[发明专利]一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取冷水凝固热的装置，具体涉及一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置，应用在水源热泵系统中。

背景技术

水源热泵系统是一种高效节能且环保的利用低位热源对建筑物进行供暖与空调的设备，具有广阔的应用前景。在当今我国节能减排政策的推动下，浅表地下水、城市污水以及工业废水等作为热泵的冷、热源技术已经取得了长足的进步。然而在开发水源的过程中，经常会遇到两个问题：第一，在我国中原及其以北广大地区，在欲使用江、河、湖等地表水源进行冬季供暖时，水体表层或已封冻，整个水体的温度接近冰点，提取其显热的降温空间非常小；第二，在上述地区欲使用城市污水作为建筑物进行冬季供暖时，经常会遇到污水量供应不足的情况，一般而言，7-10栋建筑物排放的生活污水所含可开采的显热只能供1栋建筑物进行污水源热泵的冬季供暖使用，因此很多想采用污水源热泵系统的人员因附近找不到足量的污水水源而抱憾放弃。实际上，无论是水温过低还是水量不足，由于受到水的冰点限制，人们无法获取剩余的热能。这些情况引发了如何突破冰点进而提取充足的冷水凝固热的需求。由于1kg水结冰释放凝固热为80千卡，而1kg水降温1℃仅仅获取1千卡热量，若能开发出提取冷水凝固热的热泵系统，我国北方的广大地区在严寒的冬季就有了取之不尽，用之不竭的水源热源；此外，在采用城市污水作为热源时，将不再有建筑物附近污水量不足的问题。但现有的换热设备无法实现解决水的连续冻冰，并将已释放出凝固潜热的冰连续从换热设备中剥离排走的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的换热设备无法实现解决水的连续冻冰，并将已释放出凝固潜热的冰连续从换热设备中剥离排走的问题。进而提供一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置。

本发明的技术方案是：一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置包括换热器壳体、左管板、右管板、N个管侧分程隔板、M个支撑板和多个换热管，左管板和右管板竖直安装在换热器壳体内，且左管板和右管板将换热器壳体的内腔由左至右依次分割成第一腔体、第二腔体和第三腔体，M个支撑板安装在第二腔体内，将换热器壳体划分为M+1个流程，换热器壳体上的第二腔体上端左侧开设有第一管道开口，当M为奇数时，第四管道开口开设在远离第一管道开口的第二腔体上端右侧，当M为偶数时，第四管道开口开设在远离第一管道开口的第二腔体下端右侧，多个换热管由右至左依次水平穿过右管板、相应的支撑板和左管板，且多个换热管与左管板和右管板的交汇处密封连接，N个管侧分程隔板由上至下依次密封固定在第一腔体或第三腔体内，管侧分程隔板将换热器的管程划分为N+1个流程，第一腔体或第三腔体上方的换热器壳体上开有第二管道开口，当N为偶数时，第三管道开口开设在与第二管道开口相反一侧的换热器壳体的第一腔体或第三腔体下方，当N为奇数时，第三管道开口开设在与第二管道开口同侧的换热器壳体的第一腔体或第三腔体下方，

一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置还包括多个刮冰板、多根螺旋传动杆、多个前端传动套管、多个轴承、多个后端传动套管和多个密封圈，

所述多根螺旋传动杆由右至左依次穿过壳体、右管板、相应的若干支撑板、左管板，每根螺旋传动杆与换热管平行，每根螺旋传动杆的左端通过一个轴承套在一个前端传动套管内；每根螺旋传动杆的右端通过一个轴承套在一个后端传动套管内；每个前端传动套管内固定安装一个轴承，每个前端传动套管的右端固定在左管板上，每个前端传动套管的左端用盲板封死；每个后端传动套管内固定安装一个轴承，每个后端传动套管的左端固定在右管板上，每个后端传动套管的右端固定在壳体上；后端传动套管内的轴承的两侧均设置一个密封圈，

第二腔体内的左管板或右管板与支撑板之间，以及每两个支撑板之间可移动设置有一个或多个刮冰板，

所述每个刮冰板均包括刮板和若干个刮冰套管，刮板上开设多个通孔，每个通孔的直径均大于换热管的直径1-2mm，每个刮冰套管内均设置有内螺纹，螺旋传动杆上设置有外螺纹，刮冰套管的内螺纹与螺旋传动杆的外螺纹啮合，多个刮冰套管均安装在刮板上，刮板通过多个刮冰套管和多个通孔同时安装在多根螺旋传动杆和多个换热管上，套装在同一个刮冰板上的多根螺旋传动杆作相同的旋转运动，螺旋传动杆与刮冰套管通过螺纹啮合传动而带动刮冰板作平行移动。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

一、本发明通过螺旋传动杆的转动带动多个刮冰板做往复运动，能够充分并连续地提取冷水的潜热，扩大了能量的利用空间，解决了我国北方地区的地表水源以及污水源由于水温较低以及水量不足等原因而无法有效进行热泵供暖的难题。