CN108679881A - 奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器及其融雪除冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器及其融雪除冰方法，包括对应设置的第一分气管和第一集气管、对应设置的第二分气管和第二集气管；所述第一分气管通过若干组第一换热管与所述第二集气管连接，用于将进入第一分气管的气态冷媒工质通过第一换热管输送至第二集气管；所述第二分气管通过若干组第二换热管与所述第一集气管连接，用于将进入第二分气管的气态冷媒工质通过第二换热管输送至第一集气管；本发明结构设计合理，对现有高寒地区的机场跑道、桥涵、战略公路局部路面实现了低温加热融雪除冰技术突破，保障了高寒地区机场跑道飞行起降安全，保障了高寒地区桥涵、战略公路的车辆通行安全。

Description

奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器及其融雪除冰方法

技术领域

本发明涉及管式换热器技术领域，尤其涉及一种适用于机场跑道、桥涵、战略公路场所使用的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器及其融雪除冰方法。

背景技术

现有技术所公开的机场跑道融雪除冰是通过吹雪车处理，然而由于高寒自然天气原因，无法达到除冰的目的，对航班正常起降带来严重的不确定安全隐患。

桥涵、战略公路目前采用的盐类融雪剂，众所周知，盐类融雪剂虽可融雪，但是其对路面造成了一定的腐蚀作用，对路面附件的种植林木有着毁灭性的后果，尤其是桥涵的金属构件的腐蚀作用。

因此，机场跑道、桥涵、战略公路的现有融雪除冰技术不能有效且可靠的保障飞机飞行起降、车辆通行的安全，是行业内函待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中机场跑道、桥涵、战略公路融雪除冰效果的不足，本发明提供一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器及其融雪除冰方法，通过加热的方式进行融雪除冰。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于，包括：

对应设置的第一分气管和第一集气管；

对应设置的第二分气管和第二集气管；

所述第一分气管通过若干组第一换热管与所述第二集气管连接，用于将进入第一分气管的气态冷媒工质通过第一换热管输送至第二集气管；

所述第二分气管通过若干组第二换热管与所述第一集气管连接，用于将进入第二分气管的气态冷媒工质通过第二换热管输送至第一集气管；

所述每组第一换热管和每组第二换热管之间呈奇、偶数间隔分布结构。

所述第一集气管和第二集气管均采用U型管结构，通过U型管结构用于保持各第一换热管之间和各第二换热管之间的气态冷媒工质流通行程相同。

所述每组第一换热管或每组第二换热管均包括至少一根换热管。

所述第一换热管、第二换热管或/和第一分气管、第二分气管或/和第一集气管、第二集气管的下部外侧均包裹有隔热层，第一换热管、第二换热管或/和第一分气管、第二分气管或/和第一集气管、第二集气管的上部外侧均设有散热翅片。

所述散热翅片包括沿所在管体长度方向且径向分布的至少一组。

所述冷媒工质为R134a或R407c或R410a或R290或R32。

还包括了第一热泵主机和第二热泵主机，所述第一热泵主机的冷媒工质出口与第一分气管连接，第一热泵主机的冷媒工质进口与第一集气管连接，所述第二热泵主机的冷媒工质出口与第二分气管连接，第二热泵主机的冷媒工质进口与第二集气管连接。

所述第一热泵主机和第二热泵主机均包括压缩机、蒸发器和膨胀阀，压缩机的输入端、蒸发器和膨胀阀的输出端之间通过冷媒工质管路依次连接，第一热泵主机的压缩机的输出端冷媒工质管路与第一分气管连接，第一热泵主机的膨胀阀的输入端冷媒工质管路与第一集气管连接，第二热泵主机的压缩机的输出端冷媒工质管路与第二分气管连接，第二热泵主机的膨胀阀的输入端冷媒工质管路与第二集气管连接。

一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器的融雪除冰方法，其特征在于，包括以下各步骤：

将由第一换热管、第二换热管、第一分气管、第二分气管、第一集气管和第二集气管构成的管式换热器总成预埋在路面本体层内下部，并将管式换热器总成分别与第一热泵主机和第二热泵主机连接；

开启第一热泵主机和第二热泵主机，第一热泵主机的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第一分气管、第一换热管和第二集气管输送至第二热泵主机的冷媒工质进口，第二热泵主机的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第二分气管、第二换热管和第一集气管输送至第一热泵主机的冷媒工质进口，第一换热管和第二换热管内的流通的气态冷媒工质分别在第一热泵主机和第二热泵主机之间循环使用，且相邻第一换热管和第二换热管内的气态冷媒工质流通方向相反；

