一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器及其使用方法与流程

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1.本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器及其使用方法。

背景技术：

2.气体冷却器是跨临界二氧化碳热泵热水器系统中的重要组成部分，其结构和换热效果对二氧化碳跨临界热泵系统的能效比(cop)影响较大，因此，气体冷却器的换热和压降特性对整个二氧化碳跨临界热泵系统效率的提高起着非常重要的作用。
3.跨临界二氧化碳热泵制冷制热系统中，二氧化碳的放热过程是在超临界区进行的，换热为二氧化碳本身的显热，具有较大的温度滑移。该区域内二氧化碳可以保持较高的定压比热，同时因为该放热过程跨越二氧化碳的准临界区域，因此物性随着温度的变化影响较大。气体冷却器入口段的二氧化碳为压力和温度都在临界点以上的超临界流体，超临界的二氧化碳是一种介于气态和液态之间的状态，其密度接近于液态二氧化碳，同时又具有接近于二氧化碳气态的粘度和扩散系数。当温度较高时，超临界二氧化碳更接近于二氧化碳气体特性；当温度较低时，其更接近于液态二氧化碳的特性，因此二氧化碳的物性随着温度的变化影响较大。
4.二氧化碳气体冷却器的效率直接关系到水地源热泵出水的温度和流量，采用高效的气体冷却器可以降低二氧化碳气体冷却器出口温度，不仅能够提高系统性能，而且可以降低二氧化碳与冷却水之间的换热温差，提高热水的出口温度。但是，现有二氧化碳热泵系统中气体冷却器的换热效率较低，并且气体冷却器的安装没有缓冲机构，使用时会加快气体冷却器的损耗，影响其使用寿命。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器及其使用方法，可以解决现有的问题如下：
6.1.通过将二氧化碳自下至上通过筒体，并在筒体内设置折流板11，蛇形换热管，提高气体冷却器的换热效率；
7.2.提供固定装置，固定装置设置有缓冲组件，可对工作中的气体冷却器发生的振动进行缓冲，减小使用时损耗，增加使用寿命。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器及其使用方法，包括气体冷却器本体和固定装置，所述气体冷却器本体固定连接在固定装置上；
10.气体冷却器本体包括筒体，筒体顶端面固定连接有端盖，底端面固定连接有底板，端盖和底板上均贯穿有换热管孔，筒体下端左侧壁设置有进气口，上端右侧壁设置有出气口，筒体内部设置有换热管，换热管为蛇形管，换热管穿过换热管孔固定连接在端盖和底板之间，换热管上设置有进水口和出水口，进水口和出水口位于端盖上方，换热管的外壁间隔
设置有折流板，底板底端面固定连接有管室，换热管下端弯折处位于管室内，筒体中部侧壁固定连接有套管，套管外侧壁固定连接有支耳，支耳底端面固定连接有限位块，通过设置蛇形换热管，并使换热管来回贯穿在端盖和底板之间，有利于增加气体冷却器本体内的换热面积，提高换热效率，通过将进气口设置在筒体下端，出气口设置在筒体上端，可使二氧化碳经过筒体的过程中与换热管接触地更加充分，有利于提高换热效率；
11.固定装置包括两块竖直支撑板和水平支撑板，两块竖直支撑板下端分别固定连接在水平支撑板两侧侧壁上，水平支撑板顶端面开设有第一凹槽，气体冷却器本体底端安装在第一凹槽内，竖直支撑板顶端面固定连接有稳定块，稳定块顶端面开设有限位槽，限位块位于限位槽内，且限位块底端面与限位槽底端面之间固定连接有第一弹簧，通过设置稳定块和限位槽，使限位块置于限位槽中，达到对气体冷却器本体水平方向上的固定，通过设置第一弹簧，可对气体冷却器本体工作振动时，说水平方向上起到缓冲作用。
