三效多源式熱泵機組的製作方法
2023-10-10 15:05:54 1
專利名稱：三效多源式熱泵機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種三效多源式熱泵機組。
背景技術：
目前，許多賓館、酒店、餐廳、桑拿、泳池等建築場所需要的生產、生 活及衛生用熱水， 一般採用的是燃煤、燃油鍋爐或電熱鍋爐等傳統的加熱設 備製取，因此消耗了大量能源；而中央空調的冷水機組在製冷時也產生大量 的餘熱，這種餘熱經由高溫、高壓的製冷工質攜帶，並通過冷卻塔排放到室 外空氣中，因此不僅浪費了大量的能源還對室外空氣造成嚴重的熱汙染。由 此可見，在某些既需要製冷又需要大量熱水的場合，製冷過程有大量熱能白 白浪費，而產生熱水的過程卻需要消耗另外的燃料來產生熱能，造成了能源 和資源的雙重浪費，既不經濟又汙染環境，人們已深刻認識到節能降耗的必 要性和緊迫性。太陽能作為一種清潔的可再生能源，目前其應用也越來越廣泛。太陽能 熱水器正普遍應用於各種需要熱水的場合，現有的太陽能熱水器除了採用太 陽能作為主要熱源外，還有採用電加熱輔助作為熱源的，採用電加熱輔助時 並不節能，只是作為臨時應急的輔助功能而已。目前用戶在夏季高效製冷與過渡季節及冬季生產熱水這兩方面不能整合 在一臺主機，造成設備投資大，設備利用率低。目前用戶一般在製冷季節， 以水冷機製冷，以保證設備的高效性，同時生產熱水，但是仍有大部分餘熱 被浪費；而在過渡季節及冬季，採用風冷熱泵制熱水，風冷熱泵如僅作為熱 水機，在製冷季節基本閒置，如可切換製冷，則製冷效率低。 發明內容本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能源綜合 利用率高、能回收並充分利用冷水機組的餘熱、設備安裝空間小、設備投資 低、綜合運行費用低的三效多源式熱泵機組。本發明所採用的技術方案是本發明包括壓縮機、水冷冷凝器、I節流裝置、n節流裝置、蒸發器、熱交換器、餘熱回收器、全熱回收器、太陽能集熱器；所述壓縮機的出口一路通過製冷工質管路依次連接I電磁閥、所述餘熱回收器的工質側、所述水冷冷凝器的熱側、n電磁閥、所述i節流裝置、 所述熱交換器的工質側、in電磁閥並接回所述壓縮機的入口形成製冷工況循 環迴路；所述壓縮機的出口另一路通過製冷工質管路依次連接iv電磁閥、所 述熱交換器的工質側、v電磁閥、所述n節流裝置、所述蒸發器、vi電磁閥 並接回所述壓縮機的入口形成制熱工況循環迴路；所述熱交換器的水側並聯 接有冷凍水進出管路、i熱水進出管路，所述餘熱回收器的水側接有n熱水進出管路；所述水冷冷凝器的冷側與所述全熱回收器的熱側之間接有導熱循 環管路，所述導熱循環管路上接有冷卻水進出管路；所述全熱回收器的冷側 通過太陽能進水管路與所述太陽能集熱器相連接。所述冷凍水進出管路上設有I逆回閥、I電動閥，所述I熱水進出管路上設有n逆回閥、n電動閥，所述導熱循環管路上設有循環泵、ni電動闊。本發明的有益效果是由於本發明所述壓縮機的出口一路通過製冷工質管路依次連接I電磁閥、所述餘熱回收器的工質側、所述水冷冷凝器的熱側、 n電磁閥、所述i節流裝置、所述熱交換器的工質側、m電磁閥並接回所述壓縮機的入口形成製冷工況循環迴路；所述壓縮機的出口另一路通過製冷工質管路依次連接iv電磁閥、所述熱交換器的工質側、v電磁閥、所述n節流 裝置、所述蒸發器、vi電磁閥並接回所述壓縮機的入口形成制熱工況循環迴路；所述熱交換器的水側並聯接有冷凍水進出管路、I熱水進出管路，所述餘熱回收器的水側接有n熱水進出管路；所述水冷冷凝器的冷側與所述全熱
