[发明专利]一种冰水源热泵换热器及其系统

说明书

本发明涉及一种冰水源热泵换热器及其系统，该装置是热泵机组提取存于冷水中热量的关键换热设备，热泵机组制热时，工质与冷水通过该装置进行换热，部分冷水凝固释放出热量，冷水变成冰水混合物，该装置的主要作用是保证冷水与工质在冰水源热泵换热器中稳定连续换热，保证冰水源热泵系统的稳定运行，由壳体(1)、减速电动机(2)、检修折流箱(3)、底座(4)、工质进口(5)、冷水进水口(6)、冷水出水口(7)、工质出口B(8)、工质出口A(9)、轴承座(10)、工质进口B(11)、前管箱A(12)、前管箱B(13)、后管箱A(14)、后管箱B(15)、换热管(16)、刮板(17)、固定管板(18)、通轴(19)、刮板连管(20)、导向杆(21)、导向槽(22)组成。

技术领域

本发明涉及一种冰水源热泵换热器及其系统，该装置是热泵机组提取存于冷水中热量的关键换热设备，热泵机组制热时，工质与冷水通过该装置进行换热，部分冷水凝固释放出热量，冷水变成冰水混合物，该装置的主要作用是保证冷水与工质在冰水源热泵换热器中稳定连续换热，保证冰水源热泵系统的稳定运行。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，寻找和利用新的可再生能源是解决能源紧张的一种有效途径，河水水资源丰富，水量大、分布面广是河水的特点，开发利用河水中低位冷热源作为热泵的冷热源，为建筑物供暖、供冷具有重要的节能与环保价值，对缓解能源消耗紧张、减轻环境污染具有重要意义。

夏季，河水非常适合作为热泵的冷源，通过热泵系统，将建筑物内的热量排入河水中，从而达到对建筑物进行制冷的效果。冬季，河水作为热泵的热源，通过热泵系统，吸收河水中的热量，为建筑物进行供热，是开发新能源利用的一种有效途径。在制热过程中，工质与冷水进行换热，如使冷水换热后部分结冰并脱离换热管管壁，变成冰水混合物排出系统，系统稳定的连续的换热，将有如下优点：一是1kg的0℃的水变为为0℃的冰时，将释放336kJ，是同等质量水温降1℃所提取热量的80倍，如提取的热量相同，取水量将降至原有水量的20％，减少系统取水量，减少泵耗；二是冬季河水温度较低，采用专用换热器能保持稳定的换热，将提高系统的运行可靠性，增加河水冬季的应用范围，节能与环保的意义重大。

但是，冬季制热时，河水作为热泵系统的热源，一直有一个技术难题无法解决，冬季河水温度较低，不满足现有热泵的工况要求。如未采取措施，直接通过热泵系统提取河水中热量，存在两个问题，一是冬季的河水温度较低，直接通过热泵提取河水中的热量，工质与冷水换热后，冷水会结冰，并不断吸咐在换热管的表面，随着换热过程的持续进行，换热管壁面的冰层厚度不断增加，如果不及时将换热管壁面的冰层去除掉，不仅会影响换热器的换热效果，还会将换热器冻坏，系统无法正常运行；二是如果采用小温差大流量的方式提取冷水中的热量，由于取水流量很大，系统引水管管径较大，增加系统的投资；对于其它设备流量增大，系统阻力也会增大，增加了泵耗，降低了系统的运行效率；水温较低，系统稳定性也会较差。

发明内容

为解决河水冬季作为热泵系统热源水供热时，一是冬季的河水温度较低，直接通过热泵提取河水中的热量，工质与冷水换热后，冷水会结冰，并不断吸咐在换热管的表面，随着换热过程的持续进行，换热管壁面的冰层厚度不断增加，如果不及时将换热管壁面的冰层去除掉，不仅会影响换热器的换热效果，还会将换热器冻坏，系统无法正常运行；二是如果采用小温差大流量的方式提取冷水中的热量，由于取水流量很大，系统引水管管径较大，增加系统的投资；对于其它设备流量增大，系统阻力也会增大，增加了泵耗，降低了系统的运行效率；水温较低，系统稳定性也会较差，本发明提供了一种冰水源热泵换热器及其系统。

应用原理：