一种冷水相变机及热泵系统技术方案

一种冷水相变机及热泵系统。本发明专利技术属于能源技术领域。本发明专利技术的目的是提供一种从冷水中提取水变冰时释放的相变潜热的装置及系统。本发明专利技术装置由换热管、管排、冷水流道、刮刀、传动链、主轴、传动轮、传动电机、传动电机减速器、破冰推进器、外置可观测行程控制装置、壳体、左导流箱、右导流箱、防冻水溶液进口、防冻水溶液出口、冷水进口、排冰口、冷水进水腔和冷水进水分口组成。本发明专利技术利用刮刀的上下垂直往复运动刮削冰层，将冰层破碎并推至排冰口，由此实现了冷水相变机的高效除冰与排冰。本发明专利技术适用于提取冷水相变能的热泵供热及空调冰蓄冷系统。

【技术实现步骤摘要】
一种冷水相变机及热泵系统
本专利技术涉及一种利用热泵技术提取冷水结冰时释放相变潜热对外供热的冷水相变机及热泵系统，属于能源

技术介绍
采用热泵技术，提取冷水中蕴藏的巨大相变潜热用于建筑物的供热供冷，即冷水相变能热泵，是节能减排的有效途径之一，具有巨大的节能、环保以及经济价值。但是，在实际应用冷水相变能热泵系统时，由于现有技术无法实现取热结冰、除冰和再结冰的不间断循环，造成了热泵系统无法连续不断地从水中提取相变能，即热泵系统无法持续不断地供热。专利号为“201410448663.X”，名称为“一种基于管外连续机械刮冰的提取冷水凝固热装置”，公开号为“CN104197749.A”，其采用机械刮冰的方法来除冰。但由于采用单一机械刮冰方法，不能有效彻底的除冰，且随着换热的进行，冰层迅速加厚，此外换热管壁面上始终会覆有冰层，换热效率低，系统的效率不高。专利技术人申请的专利，申请号为“201610701458.9”，名称是“一种提取凝固热或制冰的热泵供热供冷系统”。该专利是采用固液流化床和旋流除砂工艺进行在线制冰和除冰，虽然理论上成立，但在实际运行中因为冰层形成很快且冰层较厚，在砂粒的撞击下，很难被及时有效的剥离，难以实现连续提取相变潜热供热。专利技术人申请的申请号为“201611267872.X”的专利，名称是“一种凝固潜热采集装置及系统”，该专利存在刮刀无法准确落回冷水流道的问题，刮刀与换热管排有较大磨损，影响刮刀与换热管排的使用寿命。专利技术人申请的专利，申请号为“201711495295.4”，名称是“一种提取凝固热或制冰的热泵供热供冷系统”。该专利的刮刀呈钟摆运动，留有运动死区，无法实现彻底除冰。本专利技术利用刮刀的上下垂直往复运动刮削冰层，将冰层破碎并推至排冰口，由此实现了冷水相变能热泵系统的连续供热，并可夏季用于冰蓄冷空调。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冷水相变机及热泵系统，解决冷水相变时的除冰与排冰问题及系统高效稳定连续运行。本专利技术为解决以上技术问题，所采取的技术方案是：本专利技术提出的一种冷水相变机，它由换热管、管排、冷水流道、刮刀、主轴一、主轴二、上传动轮、下传动轮、传动链、壳体、左导流箱、右导流箱、防冻水溶液进口、防冻水溶液出口、排冰口一、排冰口二、排冰口三、排冰口四、排冰通道一、排冰通道二、排冰通道三、排冰通道四、排冰管一、排冰管二、冷水进口、冷水进水腔和冷水进水分口组成，所述的多根换热管在垂直方向上组成管排，多根换热管的两端分别与左导流箱和右导流箱相连通；所述的两个管排之间、管排与壳体之间留有冷水流道；所述的主轴一和主轴二分别设置在壳体的两端；所述的上传动轮沿轴向均匀布置在主轴一和主轴二上；所述的下传动轮设置在壳体的底部，且和