回收器的熱側之間接有導熱循環管路，所述導熱循環管路上接有冷卻水進出 管路；所述全熱回收器的冷側通過太陽能進水管路與所述太陽能集熱器相連接；首先，在夏天正常製冷時，將水冷機空調的冷凝廢熱梯級利用，通過所 述餘熱回收器的餘熱回收製取5(TC 55"C的成品熱水，通過所述全熱回收器 的全熱回收製取35i: 4(rC的半成品熱水，再供太陽能集熱器使用，將其與 太陽能相結合，提高太陽能出水率，為目前國內水冷機冷凝廢熱的有效利用 提供了一個實用途徑，整個機組冷熱源的利用完善度可達100%,該機組是目 前國內冷熱源利用率最高的產品；其次，本發明將水冷空調與風冷空調的各 自優勢有機結合，夏天正常製冷並提供生活熱水，過渡季節或冬季通過工況 轉換直接提供生活熱水或採暖，解決了目前用戶在夏季高效製冷與過翁季節 及冬季生產熱水這兩方面不能整合在一臺主機，造成設備投資大，設備利用 率低的矛盾，實現了一機多用，本發明機組是目前空調系統中綜合能效比高， 能源利用徹底的一種全新設計；另外本發明機組由於將風冷機、水冷機各自 的優勢有機結合在一起，有效地解決了目前終端用戶設備投資多，設備利用 率低的問題，同時減少設備的整體安裝空間；故本發明能源綜合利用率高、 能回收並充分利用冷水機組的餘熱、設備安裝空間小、設備投資低、綜合運 行費用低；由於本發明所述冷凍水進出管路上設有I逆回閥、I電動閥，所述I熱水進出管路上設有n逆回閥、n電動閥，所述導熱循環管路上設有循環泵、 in電動閥，故本發明操作控制方便，易於實現了自動化控制。
圖1是本發明用於製冷並製取熱水的結構連接及流程示意圖；圖2是本發明用於採暖制熱或直接提供生活熱水的結構連接及流程示意圖。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本發明包括壓縮機l、水冷冷凝器2、 I節流裝置3、 1I節流裝置7、蒸發器4、熱交換器5、餘熱回收器6、全熱回收器8、太陽 能集熱器9;所述壓縮機1的出口一路通過製冷工質管路依次連接I電磁閥 10、所述餘熱回收器6的工質側、所述水冷冷凝器2的熱側、II電磁閥ll、 所述I節流裝置3、所述熱交換器5的工質側、m電磁閥12並接回所述壓縮 機1的入口形成製冷工況循環迴路；所述壓縮機1的出口另一路通過製冷工 質管路依次連接IV電磁閥13、所述熱交換器5的工質側、V電磁閥14、所述 II節流裝置7、所述蒸發器4、 VI電磁閥15並接回所述壓縮機1的入口形成 制熱工況循環迴路；所述熱交換器5的水側並聯接有冷凍水進出管路16、 I 熱水進出管路17，所述餘熱回收器6的水側接有II熱水進出管路18;所述水 冷冷凝器2的冷側與所述全熱回收器8的熱側之間接有導熱循環管路19，所 述導熱循環管路19上接有冷卻水進出管路26;所述全熱回收器8的冷側通 過太陽能進水管路27與所述太陽能集熱器9相連接；所述冷凍水進出管路 16上設有I逆回閥22、 I電動閥23，所述I熱水進出管路17上設有II逆回 閥24、 1I電動閥25，所述導熱循環管路19上設有循環泵20、 m電動閥21。本發明在實現熱泵功能的同時還可以提供生活熱水，另外還可以通過熱 泵和太陽能實現熱源互補。