一种提取冷水凝固热的换热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种提取冷水凝固热的换热装置，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稳定连续换热，由壳体(1)、工质出口(2)、后管箱(3)、冰水出口(4)、底座(5)、工质进口(6)、前管箱(7)、液压缸(8)、冷水进水口(9)、换热管(10)、连杆(11)、刮冰体(12)、连接板(13)、液压杆(14)、刮冰体过水通道(15)、连接板过水通道(16)组成。

A heat exchange device for extracting the solidification heat of cold water

【技术实现步骤摘要】
一种提取冷水凝固热的换热装置
本技术涉及一种提取冷水凝固热的换热装置，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稳定连续换热。
技术介绍
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。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。
技术实现思路
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，本技术提供了一种提取冷水凝固热的换热装置。应用原理：1、如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图13、图15、图16、图17所示，本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置由壳体、工质出口、后管箱、冰水出口、底座、工质进口、前管箱、液压缸、冷水进水口、换热管、连杆、刮冰体、连接板、液压杆、刮冰体过水通道、连接板过水通道组成，壳体上设有工质出口和工质进口，前管箱设有冷水进水口，后管箱设有冰水出口，液压缸布置在前管箱一端，液压缸的液压杆与连接板连接，连接板与N根连杆连接，连杆杆体上设有N个刮冰体，相邻两个刮冰体之间的间距为200-400mm，刮冰体外圆周锯齿状波纹与换热管内表面紧密接触。2、如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图13、图15、图16、图17所示，本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置，冷水换热流程为冷水由冷水进水口进入前管箱，由前管箱分配进入换热管管内，与换热管管外工质进行热交换，冷水沿换热管向冰水出口方向流动时，冷水不断释放热量自身冷却，部分冷水达到冰点时，在换热管内表壁结冰，由刮冰体将换热管内表壁冰层剥离，与未结冰的冷水混合成冰水混合物，由冰水出口流出，完成冷水取热过程；工质换热流程为液态工质由工质进口进入壳体内，与换热管管内的冷水进行换热，自身吸收冷水的热量，不断蒸发变为气态，随着持续的换热，在壳体顶部的工质出口处，全部变为过热气体，由工质出口流出，工质的蒸发温度为-3℃到-5℃可调；除冰流程为：换热管管外工质不断蒸发吸热，换热管内冷水不断释放热量，部分冷水过到冰点时，在换热管内表面结冰，液压缸的液压杆带动连接板、连杆往复移动，连杆上的刮冰体外表面与换热管内表面紧密接触，连杆带动刮冰体往复运行，换热管内表面的冰层被刮冰体的往复运动剥离换热管，混合在未结冰的冷水中，形成冰水混合物由冰水出口流出。3、如图14、图15所示，本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置，连接板上设有连接板过水通道，刮冰体上设有刮冰体过水通道，冷水可由连接板过水通道进入换热管，可通过刮冰体过水通道在换热管中流动。4、如图8、图9、图10所示，本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置，液压缸的液压杆伸出的长度和缩回的长度相等，液压杆行程≥两个相邻刮冰体之间的距离，当相邻两个刮冰体伸缩刮冰时，运动方向后方的刮冰体，可达到前方刮冰体的初始位置，保证刮冰体的剥冰区域可覆盖整个换热管。5、如图8、图9、图10所示，本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置，一根换热管分隔成n段，一根连杆分成相同段数，刮冰体数量为n个。6、本技术的一种提取冷水凝固热的换热装置，冷水可多流程配置，第一台冰水出口与第二台冷水进水口连接，第二台冰水出口与第三台冷水进水口连接，按流程需要，达到合理的配置。附图说明图1-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置正视图图2-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置俯视图图3-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置仰视图图4-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置左视图图5-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置右视图图6-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置轴测图一图7-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置轴测图二图8-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置A-A剖面图图9-图8中I处示意图图10-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置A-A剖面图图11-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置B-B剖面图图12-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置C-C剖面图图13-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置除冰装置组合图图14-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置连接板示意图图15-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置除冰体示意图图16-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置除冰体换热管组合示意图图17-本技术一种提取冷水凝固热的换热装置局部爆炸图附图图面说明图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17，1-壳体；2-工质出口；3-后管箱；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提取冷水凝固热的换热装置，其特征在于由壳体(1)、工质出口(2)、后管箱(3)、冰水出口(4)、底座(5)、工质进口(6)、前管箱(7)、液压缸(8)、冷水进水口(9)、换热管(10)、连杆(11)、刮冰体(12)、连接板(13)、液压杆(14)、刮冰体过水通道(15)、连接板过水通道(16)组成，壳体(1)上设有工质出口(2)和工质进口(6)，前管箱(7)设有冷水进水口(9)，后管箱(3)设有冰水出口(4)，液压缸(8)布置在前管箱(7)一端，液压缸(8)的液压杆(14)与连接板(13)连接，连接板(13)与N根连杆(11)连接，连杆(11)杆体上设有N个刮冰体(12)，相邻两个刮冰体(12)之间的间距为200-400mm，刮冰体(12)外圆周锯齿状波纹与换热管(10)内表面紧密接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种提取冷水凝固热的换热装置，其特征在于由壳体(1)、工质出口(2)、后管箱(3)、冰水出口(4)、底座(5)、工质进口(6)、前管箱(7)、液压缸(8)、冷水进水口(9)、换热管(10)、连杆(11)、刮冰体(12)、连接板(13)、液压杆(14)、刮冰体过水通道(15)、连接板过水通道(16)组成，壳体(1)上设有工质出口(2)和工质进口(6)，前管箱(7)设有冷水进水口(9)，后管箱(3)设有冰水出口(4)，液压缸(8)布置在前管箱(7)一端，液压缸(8)的液压杆(14)与连接板(13)连接，连接板(13)与N根连杆(11)连接，连杆(11)杆体上设有N个刮冰体(12)，相邻两个刮冰体(12)之间的间距为200-400mm，刮冰体(12)外圆周锯齿状波纹与换热管(10)内表面紧密接触。


2.根据权利要求1所述的一种提取冷水凝固热的换热装置，其特征在于冷水换热流程为冷水由冷水进水口(9)进入前管箱(7)，由前管箱(7)分配进入换热管(10)管内，与换热管(10)管外工质进行热交换，冷水沿换热管(10)向冰水出口(4)方向流动时，冷水不断释放热量自身冷却，部分冷水达到冰点时，在换热管(10)内表壁结冰，由刮冰体(12)将换热管(10)内表壁冰层剥离，与未结冰的冷水混合成冰水混合物，由冰水出口(4)流出，完成冷水取热过程；工质换热流程为液态工质由工质进口(6)进入壳体(1)内，与换热管(10)管内的冷水进行换热，自身吸收冷水的热量，不断蒸发变为气态，随着持续的换热，在壳体(1)顶部的工质出口(2)处，全部变为过热气体，由工质出口(2)流出，工质的蒸发温度为-3℃到-5℃可调；除冰流程为：换热管(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜东，
申请(专利权)人：杨胜东，
类型：新型
国别省市：黑龙;23