通过第一换热管和第二换热管内的气态冷媒工质释放热量，经第一换热管和第二换热管表面及各自的散热翅片将热量传递至路面本体层内，使路面本体层温度上升，对路面上的积雪及冰进行融化。

本发明的有益效果是：结构设计合理，对现有高寒地区的机场跑道、桥涵、战略公路局部路面实现了低温加热融雪除冰技术突破，保障了高寒地区机场跑道飞行起降安全，保障了高寒地区桥涵、战略公路的车辆通行安全，同时根据需要，该结构同样适用于其它具有融雪除冰需求的特殊路面。

利用热泵主机的地热加热的高效率，即在地面温度仅需达到0℃以上就能实现融雪除冰，由于热泵主机的能效比COP一般达到，大大提高了能源的利用率，显著地降低了运营成本，对环境无污染。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是换热管的结构示意图。

图3是热泵主机的***结构示意图。

图中：1第一热泵主机、2第一分气管、3第一集气管、4第一换热管、5第二换热管、6第二热泵主机、7第二分气管、8第二集气管、9散热翅片、10隔热层、11压缩机、12蒸发器、13膨胀阀。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

根据图1、图2、图3所示：一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，包括：

第一热泵主机1、及与第一热泵主机1的冷媒工质出口连接的第一分气管2和与第一热泵主机1的冷媒工质进口连接的第一集气管3；

第二热泵主机6、及与第二热泵主机6的冷媒工质出口连接的第二分气管7和与第二热泵主机6的冷媒工质进口连接的第二集气管8；

所述第一集气管3通过若干组第一换热管4与所述第二集气管8连接，第一热泵主机1的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第一分气管2、第一换热管4和第二集气管8输送至第二热泵主机6的冷媒工质进口；

所述第二集气管8通过若干组第二换热管5与所述第一集气管3连接，第二热泵主机6的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第二分气管7、第二换热管5和第一集气管3输送至第一热泵主机1的冷媒工质进口；

所述每组第一换热管4和每组第二换热管5之间呈奇、偶数间隔分布结构，且每组第一换热管4和每组第二换热管5均包括一根换热管。

上述结构中，第一热泵主机1和第二热泵主机6之间通过两个单向循环气态冷媒工质的管路构成一个整体，使得第一换热管4和第二换热管5内的气态冷媒工质相向流通，实现散热效果的均匀、稳定。

进一步地，所述第一集气管3和第二集气管8均采用U型管结构，通过U型管结构用于保持各第一换热管4之间和各第二换热管5之间的气态冷媒工质流通行程相同，具体为，通过U型管结构使换热管与集气管、进气管的相对位置反向连接，分气管最先进入换热管的气态冷媒工质最终进入集气管的最末端，反而分气管最后进入换热管的气态冷媒工质最终进入集气管的最首端，从而将气态冷媒工质的行程长度控制在相同长度；

进一步地，所述第一热泵主机1和第二热泵主机6均包括压缩机11、蒸发器12和膨胀阀13，压缩机11的输入端、蒸发器12和膨胀阀13的输出端之间通过冷媒工质管路连接，第一热泵主机1的压缩机11的输出端冷媒工质管路与第一分气管2连接，第一热泵主机1的膨胀阀13的输入端冷媒工质管路与第一集气管3连接，第二热泵主机6的压缩机11的输出端冷媒工质管路与第二分气管7连接，第二热泵主机6的膨胀阀13的输入端冷媒工质管路与第二集气管8连接；该结构中，在现有热泵主机结构的基础上，通过奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器代替热泵主机的冷凝器，可以将气态冷媒工质的热量在各管路内直接与外部环境进行热交换实现散热。

更进一步地，所述第一换热管4、第二换热管5、第一分气管2、第二分气管7、第一集气管3和第二集气管8的下部外侧均包裹有隔热层10，隔热层10采用高分子橡塑材料，具有耐腐、保温的优点，第一换热管4、第二换热管5、第一分气管2、第二分气管7、第一集气管3和第二集气管8的上部外侧均设有散热翅片，且散热翅片包括沿所在管体长度方向且径向分布的多组，通过各管体下部的隔热层10实现管体下部的保温效果，防止热量向下部扩散造成利用率低，各管体上部的散热翅片用于提高热交换面积，从而可以充分利用气态冷媒工质的热量对外部环境进行加热。