上传动轮一一垂直对应设置；所述的传动链套在上传动轮和下传动轮上，且会随着上传动轮和下传动轮的转动而运动；所述的刮刀两端与传动链相可拆卸连接，刮刀刀身位于冷水流道内，且在传动链的传动作用下沿冷水流道上下垂直往复运动；所述的壳体的左端与左导流箱相连，壳体的右端与右导流箱相连；所述的壳体的底部设置有冷水进口，壳体的上部设置有排冰口一、排冰口二、排冰口三和排冰口四；所述的排冰口一和排冰通道一相连通；所述的排冰口二和排冰通道二相连通；所述的排冰口三和排冰通道三相连通；所述的排冰口四和排冰通道四相连通；所述的排冰通道一和排冰通道二通过排冰管一相连通；所述的排冰通道三和排冰通道四通过排冰管二相连通；所述的冷水进口和冷水进水腔相连通；所述的冷水进水腔和冷水流道通过多个冷水进水分口相连通；所述的防冻水溶液进口设置在左导流箱上部；所述的防冻水溶液出口设置在左导流箱的底部。所述的一种冷水相变机，它还包括传动电机一、传动电机二、传动电机减速器一和传动电机减速器二，所述的主轴一和传动电机减速器一相连接；所述的传动电机减速器一和传动电机一相连接；所述的主轴二和传动电机减速器二相连接；所述的传动电机减速器二和传动电机二相连接。所述的一种冷水相变机，它还包括电机传动链，所述的主轴二通过电机传动链与主轴一相连接。所述的一种冷水相变机，它还包括破冰推进器一、破冰推进器二、破冰推进器三、破冰推进器四、动力电机、动力电机减速器、动力传动链一、动力传动链二、传动齿轮箱，所述的破冰推进器一和破冰推进器二相固接；所述的破冰推进器三和破冰推进器四相固接；所述的破冰推进器二和破冰推进器四通过动力传动链二与传动齿轮箱相连接；所述的传动齿轮箱设置在右导流箱顶部中间位置；所述的传动齿轮箱通过动力传动链一与动力电机减速器相连接；所述的动力电机减速器和动力电机相连接。所述的一种冷水相变机，所述的刮刀上设置有刮冰刀齿。所述的一种冷水相变机，它还包括一个外置可观测行程控制装置，所述的外置可观测行程控制装置包括滑轨、上行程限位开关、下行程限位开关、限位撞块、张紧链轮和外置传动链，所述的滑轨的上部设置上行程限位开关，下部设置下行程限位开关；所述的限位撞块套在滑轨上，且和外置传动链相连；所述的张紧链轮设置在壳体基脚处；所述的外置传动链一端和张紧链轮相连，另一端和主轴二相连。一种冷水相变机热泵系统，它由所述的冷水相变机、热泵机组、除冰换热器、水源水泵、中介水泵、末端水泵、电动阀、末端供水管、末端回水管、除冰换热器供水管、除冰换热器回水管、中介水供水管、中介水回水管、水源进水管、水源出水管、中介水回水管支管一、中介水回水管支管二、调节阀一组成，所述的热泵机组与冷水相变机通过中介水供水管和中介水回水管形成闭式循环；所述的中介水泵设置在中介水供水管上；所述的末端供水管和末端回水管分别与热泵机组相连；所述的水源进水管和水源出水管分别与冷水相变机相连；所述的水源水泵设置在水源进水管上；所述的中介水回水管支管一的一端与中介水回水管相连通，另一端与除冰换热器相连通；所述的电动阀设置在中介水回水管支管一上；所述的中介水回水管支管二的一端与除冰换热器相连通，另一端与中介水回水管相连通，且连通点位于冷水相变机和中介水回水管支管一与中介水回水管的连通点之间；所述的除冰换热器供水管一端与除冰换热器相连通；所述的除冰换热器回水管一端与除冰换热器相连通；所述的末端水泵设置在末端回水管上；所述的调节阀一位于中介水回水管上，且位于中介水回水管支管一和中介水回水管的连通点与中介水回水管支管二和中介水回水管的连通点之间。