CN207163028U - 一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，包括供热管路和蓄热型钢制板式换热器，蓄热型钢制板式换热器包括钢板壳体和加热管，加热管包括自下而上排列的直管段和连接在相邻两个直管段之间的弯管；钢板壳体包括设置在每段直管段***的正六棱柱筒体及设置在加热管两端、且分别与所有的正六棱柱筒体两端相接的端部封板；所有的正六棱柱筒体是以相对的两个表面呈竖直方向来布置，位于上下相邻的正六棱柱筒体之间焊接有连接板；钢板壳体的背面顶端设有水管，水管与钢板壳体相贯通，钢板壳体的背面、位于水管下方的区域设有翅片，翅片采用波纹板结构。本实用新型可以提高***的运行效率，保证夏季制冷和冬季供暖均有较高的热舒适性。

Description

一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置

技术领域

本实用新型涉及一种空气源热泵空调***供暖装置，具体地说，涉及一种用于冬夏双末端空气源热泵***冬季室内采暖的蓄热型直接冷凝辐射板式换热器装置。

背景技术

现如今能源危机已经逐渐成为遏制我国经济社会发展的突出问题，国家“十三五”规划提出“强化建筑节能”，“推进利用太阳能、浅层地热能、空气热能、工业余热等解决建筑用能需要”。其中，空气源热泵***由于其能量利用效率较高，安装便捷维修简单以及无污染等优点在我国大部分地区得到了广泛应用。针对不进行集中采暖的地区，百姓分散燃烧的化石能源质量差。为标本兼治，改善空气质量，减少烟尘排放，国家针对北方非集中供热区域，提出了采用电采暖设备逐渐替代原有化石能源分散燃烧的方案，以减少因散煤燃烧造成的环境污染问题。在已有电供暖设施中，采用电驱动的空气源热泵从空气中取热，将低品位热能转化为高品位热能进行供暖，是最节能、最易行的供暖设施。

传统空气源热泵制冷和供暖均使用空调室内机作为换热末端，而夏季采用空调室内机制冷效果较好，但冬天采用室内机采暖易造成室内高处的温度场较高，人活动范围内温度较低的分布不均匀的情况，且由于送风温度较高容易产生较为强烈的吹风感，严重影响人的热舒适。为解决该问题，提高舒适性，空气源热泵热水***应运而生，以热辐射的形式进行冬季室内供暖，但该***需要将制冷剂与水进行二次换热，这样会造成一定的热量损失，既浪费能源设备也比较复杂，初投资和运行费用都较高，因此不适用于一般的民用住宅，而且也无法兼顾夏季对室内进行制冷的需求。另外，在室外温度较低，相对湿度较高的地区，以上两种***还会造成空气源热泵蒸发器表面结霜降低***运行效率的问题。

实用新型内容

针对现有技术，本实用新型针设计了用于空气源热泵冬季采暖使用的蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置。冬季将空气源热泵与直接冷凝板式换热器进行匹配衔接，以制冷剂作为热媒直接向室内供暖，降低冷凝温度，减少***能量损失与运输能耗，采用钢制板式换热器，在散热表面喷涂复合陶瓷辐射涂料使散热器向室内辐射更为强烈，将两片钢板根据冷凝器的铜管尺寸冲压出波纹凹槽，波纹尺寸需保证铜管能与散热器板片的波纹凹槽面线接触，以减小传热热阻，提高与室内的对流换热以及辐射换热效果，然后将铜管盘绕在两片钢板的波纹凹槽中并固定，密封好两块散热器板片并焊接肋片，最后在板式换热器中充注满水，以保证将冷凝器的制冷剂管道浸在水中。此蓄热型直接冷凝辐射板式换热器，将压缩机排出的高温高压制冷剂，经过铜管直接在板式换热器内与水换热，水被加热后通过钢制换热器将热量通过对流和辐射的方式散入室内。钢制散热器中的被加热的水起到了蓄热的作用，室外换热器化霜时从辐射板散热器内蓄存的水中取热，而不是从室内空气中取热，避免了室内空气温度阶段性下降，以维持室内的热舒适。采用蓄热型直接冷凝辐射板式换热器，水在其中既起到了蓄热的作用，又起到了保护制冷剂管道的作用。

为了解决上述技术问题提高***的运行效率，保证夏季制冷和冬季供暖均有较高的热舒适性。本发明提出的一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，包括供热管路和蓄热型钢制板式换热器，所述供热管路包括供热干管和回热干管，所述供热干管和回热干管上均设有温度压力传感器和控制调节阀；所述蓄热型钢制板式换热器包括钢板壳体和加热管，所述加热管包括自下而上排列的直管段和连接在相邻两个直管段之间的弯管，所述钢板壳体包括设置在每段直管段***的正六棱柱筒体及设置在加热管两端、且分别与所有的正六棱柱筒体两端相接的端部封板；所有的正六棱柱筒体是以相对的两个表面呈竖直方向来布置，位于上下相邻的正六棱柱筒体之间焊接有连接板；所述钢板壳体的前表面涂覆有复合陶瓷辐射涂料层；所述钢板壳体的背面顶端设有水管，所述水管与所述钢板壳体相贯通，所述水管的两端分别设有注水口和出气口，位于所述钢板壳体顶部的一侧设有入管孔和出管口，所述供热干管的一端连接至室外机组，所述供热干管的另一端通过所述入管口与所述加热盘管的一端相连，所述回热干管的一端通过所述出管口与所述加热盘管的另一端相连；所述回热干管的另一端连接至室外机组；所述钢板壳体的背面、位于所述水管下方的区域设有翅片，所述翅片采用波纹板结构。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置中，所述钢板壳体与加热管之间的空间为蓄水层，所述加热管内填充有制冷剂。

