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基本信息

項(xiàng)目名稱：
三介質(zhì)復(fù)合換熱器
小類：
能源化工
簡介：
以三介質(zhì)復(fù)合換熱器為核心部件的太陽能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)是一種新型熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)與常規(guī)空氣源熱泵系統(tǒng)相比，其COP值至少提高40％，具有明顯的節(jié)能效益。但現(xiàn)有三介質(zhì)復(fù)合換熱器的結(jié)構(gòu)在制造方面存在一定缺陷，很難形成生產(chǎn)力，并且容易造成制冷劑流道堵塞和制冷劑泄露。本創(chuàng)作設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器，加工容易，運(yùn)行安全，便于批量化生產(chǎn)。
詳細(xì)介紹：
設(shè)計(jì)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器是一種新型太陽能-空氣雙熱源復(fù)合熱泵系統(tǒng)的核心部件，設(shè)計(jì)的目的主要是為了解決現(xiàn)有三介質(zhì)復(fù)合換熱器由于存在結(jié)構(gòu)缺陷而引起加工制造以及運(yùn)行安全方面存在的一系列問題。該設(shè)計(jì)受到了多項(xiàng)省級基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目和科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持。 設(shè)計(jì)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器包含有分液管（1）和集液管（2）。分液管（1）由隔板（3）分為第一空腔（10）和第二空腔（11），集液管（2）由隔板（3）分為第三空腔（12）和第四空腔（13），第一空腔（10）和第四空腔（13）由內(nèi)管（8）連通，第二空腔（11）和第三空腔（12）由外管（5）連通，外管（5）套設(shè)在內(nèi)管（8）外，外管（5）外壁上設(shè)有翅片（4），所述分液管（1）和集液管（2）之間設(shè)有至少一排外管（5），多排管之間可以是順排形式或者叉排形式。（具體結(jié)構(gòu)如附圖所示）。 新設(shè)計(jì)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器構(gòu)成了三個(gè)通道，其中分液管的上部空腔、內(nèi)管通道及集液管的下部空腔形成的通道I內(nèi)走低溫太陽能熱水或地能水，分液管的下部空腔、環(huán)形通道及集液管的上部空腔構(gòu)成的通道II內(nèi)走制冷劑，外管與翅片間的通道III走空氣；通道II內(nèi)的制冷劑可單獨(dú)與通道I內(nèi)的介質(zhì)或通道III的介質(zhì)換熱，也可同時(shí)與通道I內(nèi)的介質(zhì)和通道III的介質(zhì)進(jìn)行同步換熱，實(shí)現(xiàn)三種介質(zhì)同步換熱。

作品圖片

  • 三介質(zhì)復(fù)合換熱器
  • 三介質(zhì)復(fù)合換熱器
  • 三介質(zhì)復(fù)合換熱器
  • 三介質(zhì)復(fù)合換熱器
  • 三介質(zhì)復(fù)合換熱器

