具有优化的制冷剂回路的热泵制造技术

本发明专利技术涉及一种具有制冷剂回路(100)的热泵，所述制冷剂回路具有：压缩机(10)、膨胀机构(20)、冷凝器(30)和蒸发器(40)，它们连接到制冷剂管路上；和包含在所述制冷剂回路(100)中的制冷剂，所述制冷剂能够借助于所述压缩机(10)在所述制冷剂回路(100)中循环。所述冷凝器(30)和所述蒸发器(40)包括具有制冷剂侧和介质侧的热交换器(32、42)，其中所述冷凝器(30)的热交换器(32)是板式热交换器，而所述蒸发器(40)的热交换器(42)是板式热交换器或翅片管式热交换器。此外根据本发明专利技术提出，冷凝器(30)和/或蒸发器(42)的热交换器(32、42)在制冷剂侧和介质侧之间不对称地设计，使得所述制冷剂侧的体积与所述介质侧的体积相比减少至少10％。少10％。少10％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有优化的制冷剂回路的热泵


[0001]本专利技术涉及一种具有制冷剂回路的热泵，所述制冷剂回路具有：压缩机、膨胀机构、冷凝器和蒸发器，它们连接到制冷剂管路上；和包含在所述制冷剂回路中的制冷剂，所述制冷剂能够借助于压缩机在制冷剂回路中循环。

技术介绍

[0002]在热泵的制冷剂回路中经常使用易燃的制冷剂(如R
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C)，因为所述制冷剂被视为比至今使用的制冷剂更环保。然而，在使用较新式的、尤其易燃的制冷剂时，必须经常关注提高的安全要求并且符合相应的措施，如对设立地点的特殊要求，这使得所述热泵的制造和运行更昂贵。使用的制冷剂越多，这就越明显。
[0003]至今为止，制冷剂量的减少经由减小相应的组件来实现，但是，这会引起热泵的功率系数降低。另一方面，为了能够例如在使用板式热交换器时达到期望的压力损失和传输功率，板的数量会提高，直至在制冷剂回路中实现期望的工艺数据。但是，板式热交换器中较大的板数量引起设施的较高的制冷剂填充量。