所述翅片为竖向布置，所述翅片与钢板壳体之间为线接触。

所述正六棱柱筒体相对两侧面的距离为10mm，所述加热管的外径为8mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，构造简单、价格低廉、强度高，既可有效降低***成本，又可以保留传统辐射供暖方式使室内的温度场分布均匀等优点，从而使热泵的冷凝温度进一步降低，提高空气源热泵的COP，实现节能减排。减少了对既有建筑的改造施工成本，使用模具可根据不同房间类型及其负荷需求生产不同尺寸的换热器，方便进行设备的模块化生产，进行选型和现场安装，也可以在原有传统散热器的基础上进行改造，大大减少了施工难度和工程量，降低改造成本。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置避免了二次换热，可以降低冷凝温度，从而降低热泵能耗。且无须水***，也就无须水泵、水箱、过滤器、阀件等设备。安装时采用壁挂式可以使墙壁和地板被加热后，向室内进行二次散热。由于制冷剂管道的直径较小，因此散热器的厚度也较小省去了传统***中的热水输配环路，减少输送能耗和能量损失，同时可以大大节省室内空间。相比于传统空调制热，辐射供暖室内空气流速低，不会引起灰尘飞扬，且无风机等运动部件，***运行安静无噪声。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置中的钢板壳体及其包围的加热管可以实现模块化生产，大大减少了施工难度和工程量，降低改造成本。运行维护简单，避免了水***运行维护的麻烦。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置中的加热管与钢板壳体为相切接触，强化换热，蓄水层减缓直接接触造成的热线现象，使辐射板整体温度均匀，同时在板式换热器表面喷涂复合陶瓷辐射涂料，相比于传统壁挂辐射板装置，提高了室内换热效率。

附图说明

图1为本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置的立面示意图；

图2为图1所示换热装置的俯视图；

图3为图1中B-B所示位置剖面图；

图4为图1中A-A所示位置剖面图；

图5是图4中C处局部结构放大图。

图中：1-加热管，2-蓄水层，3-内部焊接板，4-入管孔，51、52-温度压力传感器，61、62-控制调节阀，7-供热干管，8-回热干管，9-注水口，10-水管，11-出气口，12-翅片，13-钢板壳体，14-辐射涂层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本实用新型进行解释说明，并不用以限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型提出的一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，包括供热管路和蓄热型钢制板式换热器，所述供热管路包括供热干管7和回热干管8，所述供热干管7和回热干管8上均设有温度压力传感器51和52和控制调节阀61和62。

所述蓄热型钢制板式换热器包括钢板壳体13和加热管1。所述加热管1包括自下而上排列的直管段和连接在相邻两个直管段之间的弯管。如图1、图4和图5所示，所述钢板壳体13包括设置在每段直管段***的正六棱柱筒体及设置在加热管1两端、且分别与所有的正六棱柱筒体两端相接的端部封板；如图5所示，所述正六棱柱筒体相对两侧面的距离为10mm，所述加热管1的外径为8mm，所述钢板壳体13与加热管1之间的空间为蓄水层2，所述加热管1内填充有制冷剂。所有的正六棱柱筒体是以相对的两个表面呈竖直方向来布置，位于上下相邻的正六棱柱筒体之间焊接有连接板3，可以加强整体换热装置的强度。

所述钢板壳体13的前表面涂覆有复合陶瓷辐射涂料层14。

如图2和图3所示，所述钢板壳体13的背面顶端设有水管10，所述水管10与所述钢板壳体相贯通，所述水管10的两端分别设有注水口9和出气口11，位于所述钢板壳体13顶部的一侧设有入管孔4和出管口。如图1和图2所示，所述供热干管7的一端连接至室外机组，所述供热干管7的另一端通过所述入管口4与所述加热盘管1的一端相连，所述回热干管8的一端通过所述出管口与所述加热盘管1的另一端相连；所述回热干管8的另一端连接至室外机组。