本發明用於製冷並製取熱水的過程如下所述I電磁閥io、所述n電磁閥ii、所述m電磁閥i2打開，所述iv電磁閥i3、所述V電磁閥14、所述VI電磁閥15關閉，所述循環泵20開啟、所述m電動閥 21打開，所述I電動閥23打開，所述II電動閥25關閉；製冷工質經所述壓 縮機l壓縮產生高溫、高壓的製冷工質蒸氣，經由所述I電磁閥IO、所述餘 熱回收器6、所述水冷冷凝器2、所述II電磁閥ll、所述I節流裝置3、所述 熱交換器5、所述III電磁閥12最後回流到所述壓縮機1;在所述餘熱回收器 6內，高溫、高壓的製冷工質與所述II熱水進出管路18的35'C 45'C的低溫 熱水進行熱交換，出水溫度可達到5(TC 55t:，製得成品熱水；在所述水冷
冷凝器2內，所述導熱循環管路19內的導熱流體與製冷工質進行第二次換熱， 將製冷工質的餘熱全部回收，同時製冷工質冷凝防熱變為液態，吸熱升溫後的所述導熱流體在所述全熱回收器8內與所述太陽能進水管路27內的冷水進 行熱交換，所述太陽能進水管路27內的冷水被加熱後進入所述太陽能集熱器 9並被太陽能加熱到預定溫度即可使用；在此製冷工況下，所述熱交換器5 作為蒸發器，製冷工質吸熱蒸發成為氣體，12'C的冷凍水通過所述冷凍水進 出管路16在所述熱交換器5內放熱降溫變為7'C的冷凍水，供冷水機組製冷 用；另外，當所述太陽能集熱器9內的水溫達到預定溫度，不需要繼續加熱 時，通過與所述導熱循環管路19連接的所述冷卻水進出管路26可將餘熱通 過冷卻塔排放出去。即本發明在夏天正常製冷時，將水冷機空調的冷凝廢熱 梯級利用，通過所述餘熱回收器6的餘熱回收製取5(TC 55'C的成品熱水， 通過所述全熱回收器8的全熱回收製取35'C 4CTC的半成品熱水，再供太陽 能集熱器使用，將其與太陽能相結合，提高太陽能出水率，為目前國內水冷 機冷凝廢熱的有效利用提供了一個實用途徑，整個機組冷熱源的利用完善度 可達100%，該機組是目前國內冷熱源利用率最高的產品。本發明在制熱工況下的流程如下所述I電磁閥10、所述II電磁閥11、 所述III電磁閥12關閉，所述IV電磁閥13、所述V電磁閥14、所述VI電磁閥 15打開，所述循環泵20、所述III電動閥21關閉，所述I電動閥23關閉，所 述II電動閥25打開；製冷工質經所述壓縮機1壓縮產生高溫、高壓的製冷工 質蒸氣，經由所述IV電磁閥13、所述熱交換器5、所述V電磁閥14、所述II 節流裝置7、所述蒸發器4、所述VI電磁閥15最後回流到所述壓縮機1;此 時所述熱交換器5作為冷凝器，在所述熱交換器5內，高溫、高壓的製冷工 質與所述I熱水進出管路17的35i: 45。C的低溫熱水進行熱交換，出水溫 度可達到5(TC 55'C，製得成品熱水；或者直接通過熱水供熱取暖，並通過 所述太陽能集熱器9直接利用太陽能加熱製取熱水；即本發明在春秋過渡季 節及冬季仍然可以生產熱水，使得同一臺機組能夠多用，節省設備投資，提
高了設備利用率，本發明機組是目前空調系統中綜合能效比高，能源利用徹底 的一種全新設計；另外本發明機組由於將風冷機、水冷機各自的優勢有機結 合在一起，有效地解決了目前終端用戶設備投資多，設備利用率低的問題， 同時減少設備的整體安裝空間。