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空气源热泵机组及矿井回风余热回收系统

阅读：475发布：2021-02-25

IPRDB可以提供空气源热泵机组及矿井回风余热回收系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种空气源热泵机组及矿井回风余热回收系统，空气源热泵机组用于空气的余热回收，包括蒸发器以及热泵主机，热泵主机包括依次相连的压缩机、冷凝器以及膨胀阀；蒸发器与热泵主机通过冷媒管连接；蒸发器包括至少四排翅片组件，至少四排翅片组件层叠设置且呈锯齿状。，下面是空气源热泵机组及矿井回风余热回收系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种空气源热泵机组，用于空气的余热回收，包括蒸发器以及热泵主机，其特征在于，所述热泵主机包括依次相连的压缩机、冷凝器以及膨胀阀；

所述蒸发器与所述热泵主机通过冷媒管连接；

所述蒸发器包括至少四排翅片组件，所述至少四排翅片组件层叠设置且呈锯齿状。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于，所述翅片组件的数量为四排，四排所述翅片组件呈M型。

3.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于，所述翅片组件的数量为四排，四排所述翅片组件呈W型。

4.根据权利要求1所述的空气源热泵机组，其特征在于，每一所述翅片组件包括多个间隔设置的翅片，相邻两个所述翅片之间的间距为3-6mm。

5.根据权利要求4所述的空气源热泵机组，其特征在于，相邻两个所述翅片之间的间距为4-5mm。

6.根据权利要求5所述的空气源热泵机组，其特征在于，相邻两个所述翅片之间的间距为4.2mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的空气源热泵机组，其特征在于，所述蒸发器、所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀通过所述冷媒管依次首尾连接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的空气源热泵机组，其特征在于，所述冷媒管为铜管。

9.一种矿井回风余热回收系统，其特征在于，安装有如权利要求1-8任一项所述的空气源热泵机组。

10.根据权利要求9所述的矿井回风余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器的安装位置与所述热泵主机的安装位置间隔设置。

说明书全文

空气源热泵机组及矿井回风余热回收系统

技术领域

[0001] 本发明总体来说涉及空气源热泵技术领域，具体而言，涉及一种适用于低空气密度环境的空气源热泵机组。

背景技术

[0002] 空气源热泵技术已得到广泛的应用，其通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取(供)暖或供应热水。

[0003] 然而，高原地区的空气密度往往仅有海平面的50％～60％，使用现有技术中的空气源热泵，由于空气流量减少，热泵的制热量衰减严重，难以满足工程需要。

[0004] 因此，需要开发一种适应于低空气密度的空气源热泵机组。

[0005] 在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

[0006] 本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种适用于低空气密度的空气源热泵机组。

[0007] 本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种矿井回风余热回收效率高的矿井回风余热回收系统。

[0008] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种空气源热泵机组，用于空气的余热回收，空气源热泵机组包括蒸发器以及热泵主机，所述热泵主机包括依次相连的压缩机、冷凝器以及膨胀阀；所述蒸发器与所述热泵主机通过冷媒管连接；所述蒸发器包括至少四排翅片组件，所述至少四排翅片组件层叠设置且呈锯齿状。

[0010] 根据本发明的一实施方式，所述翅片组件的数量为四排，四排所述翅片组件呈M型。

[0011] 根据本发明的一实施方式，，所述翅片组件的数量为四排，四排所述翅片组件呈W型。

[0012] 根据本发明的一实施方式，每一所述翅片组件包括多个间隔设置的翅片，相邻两个所述翅片之间的间距为3-6mm。

[0013] 根据本发明的一实施方式，相邻两个所述翅片之间的间距为4-5mm。

[0014] 根据本发明的一实施方式，，相邻两个所述翅片之间的间距为4.2mm。

[0015] 根据本发明的一实施方式，所述蒸发器、所述压缩机、所述冷凝器和所述膨胀阀通过所述冷媒管依次首尾连接。

[0016] 根据本发明的一实施方式，所述冷媒管为铜管。

[0017] 根据本发明的另一方面，提供一种矿井回风余热回收系统，安装有上述所述的空气源热泵机组。

[0018] 根据本发明的一实施方式，所述蒸发器的安装位置与所述热泵主机的安装位置间隔设置。。

[0019] 由上述技术方案可知，本发明的空气源热泵机组的优点和积极效果在于：

[0020] 一方面，本发明提供的空气源热泵机组的蒸发器包括至少四排翅片组件，所述至少四排翅片组件层叠设置且呈锯齿状。这样的结构设计增大了蒸发器的换热面积，以适应高海拔地区的低空气密度环境，保证了充足的空气流量。

