CN112378125A - 一种热泵式海水处理*** - Google Patents

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王小飞
孔蕾
李勇
方瑜辉
严豪爽
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提供了一种热泵式海水处理***，属于热泵***技术领域。它解决了现有技术设计中存在海水热交换率差以致影响热泵的运行的稳定性等问题。本热泵式海水处理***包括热泵机组，热泵机组包括由冷媒管依次连接的压缩机、用户侧换热器、节流装置、海水侧换热器形成一个循环管路，用户侧换热器通过用户热交换管路与用户侧连接，海水侧换热器通过海水热交换管路与海水侧连接，海水热交换管路包括其一端与海水侧换热器上的连通的两个端口一一密封连接的进口接管和出口接管等。本热泵式海水处理***的优点在于：为海水侧换热器提供符合要求的且稳定的热源或冷源，以提高本热泵***的热效率。

Description

一种热泵式海水处理***
一、技术领域
本发明属于热泵***技术领域，尤其是涉及一种热泵式海水处理***。
二、背景技术
现有的大型客运船舶，其室内根据环境需求要供冷和/或供热，而现有的供冷和/或供热***采样空气作为冷源或热源，需要消耗大量的电能，而电能来源于安装在船上的发电机，其需要通过消耗大量的燃料来转化为电能，而船舶由于承载量有一定限制，不能装载太多的燃料。
为此，人们想到了利用海水源热泵机组作为船舶上供冷和/或供热设备，其利用吸收太阳能的海洋水作为低位能源，通过热泵技术，采取少量的高位能源输入，实现低位能向高位能的转化的一种技术，据统计，消耗1千瓦的电能，可以获得3千瓦至4千瓦的热量或冷量因此具有热效率高的特点，此外它虽然以海水为"源体"，但不消耗海水，也不对海水造成污染。
但由于海水中含有多种金属盐导致腐蚀性比普通的淡水大的多，导致与海水进行换热的管件只能用塑料而不是通用的金属制成，从而导致对海水热交换率较低，不能很好的发挥海水源热泵机组的作用。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种解决上述问题中的至少一部分的的热泵式海水处理***。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的热泵式海水处理***，包括热泵机组，热泵机组包括由冷媒管依次连接的压缩机、用户侧换热器、节流装置、海水侧换热器形成一个循环管路，用户侧换热器通过用户热交换管路与用户侧连接，海水侧换热器通过海水热交换管路与海水侧连接，海水热交换管路包括其一端与海水侧换热器上的连通的两个端口一一密封连接的进口接管和出口接管，和设于进口接管的另一端和出口接管的另一端之间的循环管路组件，以及控制海水热交换管路内的呈液态的热交换介质流向的阀组件,循环管路组件使其内的呈液态的热交换介质循环流动直至设于循环管路组件上的温度传感器检测其温度达到预设的温度时通过阀组件与进口接管连通。
在上述的热泵式海水处理***中，循环管路组件包括热交换管，热交换管靠近两端的管段之间密封连接有连接管；所述阀组件包括设于进口接管上的第一阀，和设于出口接管上的第二阀，以及设于连接管上的第三阀。
在上述的热泵式海水处理***中，热交换管绕制为多个呈同心的圈形结构。
在上述的热泵式海水处理***中，循环管路组件还包括设置于热交换管和/或连接管上的循环泵。
在上述的热泵式海水处理***中，第一阀、第二阀和第三阀都为电磁阀。
在上述的热泵式海水处理***中，循环管路组件还包括设于进口接管上的第四阀，第四阀为单向阀。
在上述的热泵式海水处理***中，热交换管由内至外为三层结构且呈同心设置，包括位于最内层的呈圈形的由金属材料制成的金属管层、位于最外层的由塑料制成的塑料管层、以及位于金属管层和塑料管层之间的用于吸收来自塑料管层的热量的储热层。
在上述的热泵式海水处理***中，储热层由相变材料制成。
与现有技术相比，本热泵式海水处理***的优点在于：通过海水热交换管路中的循环管路组件和阀组件实现为海水侧换热器提供符合要求的且稳定的热源或冷源，以提高本热泵***的热效率。
四、附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1提供了本发明实施例的管路图。
图2提供了本发明实施例中的热交换管的结构示意图。
图3提供了本发明实施例中的热交换管的剖视示意图。
图中，压缩机a、用户侧换热器b、节流装置c、海水侧换热器d、进口接管1、出口接管2、热交换管31、金属管层311、塑料管层312、储热层313、连接管32、第一阀33、第二阀34、第三阀35、循环泵36、第四阀37、第五阀38、导通管39、温度传感器4。
五、具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1至3所示，本热泵式海水处理***，包括热泵机组，热泵机组包括由冷媒管依次连接的压缩机a、用户侧换热器b、节流装置c、海水侧换热器d形成一个循环管路，用户侧换热器b通过用户热交换管路与用户侧连接，海水侧换热器d通过海水热交换管路与海水侧连接，海水热交换管路包括其一端与海水侧换热器d上的连通的两个端口一一密封连接的进口接管1和出口接管2，和设于进口接管1的另一端和出口接管2的另一端之间的循环管路组件，以及控制海水热交换管路内的呈液态的热交换介质流向的阀组件,循环管路组件使其内的呈液态的热交换介质循环流动直至设于循环管路组件上的温度传感器4检测其温度达到预设的温度时通过阀组件与进口接管1连通。
需要说明的是这里的用户侧换热器b是指用与用户热交换管路进行热交换的换热器，该用户热交换管路在与用户侧换热器b进行热交换后通过用户热交换管路与用户侧进行热交换，以为用户提供冷源或热源，而这里的海水侧换热器d是指用与海水热交换管路进行热交换的换热器，该海水热交换管路在与海水侧换热器d进行热交换后通过海水热交换管路与海水进行热交换，以为热泵提供冷源或热源，另外这里的节流装置c通常为是电子膨胀阀、毛细管中的一种。