本發明在賓館、酒店、餐廳、桑拿、泳池等建築場所使用在夏季製冷時 可同時制熱水，可替代傳統的制熱水鍋爐設備，免除用鍋爐制熱水所消耗的 能源，從而滿足生產、生活及衛生用熱水的需要，避免了燃料燃燒後對大氣 的汙染；另外，這些場所的中央空調的冷水機組在製冷時產生的大量餘熱經 由高溫、高壓的製冷工質攜帶，經過所述餘熱回收器6、所述全熱回收器8 或所述I熱交換器5被冷水和低溫熱水吸收，從而大大減少了餘熱被排放到 室外空氣中，因此既節約了大量的能源還不會對室外空氣造成熱汙染，節約 能源和資源、對環境無汙染、能回收並充分利用冷水機組的餘熱、保護環境、 綜合運行費用低。本發明作為一種熱泵機組具有製冷同時提供生活熱水，單 獨或聯合採用太陽能製取熱水，單獨製取熱水或單獨採暖制熱的功能，在賓 館、酒店、餐廳、桑拿、泳池等建築場所使用，具有一機多用且節能的效果， 能源綜合利用率高，能回收並充分利用冷水機組的餘熱，設備安裝空間小， 設備投資低，綜合運行費用低。本發明可廣泛應用於空調節能領域。
權利要求
1、一種三效多源式熱泵機組，包括壓縮機(1)、水冷冷凝器(2)、I節流裝置(3)、II節流裝置(7)、蒸發器(4)，其特徵在於所述三效多源式熱泵機組還包括熱交換器(5)、餘熱回收器(6)、全熱回收器(8)、太陽能集熱器(9)；所述壓縮機(1)的出口一路通過製冷工質管路依次連接I電磁閥(10)、所述餘熱回收器(6)的工質側、所述水冷冷凝器(2)的熱側、II電磁閥(11)、所述I節流裝置(3)、所述熱交換器(5)的工質側、III電磁閥(12)並接回所述壓縮機(1)的入口形成製冷工況循環迴路；所述壓縮機(1)的出口另一路通過製冷工質管路依次連接IV電磁閥(13)、所述熱交換器(5)的工質側、V電磁閥(14)、所述II節流裝置(7)、所述蒸發器(4)、VI電磁閥(15)並接回所述壓縮機(1)的入口形成制熱工況循環迴路；所述熱交換器(5)的水側並聯接有冷凍水進出管路(16)、I熱水進出管路(17)，所述餘熱回收器(6)的水側接有II熱水進出管路(18)；所述水冷冷凝器(2)的冷側與所述全熱回收器(8)的熱側之間接有導熱循環管路(19)，所述導熱循環管路(19)上接有冷卻水進出管路(26)；所述全熱回收器(8)的冷側通過太陽能進水管路(27)與所述太陽能集熱器(9)相連接。
2、 根據權利要求1所述的三效多源式熱泵機組，其特徵在於所述冷凍水進 出管路(16)上設有I逆回閥(22)、 I電動閥(23)，所述I熱水進出管 路(17)上設有II逆回閥(24)、 II電動閥(25)，所述導熱循環管路(19) 上設有循環泵(20)、 III電動閥(21)。
全文摘要
本發明公開了一種能源綜合利用率高、設備投資低、綜合運行費用低的三效多源式熱泵機組。本發明包括壓縮機、水冷冷凝器、蒸發器、熱交換器、餘熱回收器、全熱回收器、太陽能集熱器；壓縮機的出口一路依次連接I電磁閥、餘熱回收器、水冷冷凝器、II電磁閥、I節流裝置、熱交換器、III電磁閥並接回壓縮機的入口形成製冷工況循環迴路；壓縮機的出口另一路依次連接IV電磁閥、熱交換器、V電磁閥、II節流裝置、蒸發器、VI電磁閥並接回壓縮機的入口形成制熱工況循環迴路；熱交換器接有I熱水進出管路，餘熱回收器接有II熱水進出管路；水冷冷凝器與全熱回收器之間接有導熱循環管路；全熱回收器通過太陽能進水管路與太陽能集熱器相連接。
文檔編號F24J2/04GK101398235SQ200710030679
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優先權日2007年9月29日
發明者民 聶, 聶曉明, 鄒宗伍 申請人:珠海慧生能源技術發展有限公司