一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，属于冷却装置，包括进气管和出气管，所述进气管和出气之间通过若干个螺旋形的冷却管连接，所述冷却管包括用于通过冷却液的外管和用于通过气体的内管，每个所述的外管内套有两个所述的内管，所述外管上分别连接有进液管和出液管，由于冷却管呈螺旋形，可以提高冷却液和气体的接触时间，从而提高换热效果，外管内的两个平行设置的内管也可以提高气液交换的接触面积，从而提高换热效果，解决了现有技术中，气体冷却器结构复杂，换热能力不够好，导致影响源热泵性能的问题。导致影响源热泵性能的问题。导致影响源热泵性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器


[0001]本技术涉及一种冷却装置，尤其是涉及一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器。

技术介绍

[0002]空气能热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷（热）源制取冷（热）风或者冷（热）水的设备，主要零部件包括用热侧换热设备、热源侧换热设备及压缩机等。而换热设备的主要组件包括气体冷却器，现有的气体冷却器的结构设计不够合理，导致其成本较高，并且换热效果不够好。
[0003]例如，在中国专利文献上公开的“一种跨临界CO2热泵制冷制热系统用气体冷却器”，其公告号为CN206339124U，包括气体冷却器本体，气体冷却器本体包括串联的壳体一和壳体二，所述壳体一的左侧上部设有一级进气口和二级排水口，壳体一的左侧下部设有一级排气口，壳体一的右侧下部设有二级进水口，所述壳体二的右侧上部设有与二级进水口连接的一级排水口，壳体二的左侧下部设有一级进水口和二级排气口，壳体二的左侧上部设有与一级排气口连接的二级进气口，所述壳体一和壳体二内均设有换热管，换热管固定在管板上，换热管的外壁间隔设置有折流板。该技术具有采用双级换热的结构形式，能够提高换热效率，并且可减小水和CO2的流动阻力，能够承受较高的压力的优点；然而其不足之处在于，其结构设计复杂，导致成本较高，并且换热能力不够好。