所述钢板壳体13的背面、位于所述水管10下方的区域设有翅片12，所述翅片12采用波纹板结构，如图3和图4即图5所示，所述翅片12为竖向布置，所述翅片12与钢板壳体13之间为线接触，可以加强整体蓄热型钢制板式换热装置的对流换热能力。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置制备简单，如图4和图5所示，其中的所述蓄热型钢制板式换热器是将两块钢板冲压出与加热管1尺寸相一致的波纹凹槽并用连接板2焊接拼接在一起，将组装的盘形加热管放入钢板冲压形成的波纹凹槽内，在每个凹槽对应的位置再扣合上一个凹槽板焊接有在每段加热管1***形成了一个基本上为六棱柱的筒体，在加热管与正六棱柱筒体之间形成了通道(即为蓄水层2)，加热管2与钢板表面线接触，加热管1两端的弯管转弯处与端部封板的侧壁不相切，从而留有一定的走管间隙。热量通过蓄水层2向蓄热型钢制板式换热器中的加热管1进行换热，蓄水层2与加热管1的表面、与蓄热型钢制板式换热器的内壁紧密接触。如图2所示，为了给蓄水层2供水，在所述钢板壳体13的背面顶端设有水管10，在水管10的一端设置注水口9，为了不造成内部空气与灌水造成的水击现象，在水管10的另一端开设出气孔11，水管10的左右两端与所述钢板壳体13的内部空间连通，便于水充满整个蓄水层2的空间，同时在所述钢板壳体13的背后设有竖向翅片12，翅片12固定于六边形通道的一侧，紧贴着整块的蓄热型钢制板式换热器，与传统墙体辐射供暖末端相比，本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置不仅增强了与房间空气的对流换热量，且壁挂时留有的安装间歇中的空气夹层减小了墙体供暖***向相邻房间换热的反向传热量。为了保证该辐射板承压能力，在每段正六棱柱筒体的上下端焊接有连接板，波纹板之间的空隙与四周的入管空间作为蓄水层，提高蓄水容量，保证水蓄热直接冷凝式辐射板式换热器的蓄热量，为了提高换热器与室内各壁面之间的辐射换热量，在板式换热器表面涂有复合陶瓷辐射涂料。

如图3所示，蓄水层2的存在可以供给热泵机组在冬季反向运转除霜时的热量，避免机组直接从室内吸收热量，可以有效地控制减小室内温度波动，保证室内人员舒适性。在装有加热管的板式换热器通道内加水，增加的蓄水层2可以减轻加热管1与钢板表面直接接触造成的热线现象，使整体辐射板式换热器温度均匀，强化了室内对流传热。设置在所述钢板壳体13的背面顶端设有水管10不仅加大了***蓄水容量，保证冬季除霜时的吸热量，使换热器装置表面温度不低于室内露点温度，解决表面结露问题，同时便于末端装置的检修安装。

本实用新型蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置的工作原理是，如图1所示，当***在供热工况下运行时，室外热泵机组制备的高温高压气态冷媒工质经过供热管道送至蓄热型直接冷凝辐射板式换热器，供热干管7通过入管孔4进入钢板壳体13的蓄水层2中，气态工质在加热管1进行放热，放热冷凝成高温液体后汇入回热干管8回到室外机重新吸热蒸发，形成供热循环回路，向室内供热。

本实用新型中的蓄热型钢制板式换热器可以实现模块化生产，可根据室内负荷需求在现场直接进行拼接安装或在已有设施的基础上进行改造，降低施工及检修难度，更易推广实施。

尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (4)

1.一种蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，包括供热管路和蓄热型钢制板式换热器，所述供热管路包括供热干管(7)和回热干管(8)，所述供热干管(7)和回热干管(8)上均设有温度压力传感器(5)和控制调节阀(6)；

所述蓄热型钢制板式换热器包括钢板壳体(13)和加热管(1)，所述加热管(1)包括自下而上排列的直管段和连接在相邻两个直管段之间的弯管；

其特征在于：

所述钢板壳体(13)包括设置在每段直管段***的正六棱柱筒体及设置在加热管(1)两端、且分别与所有的正六棱柱筒体两端相接的端部封板；所有的正六棱柱筒体是以相对的两个表面呈竖直方向来布置，位于上下相邻的正六棱柱筒体之间焊接有连接板(3)；

所述钢板壳体(13)的前表面涂覆有复合陶瓷辐射涂料层(14)；

所述钢板壳体(13)的背面顶端设有水管(10)，所述水管(10)与所述钢板壳体相贯通，所述水管(10)的两端分别设有注水口(9)和出气口(11)，位于所述钢板壳体(13)顶部的一侧设有入管孔(4)和出管口，所述供热干管(7)的一端连接至室外机组，所述供热干管(7)的另一端通过所述入管孔(4)与所述加热管(1)的一端相连，所述回热干管(8)的一端通过所述出管口与所述加热管(1)的另一端相连；所述回热干管(8)的另一端连接至室外机组；

所述钢板壳体(13)的背面、位于所述水管(10)下方的区域设有翅片(12)，所述翅片(12)采用波纹板结构。

2.根据权利要求1所述蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，其特征在于，所述钢板壳体(13)与加热管(1)之间的空间为蓄水层(2)，所述加热管(1)内填充有制冷剂。

3.根据权利要求1所述蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，其特征在于，所述翅片(12)为竖向布置，所述翅片(12)与钢板壳体(13)之间为线接触。

4.根据权利要求1所述蓄热型直接冷凝辐射板式换热装置，其特征在于，所述正六棱柱筒体相对两侧面的距离为10mm，所述加热管(1)的外径为8mm。