12.优选的，所述底板顶端面固定连接有拉杆，拉杆位于底板的中心位置，且穿过折流板延伸至最上端折流板的上方，拉杆外侧壁固定连接有定距管，定距管穿过折流板延伸至最上端折流板的下方，通过设置拉杆和定距管，使相邻两块折流板的间隔距离相等，同时也对折流板起固定作用。
13.优选的，所述底板侧壁和管室上端侧壁均固定连接有固定环,固定环之间通过第一螺栓固定连接，底板与管室之间固定连接有橡胶垫片，通过设置固定环，可以使筒体和管室通过第一螺栓固定连接，同时在对气体冷却器本体维修时，方便将筒体和管室进行拆卸，通过设置橡胶垫片，提高气体冷却器本体的密封性能，保证换热效果。
14.优选的，所述折流板的形状为单弓形，折流板的缺口左右交替设置，通过设置折流板，增加二氧化碳在筒体内的运动距离，增加了换热时间，有利于提高换热效果，还起到支撑筒体的作用。
15.优选的，所述竖直支撑板下端外侧壁固定连接有u形板，u形板底端面与竖直支撑板和水平支撑板的底端面平齐，通过设置u形板，可增加固定装置底端面的面积，使固定装置的安装更加稳定。
16.优选的，所述第一凹槽下端两侧侧壁均开设有滑槽，滑槽的底端面与第一凹槽的底端面平齐，滑槽内固定连接有水平设置的第二弹簧，第二弹簧一端固定连接有滑板，两块滑板之间固定连接有弧形板，弧形板与第一凹槽底端面之间固定连接有弹簧杆，管室底端面固定连接在弧形板上方，通过设置滑槽、第二弹簧、滑板、弧形板和弹簧杆，形成对气体冷却器本体底部的缓冲机构，气体冷却器本体置于弧形板上时，弧形板可缓冲气体冷却器本体的压力，弧形板向下压带动弹簧杆下压和滑板在两侧的滑槽内移动，滑板挤压第二弹簧，第二弹簧和弹簧杆共同对气体冷却器本体起到缓冲作用。
17.优选的，所述水平支撑板底端面开设有第二凹槽，管室底端面与第二凹槽之间固定连接有第二螺栓，第二螺栓的螺杆穿过管室底端面、弧形板和水平支撑板，螺杆下端通过螺母固定连接在第二凹槽内，通过设置第二螺栓，将气体冷却器本体与水平支撑板固定连接，使气体冷却器本体固定贴合在弧形板上，使其发挥缓冲作用。
18.优选的，一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器的使用方法,具体使用方法如下：首先，将进气口和出气口与二氧化碳热泵热水器的其它组件密封连接，通过换热管的进水口和出水口，在换热管中通入冷却水，然后，在进气口通入二氧化碳气体，二氧化碳气体
在筒体内经过换热管冷却后，换热管中的冷却水被加热，二氧化碳从出气口通入其它组件中。
19.本发明的有益效果为：
20.1.通过设置蛇形换热管，并使换热管来回贯穿在端盖和底板之间，有利于增加气体冷却器本体内的换热面积，提高换热效率，通过将进气口设置在筒体下端，出气口设置在筒体上端，可使二氧化碳经过筒体的过程中与换热管接触地更加充分，有利于提高换热效率，通过设置固定环，可以使筒体和管室通过第一螺栓固定连接，同时在对气体冷却器本体维修时，方便将筒体和管室进行拆卸，通过设置橡胶垫片，提高气体冷却器本体的密封性能，保证换热效果，通过设置折流板，增加二氧化碳在筒体内的运动距离，增加了换热时间，有利于提高换热效果，还起到支撑筒体的作用；
21.2.通过设置稳定块和限位槽，使限位块置于限位槽中，达到对气体冷却器本体水平方向上的固定，通过设置第一弹簧，可对气体冷却器本体工作振动时，说水平方向上起到缓冲作用，通过设置拉杆和定距管，使相邻两块折流板的间隔距离相等，同时也对折流板起固定作用，通过设置滑槽、第二弹簧、滑板、弧形板和弹簧杆，形成对气体冷却器本体底部的缓冲机构，气体冷却器本体置于弧形板上时，弧形板可缓冲气体冷却器本体的压力，弧形板向下压带动弹簧杆下压和滑板在两侧的滑槽内移动，滑板挤压第二弹簧，第二弹簧和弹簧杆共同对气体冷却器本体起到缓冲作用，通过设置第二螺栓，将气体冷却器本体与水平支撑板固定连接，使气体冷却器本体固定贴合在弧形板上，使其发挥缓冲作用。
附图说明
22.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
