求以及实施的成本与便利程度确定是否紧贴或保留一定的间隙并填充确保均匀传热的材料。
[0034]两个弯折部相互靠拢是为了确保充分传热,相互靠拢的两个弯折部整体形成恒温部,两个弯折部任意对应位置的温度平均值均相同,即将恒温部看成一个整体后,恒温部上任意位置的温度均相同,这种结构形式能够显著改善温度分布的均匀性。
[0035]恒温部的具体原理如下:在换热管各处材料、密度、壁厚、长度以及内径等完全相同的前提下,换热管及其内部流动的换热介质,因为热交换的存在,换热管及换热介质的温度会沿其流动的方向均匀变化,这种特性使得换热管中部弯折形成的两个弯折部相互靠拢并确保充分传热后,两个弯折部任意对应位置处一个温度高一个温度低,通过充分传热和温度互补,从而确保恒温部任意位置的温度完全相同。如换热管的总长度为20m,进口温度为22°C,出口为18°C,可以理解为换热介质每流动前进lm,温度下降为(22-18) V /20m =0.2°C /m。将换热管在10m处弯折,然后将换热管的两个弯折部相互靠拢并令其充分传热,恒温部在换热管弯折处的温度为〗〗!:-^).〗!:/!!!※^)!!!) =20°C。同理,离开换热管进口位置5m处的弯折部温度为22°C-(0.2°C/mX5m) = 21°C ,离开换热管出口位置5m处的弯折部温度为22°C -(0.2°C /mX15m) = 19°C,恒温部在离开换热管出口位置5m处和进口位置5m处的温度为(19°C +21°C )/2 = 20°C。由此可以推论,恒温部任意位置处的温度均为20。。。
[0036]用热端换热器的这种特殊结构,能够确保各并联连接的恒温部任意位置的温度基本相同,如此结构的换热管构成的换热层,其任意位置的温度基本相同,能够为实现高精度与高均匀度温度控制提供条件。实际运用时,为了得到更好的均匀度,为了发挥每一根换热管的效果,液体传热介质在用热端换热器第一总管和第二总管中的流动方向可以相同,用热端换热器的各换热管可以等间距布置。
[0037]采用等温恒温部等间距并联或反复折弯实现大面积等温辐射层的辐射传热方式,不仅温度均匀、舒适度高,而且可以不需要风机进行强制换热,能够避免因风机而产生的噪声问题。
[0038]实际运用时,用热端换热器可以用于恒温箱,此时,用热端换热器的换热管可以设置在恒温箱的侧壁上,能够保证恒温箱内温度的均匀度得到最大限度的提高。也可以用于高均匀度和高精度的冰箱或冷藏箱,高均匀度和高精度的高温试验箱、低温试验箱或高低温试验箱等。可以用于制药、食品与化妆品领域的化学品及其制剂的稳定性试验与留样储存,生命科学领域的植物生长试验、组织与微生物培养、种子发芽试验、昆虫与小动物饲养以及化学农药的环境安全性评价等。
[0039]用热端换热器还可以用于房间的温度调节,用热端换热器的换热管埋设在房间的顶面、底面或者侧壁上,通过辐射制冷与加热,通过最小可能温度差的换热介质和最大可能传热面积的换热管,无需强制通风循环即可实现均匀的温度控制,不存在强制通风带来的强吹风感或通风噪声,不会出现局部温度过高过低或忽冷忽热的情况,满足高舒适性与高均匀度、高精度的恒温控制要求。应用领域包括家庭或办公用舒适性空调、医疗领域的洁净手术室、生物洁净实验室、洁净车间与洁净厂房,冻土工程领域的力学模型实验室等。
[0040]进一步的,还包括用热端循环栗控制器。
[0041]通过设置用热端循环栗控制器能够控制用热端的液体循环流量,在优化热量匹配与实现恒温控制的同时,进一步降低系统能耗。
[0042]进一步的,还包括一个或多个用热端换热器温度控制阀,至少有一根换热管通过用热端换热器温度控制阀与第一总管连通。
[0043]通过设置用热端换热器温度控制阀,能够控制并联连接的一个或多个用热端换热器的流量或流速,从而实现精确控制与分散集中控制。
[0044]本申请还公开了一种基于液体循环制冷热栗换热装置的制冷方法,所述液体循环制冷热栗换热装置为上文所述的液体循环制冷热栗换热装置,包括以下步骤:
[0045]控制制冷系统、热源端循环栗以及用热端循环栗工作;
