换热流量调节系统的制作方法

本实用新型涉及换热处理技术领域，尤其涉及一种换热流量调节系统。

背景技术：

由于对臭氧层的破坏和温室效应的作用，含氢氯氟烃类物质和高gwp工质被逐渐禁止使用，同时由于热泵机组应用领域的不断开拓，新型制冷工质的研究和开发成为迫切任务，其中非共沸混合工质受到广泛关注。由于非共沸混合工质在相变过程存在温度滑移，理论上能够很好地接近lorenz循环，减少系统的不可逆性，从而有效地提高了热泵的运行效率。但由于非共沸混合工质相变过程中存在组分迁移现象，其温焓间存在非线性关系，在实际应用中工质与换热流体之间的温差并不能形成良好的匹配，影响了系统的性能。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种换热流量调节系统，其可以过调节热泵，实现工质与换热流体之间形成良好的温度匹配，提高热泵运行效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种换热流量调节系统，包括热泵机组蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、换热流体循环热泵、缓冲水箱、供热循环水泵、流量传感器、控制器及变频器，所述压缩机与膨胀阀分设于所述热泵机组蒸发器两侧，所述压缩机两侧均设有压力传感器和温度传感器，所述换热流体循环热泵通过所述变频器连接所述控制器。

根据本实用新型的换热流量调节系统，所述换热流体循环热泵通过所述冷凝器、流量传感器连接所述缓冲水箱。

根据本实用新型的换热流量调节系统，所述膨胀阀连接冷凝器。

本实用新型适用于换热处理技术领域，提供了一种换热流量调节系统，包括热泵机组蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、换热流体循环热泵、缓冲水箱、供热循环水泵、流量传感器、控制器及变频器，所述压缩机与膨胀阀分设于所述热泵机组蒸发器两侧，所述压缩机两侧均设有压力传感器和温度传感器，所述换热流体循环热泵通过所述变频器连接所述控制器。借此，本实用新型可通过调节热泵，实现工质与换热流体之间形成良好的温度匹配，提高热泵运行效率。

附图说明

图1是本实用新型的冷凝器中沿换热量各点的温度分布度变化规律图；

图2是本实用新型的系统结构示意图；

在图中，1-热泵机组蒸发器；2-压缩机；3-冷凝器；4-膨胀阀；5-换热流体循环热泵；6-缓冲水箱；7-供热循环水泵；8-压力传感器；9-温度传感器；10-流量传感器；11-控制器；12-变频器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型中，根据制冷剂侧和水侧冷凝器中沿换热量各点的温度分布度变化规律。由于非共沸混合工质在相变过程中存在组分迁移现象，其温度变化和焓值变化成非线性关系。根据组分的不同，分为两种情况：一是在温度滑移区间内，实际温度高于线性温度，如图1中曲线a，直线c为线性温度线，此时存在一个最大温差(实际温度与线性温度差)点；另一种情况是在温度滑移区间内，实际温度高于线温度，如图1中曲线b，此时存在一个最大负温差(线性温度与实际温度差)点；

本实用新型将非共沸混合工质冷凝过程分为三个阶段。一是压缩机出口到露点阶段，二是露点到最大温差阶段，三是最大温差到泡点阶段。对应着几个关键温度点：本实用新型设置混合工质泡点温度tr0、混合工质最大温差点(或最大负温差点)温度tr1、混合工质露点温度tr2、混合工质压缩机排气温度tr3，对应的焓值分别为h0、h1、h2及h3，用直线连接各点得到的折线接近混合工质实际温度分布。

换热流体(水)在换热过程其温度与焓值呈线性关系。不同的流量对应着不同的斜率。如图1中x、y、z线段，x线段对应着较小的流量，z线段对应着较大的流量，y线段介于两者之间。在保证最小传热温差的条件下，非共沸混合工质和换热流体(水)温差达到良好的匹配，降低有效能损失，是本实用新型要达到的目的。

结合图2，本实用新型的换热流量调节系统，包括热泵机组蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、膨胀阀4、换热流体循环热泵5、缓冲水箱6、供热循环水泵7、流量传感器10、控制器11及变频器12，所述压缩机2与膨胀阀4分设于所述热泵机组蒸发器1两侧，所述压缩机2两侧均设有压力传感器8和温度传感器9，所述换热流体循环热泵5通过所述变频器12连接所述控制器11。所述换热流体循环热泵5通过所述冷凝器3、流量传感器10连接所述缓冲水箱6，所述膨胀阀4连接冷凝器3。

本实用新型可以针对特定热泵机组特定运行工况，包括部分负荷运行工况，根据特定非共沸混合工质相变传热过程计算和实验研究，求得关键点计算方法，包括混合工质泡点温度tr0、混合工质最大温差点(或最大负温差点)温度tr1、混合工质露点温度tr2、混合工质压缩机排气温度tr3，及相对应的焓值h0、h1、h2、h3，拟合其便工况计算公式。在实际运行过程中采集压缩机进出口压力和温度，以此计算关键点参数。根据前述流量计算方法计算最佳流量，通过变频器调节换热流体循环泵流量，达到最佳运行流量。在流量调节过程中会引起关键点参数的变化，通过几次调整达到稳定运行状态，此时系统在最佳流量状态下运行。

本实用新型通过对混合工质箱变换热过程的研究，得到变工况运行时温度滑移规律，通过对换热流体流量的调节，实现混合工质与换热流体温度的动态匹配，提高了换热过程的热效率，降低了有效能损失。

综上所述，本实用新型适用于换热处理技术领域，提供了一种换热流量调节系统，包括热泵机组蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、换热流体循环热泵、缓冲水箱、供热循环水泵、流量传感器、控制器及变频器，所述压缩机与膨胀阀分设于所述热泵机组蒸发器两侧，所述压缩机两侧均设有压力传感器和温度传感器，所述换热流体循环热泵通过所述变频器连接所述控制器。本实用新型还相应的提供一种热介质温度匹配调节方法。借此，本实用新型可通过调节热泵，实现工质与换热流体之间形成良好的温度匹配，提高热泵运行效率。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

技术特征：

1.一种换热流量调节系统，其特征在于，包括热泵机组蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、换热流体循环热泵、缓冲水箱、供热循环水泵、流量传感器、控制器及变频器，所述压缩机与膨胀阀分设于所述热泵机组蒸发器两侧，所述压缩机两侧均设有压力传感器和温度传感器，所述换热流体循环热泵通过所述变频器连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的换热流量调节系统，其特征在于，所述换热流体循环热泵通过所述冷凝器、流量传感器连接所述缓冲水箱。

3.根据权利要求2所述的换热流量调节系统，其特征在于，所述膨胀阀连接冷凝器。

技术总结
本实用新型适用于换热处理技术领域，提供了一种换热流量调节系统，包括热泵机组蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、换热流体循环热泵、缓冲水箱、供热循环水泵、流量传感器、控制器及变频器，所述压缩机与膨胀阀分设于所述热泵机组蒸发器两侧，所述压缩机两侧均设有压力传感器和温度传感器，所述换热流体循环热泵通过所述变频器连接所述控制器。借此，本实用新型可通过调节热泵，实现工质与换热流体之间形成良好的温度匹配，提高热泵运行效率。

技术研发人员：郭健翔;孙晋飞;王旭;王胜军;王心竹
受保护的技术使用者：青岛理工大学;青岛欧适能新能源装备科技有限公司
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2021.08.20