23.图1为本发明整体结构示意图；
24.图2为本发明中筒体俯视图；
25.图3为本发明中固定装置侧面示意图；
26.图4为本发明图1中a区域细节放大图；
27.图5为本发明图1中b区域细节放大图；
28.图中：1、气体冷却器本体；2、固定装置；3、筒体；4、底板；5、端盖；6、进气口；7、出气口；8、换热管；9、进水口；10、出水口；11、折流板；12、管室；13、套管；14、支耳；15、限位块；16、竖直支撑板；17、水平支撑板；18、第一凹槽；19、稳定块；20、限位槽；21、第一弹簧；22、拉杆；23、定距管；24、固定环；25、第一螺栓；26、橡胶垫片；27、滑槽；28、第二弹簧；29、滑板；30、弧形板；31、弹簧杆；32、第二凹槽；33、第二螺栓；34、u形板。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-5所示
31.一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器及其使用方法，包括气体冷却器本体1
和固定装置2，气体冷却器本体1固定连接在固定装置2上；
32.气体冷却器本体1包括筒体3，筒体3顶端面固定连接有端盖5，底端面固定连接有底板4，端盖5和底板4上均贯穿有换热管孔，筒体3下端左侧壁设置有进气口6，上端右侧壁设置有出气口7，筒体3内部设置有换热管8，换热管8为蛇形管，换热管8穿过换热管孔固定连接在端盖5和底板4之间，换热管8上设置有进水口9和出水口10，进水口9和出水口10位于端盖5上方，换热管8的外壁间隔设置有折流板11，底板4底端面固定连接有管室12，换热管8下端弯折处位于管室12内，筒体3中部侧壁固定连接有套管13，套管13外侧壁固定连接有支耳14，支耳14底端面固定连接有限位块15，通过设置蛇形换热管8，并使换热管8来回贯穿在端盖5和底板4之间，有利于增加气体冷却器本体1内的换热面积，提高换热效率，通过将进气口6设置在筒体3下端，出气口7设置在筒体3上端，可使二氧化碳经过筒体3的过程中与换热管8接触地更加充分，有利于提高换热效率；
33.固定装置2包括两块竖直支撑板16和水平支撑板17，两块竖直支撑板16下端分别固定连接在水平支撑板17两侧侧壁上，水平支撑板17顶端面开设有第一凹槽18，气体冷却器本体1底端安装在第一凹槽18内，竖直支撑板16顶端面固定连接有稳定块19，稳定块19顶端面开设有限位槽20，限位块15位于限位槽20内，且限位块15底端面与限位槽20底端面之间固定连接有第一弹簧21，通过设置稳定块19和限位槽20，使限位块15置于限位槽中20，达到对气体冷却器本体1水平方向上的固定，通过设置第一弹簧21，可对气体冷却器本体1工作振动时，说水平方向上起到缓冲作用。
34.底板4顶端面固定连接有拉杆22，拉杆22位于底板4的中心位置，且穿过折流板11延伸至最上端折流板11的上方，拉杆22外侧壁固定连接有定距管23，定距管23穿过折流板11延伸至最上端折流板11的下方，通过设置拉杆22和定距管23，使相邻两块折流板11的间隔距离相等，同时也对折流板11起固定作用。
35.底板4侧壁和管室12上端侧壁均固定连接有固定环24,固定环24之间通过第一螺栓25固定连接，底板4与管室12之间固定连接有橡胶垫片26，通过设置固定环24，可以使筒体3和管室12通过第一螺栓25固定连接，同时在对气体冷却器本体1维修时，方便将筒体3和管室12进行拆卸，通过设置橡胶垫片26，提高气体冷却器本体1的密封性能，保证换热效果。
36.折流板11的形状为单弓形，折流板11的缺口左右交替设置，通过设置折流板11，增加二氧化碳在筒体3内的运动距离，增加了换热时间，有利于提高换热效果，还起到支撑筒体3的作用。
37.竖直支撑板16下端外侧壁固定连接有u形板34，u形板34底端面与竖直支撑板16和水平支撑板17的底端面平齐，通过设置u形板34，可增加固定装置2底端面的面积，使固定装置2的安装更加稳定。