所述冷媒工质为R134a或R407c或R410a或R290或R32，可以根据实际情况、要求进行选择使用。

一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器的融雪除冰方法，包括以下步骤：

将由第一换热管4、第二换热管5、第一分气管2、第二分气管7、第一集气管3和第二集气管8构成的管式换热器总成预埋在路面本体层内下部，并将管式换热器总成分别与第一热泵主机1和第二热泵主机6连接；

开启第一热泵主机1和第二热泵主机6，第一热泵主机1的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第一分气管2、第一换热管4和第二集气管8输送至第二热泵主机6的冷媒工质进口，第二热泵主机6的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第二分气管7、第二换热管5和第一集气管3输送至第一热泵主机1的冷媒工质进口，第一换热管4和第二换热管5内的流通的气态冷媒工质分别在第一热泵主机1和第二热泵主机6之间循环使用，且相邻第一换热管4和第二换热管5内的气态冷媒工质流通方向相反；

通过第一换热管4和第二换热管5内的气态冷媒工质释放热量，经第一换热管4和第二换热管5表面及各自的散热翅片将热量传递至路面本体层内，使路面本体层温度上升，对路面上的积雪及冰进行融化。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明的目的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于，包括：

对应设置的第一分气管和第一集气管；

对应设置的第二分气管和第二集气管；

所述第一分气管通过若干组第一换热管与所述第二集气管连接，用于将进入第一分气管的气态冷媒工质通过第一换热管输送至第二集气管；

所述第二分气管通过若干组第二换热管与所述第一集气管连接，用于将进入第二分气管的气态冷媒工质通过第二换热管输送至第一集气管；

所述每组第一换热管和每组第二换热管之间呈奇、偶数间隔分布结构。

2.根据权利要求1所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述第一集气管和第二集气管均采用U型管结构，通过U型管结构用于保持各第一换热管之间和各第二换热管之间的气态冷媒工质流通行程相同。

3.根据权利要求1所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述每组第一换热管或每组第二换热管均包括至少一根换热管。

4.根据权利要求1所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述第一换热管、第二换热管或/和第一分气管、第二分气管或/和第一集气管、第二集气管的下部外侧均包裹有隔热层，第一换热管、第二换热管或/和第一分气管、第二分气管或/和第一集气管、第二集气管的上部外侧均设有散热翅片。

5.根据权利要求4所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述散热翅片包括沿所在管体长度方向且径向分布的至少一组。

6.根据权利要求1所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述冷媒工质为R134a或R407c或R410a或R290或R32。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：还包括了第一热泵主机和第二热泵主机，所述第一热泵主机的冷媒工质出口与第一分气管连接，第一热泵主机的冷媒工质进口与第一集气管连接，所述第二热泵主机的冷媒工质出口与第二分气管连接，第二热泵主机的冷媒工质进口与第二集气管连接。

8.根据权利要求7所述的奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器，其特征在于：所述第一热泵主机和第二热泵主机均包括压缩机、蒸发器和膨胀阀，压缩机的输入端、蒸发器和膨胀阀的输出端之间通过冷媒工质管路依次连接，第一热泵主机的压缩机的输出端冷媒工质管路与第一分气管连接，第一热泵主机的膨胀阀的输入端冷媒工质管路与第一集气管连接，第二热泵主机的压缩机的输出端冷媒工质管路与第二分气管连接，第二热泵主机的膨胀阀的输入端冷媒工质管路与第二集气管连接。

9.一种奇偶数间隔排列长矩形往复式冷媒加热器的融雪除冰方法，其特征在于，包括以下各步骤：

将由第一换热管、第二换热管、第一分气管、第二分气管、第一集气管和第二集气管构成的管式换热器总成预埋在路面本体层内下部，并将管式换热器总成分别与第一热泵主机和第二热泵主机连接；

开启第一热泵主机和第二热泵主机，第一热泵主机的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第一分气管、第一换热管和第二集气管输送至第二热泵主机的冷媒工质进口，第二热泵主机的冷媒工质出口将气态冷媒工质通过第二分气管、第二换热管和第一集气管输送至第一热泵主机的冷媒工质进口，第一换热管和第二换热管内的流通的气态冷媒工质分别在第一热泵主机和第二热泵主机之间循环使用，且相邻第一换热管和第二换热管内的气态冷媒工质流通方向相反；

通过第一换热管和第二换热管内的气态冷媒工质释放热量，经第一换热管和第二换热管表面及各自的散热翅片将热量传递至路面本体层内，使路面本体层温度上升，对路面上的积雪及冰进行融化。