新型热补偿转移换热器和包含该换热器的热泵热水机制造技术

新型热补偿转移换热器和包含该换热器的热泵热水机，涉及一种利用热泵的流体加热器及其配件，包括壳体、换热管、工质入口、工质出口、进水口和出水口，热补偿转移换热器是半容积式换热器，低频紊流换热管是由外管和内管组成的套筒管，内管为麻花状螺旋管，其内外表面均带有凹凸螺旋扭转的峰谷结构，外管的内壁贴近内管外壁的凸起螺旋，形成具有螺旋状工质通道的盘绕管结构；同时具备管壳结构、套筒管结构和盘绕管结构。通过增加热补偿转移换热器，利用电磁阀对工质循环管路进行工作模式切换，提高热泵热水机的制热量和运行性能，避免因液态工质进入压缩机造成液击，或者因工质循环量过低造成压缩机润滑不足的事故，改善机组的运行安全性和稳定性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用热泵的流体加热器及其配件，尤其涉及一种新型热补偿转移换热器和包含该换热器的热泵热水机。
技术介绍
空气源热泵机组除了具有环保、节能的特点外，还有系统简单、初始投资低、维护方便、调节灵活等特点，因此已经得到了大面积的推广应用。中国技术专利“一种低温补气空气源热泵热水机”(中国技术专利号ZL201120113835.X，授权公告号CN201983513U)公开了一种低温补气空气源热泵热水机，包括水箱、套管换热器、所述套管换热器一侧通过管道连接有压缩机，所述套管换热器另一侧通过管道依次连接有高压储液器和干燥过滤器，其特征在于所述干燥过滤器通过管道连接有经济器，所述经济器与干燥过滤器相对一侧通过管道并联连接有第一电磁阀和第二电磁阀，所述第二电磁阀通过管道连接有第二膨胀阀。该技术中提供一种能够在外界超低温环境、水箱内高水温的恶劣工况下，保证进入第二膨胀阀之前的制冷剂充分冷凝为液体，而非汽液混合物，从而使第二膨胀阀稳定工作，提高蒸发压力，保障系统稳定运行，保障机组的寿命。但是，空气源热泵热水机在冬季运行时，因为环境空气温度低，换果效果差，导致蒸发压力低、吸气温度低，机组的制热量低、能效低；而夏季高温运行时，因为蒸发效果好，导致压缩机排气温度和排气压力高，吸气压力也易超过压缩机吸气阀片的设计压力，压缩机的寿命受到很大影响。中国技术专利“宽域气候智能适应型空气源热泵热水机”(中国技术专利号ZL200920075446. 5，授权公告号CN201637104U)公开了一种宽域气候智能适应型空气源热泵热水机，即在系统中增加一个换热器，所述的换热器的输入端与两个并联的第一电磁阀和第二电磁阀相连，换热器的输出端与两个并联的第三电磁阀和第四电磁阀相连，所述的热泵热水机的翅片蒸发器与第五电磁阀相接，第五电磁阀的两端分别与第一电磁阀和第三电磁阀相连，所述的热泵热水机的水冷冷凝器的一端与第六电磁阀相连，第六电磁阀的两端分别与第二电磁阀和第四电磁阀相连。利用电磁阀对制冷剂管路进行夏季和冬季运行模式切换。该技术虽然公开了增加一个换热器提高了机组冬季和夏季的性能的技术方案，但是并未解决不同工况下不同热力学状态的工质之间的热能高效转移换热的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种热补偿转移换热器，用于空气源热泵热水机，解决热泵机组在冬季因蒸发压力过低导致能效降低，夏季因温度过高容易造成超压影响压缩机寿命的技术问题。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是—种热补偿转移换热器，用于热泵热水机系统，包括壳体、换热管、工质入口、工质出口、进水口和出水口，所述的工质入口和工质出口连接到热泵热水机的工质循环回路，所述的进水口和出水口连接到热泵热水机的热媒水回路，其特征在于所述的热补偿转移换热器是半容积式换热器，所述的换热管盘绕为螺旋状，置于所述壳体内部的下半部，形成管壳式的半容积式换热结构；所述的换热管本身采用由外管和内管组成的套筒管，内管和外管之间留有工质通道，内管的内部为热媒水通道；所述外管的两端分别连接到所述的工质入口和工质出口 ；所述内管的一端连接到通往壳体外部的进水口，内管的另一端为置于壳体内部靠近底部的开口端；内管的内部为热媒水通道，热媒水通道通过所述的开口端连通壳体内部的贮水腔；所述的贮水腔连通设置在靠近壳体顶部并通往壳体外部出水口。本技术提供的新型热补偿转移换热器的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的换热管为低频紊流换热管，所述的低频紊流换热管是由外管和内管组成的套筒管，所述的内管为麻花状螺旋管，所述麻花状螺旋管的内外表面均带有凹凸螺旋扭转的峰谷结构，所述外管的内壁贴近内管外壁的凸起螺旋，形成具有螺旋状工质通道的盘绕管结构；所述的热补偿转移换热器同时具备管壳结构、套筒管结构和盘绕管结构。