專利名稱：中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制冷領(lǐng)域，特別是一種可用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置。
背景技術(shù)：
目前賓館、飯店需要大量40～50℃的生活熱水多由燃油鍋爐提供。另一方面，賓館、飯店的中央空調(diào)多數(shù)是水冷式制冷機(jī)組，它是用循環(huán)的冷卻水把冷凝器的制冷劑的冷凝熱帶走，在水冷卻塔中把熱量交換給空氣，制冷劑的冷凝熱白白浪費(fèi)。為了節(jié)約制熱水所消耗的能量，眾多實(shí)用新型或發(fā)明專利都根據(jù)溫差傳熱的原理，提出了在制冷機(jī)的壓縮機(jī)出口和冷凝器的進(jìn)口之間串接一個(gè)換熱器，用以回收部分凝結(jié)熱和有較高溫度的過熱制冷劑蒸氣的熱量。例如，實(shí)用新型專利《高效熱回收制冷機(jī)組》(專利號(hào)00234298.7，公告號(hào)CN 2418408.Y)提出在制冷環(huán)路中的壓縮機(jī)和冷凝器之間設(shè)置一逆流式的換熱器，可用于冰箱、空調(diào)器和冷藏機(jī)等小型制冷機(jī)上；相似原理的實(shí)用新型專利還有一些，如《可提供熱水的冷暖房間空調(diào)器》(專利號(hào)95246577.9，公告號(hào)CN 2249373.Y)等；實(shí)用新型專利《離心式節(jié)能制冷裝置》(專利號(hào)00235980.4，公告號(hào)CN 2434623Y)也提出在離心式制冷機(jī)上增加的換熱器回收廢熱制熱水的節(jié)能裝置，其權(quán)利要求中申述的換熱器特征是管殼式換熱器，也可以是板式換熱器。對于風(fēng)冷式或壓縮式等冷凝壓力較高的制冷機(jī)組來說，因冷凝溫度在50～55℃之間，可以通過回收冷凝熱制熱水，因冷凝換熱的傳熱能力很大，對回收熱水的換熱器選型并不嚴(yán)格。水冷式制冷機(jī)組冷凝溫度不如風(fēng)冷式制冷機(jī)組的冷凝溫度高，僅36～39℃，離開冷凝器的冷卻水溫僅32～35℃，通過回收凝結(jié)熱的熱水不夠生活熱水的溫度，欲使水溫從32℃進(jìn)一步提高到45℃以上，必須利用過熱制冷劑蒸氣廢熱。但在這些發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷膶＠袃H僅注意到利用溫差傳熱吸收過熱制冷劑蒸氣廢熱的節(jié)能一個(gè)方面，卻忽視了增加的換熱器因有氣體流動(dòng)阻力要使冷凝壓力升高，造成主機(jī)能耗增大的另一方面。對于大型離心式低壓和負(fù)壓運(yùn)行的制冷機(jī)組，冷凝壓力升高使制冷主機(jī)壓縮功增大情況尤為嚴(yán)重，因?yàn)檫@些機(jī)組(R11工質(zhì))的冷凝壓力(絕對壓力)約在0.17Mpa(約1.7kg/cm2)，蒸發(fā)壓力約在0.05Mpa(0.5kg/cm2)，若新增換熱器流動(dòng)阻力增加0.03Mpa(0.3kg/cm2)，則主機(jī)則要增加約16％的功率，而從過熱蒸氣中可回收的熱量僅占總冷凝熱的7～10％。這種情況，在冷凝器前增加回收熱水換熱器并不能收到節(jié)能效果。板式換熱器是相距僅1～2毫米有波狀彎曲流道換熱板疊加而成的緊湊式換熱器，它對于液-液換熱，或冷凝、蒸發(fā)換熱適用，但它有較大的流動(dòng)阻力損失，對于冷凝壓力低的離心式制冷機(jī)而言，制冷劑蒸氣密度很小、流速近十幾米/秒的過熱制冷劑蒸氣流過板式換熱器的流動(dòng)阻力是很大，約為0.05MPa(0.5kg/cm2)以上，所以采用板式換熱器回收離心式低壓制冷機(jī)的過熱制冷劑的廢熱制熱水是不合算的，或者說是不科學(xué)的。所以，原設(shè)計(jì)的離心式低壓制冷機(jī)的冷凝器都用殼管式水冷換熱器。雖然殼管式水冷換熱器有低流阻的優(yōu)點(diǎn)，但單位體積的換熱面積不足，適用于傳熱系數(shù)大的領(lǐng)域，如凝結(jié)和蒸發(fā)換熱。但在原冷凝器之前再增加一個(gè)普通的殼管式換熱器，即不能很好地回收過熱制冷劑蒸氣的廢熱，這是因?yàn)橹评鋭┱魵獾膶α鲹Q熱能力僅是凝結(jié)或蒸發(fā)相變換熱能力的幾十分之一，或百分之幾，且其顯熱值很小，非很大傳熱面積和很長水流道的換熱器不能充分換熱，不能使一定需求量的水的溫度提高到50℃上下，需要設(shè)計(jì)特殊的強(qiáng)化換熱的殼管式換熱器才能實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提出一種有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置，以克服現(xiàn)有實(shí)用新型的不足，能在中央空調(diào)低壓離心式制冷機(jī)組中充分回收制冷劑蒸氣的廢熱，在不另增加能耗的情形下，為賓館、飯店等場所提供大量水溫約50℃的塵活用熱水。