技术实现思路

[0004]本技术是为了克服现有技术中，源热泵中需要用到的气体冷却器结构复杂，换热能力不够好，导致影响源热泵性能的问题，提供一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，结构简单，换热能力好，从而确保源热泵的性能。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]本技术，一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，包括进气管和出气管，所述进气管和出气之间通过若干个螺旋形的冷却管连接，所述冷却管包括用于通过冷却液的外管和用于通过气体的内管，每个所述的外管内套有两个所述的内管，所述外管上分别连接有进液管和出液管。
[0007]CO2气体从所述进气管中进气冷却管，并从出气管离开，而冷却液从所述进液管进入冷却管，从所述出液管离开，在冷却管中，冷却液位于所述内管的外部，与内管发生充分的接触，从而对内管中的进气进行降温冷却，由于冷却管呈螺旋形，可以提高冷却液和气体的接触时间，从而提高换热效果，外管内的两个平行设置的内管也可以提高气液交换的接触面积，从而提高换热效果。
[0008]作为优选，所述进气管上设有放气阀；在装置使用前，内管内可能有残留的空气，通过所述放气阀可以预先通入CO2气体，将装置内原有的空气排出，从而确保装置使用时CO2气体的浓度。
[0009]作为优选，所述外管的材料为304不锈钢，不锈钢材料具有较好强度和耐腐蚀性，可以避免外管受到碰撞损坏，也避免其由于内部的液体而发生腐蚀，提高了装置的使用寿命。
[0010]作为优选，所述内管的材料为紫铜，紫铜具有较好的耐腐蚀性，抗压性，适用于内管压力较大的场合。
[0011]作为优选，所述进液管上连接有分液头；所述分液头可以将单根水管内的液体分流到若干条进液管中。
[0012]作为优选，所述分液头包括分液头主体，所述分液头主体包括若干个与所述进液管连接的液体通道，所述分液头主体通过扭簧与调节转盘连接，所述调节转盘背向所述分液头主体的一侧上安装有叶片，所述调节转盘上设有若干个调节口；由于分液头会将液体分到若干个进液管中，当液体压力较小时，流入不同的进液管中的液体的量会不同，从而导致不同冷却管中冷却效果不同，进而导致气体温度不均匀，影响源热泵性能，而通过本方案中的结构，液体的压力会带动叶片转动，由于扭簧的存在，当压力不同时，所述调节转盘转过的角度不同，而当调节转盘转过不同的角度时，所述调节口对准液体通道的部分大小不同；当液体压力较大时，调节口开口较大，液体压力较小时，调节口开口较小，从而保证液体能均匀地进入不同的进液管中。
[0013]作为优选，所述冷却管的数量为4个。
[0014]因此，本技术具有如下有益效果：（1）结构简单，气液接触面积大，接触时间长，换热效果好；（2）可以将冷却液均匀分入若干个进液管中，从而确保各个冷却管内的冷却效果相近。
附图说明
[0015]图1是本技术的一种主视结构示意图。
[0016]图2是本技术的一种俯视结构示意图。
[0017]图3是本技术的一种侧视结构示意图。
[0018]图4是本技术分液头的一种剖视结构示意图。
[0019]图5是本技术分液头的一种侧视结构示意图。
[0020]图6是本技术冷却管的一种截面示意图。
[0021]图中：1、冷却管 2、进气管 3、出气管 4、外管 5、内管 6、放气阀 7、进液管 8、出液管 9、分液头10、分液头主体 11、液体通道 12、扭簧 13、调节转盘 14、叶片 15、调节口。
具体实施方式
[0022]下面结合附图与具体实施方式对本技术做进一步的描述。
[0023]如图1
‑
5所示的实施例中，一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，包括4个螺旋形的冷却管1，所述冷却管的螺旋轴线为竖直方向，所述冷却管的上方安装有水平方向的进气管2，所述进气管通过连接管分别与四个冷却管连接，所述冷却管的下方安装有水平方向的出气管3，所述出气管通过连接管分别与四个冷却管连接；所述进气管与出气管均为壁厚3.2mm的D25的镀锌钢管；所述冷却管包括外管4和内管5，所述外管为1/2吋304不锈钢管，内管为φ6.35*1紫铜管，在弯曲成型时，先在内外管之间填充石英砂，进行同轴定位，弯曲
成型后，再倒出石英砂即可；所述进气管上设有放气阀6；所述冷却管的下端还连接有进液管7，冷却管的上端连接有出液管8；所述进液管的长度为750mm，出液管的长度为800mm，所述进液管上连接有分液头9，所述分液头包括分液头主体10，所述分液头主体包括若干个与所述进液管连接的液体通道11，所述分液头主体通过扭簧12与调节转盘13连接，所述调节转盘背向所述分液头主体的一侧上安装有叶片14，所述调节转盘上设有若干个调节口15，所述调节口在顺时针的周向方向上，开口大小逐渐减小。
[0024]装置在使用过程中，先通过放气阀排出冷却管内原有的空气，然后通过进液管通入R744冷却液；在液体流入进液管时，液体的压力会带动叶片转动，由于扭簧的存在，当压力不同时，所述调节转盘转过的角度不同，而当调节转盘转过不同的角度时，所述调节口对准液体通道的部分大小不同；当液体压力较大时，调节口开口较大，液体压力较小时，调节口开口较小，从而保证液体能均匀地进入不同的进液管中；在所述冷却管内，冷却液从下而上流动，CO2气体从上而下流动，从而发生充分的热交换，使CO2气体温度下降，水温上升。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，其特征是，包括进气管和出气管，所述进气管和出气之间通过若干个螺旋形的冷却管连接，所述冷却管包括用于通过冷却液的外管和用于通过气体的内管，每个所述的外管内套有两个所述的内管，所述外管上分别连接有进液管和出液管。2.根据权利要求1所述的一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，其特征是，所述进气管上设有放气阀。3.根据权利要求1所述的一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，其特征是，所述外管的材料为304不锈钢。4.根据权利要求1所述的一种跨临界CO2热泵系统用高效气体换热器，其特征是，所述内管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶然，邹志胜，李培遥，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：