一种换热系统置换模块技术方案

本实用新型专利技术涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热系统置换模块。其特征在于：包括隔离部件以及设置在所述隔离部件内的热量置换系统；所述隔离部件包括隔离入口、低热量隔离出口、以及高热量隔离出口；所述热量置换系统连接所述隔离入口、所述低热量隔离出口和所述高热量隔离出口。该置换模块在换热系统的冷凝区和蒸发区之间形成隔离置换区，将所述冷凝区和所述蒸发区隔离开来，尽可能的回收在工质由冷凝器进入所述蒸发器的过程中换热系统损失的能量，并将回收的能量再次用于换热系统的制热/制冷工作，使得整个换热系统对外部而言的能量损失大大减少，提升了换热系统的能效，且同时大幅的增加了系统的吸热能力，提高了系统的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热交换
，尤其涉及一种换热系统置换模块。
技术介绍
如图1，传统空调及热泵制热/制冷系统包括压缩机、冷凝器、节流件、以及蒸发器，制热/冷系统内的低温低压工质流经蒸发器吸收热量气化，在压缩机中被压缩为高温高压的液体，流经冷凝器释放热量冷却为高压液体，最后经节流件降压后再次进入蒸发器。工质在系统内的循环过程中不断的吸热、放热，实现系统制热/制冷。上述制热/制冷系统在室外低温的工况下，尤其当所需的冷凝温度比较高时，制热量衰减十分严重，甚至无法正常启动运行。制热/制冷系统在用于制热时，将冷凝器安装于需要制热的环境中，工质在蒸发器中吸收蒸发器所处环境中的热量，并经工质流道输送至冷凝器中释放热量，以提高冷凝器所处环境的温度，达到制热效果。制热/制冷系统在用于制冷时，将蒸发器安装于需要制冷的环境中，工质在蒸发器中吸收蒸发器所处环境中的热量以降低蒸发器所处环境的温度，并经工质流道输送至冷凝器中将吸收到的热量释放到冷凝器所处的环境中，达到制冷效果。如图2所示，传统空调及热泵制冷/制热系统的应用场景被划分为了两个区域：工质释放热量的冷凝区和工质吸收热量的蒸发区，实际应用场所中冷凝区和蒸发区之间并不是隔离的，它们相互之间的温度是渐变的，并没有一条明显的温度界限能够将冷凝区和蒸发区划分开来。经冷凝器出来的高温高压工质在未完全冷凝之前会以气液两相态的形式进入节流件,在冷凝区散热量减少的同时,极大的影响节流件的节流效率,由于进入蒸发区的可蒸发液态工质量的减少和质的下降,进而影响蒸发区蒸发器的吸热效率，使得整个制热/制冷系统的制热/制冷能力大打折扣。如申请公布号为CN101165438，申请公布日为2008年04月23日的专利技术专利申请公开了一种超低温热泵空调系统。该系统包括压缩机、主节流部件、室内外换热器、气液分离器、四通阀、电磁阀，各个零部件之间通过管线连接；所述系统还包括至少一闪蒸器组件，所述闪蒸器组件的一出口通过管线与所述压缩机的吸气口相连。采用增强型喷气涡旋压缩机以及蒸气喷射系统。在低温工况制热运行时，利用闪蒸器喷射制冷剂，使压缩机能吸入更多制冷剂，实现准双级压缩，提高制热量和能效比，同时又保持较低的压缩比和排气温度，空调运行稳定可靠。但是，由于该空调系统中增加增强型喷气涡旋压缩机以及蒸汽喷射系统，制作成本大大提高，整个空调系统运行时需要的能耗也大大增加。而在此同时，工质由冷凝区流向蒸发区的过程中，工质热量状态的损失仍然存在，整个制热/制冷系统的能量总有一部分会浪费在这个过程中，使得制热/制冷系统的能效无法达到最优。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提供一种用于换热系统的置换模块。该置换模块在换热系统的冷凝区和蒸发区之间形成隔离置换区。本专利技术的技术方案如下：一种换热系统置换模块，其特征在于：包括隔离部件以及设置在所述隔离部件内的热量置换系统；所述隔离部件包括隔离入口、低热量隔离出口、以及高热量隔离出口；所述热量置换系统连接所述隔离入口、所述低热量隔离出口和所述高热量隔离出口。所述隔热部件的内部形成隔热空间，减少隔热空间内部与外界环境之间的热交换。所述热量置换系统将通过所述隔离入口进入其中的气液混合态工质分成两部分，在隔热部件内部形的隔热空间中将其中一部分气液态工质的热量转移至另一部分气液混合态工质中，提供热量的那部分工质变为温度更低的液态工质经低热量隔离出口，并经制热/制冷系统的节流件送至蒸发器的入口。使得进入蒸发器的工质温度更低，调节蒸发压力，使得蒸发器的吸热能力更高。作为优选，所述热量置换系统包括供热单元、吸热单元和置换单元；所述置换单元包括流量调节模块；所述吸热单元设置在所述隔离入口和所述低热量隔离出口之间，所述供热单元设置在所述吸热单元的出口和所述高热量隔离出口之间，所述流量调节模块设置在所述吸热单元的出口和所述供热单元的入口之间。经所述隔离入口进入所述热量置换系统的工质，在所述吸热单元内被吸收一部分热量，变为温度低于经所述隔离入口流入工质温度的低热量工质。这部分低热量工质一部分流经换热系统的节流件进入蒸发器吸收热量被蒸发，由于其温度更低，提高了蒸发器入口和出口之间的温度差，提高了蒸发器的工作性能，从而提高了整个系统的工作能力。