本技术提供的新型热补偿转移换热器的一种改进的技术方案，其特征在于所述的热补偿转移换热器采用热利用平衡处理结构，所述的热补偿转移换热器还包括内筒和汽液分离器；所述的内筒置于壳体内的上半部，壳体的上半部和内筒之间形成的空间，构成热利用平衡处理结构的主换热腔；所述的换热管盘绕为螺旋状，置于所述的主换热腔内；所述的汽液分离器包括汽分筒体、汽分入口和汽分出口，置于壳体内的下半部；所述汽分筒体的外周与所述壳体的下半部之间形成的空间，构成热利用平衡处理结构的副换热腔；所述的换热管的内部为热媒水通道，换热管的两端分别通过所述的进水口和出水口，连接到热媒水循环回路；所述主换热腔的上部连接通到置于壳体外部的工质入口，所述主换热腔的下部通过工质通道孔与副换热腔连通，所述副换热腔底部连通到置于壳体外部的工质出口。本技术提供的新型热补偿转移换热器的进一步改进的技术方案，其特征在于所述汽分筒体的外周设有螺旋翅片，所述壳体的内壁贴近汽分筒体外周的螺旋翅片，形成具有盘绕管结构的副换热腔。本技术的另一个目的是要提供一种包含上述新型热补偿转移换热器的空气源热泵热水机，本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种包含上述新型热补偿转移换热器的热泵热水机，包括工质循环回路和热水循环回路；所述的工质循环回路包括压缩机、四通阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和汽液分离器，所述的热水循环回路包括主循环水泵和保温水箱，其特征在于所述的热泵热水机还包括单向阀、辅循环水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一三通阀和第二三通阀；所述的第一电磁阀串联在从冷凝器至膨胀阀之间的高压管路中，所述的第二电磁阀串联在从蒸发器至汽液分离器之间的低压管路中；所述热补偿转移换热器的工质入口通过所述的第一三通阀，可选择地连通第一电磁阀或第二电磁阀的入口侧；所述热补偿转移换热器的工质出口通过所述的第二三通阀，可选择地连通第一电磁阀或第二电磁阀的出口侧；所述的热补偿转移换热器设有热媒水循环回路，所述的热媒水循环回路从保温水箱开始，经由辅循环水泵和单向阀连接到热补偿转移换热器的进水口，再通过热补偿转移换热器的出水口回到保温水箱；所述热补偿转移换热器的进水口，通过第三电磁阀连接到外部冷水进水管路。所述的辅循环水泵把保温水箱中的热水送入热补偿转移换热器的热媒水循环回路，蒸发器出口的工质，通过热补偿转移换热器从热媒水吸热升温，从而保证机组从空气中吸热的效率，并且提高压缩机回油性能，同时，所述的热补偿转移换热器还作为小型储液器用于储存部分未蒸发的液态工质，防止液态工质进入压缩机造成液击故障，并保证合适的工质循环量。本技术的有益效果是1、本技术的热补偿转移换热器和包含该换热器的热泵热水机，通过在系统中增加一个热补偿转移换热器，并利用电磁阀对工质循环管路进行不同季节的工作模式切换，提高热泵热水机的制热量和运行性能，可以避免因液态工质进入压缩机造成液击，或者因工质循环量过低造成压缩机润滑不足而损坏的事故，从而保障机组的寿命，改善机组的运行安全性和稳定性。2、本技术使用的热补偿转移换热器采用半容积技术，可以使热媒水在壳体内部停留延长换热时间，从而提高出水温度和热交换效果。3、本技术使用的热补偿转移换热器采用低频紊流换热技术，使管程与壳程同时处于螺旋管流动运动，促进了湍流程度，提高了传热效率，使总传热系数较常规换热器高40%。4、本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型热补偿转移换热器，用于热泵热水机系统，包括壳体、换热管、工质入口、工质出口、进水口和出水口，所述的工质入口和工质出口连接到热泵热水机的工质循环回路，所述的进水口和出水口连接到热泵热水机的热媒水回路，其特征在于：所述的热补偿转移换热器是半容积式换热器，所述的换热管盘绕为螺旋状，置于所述壳体内部的下半部，形成管壳式的半容积式换热结构；?所述的换热管本身采用由外管和内管组成的套筒管，内管和外管之间留有工质通道，内管的内部为热媒水通道；?所述外管的两端分别连接到所述的工质入口和工质出口；?所述内管的一端连接到通往壳体外部的进水口，内管的另一端为置于壳体内部靠近底部的开口端；内管的内部为热媒水通道，热媒水通道通过所述的开口端连通壳体内部的贮水腔；所述的贮水腔连通设置在靠近壳体顶部并通往壳体外部出水口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，刘军，李鲲，王颖，颜艳，王天舒，
申请(专利权)人：江苏天舒电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：