[0046]控制第一切换阀,使第一切换阀的第二端口和第三端口连通;
[0047]控制第二切换阀,使第二切换阀的第一端口和第二端口连通;
[0048]控制第三切换阀,使第三切换阀的第二端口和第三端口连通;
[0049]控制第四切换阀,使第四切换阀的第一端口和第二端口连通。
[0050]本申请还公开了一种基于液体循环制冷热栗换热装置的加热方法,所述液体循环制冷热栗换热装置为上文所述的液体循环制冷热栗换热装置,包括以下步骤:
[0051]控制制冷系统、热源端循环栗以及用热端循环栗工作;
[0052]控制第一切换阀,使第一切换阀的第一端口和第二端口连通;
[0053]控制第二切换阀,使第二切换阀的第二端口和第三端口连通;
[0054]控制第三切换阀,使第三切换阀第一端口和第二端口连通;
[0055]控制第四切换阀,使第四切换阀的第二端口和第三端口连通。
[0056]本发明还公开了一种基于液体循环制冷热栗换热装置的直接换热方法,所述液体循环制冷热栗换热装置为上文所述的液体循环制冷热栗换热装置,包括以下步骤:
[0057]关闭制冷系统和热源端循环栗,控制用热端循环栗工作;
[0058]控制四个切换阀,使各切换阀的第一端与第三端连通。
[0059]本发明的有益效果是:本申请的制冷模式与制热模式通过控制各切换阀能够瞬间切换,结构简单;制冷系统中制冷剂的流动方向始终不变,制冷系统可为结构最为简单的最小系统,降低了零部件与焊点数量,制冷剂泄漏的几率大为降低,可靠性提高,可维护性好,能够有效的延长制冷系统的使用寿命;因为制冷系统本身无需切换工作状态,因而系统工作的稳定性极高;当在过渡季的直接换热模式下制冷系统和热源端循环栗停止工作时,系统能耗显著降低,使用寿命更长。同时,用热端换热器采用等温恒温部等间距并联或反复折弯方式构成大面积、高精度和高均匀度换热层,利用辐射传热方式实现换热,解决了现有技术通过改变制冷剂的流动方向来实现制冷、制热的切换和风管机换热,从而导致成本和噪声增加、可靠性下降和温度均匀度、舒适度无法满足应用需求等问题。
【附图说明】
:
[0060]图1是本发明液体循环制冷热栗换热装置的结构示意图;
[0061]图2是用热端换热器的换热管的示意图;
[0062]图3是本发明液体循环制冷热栗换热装置在制冷模式下的示意图;
[0063]图4是本发明液体循环制冷热栗换热装置在制热模式下的示意图;
[0064]图5是本发明液体循环制冷热栗换热装置在直接换热模式下的示意图。
[0065]图中各附图标记为:
[0066]1、第一切换阀,2、第二切换阀,3、第三切换阀,4、第四切换阀,5、压缩机,6、冷凝器,7、节流元件,8、蒸发器,9、冷凝器液体传热介质通道,10、制冷剂冷凝通道,11、制冷剂蒸发通道,12、蒸发器液体传热介质通道,16、热源端换热器,17、用热端换热器,18、热源端循环栗,19、用热端循环栗,20、第一膨胀容器,21、第二膨胀容器,22、用热端循环栗控制器,23、用热端换热器温度控制阀,24、第一总管,25、第二总管,26、换热管,27、弯折部,28、恒温部。
【具体实施方式】
:
[0067]下面结合各附图,对本发明做详细描述。
[0068]如图1所示,一种液体循环制冷热栗换热装置,包括制冷系统,制冷系统包括压缩机5、冷凝器6、节流元件7以及蒸发器8,冷凝器6包括冷凝器液体传热介质通道9以及制冷剂冷凝通道10,蒸发器8包括蒸发器液体传热介质通道12以及制冷剂蒸发通道11,压缩机5、制冷剂冷凝通道10、节流元件7以及制冷剂蒸发通道11依次连通构成换热回路,本实施例中,压缩机5的出口与制冷剂冷凝通道10的入口连通,制冷剂冷凝通道10的出口与节流元件7的入口连通,节流元件7的出口与制冷剂蒸发通道11的入口连通,制冷剂蒸发通道11的出口与压缩机5的入口连通,四者串联构成换热回路。
[0069]液体循环制冷热栗换热装置还包括热源端循环栗18、用热端循环栗19、热源端换热器16、用热端换热器17以及四只切换阀;四只切换阀分别为第一切换阀1、第二切换阀2、第三切换阀3以及第四切换阀4 ;各切换阀均包括三个端口,三个端口分别为第