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計(jì)的目的： 目前熱泵用三介質(zhì)復(fù)合換熱器僅有一種翅片—套管式三介質(zhì)復(fù)合換熱器，該換熱器可實(shí)現(xiàn)液態(tài)熱源、氣態(tài)熱源與制冷工質(zhì)的同步換熱，但該種結(jié)構(gòu)的換熱器存在幾個(gè)問題：（1）內(nèi)外套管連接點(diǎn)焊接處外套管為曲面，焊縫不對稱，易產(chǎn)生變形，且焊縫在截面突變處，應(yīng)力集中明顯；（2）內(nèi)外套管連接點(diǎn)處焊縫多為不規(guī)則截面，焊接質(zhì)量不能保證，影響換熱器的使用壽命。本創(chuàng)作的目的是設(shè)計(jì)一種新型結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器，使其加工更容易，運(yùn)行更安全，便于批量化生產(chǎn)。（現(xiàn)有三介質(zhì)復(fù)合換熱器的結(jié)構(gòu)如附圖所示）。 設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器包含有分液管（1）和集液管（2）。分液管（1）由隔板（3）分為第一空腔（10）和第二空腔（11），集液管（2）由隔板（3）分為第三空腔（12）和第四空腔（13），第一空腔（10）和第四空腔（13）由內(nèi)管（8）連通，第二空腔（11）和第三空腔（12）由外管（5）連通，外管（5）套設(shè)在內(nèi)管（8）外，外管（5）外壁上設(shè)有翅片（4），所述分液管（1）和集液管（2）之間設(shè)有至少一排外管（5），多排管之間可以是順排形式或者叉排形式（具體結(jié)構(gòu)如附圖所示）。 創(chuàng)新點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是外管和內(nèi)管都是直管，二者加工過程簡單、實(shí)現(xiàn)外管和內(nèi)管的穿套比較容易，直管與分液管、集液管、隔板之間的焊接也較容易實(shí)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明加工工藝簡單，適合批量推廣使用。 技術(shù)關(guān)鍵 內(nèi)、外套管與分液管、集液管以及隔板之間焊接的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量。

科學(xué)性、先進(jìn)性

設(shè)計(jì)作品徹底回避了現(xiàn)有三介質(zhì)復(fù)合換熱器中內(nèi)外套管非規(guī)則曲面焊接帶來的諸多弊端，外管和內(nèi)管采用直管組成套管，二者加工工藝簡單，實(shí)現(xiàn)外管和內(nèi)管的穿套比較容易。套管的內(nèi)外管與分液管、集液管以及隔板之間的焊接較容易實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明加工工藝簡單，適合批量生產(chǎn)。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2011年第九屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽省一等獎(jiǎng)。

作品所處階段

樣品成型階段。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

依托相關(guān)企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)。

作品可展示的形式

實(shí)物、圖片、圖紙

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

1、本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢：一，外管和內(nèi)管采用直管組成套管，二者加工工藝簡單；二，套管的內(nèi)外管與分液管、集液管以及隔板之間的密封容易實(shí)現(xiàn)焊接；三，內(nèi)外套管均為直管，不易結(jié)垢，容易清洗。 2、技術(shù)關(guān)鍵：內(nèi)、外套管與分液管、集液管以及隔板之間焊接的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量 3、使用范圍 該換熱器除了用作熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器外，還可推廣應(yīng)用于氣－液體－液體三介質(zhì)之間的換熱。 4、推廣應(yīng)用前景 新設(shè)計(jì)的這種三介質(zhì)復(fù)合換熱器是太陽能－空氣源熱泵系統(tǒng)的核心部件，它能進(jìn)一步提高太陽能熱泵的整體能效比，并將系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)一步簡化，降低了設(shè)備初投資，進(jìn)一步擴(kuò)大了太陽能熱泵應(yīng)用地域和范圍。設(shè)計(jì)成果得到推廣應(yīng)用后，會大大加快空氣源熱泵在建筑空調(diào)中的推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，并將推進(jìn)我國2020年可再生能源在建筑中的應(yīng)用比例達(dá)到20%目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)，社會效益顯著。

同類課題研究水平概述

目前國內(nèi)外關(guān)于熱泵用三介質(zhì)復(fù)合換熱器僅有周光輝課題組研發(fā)的翅片——套管式三介質(zhì)復(fù)合換熱器。本創(chuàng)作是在周光輝課題組提出的翅片——套管式三介質(zhì)復(fù)合換熱器基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的一種新型結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器。該復(fù)合換熱器能有效解決現(xiàn)有三介質(zhì)復(fù)合換熱器結(jié)構(gòu)中存在的一系列問題。目前這種新型結(jié)構(gòu)的三介質(zhì)復(fù)合換熱器已經(jīng)在國內(nèi)申請了發(fā)明專利，該發(fā)明專利目前已受理，正在進(jìn)一步的審查過程中。
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