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专利号: 2018100147343
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 制冷或冷却;加热和制冷的联合系统;热泵系统;冰的制造或储存;气体的液化或固化
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于开式冷水凝固换热器的热泵系统,它包括制冷剂循环回路、采暖循环回路、冷凝器和蒸发器,所述制冷剂循环回路与所述采暖循环回路通过所述冷凝器进行热交换为用户采暖,其特征是,还包括冷水管路、冷媒换热循环回路、第一开式冷水凝固换热器、第二开式冷水凝固换热器、除冰回路和除冰换热器,所述冷水管路与所述冷媒换热循环回路通过所述第一开式冷水凝固换热器和所述第二开式冷水凝固换热器进行热交换为冷媒升温,冷媒换热循环回路与制冷剂循环回路通过所述蒸发器进行热交换为制冷剂升温,所述除冰回路与采暖循环回路通过除冰换热器进行热交换为冷媒升温,升温后的冷媒在除冰回路与第一开式冷水凝固换热器或第二开式冷水凝固换热器进行热交换为其除冰,冷凝器内循环水通道的入口端同时与第一管道出口端和除冰换热器内的循环水通道出口端连通,第一电磁阀置于第一管道上,用于切断或连接除冰换热器;

所述热泵系统的制冷剂循环回路包括压缩机和节流阀,所述压缩机的排气口与冷凝器内的制冷剂通道的入口端连通,冷凝器内的制冷剂通道的出口端通过所述的节流阀与蒸发器内的制冷剂通道的入口端连通,蒸发器内的制冷剂通道的出口端与压缩机的吸气口连通,形成闭合的制冷剂循环回路;

所述热泵系统的采暖循环回路包括采暖回水管和采暖供水管,所述采暖回水管同时与除冰换热器内循环水通道的入口端和第一管道入口端连通,所述采暖供水管与冷凝器内循环水通道的出口端连通,采暖回水管、启动的第一电磁阀、冷凝器内循环水通道和采暖供水管形成结冰状态的采暖循环回路,采暖回水管、除冰换热器内循环水通道、冷凝器内循环水通道和采暖供水管形成冷媒除冰状态的采暖循环回路;

所述热泵系统的冷水管路包括冷水泵、第一压力表、第二电磁阀、第二压力表和第三电磁阀,所述冷水泵的出口同时与第一开式冷水凝固换热器的冷水进口和第二开式冷水凝固换热器的冷水进口连接,冷水泵入口与水源连接,在第一开式冷水凝固换热器的冷水进口与冷水泵的出口之间依次设置第一压力表和第二电磁阀,形成第一路冷水管路;在第二开式冷水凝固换热器的冷水进口与冷水泵的出口之间依次设置第二压力表和第三电磁阀,形成第二路冷水管路;

所述热泵系统的冷媒换热循环回路包括第一冷媒泵、第二冷媒泵、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀和第七电磁阀,所述第一冷媒泵的入口与第一开式冷水凝固换热器的冷媒出口连接,第一冷媒泵的出口通过第四电磁阀与蒸发器内的冷媒通道入口端连接,蒸发器内的冷媒通道出口端通过第五电磁阀与第一开式冷水凝固换热器的冷媒入口连接,形成第一路冷媒换热循环回路;所述第二冷媒泵的入口与第二开式冷水凝固换热器的冷媒出口连接,第二冷媒泵的出口通过第六电磁阀与蒸发器内的冷媒通道入口端连接,蒸发器内的冷媒通道出口端通过第七电磁阀与第二开式冷水凝固换热器的冷媒入口连接,形成第二路冷媒换热循环回路;

所述热泵系统的除冰回路包括第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀和第十一电磁阀,所述第八电磁阀置于第一冷媒泵出口与除冰换热器内的冷媒通道入口端之间,所述第九电磁阀置于除冰换热器内的冷媒通道出口端与第一开式冷水凝固换热器的冷媒入口之间,形成第一路除冰回路;所述第十电磁阀置于第二冷媒泵出口与除冰换热器内的冷媒通道入口端之间,所述第十一电磁阀置于除冰换热器内的冷媒通道出口端与第二开式冷水凝固换热器的冷媒入口之间,形成第二路除冰回路。

