[发明专利]一种用于二氧化碳热泵的蜂窝式气体冷却器

说明书

本发明公开了一种用于二氧化碳热泵的蜂窝式气体冷却器，包括横截面为蜂窝式的换热单体本体以及套装在该换热单体本体中心处的二氧化碳套管；其中，换热单体本体的一端为冷却剂进口，另一端为冷却剂出口，二氧化碳套管的一端为二氧化碳气体进口，另一端为二氧化碳气体出口。本发明提供的蜂窝式换热单体本体结合微通道换热器与套管式换热器的优点，克服传统换热器与二氧化碳热泵匹配不良的弊病。所述的冷热流体分流器和汇流器位于冷热流体进出口与换热单体本体之间，使流体均匀快速通过换热器单元本体。本发明的目的在于改进传统换热器的不足，充分利用二氧化碳工质超临界区的性质，强化换热器的换热，提高二氧化碳热泵效率。

技术领域

本发明属于热泵设备技术领域，具体涉及一种用于二氧化碳热泵的蜂窝式气体冷却器。

背景技术

空气源热泵作为一种通过消耗小部分电能，把空气中的低品位热量提取并加以利用的装置，由于其环保、节能、安全和便捷的特点而得到越来越多的重视。然而，传统热泵所用的制冷剂存在破坏环境、造成臭氧层空洞和温室效应的问题，对人们的生产生活产生了巨大的影响。并且在极端天气工况下传统工质热泵的稳定性和制热能力受到限制，使得人们必须考虑寻找新的制冷剂，以满足对于工作效率和环保方面的要求。以自然冷媒二氧化碳作为冷媒的CO₂空气源热泵，保证系统较高COP的同时具有优良的环保特性，能够有效控制臭氧层的破坏，减少温室气体的产生，抑制煤的燃烧，降低雾霾天气的发生率和减少雾霾浓度，同时将节能与环保有机结合在一起，系统跨临界循环产生热水的较高效率节省用户采暖能耗，是我国北方采暖问题得以解决的重要方案。因此在我国具有广阔的市场和潜力。

二氧化碳热泵中的气体冷却器，相对于传统的热泵而言，其特点在于压缩机排出的制冷剂气体并未发生相变，而是通过显热完成换热过程。由于跨临界循环过程中，CO₂气体在超临界区高温高压，比容小，所以CO₂流量小，压力高，温度滑移大。这就直接导致了所需要的气体冷却器耐压强度高，管径小，换热强等特点。从目前现有的形式来看，气体冷却器体积庞大，制造困难，换热效率不高，因此急需改进气体冷却器从而提高二氧化碳热泵整机效率，促进清洁、环保、高效的二氧化碳热泵在我国进一步推广。

发明内容

本发明的目的是针对当前二氧化碳热泵跨临界循环中气体冷却器存在的缺陷，提供了一种新型的更加紧凑、高效的用于二氧化碳热泵的蜂窝式气体冷却器。有助于提高二氧化碳工质在超临界区域的换热效率，从而提高二氧化碳热泵系统整体效率。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案来实现：

一种用于二氧化碳热泵的蜂窝式气体冷却器，包括横截面为蜂窝式的换热单体本体以及套装在该换热单体本体中心处的二氧化碳套管；其中，

换热单体本体的一端为冷却剂进口，另一端为冷却剂出口，二氧化碳套管的一端为二氧化碳气体进口，另一端为二氧化碳气体出口。

本发明进一步的改进在于，换热单体本体呈螺旋状布置。

本发明进一步的改进在于，冷却剂进口和冷却剂出口均设置有换热器接头。

本发明进一步的改进在于，换热器接头与冷却剂进口连接处，以及换热器接头与冷却剂出口连接处均设置有密封条。

本发明进一步的改进在于，冷却剂进口和二氧化碳气体出口设置在同一端头，冷却剂出口和二氧化碳气体进口设置在同一端头。

本发明进一步的改进在于，换热单体本体的横截面由若干规则图形截面组成。

本发明进一步的改进在于，规则图形为正六边形、三角形、圆形或正方形。

本发明进一步的改进在于，换热单体本体的流体流道为微通道，水力当量直径为0.5-1mm，壁厚为0.2～0.6mm。

本发明具有如下的有益效果：