞴艹坛隹?41b。制熱器管程出口331b與第一回?zé)崞鞴艹倘肟?41a之間設(shè)有排出管。中溫高壓二氧化碳?xì)怏w經(jīng)排出管流入第一回?zé)崞?4。流入第一回?zé)崞鞴艹痰闹袦馗邏憾趸細(xì)怏w在第一回?zé)崞鞴艹?41內(nèi)進(jìn)行熱交換使中溫高壓二氧化碳?xì)怏w溫度降低,成為低溫高壓二氧化碳?xì)怏w。
節(jié)流閥35分別設(shè)有節(jié)流閥入口350a和節(jié)流閥出口350b。第一回流器管程出口341b與節(jié)流閥入口350a之間設(shè)有排出管。低溫高壓二氧化碳?xì)怏w通過排出管經(jīng)節(jié)流閥35成為低溫低壓二氧化碳?xì)庖合唷?/p>
制冷器36設(shè)有制冷器殼程362和制冷器管程361。制冷器殼程362分別設(shè)有制冷器殼程入口362a和制冷器殼程出口362b。制冷器管程361分別設(shè)有制冷器管程入口361a和制冷器管程出口361b。節(jié)流閥出口350b與制冷器管程入口361a之間設(shè)有排出管。低溫低壓二氧化碳?xì)庖合嘟?jīng)排出管流入制冷器管程361從制冷器殼程中的水取熱,成為二氧化碳回流氣體。
制冷器管程出口361b與第一回?zé)崞鳉こ倘肟?42a之間設(shè)有回流管。二氧化碳回流氣體經(jīng)回流管流至第一回?zé)崞鳉こ?42與第一回?zé)崞鞴艹?41中的低溫高壓二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行熱交換以提高二氧化碳回流氣體的溫度,成為第一次加熱氣。第一回?zé)崞鳉こ坛隹?42b與第二回?zé)崞鳉こ倘肟?22a之間設(shè)有回流管,并且第二回?zé)崞鳉こ坛隹?22b與壓縮機(jī)回流氣吸入口310a之間設(shè)有接管。第一次加熱氣經(jīng)第二回?zé)崞鳉こ?22與第二回?zé)崞鞴艹?21內(nèi)高溫高壓二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行熱交換來提高第一次加熱氣的溫度,成為第二次加熱氣后,再流回壓縮機(jī)31。
流經(jīng)制熱器殼程的水在制熱器殼程332內(nèi)被制熱器管程331內(nèi)高溫高壓二氧化碳?xì)怏w加熱,成為熱水。熱水從制熱器殼程出口332b流出。
流經(jīng)制冷器殼程的水從制冷器殼程入口362a流入,通過熱交換使制冷器管程361內(nèi)的低溫低壓二氧化碳?xì)庖合噢D(zhuǎn)變?yōu)槎趸蓟亓鳉怏w。二氧化碳回流氣體取走水中的熱量后使水溫度降低。降溫后的水從制冷器殼程出口362b排出。
壓縮氣排出口310b、第一三通、電磁閥38、第二三通和制冷器管程入口361a順次接通。若不開啟電磁閥38,壓縮機(jī)排出的高溫高壓二氧化碳?xì)怏w不會到達(dá)制冷器管程361,不會清除制冷器管程外壁的冰層。若關(guān)閉電磁閥38,所述熱轉(zhuǎn)移機(jī)正常運(yùn)行。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。