[0021] 另一方面，蒸发器的相邻两个翅片之间的间距大于现有技术中的翅片间距，从而减少空气中粉尘附着在翅片表面，影响翅片的吸热效率。同时，翅片之间的间距增大，也为工作人员预留出足够的空间，供清洗工具刷洗翅片。

[0022] 再一方面，本发明提供的矿井回风余热回收系统，采用了上述的空气源热泵机组，因矿井回风与蒸发器的接触时间以及接触面积增加，使得余热回收效率大大提高。

附图说明

[0023] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

[0024] 图1是根据一示例性实施方式示出的一种空气源热泵机组的原理图。

[0025] 图2是根据一示例性实施方式示出的一种空气源热泵机组的蒸发器的翅片组件的示意图。

[0026] 图3A是根据一示例性实施方式示出的四排翅片组件呈M型的示意图。

[0027] 图3B是根据一示例性实施方式示出的四排翅片组件呈W型的示意图。

[0028] 其中，附图标记说明如下：

[0029] 1、蒸发器；11、蒸发管；12、翅片；13、第一翅片组件；14、第二翅片组件；15、第三翅片组件；16、第四翅片组件；2、热泵主机；21、压缩机；22、冷凝器；23、膨胀阀。

具体实施方式

[0030] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

[0031] 虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

[0032] 下面结合附图，对本发明的一些实施例作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互结合。

[0033] 图1是根据一示例性实施方式示出的一种空气源热泵机组的原理图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种空气源热泵机组的蒸发器的翅片组件的示意图。图3A是根据一示例性实施方式示出的四排翅片组件呈M型的示意图。图3B是根据一示例性实施方式示出的四排翅片组件呈W型的示意图。

[0034] 请参阅图1，在本实施例中，本发明实施例提供的空气源热泵机组用于矿井回风的余热回收，其包括蒸发器1以及热泵主机2。

[0035] 热泵主机2可以包括依次相连的压缩机21、冷凝器22以及膨胀阀23。蒸发器1与热泵主机2通过冷媒管连接，具体来说，蒸发器1的出口端通过一根冷媒管连接于压缩机21的入口端，蒸发器1的入口端通过一根冷媒管连接于膨胀阀23的出口端。

[0036] 蒸发器1与热泵主机2组成的空气源热泵机组的连接关系如下：

[0037] 蒸发器1的出口端通过冷媒管连接于压缩机21的入口端，压缩机21的出口端通过管道连接于冷凝器22的入口端，冷凝器22的出口端通过管道连接于膨胀阀23的入口端，膨胀阀23的出口端通过冷媒管连接于蒸发器1的入口端。如此，蒸发器1、压缩机21、冷凝器22以及膨胀阀23形成闭环。同时，在上述管道中储存有传热工质，例如异丁烷、正丁烷、氟里昂等，或上述几种物质的组合。上述传热工质在常压下的沸点很低，当与矿井回风接触后，可迅速汽化，从而吸取矿井回风中的余热。

[0038] 下面详细说明空气源热泵机组的工作原理：

[0039] 蒸发器1中的传热工质吸收矿井回风中的热量，传热工质在蒸发器1中汽化，处于低温低压状态下的传热工质经压缩机21压缩后变为高温高压状态下的气体，高温高压的气体被送至冷凝器22。由于传热工质的温度高于常温水的温度，传热工质受温度较低的常温水的作用，传热工质从气体变为液体，同时释放出热量，使得常温水的温度升高。液态状态下的传热工质经膨胀阀23节流后，在压力作用下返回蒸发器1，重复上述动作。在上述循环中，实现了热量从矿井回风向常温水中的转移。

[0040] 在本实施例中，蒸发器1包括至少四排翅片组件，至少四排翅片组件层叠设置且呈锯齿状。

[0041] 进一步地，翅片组件的数量可以是四排，分别为第一翅片组件13、第二翅片组件14、第三翅片组件15以及第四翅片组件16。如图3A所示，四排翅片组件可以呈M型设置。