技术实现思路

[0004]本专利技术所基于的目的在于，给出一种具有制冷剂回路的热泵，所述热泵克服了所描述的缺点并且能够实现在仍可接受的功率系数的情况下减少制冷剂量，由此能够降低制冷剂成本和对所需的安全设计方案的要求。
[0005]所述目的根据本专利技术通过独立权利要求来实现。优选的设计方案在从属权利要求中给出。
[0006]根据本专利技术提出一种具有制冷剂回路的热泵，所述制冷剂回路具有：连接到制冷剂管路上的压缩机、膨胀机构、冷凝器和蒸发器；和包含在制冷剂回路中的制冷剂，所述制冷剂能够借助于压缩机在制冷剂回路中循环。冷凝器和蒸发器包括具有制冷剂侧和介质侧的热交换器，其中所述冷凝器的热交换器是板式热交换器，而蒸发器的热交换器是板式热交换器或翅片管式热交换器。
[0007]此外，根据本专利技术，冷凝器和/或蒸发器的热交换器，尤其当它们构成为板式热交换器时，在制冷剂侧和介质侧之间不对称地设计，使得制冷剂侧的体积与介质侧的体积相比减少至少10％。
[0008]根据本专利技术的热交换器的不对称式设计方案在可接受的功率系数的情况下引起显著减少所需的制冷剂量以及减少对安全相关的措施的要求。
[0009]热泵例如能够构成为盐水
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水热泵、水
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水热泵或空气
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水热泵。在盐水
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水热泵和水
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水热泵的情况下，蒸发器的热交换器经常构成为板式热交换器，而在空气
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水热泵的情况下，其通常是翅片管式热交换器。
[0010]在根据本专利技术的另一设计方案中，冷凝器和/或蒸发器的热交换器的板具有箭头式压制部，其具有至少45
°
的后掠角(“高的”压制部)。
[0011]大的后掠角(Pfeilungswinkel)或压制角会引起流体的强烈偏转，这可能会引起更高的功率系数并且引起更大的压力损失。
[0012]如果蒸发器的热交换器是翅片管式热交换器，则根据本专利技术提出，翅片管式热交换器的管内径为3mm至7mm，并且其外径为3.5mm至7.5mm，因此在此也减少了制冷剂量。
[0013]为了进一步提升翅片管式热交换器的效率而提出，翅片管式热交换器的管的内侧设有肋片。
[0014]为了进一步优化所述工艺，根据本专利技术的热泵能够包括内部的热交换器，所述内部的热交换器构造为板式热交换器。
[0015]此外在此能够提出，内部的热交换器具有板，所述板具有带有小于45
°
的后掠角或压制角的箭头式压制部。
[0016]此外，内部的热交换器能够有利地构成有凹槽压制部，而不是箭头式压制部。凹槽压制部能够实现减少在热交换器的介质侧上的压力损失以及减少制冷剂量。
[0017]此外能够提出，内部的热交换器不对称地构造，使得液体侧的体积与气体侧的体积相比减小。因此实现了进一步减少制冷剂量。
[0018]进一步减少制冷剂量能够如下实现：使液体管路、尤其是制冷剂管路的内径构成为尽可能小的。
[0019]除了减少制冷剂量之外，还能够通过有针对性地设计液体管路来符合声学要求，其方式为：根据下式设计液体管路的内径，尤其是制冷剂管路的内径：
[0020][0021]其中在热泵的最大功率或压缩机的最高转速下，在液体管路中的流动速度至少为0.5m/s，但是至多为3.5m/s。在小的热泵功率或小的压缩机转速下，最小的流动速度优选不低于0.05m/s、0.3m/s或在0.05m/s和0.3m/s之间的值。
[0022]以下公式适用：
[0023][0024]在另一实施方案中，根据本专利技术的热泵包括调节器，所述调节器与操控压缩机的换流器连接并且与膨胀机构连接。所述调节器构成为用于，操控压缩机和膨胀机构，使得在液体管路中，尤其在制冷剂管路中的流动速度至多为3.5m/s。
附图说明
[0025]下面参考附图描述其它优点和优选的设计方案。在此示出：
[0026]图1a示出根据本专利技术的热泵的具有蒸发器作为板式热交换器和内部的热交换器的冷却剂回路的线路图；
[0027]图1b示出根据本专利技术的热泵的具有蒸发器作为板式热交换器的制冷剂回路的线路图；
[0028]图1c示出根据本专利技术的热泵的具有蒸发器作为翅片管式热交换器的制冷剂回路的线路图；
[0029]图1d示出根据本专利技术的热泵的具有蒸发器作为翅片管式热交换器和内部的热交
换器的制冷剂回路的线路图；
[0030]图2a示出对称的板式热交换器的示意性放大的剖视图；
[0031]图2b示出非对称的板式热交换器的示意性放大的剖视图；
[0032]图2c示出非对称的板式热交换器的金属片的示意性放大的剖视图；
[0033]图2d示出非对称的板式热交换器的金属片的示意性放大的三维剖视图；
[0034]图3a示出板式热交换器的板的局部，所述板具有带有小于45
°
的后掠角的箭头齿部；
[0035]图3b示出板式热交换器的板的局部，所述板具有带有大于45
°
的后掠角的箭头齿部；
[0036]图4示出板式热交换器的板的局部，所述板具有凹槽压制部；
[0037]图5示出制冷剂回路的部分视图；
[0038]图6示出制冷剂回路的管导向部。
具体实施方式
[0039]根据在图1a、1b、1c和1d中示出的根据本专利技术的热泵的制冷回路100的线路图，所述制冷回路100包括至少一个压缩机10、减压元件20、冷凝器30、蒸发器40以及根据实施方案具有内部的热交换器50和四通切换阀60。
[0040]气态的制冷剂被压缩机10压缩并且输送给冷凝器30的热交换器32，在该处所述制冷剂被冷却和液化。
[0041]随后，根据图1b和1c，液化的制冷剂在减压元件20处减压。在图1a和1d中，过冷首先在内部的热交换器50中发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有制冷剂回路(100)的热泵，所述制冷剂回路具有：连接到制冷剂管路上的压缩机(10)、膨胀机构(20)、冷凝器(30)和蒸发器(40)；和包含在所述制冷剂回路(100)中的制冷剂，所述制冷剂能够借助于所述压缩机(10)在所述制冷剂回路(100)中循环，和所述冷凝器(30)和所述蒸发器(40)包括具有制冷剂侧和介质侧的热交换器(32、42)，其中所述冷凝器(30)的热交换器(32)是板式热交换器，而所述蒸发器(40)的热交换器(42)是板式热交换器或翅片管式热交换器，其特征在于，冷凝器(30)和/或蒸发器(42)的热交换器(32、42)在制冷剂侧和介质侧之间不对称地设计，使得所述制冷剂侧的体积与所述介质侧的体积相比减少至少10％。2.根据权利要求1所述的热泵，其中所述冷凝器(30)和/或所述蒸发器(40)的热交换器(32、42)的板具有箭头式压制部，其具有至少45
°
的后掠角。3.根据权利要求1或2所述的热泵，具有翅片管式热交换器作为所述蒸发器(40)的热交换器(42)，其中所述翅片管式热交换器的管的内径为3mm至7mm，并且其外径为3.5mm至7.5mm。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：斯德龙有限两合公司，
类型：发明
国别省市：