一种套管换热器及在线除霜燃气热泵系统

本发明涉及燃气热泵，尤其涉及一种套管换热器及在线除霜燃气热泵系统。

背景技术：

1、当室外换热器表面温度低于环境空气露点温度和冰点温度时，室外换热器表面不可避免出现结霜的情况，霜层的形成既增加了空气流通时的阻力同时降低了空气与换热器的换热效果。

2、现有的换热器结构中通过增加除霜装置进行除霜。经研究发现，换热翅片上结霜的顺序一般是从靠近制冷剂管的位置逐渐向外延伸，而现有的除霜装置通常整体作用在整个换热翅片上，导致除霜效率低下。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种套管换热器。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

3、一种套管换热器，包括：换热翅片、套管、制冷管；所述换热翅片平行布置有多层；所述套管依次贯穿多层所述换热翅片；所述制冷管嵌套在所述套管内部，制冷管的外管壁上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片包括外圆轮廓面和外螺旋轮廓面，螺旋叶片的外圆轮廓面与所述套管的内壁贴合，螺旋叶片的外螺旋轮廓面与套管的内壁面围成热水通路，且外螺旋轮廓面上设置有隔热涂层。

4、可选的，所述换热器包括壳体，所述壳体包括上盖板和下盖板，所述换热翅片布置在所述壳体内，且换热翅片与上盖板、下盖板平行布置。

5、可选的，所述套管的两端贯穿外壳，且两端均设置有热水总管，一端用于进水一端用于出水；所述制冷管的两端贯穿所述套管，且两端均设置有制冷剂总管，一端用于进制冷剂一端用于出制冷剂；所述制冷管内的流体与热水通路内的流体形成对流。

6、可选的，所述套管呈蛇形布置，套管包括直线段和弧线段，沿着流体的流动方向，直线段和弧线段交替布置，其中，直线段贯穿换热翅片并与换热翅片垂直，弧线段位于壳体外侧；所述制冷管沿着套管的轨迹布置，制冷管也包括直线段和弧线段，所述螺旋叶片布置在制冷管的直线段。

7、可选的，所述壳体的两侧还布置有风扇，所述风扇与所述换热翅片垂直安装，风扇的吹风方向与所述换热翅片平行。

8、可选的，所述风扇进风口与所述热水总管的进口侧安装在同一侧，所述风扇出风口与所述制冷剂总管的进口侧安装在同一侧。

9、本发明实施例还提供了一种在线除霜燃气热泵系统，包括发动机、蓄热罐、烟气热回收器以及如上所述的套管换热器，所述发动机冷却液出口与蓄热罐第一冷却液入口连通，发动机烟气出口与烟气热回收器烟气入口连通，烟气热回收器冷却液出口与蓄热罐第二冷却液入口连通，蓄热罐第一冷却液出口与烟气热回收器连通，蓄热罐第二冷却液出口与套管换热器连通。

10、可选的，在线除霜燃气热泵系统还包括压缩机、节流阀、油分离器、水路主换热器、气液分离器和四通阀；所述四通阀具有d口、c口、e口和s口，所述四通阀的d口连接所述油分离器的出口，所述四通阀的c口连接所述套管换热器的散热侧第一端，所述套管换热器的散热侧第二端连接所述水路主换热器第一端，所述四通阀的e口连接所述水路主换热器的第二端，所述四通阀的s口连接所述气液分离器的进口。

11、可选的，在线除霜燃气热泵系统还包括水路次换热器和电动三通阀，所述电动三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀和所述第二三通阀均具有进口a、出口b和出口c，所述第一三通阀的a口连接所述蓄热罐的第二冷却液出口，所述第一三通阀的b口连接所述水路次换热器的进口，所述第一三通阀的c口连接所述套管换热器除霜侧的c口；所述第二三通阀的a口连接所述水路次换热器的出口，所述第二三通阀的b口连接所述发动机的冷却液进口，所述第二三通阀的c口连接所述套管换热器除霜侧的d口。

12、可选的，在线除霜燃气热泵系统还包括用户侧水系统，所述用户侧水系统的回水由进水口进入所述水路主换热器后，再由出水口经过所述水路次换热器流向用户侧。

13、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、本发明的换热器将制冷管布置在套管内，在制冷管周围增加螺旋叶片，螺旋叶片的外圆轮廓面与所述套管的内壁贴合增加与套管的热交换，用于正常制冷换热。螺旋叶片的外螺旋轮廓面与套管的内壁面围成热水通路，除霜时，在热水通路内通入热流体，进而从结霜根部开始除霜，提高了除霜效率，加快了除霜速度。而且通过将制冷管和套管嵌套设置，相比于分别布置的方式，在获得相同制冷效果和除霜效果的条件下，缩小了换热器的体积。进一步的，在外螺旋轮廓面上设置有隔热涂层，降低热水通路内热流体和制冷剂管内制冷剂的热交换，将更多的热量应用于除霜工作，可以在换热器结霜时，及时进行除霜工作，保证制冷系统的正常运行。