所述的一种冷水相变机热泵系统，它还包括调节阀二，所述的除冰换热器供水管的一端与末端回水管相连通，另一端与除冰换热器相连通，所述的调节阀二位于末端回水管上，且位于除冰换热器供水管和末端回水管的连通点与除冰换热器回水管和末端回水管的连通点之间。所述的一种冷水相变机热泵系统，它还包括调节阀二，所述的除冰换热器供水管的一端与末端供水管相连通，另一端与除冰换热器相连通，所述的调节阀二位于除冰换热器供水管上。本专利技术的运行原理为：在冷水流道中流动的冷水，通过换热管壁与换热管内低于0℃的防冻水溶液换热，部分冷水释放出相变能后在换热管壁面结冰，当结冰达到一定厚度后，融冰控制阀开启，部分防冻水溶液与热温度较高的末端回水在除冰换热器内进行换热，防冻水溶液温度提升到0℃以上后，冷水相变机中的换热管壁面的冰层受热松动。刮刀在传动链作用下由下而上往复运动刮削冰层，并将挂削下来的冰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷水相变机，其特征在于它由换热管(1)、管排(2)、冷水流道(3)、刮刀(4)、主轴一(5‑1)、主轴二(5‑2)、上传动轮(6)、下传动轮(7)、传动链(8)、壳体(9)、左导流箱(10)、右导流箱(11)、防冻水溶液进口(12)、防冻水溶液出口(13)、排冰口一(14‑1)、排冰口二(14‑2)、排冰口三(14‑3)、排冰口四(14‑4)、排冰通道一(15‑1)、排冰通道二(15‑2)、排冰通道三(15‑3)、排冰通道四(15‑4)、排冰管一(16‑1)、排冰管二(16‑2)、冷水进口(17)、冷水进水腔(18)和冷水进水分口(19)组成，所述的多根换热管(1)在垂直方向上组成管排(2)，多根换热管(1)的两端分别与左导流箱(10)和右导流箱(11)相连通；所述的两个管排(2)之间、管排(2)与壳体(9)之间留有冷水流道(3)；所述的主轴一(5‑1)和主轴二(5‑2)分别设置在壳体(9)的两端；所述的上传动轮(6)沿轴向均匀布置在主轴一(5‑1)和主轴二(5‑2)上；所述的下传动轮(7)设置在壳体(9)的底部，且和上传动轮(6)一一垂直对应设置；所述的传动链(8)套在上传动轮(6)和下传动轮(7)上，且会随着上传动轮(6)和下传动轮(7)的转动而运动；所述的刮刀(4)两端与传动链(8)可拆卸连接，刮刀(4)刀身位于冷水流道(3)内，且在传动链(8)的传动作用下沿冷水流道(3)上下垂直往复运动；所述的壳体(9)的左端与左导流箱(10)相连，壳体(9)的右端与右导流箱(11)相连；所述的壳体(9)的底部设置有冷水进口(17)，壳体(9)的上部设置有排冰口一(14‑1)、排冰口二(14‑2)、排冰口三(14‑3)和排冰口四(14‑4)；所述的排冰口一(14‑1)和排冰通道一(15‑1)相连通；所述的排冰口二(14‑2)和排冰通道二(15‑2)相连通；所述的排冰口三(14‑3)和排冰通道三(15‑3)相连通；所述的排冰口四(14‑4)和排冰通道四(15‑4)相连通；所述的排冰通道一(15‑1)和排冰通道二(15‑2)通过排冰管一(16‑1)相连通；所述的排冰通道三(15‑3)和排冰通道四(15‑4)通过排冰管二(16‑2)相连通；所述的冷水进口(17)和冷水进水腔(18)相连通；所述的冷水进水腔(18)和冷水流道(3)通过多个冷水进水分口(19)相连通；所述的防冻水溶液进口(12)设置在左导流箱(10)上部；所述的防冻水溶液出口(13)设置在左导流箱(10)的底部。...

