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1、(10)申请公布号 CN 103175439 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103175439 A *CN103175439A* (21)申请号 201310094085.X (22)申请日 2013.03.22 F28F 27/02(2006.01) (71)申请人 北京咏辉飏能源科技发展有限公司 地址 100142 北京市海淀区阜外亮甲店 1 号 恩济西园 10 号楼西 3 门 341 号 (72)发明人 陈志 王立新 王子豪 (74)专利代理机构 北京中创阳光知识产权代理 有限责任公司 11003 代理人 尹振启 (54) 发明名称 换热适配装置 (57) 摘要 本。
2、发明公开了一种换热适配装置， 该装置的 一次侧进口与二次侧出口之间设置有第一通道， 一次侧出口与二次侧进口之间设置有第二通道， 第一通道和第二通道之间并联有两个单向阀， 该 两个单向阀的导通方向相反， 其中， 靠近一次侧的 单向阀从一次侧出口向一次侧进口方向导通。本 发明换热适配装置消除了原理性温差损失， 可完 全换热， 且体积小、 重量轻、 成本低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103175439 A CN 10317543。
3、9 A *CN103175439A* 1/1 页 2 1. 一种换热适配装置， 其特征在于， 所述换热适配装置的一次侧进口 （1） 与二次侧出 口 （3） 之间设置有第一通道， 一次侧出口 （2） 与二次侧进口 （4） 之间设置有第二通道， 第一 通道和第二通道之间并联有两个单向阀， 该两个单向阀的导通方向相反， 其中， 靠近一次侧 的单向阀从一次侧出口 （2） 向一次侧进口 （1） 方向导通。 2. 如权利要求 1 所述的换热适配装置， 其特征在于， 所述两个单向阀与所述第一通道 和第二通道连接后， 分别在第一通道上形成两个连接节点 Pa、 Pc， 在第二通道上形成两个连 接节点 Pb、 P。
4、d， 节点 Pa、 Pc 之间的第一通道和节点 Pb、 Pd 之间的第二通道均由直通管道构 成， 并且所述直通管道足够短， 以便使其管阻能够忽略不计。 权 利 要 求 书 CN 103175439 A 2 1/3 页 3 换热适配装置 技术领域 0001 本发明涉及一种换热适配装置。 背景技术 0002 在现有技术中， 一般使用板式换热器、 容积式换热器或混水缸等作为换热适配装 置， 并广泛应用于化工系统、 暖通系统等领域。 使用换热器的目地是将冷源或热源以流量L1 和温度 T1 送入换热适配装置一次侧的工质转换为二次侧流量 L3 和温度 T3 的工质。目前 普遍使用的这些换热适配装置均存在原。
5、理性换热温差损失和不完全换热的问题， 而且成本 昂贵。 0003 所谓理论性换热温差损失， 是指由于工作原理决定必然产生的温差损失， 即 ： 在忽 略散热损失的条件下， 无论任何时候总有 ： 一次侧供热温度 T1 二次侧供热温度 T3 一次侧返回温度 T2 二次侧返回温度 T4 所谓不完全换热， 是指在任何条件下， 一次侧的热量均不能完全进入二次侧， 总有一部 分热量由一次侧返回。 0004 板式换热器和容积式换热器的换热温差损失及不完全换热的原因来自于换热界 面材料的热阻， 混水缸的换热温差损失及不完全换热的原因来自于缸体内的混水扰动。 0005 已有换热技术存在的问题， 在太阳能热利用方面。
6、显得非常突出。通常， 在北方冬 季， 太阳能的工作温差可能小于 10， 如果 T T1 T3 2， 就意味着 20% 以上的能 量不能被利用。 可是， 当需要T从5减小到2时， 对于板式和容积式换热器 （或混水缸） 需要增加一倍以上的换热面积 （或容积） ， 这意味着成本成倍的上升， 而且 T 2通常是 很高的指标。 发明内容 0006 针对现有技术存在的问题， 本发明的目的在于提供一种结构简单、 成本低廉的换 热适配装置， 该装置可以消除原理性温差损失， 并且可实现完全换热。 0007 为实现本发明的目的， 本发明一种换热适配装置， 该装置的一次侧进口 （1） 与二次 侧出口 （3） 之间设。
7、置有第一通道， 一次侧出口 （2） 与二次侧进口 （4） 之间设置有第二通道， 第一通道和第二通道之间并联有两个单向阀， 该两个单向阀的导通方向相反， 其中， 靠近一 次侧的单向阀从一次侧出口 （2） 向一次侧进口 （1） 方向导通。 0008 采用本发明的换热适配装置后， 能够消除原理性温差损失和不完全换热的问题。 当工质以流量 L1 和温度 T1 从一次侧进口进入后， 若 L1 二次侧出口工质流量 L3， 则一部 分工质经靠近二次侧的单向阀 （9） 分流 L9 与二次侧进入的工质 L4 汇合成 L2 返回一次测， 另一部分从二次侧出口以 L3 流出的工质即为经过换热适配装置输出的供热工质。。