15、本发明附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种套管换热器，其特征在于，包括：换热翅片、套管和制冷管；

2.如权利要求1所述的套管换热器，其特征在于，所述换热器包括壳体，所述壳体包括上盖板和下盖板，所述换热翅片布置在所述壳体内，且换热翅片与上盖板、下盖板平行布置。

3.如权利要求2所述的套管换热器，其特征在于，所述套管的两端贯穿外壳，且两端均设置有热水总管，一端用于进水一端用于出水；所述制冷管的两端贯穿所述套管，且两端均设置有制冷剂总管，一端用于进制冷剂一端用于出制冷剂；所述制冷管内的流体与热水通路内的流体形成对流。

4.如权利要求3所述的套管换热器，其特征在于，所述套管呈蛇形布置，套管包括直线段和弧线段，沿着流体的流动方向，直线段和弧线段交替布置，其中，直线段贯穿换热翅片并与换热翅片垂直，弧线段位于壳体外侧；所述制冷管沿着套管的轨迹布置，制冷管也包括直线段和弧线段，所述螺旋叶片布置在制冷管的直线段。

5.如权利要求3所述的套管换热器，其特征在于，所述壳体的两侧还布置有风扇，所述风扇与所述换热翅片垂直安装，风扇的吹风方向与所述换热翅片平行。

6.如权利要求5所述的套管换热器，其特征在于，所述风扇进风口与所述热水总管的进口侧安装在同一侧，所述风扇出风口与所述制冷剂总管的进口侧安装在同一侧。

7.一种在线除霜燃气热泵系统，其特征在于，包括发动机、蓄热罐、烟气热回收器以及如权利要求1-6任一项所述的套管换热器，所述发动机冷却液出口与蓄热罐第一冷却液入口连通，发动机烟气出口与烟气热回收器烟气入口连通，烟气热回收器冷却液出口与蓄热罐第二冷却液入口连通，蓄热罐第一冷却液出口与烟气热回收器连通，蓄热罐第二冷却液出口与套管换热器连通。

8.如权利要求7所述的在线除霜燃气热泵系统，其特征在于，在线除霜燃气热泵系统还包括压缩机、节流阀、油分离器、水路主换热器、气液分离器和四通阀；所述四通阀具有d口、c口、e口和s口，所述四通阀的d口连接所述油分离器的出口，所述四通阀的c口连接所述套管换热器的散热侧第一端，所述套管换热器的散热侧第二端连接所述水路主换热器第一端，所述四通阀的e口连接所述水路主换热器的第二端，所述四通阀的s口连接所述气液分离器的进口。

9.如权利要求8所述的在线除霜燃气热泵系统，其特征在于，在线除霜燃气热泵系统还包括水路次换热器和电动三通阀，所述电动三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀和所述第二三通阀均具有进口a、出口b和出口c，所述第一三通阀的a口连接所述蓄热罐的第二冷却液出口，所述第一三通阀的b口连接所述水路次换热器的进口，所述第一三通阀的c口连接所述套管换热器除霜侧的c口；所述第二三通阀的a口连接所述水路次换热器的出口，所述第二三通阀的b口连接所述发动机的冷却液进口，所述第二三通阀的c口连接所述套管换热器除霜侧的d口。

10.如权利要求9所述的在线除霜燃气热泵系统，其特征在于，在线除霜燃气热泵系统还包括用户侧水系统，所述用户侧水系统的回水由进水口进入所述水路主换热器后，再由出水口经过所述水路次换热器流向用户侧。

技术总结本发明涉及燃气热泵技术领域，尤其涉及一种套管换热器及在线除霜燃气热泵系统。套管换热器包括：换热翅片、套管、制冷管；所述换热翅片平行布置有多层；所述套管依次贯穿多层所述换热翅片；所述制冷管嵌套在所述套管内部，制冷管的外管壁上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片包括外圆轮廓面和外螺旋轮廓面，螺旋叶片的外圆轮廓面与所述套管的内壁贴合，螺旋叶片的外螺旋轮廓面与套管的内壁面围成热水通路，且外螺旋轮廓面上设置有隔热涂层。本发明的套管换热器从结霜根部开始除霜，提高了除霜效率，加快了除霜速度，缩小了换热器体积。技术研发人员：徐振军,韩禄,孙鹏翔,王浩,崔佩森,奚乐梦受保护的技术使用者：青岛农业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20