38.第一凹槽18下端两侧侧壁均开设有滑槽27，滑槽27的底端面与第一凹槽18的底端面平齐，滑槽27内固定连接有水平设置的第二弹簧28，第二弹簧28一端固定连接有滑板29，两块滑板29之间固定连接有弧形板30，弧形板30与第一凹槽18底端面之间固定连接有弹簧杆31，管室12底端面固定连接在弧形板30上方，通过设置滑槽27、第二弹簧28、滑板29、弧形板30和弹簧杆31，形成对气体冷却器本体1底部的缓冲机构，气体冷却器本体1置于弧形板30上时，弧形板30可缓冲气体冷却器本体1的压力，弧形板30向下压带动弹簧杆31下压和滑板29在两侧的滑槽27内移动，滑板29挤压第二弹簧28，第二弹簧28和弹簧杆31共同对气体
冷却器本体1起到缓冲作用。
39.水平支撑板17底端面开设有第二凹槽32，管室12底端面与第二凹槽32之间固定连接有第二螺栓33，第二螺栓33的螺杆穿过管室12底端面、弧形板30和水平支撑板17，螺杆下端通过螺母固定连接在第二凹槽32内，通过设置第二螺栓33，将气体冷却器本体1与水平支撑板17固定连接，使气体冷却器本体1固定贴合在弧形板30上，使其发挥缓冲作用。
40.本发明安装时，首先，将管室12通过第二螺栓33固定连接在第一凹槽18内，在筒体3上焊接套管13，在套管13外侧壁焊接支耳14，并在支耳14底端面焊接限位块15，然后，在滑槽27内安装第二弹簧28，在第一凹槽18安装滑板29，并将滑板29固定连接弧形板30，再通过第一螺栓25将筒体3的底板4和管室12固定连接，使限位块15置于限位槽20中，底板4和管室12之间设置橡胶垫片26，通过第二螺栓33将管室12底端面固定在弧形板30上，完成安装。
41.本发明使用时，首先，将进气口6和出气口7与二氧化碳热泵热水器的其它组件密封连接，通过换热管8的进水口9和出水口10，在换热管8中通入冷却水，然后，在进气口6通入二氧化碳气体，二氧化碳气体在筒体3内经过各个折流板11直至出气口7，经换热管8冷却后，换热管8中的冷却水被加热，二氧化碳从出气口7通入其它组件中，气体冷却器通入跨临界二氧化碳时，气体冷却器本体1重量增大，气体冷却器本体1向下压弧形板30，弧形板30弧度增加，下压弹簧杆31的同时，滑板29向滑槽27内运动并压缩第二弹簧28，第二弹簧28和弹簧杆31对气体冷却器本体1下压的力起到缓冲作用，气体冷却器本体1发生振动，限位块15在限位槽20内晃动，第一弹簧21控制限位块15的稳定，从而使筒体3保持稳定，以此维持气体冷却器本体1工作时的稳定。
42.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

1.一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，包括气体冷却器本体(1)和固定装置(2)，其特征在于，所述气体冷却器本体(1)固定连接在固定装置(2)上；气体冷却器本体(1)包括筒体(3)，筒体(3)顶端面固定连接有端盖(5)，底端面固定连接有底板(4)，端盖(5)和底板(4)上均贯穿有换热管孔，筒体(3)下端左侧壁设置有进气口(6)，上端右侧壁设置有出气口(7)，筒体(3)内部设置有换热管(8)，换热管(8)穿过换热管孔固定连接在端盖(5)和底板(4)之间，换热管(8)上设置有进水口(9)和出水口(10)，进水口(9)和出水口(10)位于端盖(5)上方，换热管(8)的外壁间隔设置有折流板(11)，底板(4)底端面固定连接有管室(12)，换热管(8)下端弯折处位于管室(12)内，筒体(3)中部侧壁固定连接有套管(13)，套管(13)外侧壁固定连接有支耳(14)，支耳(14)底端面固定连接有限位块(15)；固定装置(2)包括两块竖直支撑板(16)和水平支撑板(17)，两块竖直支撑板(16)下端分别固定连接在水平支撑板(17)两侧侧壁上，水平支撑板(17)顶端面开设有第一凹槽(18)，气体冷却器本体(1)底端安装在第一凹槽(18)内，竖直支撑板(16)顶端面固定连接有稳定块(19)，稳定块(19)顶端面开设有限位槽(20)，限位块(15)位于限位槽(20)内，且限位块(15)底端面与限位槽(20)底端面之间固定连接有第一弹簧(21)。