8、由于此 工质直接来自于 L1, 故其温度 T3 T1, 消除了原理性换热温差损失。若 L1 L3 L4 时， 以流量 L4 进入二次侧的工质经靠近一次侧的单向阀 （8） 分流 L8 并与 L1 汇合为 L3 返回二 说 明 书 CN 103175439 A 3 2/3 页 4 次侧。因 L2 是由 L4 分流而来， L1 全部从二次侧输出， 故为全部换热。显然， 当 L1 L3 时， 既无温差损失， 又为完全换热。 0009 本发明换热适配装置因主要由两个单向阀组成， 所以体积小、 重量轻， 成本远低于 已有的换热适配装置。 附图说明 0010 图 1 是现有技术的换热器工作原理示意图 ； 图。
9、 2 是本发明的换热适配装置原理示意图。 具体实施方式 0011 下面结合附图进一步说明本发明。 0012 图 1 中所示是现有换热适配装置的示意图。图 1 中工质从换热适配装置 5 的一次 测进口 1 以流量 L1、 温度 T1 进入， 从一次侧出口 2 以温度 T2 流量 L2 返回。二次侧工质从 进口 4 以流量 L4 温度 T4 进入， 以流量 L3 温度 T3 从出口 3 返回。换热适配装置 5 中的虚 线表示内部分隔结构界面。对于板式换热器来说， 该界面是分隔工质并起热交换作用的材 料界面， 对于容积式换热器而言表示容器内盘管的界面。 显然， 分别处于这个界面两侧的一 次侧与二次侧。
10、的工质分别相对界面运动的流速， 以及各自与界面接触的面积决定了换热量 和换热效率， 同样也决定了换热温差。 一个板式换热器， 在其他条件下相同的条件下， 从5 温差降到2， 换热面积需要增加一倍， 价格也提高一倍以上。 对于混水缸而言， 其换热量与 流速和容积之间同样是正相关的函数关系， 但温差损失和不完全换热是由于两侧工质在缸 体内混流产生的。 0013 图 2 是本发明换热适配装置的原理示意图。如图中所示， 换热适配装置的一次侧 进口 1 与二次侧出口 3 之间设置有第一通道 6， 一次侧出口 2 与二次侧进口 4 之间设置有 第二通道 7， 第一通道 6 和第二通道 7 之间并联有两个单。
11、向阀 8、 9， 形成四个连接节点 ： Pa、 Pb、 Pc、 Pd， 两个单向阀 8、 9 的导通方向相反， 其中， 靠近一次侧的单向阀 8 从一次侧出口 2 向一次侧进口 1 方向导通， 靠近二次侧的单向阀 9 从二次侧出口 3 向二次侧进口 4 方向导 通。 0014 当工质从一次侧进口 1 以流量 L1 进入时， 先到达 Pa 点， 与从单向阀 8 过来的流量 为 L8 的工质汇合于 Pa 并流动至 Pc， 并在 Pc 分流为流向二次侧出口 3 的流量 L3, 以及流经 单向阀 9 的流量 L9， 显然， 流入节点 Pa 处的流量与 Pc 处流出的流量相等， 即满足下述流量 关系 L1。
12、 L8 L3 L9 （1） 同理得到 L2 L8 L4 L9 （2） 并且 L1 L2、 L3 L4。 0015 因为 Pa Pc 和 Pb Pd 仅由很短的直通管路形成， 水阻可忽略不计， 故满足假 设 ： 忽略压差 P Pa Pc Pb Pd 0。为简化分析， 在忽略单向阀并联的节点压差 Pa Pc 和 Pb Pd 的假设下， 当 L1 L2 L4 L3 时， 必有 Pa Pb 和 Pc Pd， 故 L8 0, 式 （1） 简化为 说 明 书 CN 103175439 A 4 3/3 页 5 L1 L3 L9 （3） 即 ： 进入一次侧的工质L1除分流L9外， 另一部分直接进入二次侧形成L。
13、3,没有受到混 流或换热等任何影响温度变化的因素作用， 因此不会造成温差损失 , 这时 T T1 T3 0 同理 , 当 L1 L4 时， 必有 Pa Pb 和 Pc Pd， 故 L9 0, 式 （1） 简化为 ： L3 L1 L8 （4） 即 ： L1 与进入二次侧工质 L4 并分流于单向阀的 L8 汇合形成 L3, 进入一次侧的工质 L1 全部直接进入二次侧， 没有不完全换热的问题。 0016 同理， 在 L1 L4 时， L8 L9 0， 既没有温差损失， 也没有不完全换热的现象。 0017 与传统换热适配装置相比， 以 20mm 通径的产品规格为例， 本发明换热适配装置不 足 60 元， 而相同换热量的混水缸则为 700 元， 钎焊板式换热器则为 1100 元， 容积式换热器 成本更高。 随着流量与换热量指标的提高， 不仅是价格差距增大， 就连价格差距的比例也随 之增大。 0018 总之， 本发明比已有的换热适配装置相比， 还具有体积小、 重量轻、 成本低、 无原理 性温差损失和可完全换热等特点。尤其在太阳能热利用领域、 特别是在地板采暖领域具有 非常广阔的应用前景。 说 明 书 CN 103175439 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103175439 A 6 。