2.如权利要求1所述的一种基于开式冷水凝固换热器的热泵系统,其特征是:所述热泵系统的第二电磁阀和第三电磁阀或者采用第一电动三通阀代替,第四电磁阀和第六电磁阀或者采用第二电动三通阀代替,第五电磁阀和第七电磁阀或者采用第三电动三通阀代替;

第八电磁阀和第十电磁阀或者采用第四电动三通阀代替;第九电磁阀和第十一电磁阀或者采用第五电动三通阀代替。

3.如权利要求1所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:所述开式冷水凝固换热器包括换热体、冷水进口封头、冷媒进口封头和冷媒出口封头,所述换热体包括冷水通道和冷媒通道,若干个所述的冷水通道和所述的冷媒通道相互交替排列,所述冷水进口封头设置在换热体的正上方并与之紧密接触,冷水进口封头与所述冷水通道的入口端连通,所述冷水通道的出口端与大气相连通,冷水在冷水通道内由上向下流动;所述冷媒进口封头和所述冷媒出口封头均分别设置在换热体侧面的最下端和最上端、且与换热体紧密接触,冷媒进口封头与所述冷媒通道的入口端连通,冷媒出口封头与所述冷媒通道的出口端连通,冷媒在所述冷媒通道内由下向上流动的同时,通过隔板与由上向下流动的冷水进行逆流换热。

4.如权利要求3所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:所述冷水通道包括隔板和封条,相邻的两个所述隔板之间通过左右两端的封条固连,冷水通道的上端为入口端、下端为出口端。

5.如权利要求3所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:所述冷媒通道包括隔板和封条,相邻的两个所述隔板之间通过上下左右四端的封条固连,冷媒通道的下端为入口端、上端为出口端。

6.如权利要求3或4所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:在开式冷水凝固换热器的所述换热体的冷水通道内设有若干个换热翅片,所述换热翅片的长度方向为竖直方向,换热翅片的一端与冷水进口封头相接触,另一端与大气相接触。

7.如权利要求3或5所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:在开式冷水凝固换热器的所述换热体的冷媒通道内设有若干个换热翅片、进口导流翅片和出口导流翅片,所述换热翅片的长度方向为竖直方向,所述进口导流翅片和所述出口导流翅片的长度方向均为水平方向,每一个换热翅片的下端与一个进口导流翅片固连、上端与一个出口导流翅片固连,冷媒进口封头与进口导流翅片相接触,冷媒出口封头与出口导流翅片相接触。

8.如权利要求1所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:所述开式冷水凝固换热器包括筒体、上管板、下管板、上封盖和换热管,所述筒体的上端密封固连上管板,筒体的下端密封固连下管板,筒体及其密封固连的上管板和下管板形成密闭的腔体,筒体的下端为冷媒的入口端、上端为冷媒的出口端,所述上封盖置于上管板上面并固连,若干根所述的换热管置于筒体内、且两端均分别与上管板和下管板密封固连,换热管的上端伸出上管板外、且与上封盖连通,换热管的下端伸出下管板外、且与大气连通,冷水在换热管内由上向下流动,冷媒在所形成密闭的腔体内由下向上流动的同时,通过换热管与由上向下流动的冷水进行逆流换热。

9.如权利要求8所述的基于开式冷水凝固换热器的热泵系统用开式冷水凝固换热器,其特征是:在所述的开式冷水凝固换热器的筒体内由下向上设置若干个导流隔板,每一个导流隔板一侧与筒体固连、另一侧与筒体预留空隙,相邻的导流隔板均分别固连在筒体相对的两侧,若干个导流隔板与筒体间预留的空隙形成折返式过流通道,用于冷媒的流动。