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CN109140832B - 热泵机组及其换热方法 - Google Patents

热泵机组及其换热方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热泵机组，包括螺旋换热铜管，以及连接于该螺旋换热铜管两端的连接铜管；所述螺旋换热铜管两端的连接铜管中，分别串接一个可轴向伸缩的弹性螺旋管。该换热器可以在换热过程中，使自身相对于水体振动，以形成强制对流，提高换热效率，从而适应大功率换热作业。

Description

热泵机组及其换热方法
本申请是申请号为201610487621.6发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及暖通设备领域，特别地，涉及一种热泵机组换热器。
背景技术
在暖通领域，热泵机组的应用十分广泛，如空调系统、冰箱、空气能热水器、地暖系统等；其中在涉及到与水体换热的环节，一般采用螺旋换热铜管；然而，目前的螺旋换热铜管均是固定于水体内，在换热时，仅依靠水体的自然对流来实现热量的传递；在大功率换热作业时，由于自然对流的速度较慢，导致换热效率将快速下降；因此，该种固定的螺旋换热器由于换热效率受到限制，使热泵机组难以在大功率运行时保持较高的制热效率。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种热泵机组换热器，该换热器可以在换热过程中，使自身相对于水体振动，以形成强制对流，提高换热效率，从而适应大功率换热作业。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该热泵机组换热器包括螺旋换热铜管，以及连接于该螺旋换热铜管两端的连接铜管；所述螺旋换热铜管两端的连接铜管中，分别串接一个可轴向伸缩的弹性螺旋管。
作为优选，所述弹性螺旋管由橡胶管构成。
作为优选，所述弹性螺旋管的螺旋内侧具有一根轴向延伸的、连接该弹性螺旋管上下端的弹性绳或弹簧；从而可将整个所述弹性螺旋管的轴向弹性调和到合适的水平。
作为优选，所述连接铜管中设有一个电磁阀，所述电磁阀受控于控制器，所述控制器使该电磁阀以设定的频率周期性通断，从而使所述连接铜管内的流体压力周期性波动，以促进所述弹性螺旋管的振动；进一步地，所述电磁阀的开口大小与所述控制器的控制电流呈正比，而所述控制电流为正弦波电流，该正弦波电流的周期与所述弹性螺旋管的轴向固有振动频率相等；以使所述连接铜管内的流体压力按正弦波形式波动，且与弹性螺旋管形成共振效应，可大幅提高弹性螺旋管的振动幅度，以提高螺旋换热管的换热效率。
本发明的有益效果在于：该热泵机组换热器在使用过程中，由于连接铜管内的工质流体对于弹性螺旋管的冲击，使该弹性螺旋管产生振动，从而带动所述螺旋管热铜管在水体中振动，以形成强制对流效果，提高换热效率，从而适应大功率换热作业。
附图说明
图1是本热泵机组换热器实施例一的结构示意图。
图2是本热泵机组换热器实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例一：
在图1所示的实施例一中，该热泵机组换热器包括螺旋换热铜管1，以及连接于该螺旋换热铜管1两端的连接铜管2；所述螺旋换热铜管1两端的连接铜管2中，分别串接一个可轴向伸缩的弹性螺旋管3。
上述的热泵机组换热器，所述弹性螺旋管3由橡胶管构成，具有良好的弹性。
上述热泵机组换热器在使用过程中，由于连接铜管2内的工质流体对于弹性螺旋管3的冲击，使该弹性螺旋管3产生振动，从而带动所述螺旋管热铜管1在水体中振动，以形成强制对流效果，提高换热效率，从而适应大功率换热作业。
实施例二：
在图2所示的实施例二中，与实施例一不同的是，所述弹性螺旋管3的螺旋内侧具有一根轴向延伸的、连接该弹性螺旋管3上下端的弹性绳31；从而可将整个所述弹性螺旋管3的轴向弹性调和到合适的水平(由于橡胶管的材质种类有限，找到合适弹性的橡胶管难度较大，采用弹性绳31后，只要选择相对较软的橡胶管即可)。
另外，在实施例二中，所述连接铜管2中设有一个电磁阀4，所述电磁阀4受控于控制器(未图示)，所述控制器使该电磁阀4以设定的频率周期性通断，从而使所述连接铜管2内的流体压力周期性波动，以促进所述弹性螺旋管3的振动；进一步地，再使所述电磁阀4的开口大小与所述控制器的控制电流呈正比，而所述控制电流为正弦波电流，该正弦波电流的周期与所述弹性螺旋管3的轴向固有振动频率相等(弹性螺旋管3相当于一个弹簧，可以按弹簧的固有频率计算公式计算该弹性螺旋管3的固有频率)；以使所述连接铜管2内的流体压力按正弦波形式波动，且与弹性螺旋管3形成共振效应，可大幅提高弹性螺旋管3的振动幅度，以提高螺旋换热管1的换热效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种热泵机组，包括如下结构的换热器，所述换热器包括螺旋换热铜管(1)，以及连接于该螺旋换热铜管(1)两端的连接铜管(2)；其特征在于：所述螺旋换热铜管(1)两端的连接铜管(2)中，分别串接一个可轴向伸缩的弹性螺旋管(3)；所述弹性螺旋管(3)由橡胶管构成；所述弹性螺旋管(3)的螺旋内侧具有一根轴向延伸的、连接该弹性螺旋管上下端的弹性绳或弹簧。
2.根据权利要求1所述的热泵机组，其特征在于：所述连接铜管(2)中设有一个电磁阀(4)，所述电磁阀(4)受控于控制器，所述控制器使该电磁阀(4)以设定的频率周期性通断。
3.根据权利要求2所述的热泵机组，其特征在于：所述电磁阀(4)的开口大小与所述控制器的控制电流呈正比，而所述控制电流为正弦波电流，该正弦波电流的周期与所述弹性螺旋管(3)的轴向固有振动频率相等。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的热泵机组的换热器的换热方法，所述连接铜管(2)内的工质流体对于弹性螺旋管(3)的冲击，使该弹性螺旋管(3)产生振动，从而带动所述螺旋换热铜管(1)在水体中振动，以形成强制对流效果，提高换热效率，从而适应大功率换热作业。
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