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置，包括有壓縮機(jī)、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲(chǔ)熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路，其特征在于在制冷循環(huán)回路的壓縮機(jī)的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個(gè)有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器，其進(jìn)水口與給水泵相連接，出水口與儲(chǔ)熱水箱相連接；其所述的有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是板翅式逆流水冷換熱器，其中水通道的間距小于制冷劑通道間距；其所述的有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器也可以是一個(gè)方殼肋管式逆流水冷換熱器；所述方殼肋管式逆流水冷換熱器包括有管架板、肋片或肋化的換熱管、方形外殼；肋片或肋化的換熱管與管架板的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強(qiáng)化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進(jìn)出水管道的兩根總聯(lián)管連成整體；總聯(lián)管與方形外殼焊接或機(jī)械封接。
由于本實(shí)用新型采用了在制冷循環(huán)回路的壓縮機(jī)出口與主冷凝器制冷劑入口之間串接一個(gè)板翅式逆流水冷換熱器或一個(gè)方殼肋管式逆流水冷換熱器，板翅式逆流水冷換熱器有大量的翅片，使單位容積的換熱面積大為增加，又因水流道間距小于制冷劑流道間距，水流道面積小，水流速不致太小，有效地保證了高效換熱能力，同時(shí)制冷劑流道間距較大，降低了制冷劑流速，能使制冷劑流動(dòng)阻力控制在3kPa以內(nèi)。對于使用方殼肋管式水冷換熱器情況，由于肋片或肋化的換熱管也使單位容積的換熱面積大為增加，同時(shí)由于采用了彎頭連接構(gòu)成的長換熱管，及換熱管內(nèi)的水流與管外的制冷劑氣流采用總體逆流、局部叉流式的布置方式，因此，既保持了殼管式換熱器低流動(dòng)阻力的優(yōu)點(diǎn)，又強(qiáng)化了它的換熱能力。本實(shí)用新型用于低壓離心式中央空調(diào)水冷機(jī)組的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以回收制冷循環(huán)中過熱蒸氣的全部顯熱和部分凝結(jié)熱，使流過所增添的換熱器水溫有25～30℃的溫升，可達(dá)到50℃左右，有效地解決了在中央空調(diào)的水冷制冷機(jī)組中回收廢熱，特別是在低壓離心式水冷制冷機(jī)組制取50℃左右熱水的難題。
本實(shí)用新型能夠用于賓館、飯店各種中央空調(diào)制冷機(jī)組中，在不另增加能耗的情形下，廉價(jià)方便地為使用者提供大量生活熱水，真正起到了節(jié)能的效果。


附圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器的一種實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是本實(shí)用新型所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器的一種實(shí)施例外形示意圖。
具體實(shí)施例
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體技術(shù)內(nèi)容。
參見附圖1，圖中虛線框內(nèi)所示是中央空調(diào)制冷機(jī)組的制冷循環(huán)回路各設(shè)備連接示意圖；離心式壓縮機(jī)1，其出口(蝸殼導(dǎo)流管出口)經(jīng)連接管P1與板翅式逆流水冷換熱器2的制冷劑入口2a相接，板翅式逆流水冷換熱器2垂直安裝，其制冷劑進(jìn)口2a在上，出口2b在下；出口2b的位置高于主冷凝器3的制冷劑入口，并經(jīng)連接管P2與主冷凝器3的制冷劑入口相接；其主冷凝器3是直列管殼管式冷凝器，橫臥安裝，主冷凝器3制冷劑出口經(jīng)節(jié)流器4與蒸發(fā)器5的制冷劑入口相接，蒸發(fā)器5也是殼管式換熱器，橫臥安裝，其制冷劑出口經(jīng)氣液分離器6后經(jīng)連接管與壓縮機(jī)1的制冷劑吸入口相接，制冷劑為氟里昂CFC11；板翅式逆流水冷換熱器2的水通道入口經(jīng)連接管P3與給水泵7相接，其水通道的出口經(jīng)連接管P4與用戶的儲(chǔ)熱水箱8相接，儲(chǔ)熱水箱8底部有連通管P5與混合水箱9相連，連接管P5的出水口在混合水箱9的上部；自來水管經(jīng)水位控制閥10與混合水箱9連接；混合水箱9的底部有連接管P6與給水泵7相連接；主冷凝器3的冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵11送至水冷卻塔12冷卻，自來水管經(jīng)閥F1與循環(huán)水泵11的入水口連接管相接；蒸發(fā)器5的空調(diào)用冷水經(jīng)空調(diào)冷水泵13送往用戶的風(fēng)機(jī)盤管。實(shí)施例500冷噸的離心制冷機(jī)，每日可提供150噸50℃的生活用熱水，水溫升高約25～30℃，板翅式逆流水冷換熱器2的制冷劑流動(dòng)阻力在2.5kPa(0.02kg/cm2，即250mm水柱以下)，約為傳熱能力相同的板式換熱器的十幾分之一。