【技术特征摘要】
1.一种冷水相变机，其特征在于它由换热管(1)、管排(2)、冷水流道(3)、刮刀(4)、主轴一(5-1)、主轴二(5-2)、上传动轮(6)、下传动轮(7)、传动链(8)、壳体(9)、左导流箱(10)、右导流箱(11)、防冻水溶液进口(12)、防冻水溶液出口(13)、排冰口一(14-1)、排冰口二(14-2)、排冰口三(14-3)、排冰口四(14-4)、排冰通道一(15-1)、排冰通道二(15-2)、排冰通道三(15-3)、排冰通道四(15-4)、排冰管一(16-1)、排冰管二(16-2)、冷水进口(17)、冷水进水腔(18)和冷水进水分口(19)组成，所述的多根换热管(1)在垂直方向上组成管排(2)，多根换热管(1)的两端分别与左导流箱(10)和右导流箱(11)相连通；所述的两个管排(2)之间、管排(2)与壳体(9)之间留有冷水流道(3)；所述的主轴一(5-1)和主轴二(5-2)分别设置在壳体(9)的两端；所述的上传动轮(6)沿轴向均匀布置在主轴一(5-1)和主轴二(5-2)上；所述的下传动轮(7)设置在壳体(9)的底部，且和上传动轮(6)一一垂直对应设置；所述的传动链(8)套在上传动轮(6)和下传动轮(7)上，且会随着上传动轮(6)和下传动轮(7)的转动而运动；所述的刮刀(4)两端与传动链(8)可拆卸连接，刮刀(4)刀身位于冷水流道(3)内，且在传动链(8)的传动作用下沿冷水流道(3)上下垂直往复运动；所述的壳体(9)的左端与左导流箱(10)相连，壳体(9)的右端与右导流箱(11)相连；所述的壳体(9)的底部设置有冷水进口(17)，壳体(9)的上部设置有排冰口一(14-1)、排冰口二(14-2)、排冰口三(14-3)和排冰口四(14-4)；所述的排冰口一(14-1)和排冰通道一(15-1)相连通；所述的排冰口二(14-2)和排冰通道二(15-2)相连通；所述的排冰口三(14-3)和排冰通道三(15-3)相连通；所述的排冰口四(14-4)和排冰通道四(15-4)相连通；所述的排冰通道一(15-1)和排冰通道二(15-2)通过排冰管一(16-1)相连通；所述的排冰通道三(15-3)和排冰通道四(15-4)通过排冰管二(16-2)相连通；所述的冷水进口(17)和冷水进水腔(18)相连通；所述的冷水进水腔(18)和冷水流道(3)通过多个冷水进水分口(19)相连通；所述的防冻水溶液进口(12)设置在左导流箱(10)上部；所述的防冻水溶液出口(13)设置在左导流箱(10)的底部。2.根据权利要求1所述的一种冷水相变机，其特征在于它还包括传动电机一(20-1)、传动电机二(20-2)、传动电机减速器一(21-1)和传动电机减速器二(21-2)，所述的主轴一(5-1)和传动电机减速器一(21-1)相连接；所述的传动电机减速器一(21-1)和传动电机一(20-1)相连接；所述的主轴二(5-2)和传动电机减速器二(21-2)相连接；所述的传动电机减速器二(21-2)和传动电机二(20-2)相连接。3.根据权利要求1所述的一种冷水相变机，其特征在于它还包括电机传动链(22)，所述的主轴二(5-2)通过电机传动链(22)与主轴一(5-1)相连接。4.根据权利要求1所述的一种冷水相变机，其特征在于它还包括破冰推进器一(23-1)、破冰推进器二(23-2)、破冰推进器三(23-3)、破冰推进器四(23-4)、动力电机(24)、动力电机减速器(25)、动力传动链一(26-1)、动力传动链二(26-2)、传动齿轮箱(52)，所述的破冰推进器一(23-1)和破冰推进器二(23-2)相固接；所述的破冰推进器三(23-3)和破冰推进器四(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣华，
申请(专利权)人：青岛瑞焓清洁能源供热研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37