[实用新型]一种热交换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够充分利用液汽潜热和显热的热交换系统。

背景技术

随着人口数量的不断增长和经济的迅速发展，加剧了矿物能源的消耗和枯竭，同时给环境也带来了较严重污染和破坏。为此，人们正以极大的努力去寻找能源的出路：一是节约能源，二是开发新能源。到目前为止，节能技术一方面以热力学第一定律为基础，从量方面着手，减少各种损失与浪费；另一方面从热力学第二定律出发，从质的方面着手研究，利用低位能源（空气、土地、水、太阳能、工业废热等）代替一部分高位能源（煤、石油、电能），以节约高位能源。因此，利用低位能源的热泵技术已经引起人们重视。

热泵的能效比和环境温度是直接的有关系，如果加热相同温度的水，与环境温度成正比，环境温度越高效率也越高，环境温度越低效率也越低，同时制冷剂的充注量的多少，吸气，排气温度都是直接影响能效的主要原因 。    利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源高效吸收低品位热能并传输给高温热源，达到了“泵热”的目的。热泵技术也是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换的过程，不受能量转换效率极限100%的制约，而是受逆卡诺循环效率的制约。其效率COP是指产热量和输入电能之比较。其理论效率为（工作温度+273）/温升△T。当工作温度25℃, △T为20℃时，理论制热系数就可以达到COP =15。但是实际当中，电动机效率=0.95，压缩机效率=0.8，换热器效率=0.9，系统效率=0.8，则总效率为0.95×0.8×0.9×0.8=0.55.COP实=15×0.55=8.25。这就是说投入1KW的电能来搬运热能，当工作温度25℃, △T为20℃时，最高可以搬运8.25KW的热量。　

然而，与空气源热泵生产企业快速发展的形势不同，空气源热泵在我国的应用状况并不理想。长久以来，空气源热泵只在我国的广东、福建、浙江、湖南、江西、云南等南方地区得到了一些应用，其在北方地区推广的状况不尽如人意。对此，业内人士指出，在寒冷气候下，空气源热泵的机组盘管上很容易出现结霜的现象，这对整个空气源热泵机组的正常供热极其不利。想要促进空气源热泵在北方地区的应用，必须及时解决空气源热泵机组盘管在低温环境下容易结霜这一问题。但是，目前我国空气源热泵机组中所采用的几种化霜技术的化霜效果大都不太理想。

据空调制冷大市场的资料了解，目前空气源热泵中所采用的化霜技术主要有三种：四通阀反向化霜、热气旁通化霜、电加热化霜。就应用情况而言，利用四通阀反向化霜这种技术进行化霜的产品相对较多。虽然四通阀反向化霜的化霜效果较好，但利用此种技术进行化霜时，空气源热泵的压缩机停止供热，反向作制冷开始运转，故系统供热量明显受到影响。经有关测试，采用这种技术进行化霜时所造成的热损失约占空气源热泵总能耗损失的10.2%。同时该化霜技术还容易导致“液击”，对压缩机的正常使用十分不利。

另外，采用热气旁通化霜这种技术的企业也比较多。这种技术虽然对整个空气源热泵系统所造成的冲击比较小，安全性相应较高，但其最大的弊端在于化霜的效果不够彻底。

相对于以上两种技术而言，电加热化霜这种技术的应用率比较低。虽然它的实际化霜效果最为理想，但采用电加热化霜需要使用电加热管，这使得空气源热泵的能耗增大，进而使其节能的优势不复存在。另外，电加热管的使用寿命有限，且存在过热导致起火的可能，在安全性方面还存有隐患。

除以上技术外，在一些文献中虽然也提出了最大平均供热量控制化霜这一类很有新意的技术，但这些技术目前大多还停留在理论研究阶段，实际应用案例很少。正是由于空气源热泵机组盘管在低温环境下容易结霜这一问题至今也没有得到有效解决，所以，不少空气源热泵的生产厂家对于空气源热泵化霜效果不佳这一问题都遮遮掩掩。因为这一现象与其对外所宣传的空气源热泵节能、环保、安全、可全天候使用的形象相互矛盾。

据悉，目前一些空气源热泵的生产企业在空气源热泵的化霜方面已经取得了一定的进展，经过改进的空气源热泵产品，已经可以在零下15摄氏度的环境下正常使用，可以适应大部分地区的气候。但这对于冬季极度严寒的北方地区，还略显不足，还有待进一步的改进。总之，化霜效果不够理想已经成为制约空气源热泵在我国大范围推广的重要因素，也是众多生产企业所不得不克服的一个“软肋”。尤其我国部分还停留在利用自然界矿物能源做采暖主要的资源手段，这对于我国治理雾霾天气有很不好的影响，我们怎样另辟蹊径地去解决这一采暖刺手的问题呢，也是治理我国雾霾天气首当其冲的问题。