實(shí)施例1中是所用的板翅式逆流水冷換熱器由翅片、封條、隔板和導(dǎo)流板組成的板集，在相鄰隔板間都由翅片、封條、導(dǎo)流板組成通道，水通道和制冷劑通道交互相鄰排列；水通道的間距小于制冷劑通道的間距，其翅片、封條的高度較矮，有較小的流道面積；制冷劑通道的間距較大，其翅片、封條的高度較高，有較大的流道面積；水通道兩端有導(dǎo)流板使各條水通道的水流匯聚于板翅式水冷換熱器的側(cè)面進(jìn)水口和出水口；板翅式逆流水冷換熱器的制冷劑進(jìn)口、出口位于兩端。板翅式逆流水冷換熱器除垂直安裝外，還可傾斜安裝或臥式水平安裝，傾斜安裝的板翅式逆流水冷換熱器也保持制冷劑進(jìn)口在上、出口在下；臥式水平安裝的板翅式逆流水冷換熱器，其制冷劑出口的底面導(dǎo)流板設(shè)計(jì)為低于底層制冷劑流道的位置；為了方便安裝，原制冷機(jī)組的離心式壓縮機(jī)可以旋轉(zhuǎn)180°，使導(dǎo)流蝸殼出口朝上。
圖2表達(dá)了所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，管架板14、肋片或肋化的換熱管15、管彎頭16、進(jìn)、出水總聯(lián)管17、18；肋片或肋化的換熱管15與管架板14的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭16連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強(qiáng)化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進(jìn)出水管道的兩根總聯(lián)管17、18連成整體。
圖3為所述的方殼肋管式逆流水冷換熱器一種外形示意圖，方殼肋管式逆流水冷換熱器主體呈長方體狀，換熱管束安裝固定在矩形外殼19內(nèi)，換熱管束的短直段與外殼進(jìn)口端法蘭盤20端面的法線正交，外殼出口端焊有法蘭盤21，外殼上還焊有支撐板22，該換熱器為水平安裝式，總聯(lián)管17、18與外殼19焊接成一體。
權(quán)利要求1.一種用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置，包括有壓縮機(jī)、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲(chǔ)熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路，其特征在于，在制冷循環(huán)回路的壓縮機(jī)的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個(gè)有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器，其進(jìn)水口與給水泵相連接，出水口與儲(chǔ)熱水箱相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置，其特征在于，其所述的有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是板翅式逆流水冷換熱器，其中水通道的間距小于制冷劑通道間距。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置，其特征在于，其所述的有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器是一個(gè)方殼肋管式逆流水冷換熱器；所述方殼肋管式逆流水冷換熱器包括有管架板、肋片或肋化的換熱管、方形外殼；肋片或肋化的換熱管與管架板的平面垂直，并分層固定在二塊或兩塊以上相互平行的管架板上；每層的換熱管由短直換熱管用管彎頭連接構(gòu)成的一根長換熱管，在換熱管上設(shè)有強(qiáng)化傳熱的肋片；每層的長換熱管的兩端分別與作為進(jìn)出水管道的兩根總聯(lián)管連成整體；總聯(lián)管與方形外殼焊接或機(jī)械封接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于中央空調(diào)制冷機(jī)組的節(jié)能制熱水裝置,涉及制冷節(jié)能領(lǐng)域,包括有壓縮機(jī)、主冷凝器、節(jié)流器、蒸發(fā)器、氣液分離器及連接管路組成的制冷循環(huán)回路和由給水泵、儲(chǔ)熱水箱、混合水箱、水位控制閥及連接管路組成的供熱水回路,其特征在于,在制冷循環(huán)回路的壓縮機(jī)的排氣口和主冷凝器的制冷劑入口之間串接一個(gè)有高效換熱能力和低流動(dòng)阻力的緊湊式逆流水冷換熱器,它是板翅式逆流水冷換熱器或方殼肋管式逆流水冷換熱器,它的流阻在2.5kPa以下,有效地解決了在低壓離心式制冷機(jī)的回收廢熱、制取近50℃熱水的難題,可用于賓館、飯店制取大量廉價(jià)熱水。500冷噸的離心制冷機(jī),每日可提供150噸50℃的熱水。
文檔編號(hào)F24F12/00GK2509500SQ01266688
公開日2002年9月4日 申請日期2001年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月17日
發(fā)明者陳美英 申請人:陳美英