2.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述底板(4)顶端面固定连接有拉杆(22)，拉杆(22)位于底板(4)的中心位置，且穿过折流板(11)延伸至最上端折流板(11)的上方，拉杆(22)外侧壁固定连接有定距管(23)，定距管(23)穿过折流板(11)延伸至最上端折流板(11)的下方。3.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述底板(4)侧壁和管室(12)上端侧壁均固定连接有固定环(24),固定环(24)之间通过第一螺栓(25)固定连接，底板(4)与管室(12)之间固定连接有橡胶垫片(26)。4.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述折流板(11)的形状为单弓形，折流板(11)的缺口左右交替设置。5.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述竖直支撑板(16)下端外侧壁固定连接有u形板(34)，u形板(34)底端面与竖直支撑板(16)和水平支撑板(17)的底端面平齐。6.根据权利要求1所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述第一凹槽(18)下端两侧侧壁均开设有滑槽(27)，滑槽(27)的底端面与第一凹槽(18)的底端面平齐，滑槽(27)内固定连接有水平设置的第二弹簧(28)，第二弹簧(28)一端固定连接有滑板(29)，两块滑板(29)之间固定连接有弧形板(30)，弧形板(30)与第一凹槽(18)底端面之间固定连接有弹簧杆(31)，管室(12)底端面固定连接在弧形板(30)上方。7.根据权利要求6所述的一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，其特征在于，所述水平支撑板(17)底端面开设有第二凹槽(32)，管室(12)底端面与第二凹槽(32)之间固定连接有第二螺栓(33)，第二螺栓(33)的螺杆穿过管室(12)底端面、弧形板(30)和水平支撑板(17)，螺杆下端通过螺母固定连接在第二凹槽(32)内。8.根据权利要求1所述的跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器的使用方法,其特征在于，具体使用方法如下：首先，将进气口(6)和出气口(7)与二氧化碳热泵热水器的其它组件密封连接，通过换热管(8)的进水口(9)和出水口(10)，在换热管(8)中通入冷却水，然后，在
进气口(6)通入二氧化碳气体，二氧化碳气体在筒体(3)内经过换热管(8)冷却后，换热管(8)中的冷却水被加热，二氧化碳从出气口(7)通入其它组件中。

技术总结

本发明公开了一种跨临界二氧化碳设备用的气体冷却器，包括气体冷却器本体和固定装置，气体冷却器本体固定连接在固定装置上，气体冷却器本体包括筒体，筒体下端左侧壁设置有进气口，上端右侧壁设置有出气口，筒体内部设置有换热管，换热管上设置有进水口和出水口，换热管的外壁间隔设置有折流板，本发明通过将二氧化碳自下至上通过筒体，并在筒体内设置折流板，蛇形换热管，提高气体冷却器的换热效率，提供固定装置，固定装置设置有缓冲组件，可对工作中的气体冷却器发生的振动进行缓冲，减小使用时损耗，增加气体冷却器的使用寿命。增加气体冷却器的使用寿命。增加气体冷却器的使用寿命。