[发明专利]具有高效换热设计的热泵用翅片盘管

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热设备，更具体地说，涉及一种具有高效换热设计的热泵用翅片盘管。

背景技术

现有的换热机组的基本原理是使制冷剂在热泵的蒸发器盘管中达到紊流状态。事实上，如果要达到最高的容量，必须使得每个回路里的冷媒在到达出口前都得到充分蒸发并达到过热蒸汽状态。如果翅片表面的气流可以均匀分流并且整个换热器表面的换热系统相等，也可以达到上述的效果。但是，在实际的运行中，翅片盘管作为蒸发器，其表面易受到室外空气温度及湿度营影响导致的结霜，从而影响运行状况。结霜的原因是通过换热器的空气温度降低到其露点温度以下，空气中的水分凝结成水珠，如果翅片表面的温度低于0度，那水珠就结冰。

因结霜增加了换热阻力，结霜那部分盘管的热交换及效率就会大大降低，空气流量也会随之减少。这种状态下，该部分盘管里的冷媒无法在出口前达到过热蒸汽状态，降低了离开盘管的冷媒的平均过热度，而为了提高未结霜部分盘管冷媒的过热度以补偿结霜部分不完全蒸发导致的低蒸发状态，迫使进口连接的换热器降低流量。该状态下，翅片盘管的性能降低，运行过程中的代价也会越来越高。最终的结果就是蒸发温度及蒸发压力降低影响了热泵的性能，到达压缩机的流量受限制，迫使保护系统停止系统运行。

有效的解决方法有以下3种：

1.增大翅片盘管及表面积以提高蒸发温度避免结霜，但这仅仅是一个治标不治本的办法，因为无法保证完全避免翅片结霜或者少部分回路结冰也会影响其余部分回路的性能。并且增加了热泵的投资及规模

2.接受降低的过热度甚至没有过热度，保持膨胀阀开度以适当的避免回路工作时的代价。运行过程中的蒸发温度得到一定的保证，但会有一定数量的从翅片盘管出来的未蒸发的液态冷媒进入到压缩机，影响机组的性能，增加了压缩机正常运行的风险

3.在液体管路及吸入管之间增装换热器。该方法增大了安装难度，管道系统、水力连接、焊接等，降低系统可靠性。并且，换热器与吸入管之间的连接长度导致压降对效率的影响更大。

此外，该操作是不稳定的，因为在运行过程中，如果膨胀阀开度过大，部分制冷剂会从蒸发器流进新增的换热器，增加了液态冷媒的过冷度，进一步的增大了换热器的流量；随着部分的液态冷媒留在蒸发器，蒸发器内的流量增大，并且尽管需要去补偿过热蒸发，但因上述原因形成的反向的新循环使得膨胀阀关闭。

另一方面，还有一个运行过程中因部分盘管结霜导致的现象是，从结霜的盘管中出来的液态冷媒通过回油管路冲进排气出口集管的最底端并流进压缩机，增加能耗并降低可靠性。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种具有高效换热设计的热泵用翅片盘管，来解决现有的换热器中，蒸发温度及蒸发压力的降低会影响热泵的性能，导致到达压缩机的流量受限制，易使保护系统停止系统运行的问题。

根据本发明，提供一种具有高效换热设计的热泵用翅片盘管，包括换热器、翅片盘管、分配器。换热器为条状管，其两个顶端分别包括一个换热器入口和一个换热器出口，翅片盘管沿换热器长度方向的侧壁与换热器相连接，并且翅片盘管包括一制冷剂入口处设置分配器。

根据本发明的一实施例，换热器长度方向的侧壁上还设有一制冷剂出口。

根据本发明的一实施例，换热器的材质可以选用铜、铝、钛、不锈钢等，管道内壁光滑或有槽纹。

根据本发明的一实施例，分配器为带有很多标准口径的接口的管，接口的管径由翅片盘管的流量确定，并且一个接口对应一个翅片盘管的回路。

根据本发明的一实施例，分配器为具有毛细管接口的连接器，毛细管的长度和管径由翅片盘管的流量及尺寸决定。

根据本发明的一实施例，翅片盘管的末端增加一个额外的、用于利用管路中的压力差将润滑油吸出并压入压缩机的毛细管。

根据本发明的一实施例，翅片盘管的材料为铝、铜、不锈钢或塑料，并且表面采用光滑或波纹。

根据本发明的一实施例，翅片盘管的底部增加一个使空气与油液混合物换热的循环。

采用了本发明的技术方案，通过改进盘管结构以达到使运行过中的蒸发温度更高更稳定，并且防止液态冷媒进入压缩机，并且成本较低，制造简单方便，最大限度的降低增加部分的成本和数量。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是本发明具有高效换热设计的热泵用翅片盘管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。