[0042] 进一步地，如图3B所示，翅片组件可以呈W型设置。当然，多排翅片组件还可以以其他布局形式设置在蒸发器1内，例如W与V的组合、M与M的组合等。

[0043] 在高海拔地区，因当地空气密度仅为海平面的50％～60％，上述翅片组件的布局结构，使得本发明提供的空气源热泵机组的蒸发器1增大了与矿井回风的换热面积，保证了流量不减，满足了矿区余热回收利用系统的需求。

[0044] 进一步地，如图2所示，每排翅片组件可以包括蒸发管11以及多个间隔设置的翅片12。相邻两个翅片12之间的间距为d，d的数值可以为3-6mm，例如3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、
5.5mm等。

[0045] 进一步地，相邻两个翅片12之间的间距可以为4-5mm。

[0046] 进一步地，相邻两个翅片12之间的间距可以为4.2mm。

[0047] 具体来说，现有技术中蒸发器1的相邻两个翅片之间的间距为1.8mm，本申请将翅片12之间的间距增大，可减少空气中粉尘附着在翅片12表面，影响翅片12的吸热效率。同时，翅片12之间的间距增大，也为工作人员预留出足够的空间，供清洗工具刷洗翅片12。

[0048] 进一步地，上述的冷媒管可以是铜管。选择铜制冷媒管具有成本低、质地软、易弯曲等优点。同时，铜制冷媒管安装在换热设备中，其重量较轻且耐腐蚀。

[0049] 进一步地，热泵主机2还包括控制箱，用于控制本发明的空气源热泵机组的运行，例如温度控制、除霜控制等。

[0050] 本发明还提供一种矿井回风余热回收系统，安装有上述的空气源热泵机组。在本实施例中，矿井回风余热回收系统还包括导风装置、热水输配装置和热水利用装置。

[0051] 具体来说，导风装置的风道一端连接矿井回风的井口，风道的另一端连接上述的空气源热泵机组的蒸发器1。导风装置将矿井回风引导至蒸发器1，用于吸收矿井回风中的余热。

[0052] 热水输配装置包括热水供水管以及热水回水管，热水供水管和热水回水管的一端连接空气源热泵机组的冷凝器22，另一端连接热水利用装置。

[0053] 进一步地，该热水利用装置可以是矿井进风预热装置和/或淋浴装置和/或供暖装置。当然，也可以是其他热水利用装置，在此不再详细说明。

[0054] 进一步地，将蒸发器1的安装位置与热泵主机2的安装位置间隔设置，使得蒸发器1可适应导风装置的具体结构，而设置在该导风装置的出风口端。热泵主机2远离蒸发器1的安装位置，而无需将热泵主机2同样安装在导风装置的出风口端。这样的结构设计，节省了导风装置的安装空间，为蒸发器1预留足够安装位置；同时，减小了整体设备的安装难度。

[0055] 进一步地，热水输配装置还可以包括补水装置，用于补充本发明的矿井回风余热回收系统中的循环水。

[0056] 另外，为降低矿区循环水的硬度，热水输配装置还可以包括软化水装置，其包括树脂罐以及盐箱。树脂罐用于去除自来水中的钙镁离子，对水进行软化。盐箱可提供盐水，用以通过树脂罐，使得树脂罐恢复软化交换功能。

[0057] 详细来说，自来水先进入树脂罐，树脂罐将自来水中的钙镁离子置换出来。当树脂罐吸收一定量的钙镁离子后，树脂去除钙镁离子的效能逐渐下降，故需进行再生。再生过程就是用盐箱中的盐水通过树脂，将树脂上的钙镁离子置换出来，排出树脂罐外，使得树脂恢复软化交换功能。

[0058] 应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

标题	发布/更新时间	阅读量
空气源热泵-专利编号CN110895063A	2020-05-11	131
空气源热泵机组-专利编号CN101140098A	2020-05-13	768
空气源热泵-专利编号CN110779240A	2020-05-11	372
空气源热泵系统-专利编号CN109163417A	2020-05-13	682
空气源热泵-专利编号CN110044094A	2020-05-12	828
空气源热泵-专利编号CN105953456A	2020-05-11	365
空气源热泵-专利编号CN105352224A	2020-05-11	920
空气源热泵-专利编号CN109579362A	2020-05-12	943
空气源热泵系统-专利编号CN107655237A	2020-05-13	35
低温空气源热泵-专利编号CN109900019A	2020-05-12	1015

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