在一个或一些实施例中，循环管路组件包括热交换管31，热交换管31靠近两端的管段之间密封连接有连接管32；所述阀组件包括设于进口接管1上的第一阀33，和设于出口接管2上的第二阀34，以及设于连接管32上的第三阀35。
需要说明的是这里的这里的热交换管31的结构可以有多种，在一个或一些实施例中，热交换管31呈绕制设置，即为多个呈同心的圈形结构，这里的圈形可以各种形状，通常有环形和矩形，另外增加其机械牢固性，可将其每一圈卡设在支撑架上，在放入海里时，热交换管31随支撑架一起放入，另外由于海洋水温随深度增加而降低，因此热交换管31以竖直或倾斜向下的方式设于海中。
在另一个或一些实施例中，设有多个导通管39，其将呈多个圈形的热交换管31中的每相邻两个圈连通，即每相邻的两圈之间设有至少一根导通管39，这样在运行时可使热交换管31内的热交换介质在其内流动的路线更长、这样在其内与海水热交换的时间更长，另外热交换管31中的不同温度的热交换介质还能进行热量交换，以使热交换管31内的热交换介质的温度更均匀。
这里说明一下，海水热交换管路内的呈液态的热交换介质运行的工作原理，与海水侧换热器d进行热交换后的热交换介质从出口接管2出来，然后进入循环管路组件中的热交换管31，如果在热交换管31出口段检测到的热交换介质的温度符合预设的温度则无需经过连接管32重新回流到热交换管31内而是直接输出到出口接管2，此时阀组件中的第一阀33和第二阀34为打开状态、第三阀35为关闭状态，相反，如果未达到预设的温度，则关闭阀组件中的第一阀33和第二阀34、同时打开第三阀35，此时设置于热交换管31和/或连接管32上的循环泵36开启，直至满使在热交换管31出口段检测到的热交换介质的温度符合预设的温度，如此周而复始。
在一个或一些实施例中，第一阀33、第二阀34和第三阀35都为电磁阀。
在一个或一些实施例中，循环管路组件还包括设于进口接管1上的第四阀37，第四阀37为单向阀，这样以防止进入海水侧换热器d的热交换介质逆流。
在一个或一些实施例中，循环管路组件还包括设于出口接管1上的第五阀38，第五阀38为单向阀，这样以防止流出海水侧换热器d的热交换介质逆流。
为了提高热交换管31中热交换介质与海水的热交换率，在一个或一些实施例中，热交换管31由内至外为三层结构且呈同心设置，包括位于最内层的呈圈形的由金属材料制成的金属管层311、位于最外层的由塑料制成的塑料管层312、以及位于金属管层311和塑料管层312之间的用于吸收来自塑料管层312的热量的储热层313。
在一个或一些实施例中，储热层313由相变材料制成。
需要说明的是由于相变材料具有高储热密度及吸放热稳定的特性，具体如包括但不限于石蜡、三水醋酸钠等。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了压缩机a、用户侧换热器b、节流装置c、海水侧换热器d、进口接管1、出口接管2、热交换管31、金属管层311、塑料管层312、储热层313、连接管32、第一阀33、第二阀34、第三阀35、循环泵36、第四阀37、第五阀38、导通管39、温度传感器4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种热泵式海水处理***，包括热泵机组，所述的热泵机组包括由冷媒管依次连接的压缩机(a)、用户侧换热器(b)、节流装置(c)、海水侧换热器(d)形成一个循环管路，所述的用户侧换热器(b)通过用户热交换管路与用户侧连接，所述的海水侧换热器(d)通过海水热交换管路与海水侧连接，其特征在于，所述的海水热交换管路包括其一端与海水侧换热器(d)上的连通的两个端口一一密封连接的进口接管(1)和出口接管(2)，和设于进口接管(1)的另一端和出口接管(2)的另一端之间的循环管路组件，以及控制海水热交换管路内的呈液态的热交换介质流向的阀组件,所述的循环管路组件使其内的呈液态的热交换介质循环流动直至设于循环管路组件上的温度传感器(4)检测其温度达到预设的温度时通过阀组件与进口接管(1)连通。
2.根据权利要求1所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的循环管路组件包括热交换管(31)，所述的热交换管(31)靠近两端的管段之间密封连接有连接管(32)；所述阀组件包括设于进口接管(1)上的第一阀(33)，和设于出口接管(2)上的第二阀(34)，以及设于连接管(32)上的第三阀(35)。
3.根据权利要求2所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的热交换管(31)绕制为多个呈同心的圈形结构。
4.根据权利要求2所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的循环管路组件还包括设置于热交换管(31)和/或连接管(32)上的循环泵(36)。
5.根据权利要求2所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的第一阀(33)、第二阀(34)和第三阀(35)都为电磁阀。
6.根据权利要求2所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的循环管路组件还包括设于进口接管(1)上的第四阀(37)，所述的第四阀(37)为单向阀。
7.根据权利要求2所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的热交换管(31)由内至外为三层结构且呈同心设置，包括位于最内层的呈圈形的由金属材料制成的金属管层(311)、位于最外层的由塑料制成的塑料管层(312)、以及位于金属管层(311)和塑料管层(312)之间的用于吸收来自塑料管层(312)的热量的储热层(313)。
8.根据权利要求7所述的热泵式海水处理***，其特征在于，所述的储热层(313)由相变材料制成。
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