剩余的一部分工质流入所述供热单元，吸收所述吸热单元内的工质的温度。因此，隔离置换区利用流出冷凝器的工质在流向蒸发器过程中散发的热量对工质再次进行热量置换，可以使得流出经换热系统的节流件流向蒸发器的工质的温度更低。而在此过程中，由于利用的是系统内工质本身释放的热量（该部分热量在传统卡诺式循环应用系统中是无法再利用的低品质热能），因此不需要额外的功耗，整体来讲提升整个了换热系统的能效。所述隔离入口连接所述冷凝器的出口，所述低热量隔离出口连接所述第一节流件的入口，所述高热量隔离出口连接所述压缩机的吸气口。作为优选，所述隔离入口设置节流件。所述节流件相当于将原来换热系统中蒸发器前端的节流件前移，可以有效的将有用热量散发在冷凝区，提高系统的有效产热量，避免热量浪费。作为优选，所述吸热单元包括第一换热板片，所述第一换热板片包括第一工质入口、第一工质出口、吸热工质流道以及集液管，所述吸热工质流道与所第一工质入口连通，所述集液管与所述吸热工质流道连通；所述供热单元包括第二换热板片，所述第二换热板片包括第二工质入口、第二工质出口、供热工质流道、以及集气管，所述供热工质流道与所述第二工质入口连通，所述集气管与所述供热工质流道连通；所述流量调节模块连接所述第一工质出口和所述第二工质入口。通过所述流量调节模块由吸热单元流向供热单元的工质的流量，实现对吸热单元和供热单元内工质密度的调节。通过所述流量调节模块调节所述第一换热板片内的工质密度大于所述供热单元内的工质密度，使得所述吸热工质流道内的工质的总焓值大于所述供热工质流道内工质的总焓值。从而实现所述第一换热板和所述第二换热板在所述隔离部件形成的隔热空间内的热量交换，吸热工质流道内的工质热量被转移至供热工质流道内的工质中。作为优选，所述集液管和所述吸热工质流道通过第一回流通道连通，所述第一回流通道与所述集液管的连接点的位置高于所述第一回流通道与所述吸热工质流道的连接点的位置。作为优选，所述吸热单元设置气相回流管，所述气相回流管和所述吸热单元之间通过第二回流通道连通，所述第二回流通道与所述吸热工质流道的连接点的位置低于所述第二回流通道与所述气相回流管的连接点的位置。作为优选，所述集气管和所述供热工质流道通过第三回流通道连通，所述第三回流通道与所述集气管的连接点的位置高于所述第三回流通道与所述供热工质流道的连接点的位置。作为优选，所述供热单元设置液相回流管，所述液相回流管和所述供热工质流道通过第四回流通道连通，所述第四回流通道与所述液相回流管的连接点的位置低于所述第四回流通道与所述供热工质流道的连接点的位置。作为优选，所述吸热工质流道和所述供热工质流道紧密贴合，并且所述吸热工质流道内的工质流向与所述供热工质流道内的工质流向相反。作为优选，所述节流件为缩径管，所述流量调节模块为毛细管。如图3，本专利技术的技术方案改变了传统卡诺式循环应用系统两大区域、四大部件的构造格局，在换热系统的冷凝区和蒸发区之间设置隔离置换区，经冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热系统置换模块，其特征在于：包括隔离部件以及设置在所述隔离部件内的热量置换系统；所述隔离部件包括隔离入口、低热量隔离出口、以及高热量隔离出口；所述热量置换系统连接所述隔离入口、所述低热量隔离出口和所述高热量隔离出口。

【技术特征摘要】
1.一种换热系统置换模块，其特征在于：包括隔离部件以及设置在所述隔离部件内的热量置换系统；所述隔离部件包括隔离入口、低热量隔离出口、以及高热量隔离出口；所述热量置换系统连接所述隔离入口、所述低热量隔离出口和所述高热量隔离出口。2.根据权利要求1所述的一种换热系统置换模块，其特征在于：所述热量置换系统包括供热单元、吸热单元和置换单元；所述置换单元包括流量调节模块；所述吸热单元设置在所述隔离入口和所述低热量隔离出口之间，所述供热单元设置在所述吸热单元的出口和所述高热量隔离出口之间，所述流量调节模块设置在所述吸热单元的出口和所述供热单元的入口之间。3.根据权利要求2所述的一种换热系统置换模块，其特征在于：所述隔离入口设置节流件。4.根据权利要求3所述的一种换热系统置换模块，其特征在于：所述吸热单元包括第一换热板片，所述第一换热板片包括第一工质入口、第一工质出口、吸热工质流道以及集液管，所述吸热工质流道与所述第一工质入口连通，所述集液管与所述吸热工质流道连通；所述供热单元包括第二换热板片，所述第二换热板片包括第二工质入口、第二工质出口、供热工质流道、以及集气管，所述供热工质流道与所述第二工质入口连通，所述集气管与所述供热工质流道连通；所述流量调节模块连接所述第一工质出口和所述第二工质入口。5.根据权利要求4所述的一种换热系统置换...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉敏，虞红伟，张明亮，朱科，余金金，田张新，孙莹莹，
申请(专利权)人：唐玉敏，虞红伟，
类型：新型
国别省市：浙江;33