CN100432563C - 组合式中央空调冷凝热回收利用系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属制冷空调和余热回收技术领域，具体为一种组合式中央空调冷凝热回收利用系统与方法。该回收系统由预热板式换热器，储热水箱，水-水热泵机组以及若干个管道泵和控制阀经管道连接组成，并与原有的生活水箱、供热板式换热器、冷水机组冷凝器等管道连接。该系统可将从冷水机组冷凝器流出的约为37℃的冷却水抽出，部分送入预热板换热器，加热自来水，经预热的水一路送入储热水箱，另一路去锅炉房作锅炉补给水。储热水箱中水送入水-水热泵机组的热泵冷凝器进一步循环加热到50℃左右，用于供应生活热水。本发明可有效利用中央空调冷凝器冷却水排出的大量热量，减少和避免能源浪费和城市热污染，可广泛适用于星级宾馆、酒店、浴场和同时需要工艺冷水和热水的服务业和制造业。
Description
技术领域
本发明属于制冷空调和余热回收技术领域。特别是涉及中央空调余热回收利用系统和方法。
背景技术
星级宾馆、酒店要求夏季用组合式中央空调供冷和24小时热水供应，多数情况下冷热源分别设置，由冷水机组提供冷量，蒸汽或热水锅炉提供热水。冷水机组在制冷工况运行时，机组的冷凝器要向大气环境排放大量的冷凝热(通过冷却水从冷却塔排走)。通常冷凝热可达制冷量的1.15～1.3倍，大量的冷凝热直接排入大气，造成能源大量的浪费，且严重的热污染加剧了城市的“热岛效应”。另一方面用燃油、燃气锅炉制备生活热水，既要消耗大量的燃油或燃气等能源，其排放的SO2、粉尘、NOX、CO2等又污染了大气环境，造成能源的双重浪费和环境的双重污染。
发明内容
本发明的目的在于提出一种组合式空调的冷凝热回收系统和方法，将空调冷凝器排放的冷凝热用于加热生活用水或制造业的生产工艺热水，以减少燃油、燃气的消耗，并降低烟气排放对城市环境的污染、冷却塔排热引起的城市热污染和“热岛效应”。
本发明提出的组合式空调冷凝热回收利用系统，其结构如图1所示。它由预热板式换热器1、储热水箱2，水-水热泵机组3、第一管道泵8、第二管道泵9、供水泵10、循环泵11、补热水泵15和若干阀门经管道连接组成，并与宾馆原有的自来水箱14、冷水机组冷凝器23、生活水箱12、供热板式换热器13连接。其中，预热板式换热器1有第一路管道32与自来水箱14连接；有第二路管道33与去冷却塔的冷却水母管17连接，该第二路管道33中间设有第五电磁阀27和第一管道泵8；有第三路管道34直接与去冷却塔的冷却水母管17连接；有第四路管道35与储热水箱2连接，该管道中间设有补热水泵15和第四电磁阀22；有第五路管道36与宾馆锅炉连接，中间设有第三截止阀26。水-水热泵机组3由热泵冷凝器4、热泵压缩机5、热泵蒸发器6和热泵节流阀7依次经管道连接组成。储热水箱2有第六路管道37与热泵机组中的热泵冷凝器4连接，该管道中间设有循环泵11和第二截止阀25；有第七路管道38与生活水箱12连接，该管道中间依次设有供水泵10，第一截止阀24和第三电磁阀21；另有第八路管道39与生活水箱12连接，该管道中间设有第二电磁阀20和第一电磁阀19，并且有第九路管道40与热泵冷凝器4连接。热泵的热泵蒸发器6有第十路管道41与去冷却塔的冷却水母管17连接，该管道中间设有第二管道泵9和第四截止阀28；有第十路管道42与第三路管道34连接，该管道中间设有第五截止阀29。
本发明的上述系统中，第十路管道41的下端通过第十二路管道43与供热板换热器13连接，第十二路管道43中设有第六截止阀30；第十一路管道42的下端通过第十三路管道44与供热板换热器13连接，第十三路管道44中设有第七截止阀31。
本发明利用上述回收系统可对宾馆组合式中央空调的冷凝热进行回收，具体方法如下：
从冷凝器23流出的温度为37℃的冷却水在去冷却塔的冷却水母管17上，由第一管道泵8抽出部分冷却水经第二路管道33送入预热板换热器1，加热自来水箱14送来的自来水，使之预热至35℃左右(如33-36℃)；而冷却水自身从37℃被冷却到32℃左右(如30-34℃)后由第三路管道34返回至去冷却塔的冷却水母管17。自来水经预热板换热器1加热到至35℃左右(如33-36℃)后由第四路管道35送入储热水箱2，由第五路管道36送去锅炉房作锅炉补给水，提高了补给水温度，节约了能源消耗。通过循环泵11将储热水箱2中35℃左右(如33-36℃)的水送入热泵冷凝器4进一步循环加热到50℃左右(如48-55℃)，然后经第七路管道38进入生活水箱12，作生活热水用。热泵蒸发器6的热源利用从冷水机组冷凝器23流出的温度为37℃左右热水余热，从去冷却塔的冷却水母管17上经第二管道泵9由第十路管道41供给，利用后由第十一路管道42返回至去冷却塔的冷却水母管17。热泵冷凝器4出水分两路，当水温大于50℃及生活水箱12水位低于高水位时，通过第九路管道40直接向生活水箱12供应生活热水，否则向储热水箱2供水，进行循环加热。
在春秋季可停开耗电大的中央空调系统，由热泵蒸发器6制取7～10℃的冷水，通过第十三路管道44进入供热板换热器13，冷量经供热板换热器13输出，供应宾馆餐厅、KTV包房及部分客房要求的冷量，此时热泵冷凝器4作常规冷凝器使用。由于热泵机组耗电量远小于中央空调系统冷水机组的耗电量，因此在春秋季本发明还能节约电耗。
附图说明
图1为本发明的热回收系统的示意图。
图中标号：1为预热板式换热器，2为储热水箱，3为水-水热泵机组，4为热泵冷凝器，5为热泵压缩机，6为热泵蒸发器，7为热泵节流阀，8为第一管道泵，9为第二管道泵，10为供水泵，11为循环泵，12为宾馆原有生活水箱，13为宾馆原有供热板换热器，14为自来水箱，15为补热水泵，16为从冷却塔返回的冷却水母管，17为去冷却塔的冷却水母管，18为温度计，19、20、21、22、27依次为第一、第二、第三、第四、第五电磁阀，23为冷水机组冷凝器，24、25、26、28、29、30、31依次为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七截止阀，32-44依次为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三连接管道。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施作进一步说明。
如图中所示，本发明的热回收系统有预热板式换热器1，储热水箱2，水-水热泵3(由热泵压缩机5，热泵冷凝器4，热泵节流阀7及热泵蒸发器6组成)，第一管道泵8，第二管道泵9，供水泵10，循环泵11，宾馆原生活水箱12，宾馆原有供热板换热器13，自来水箱14，预热水泵15，从冷却塔返回的冷却水母管16，去冷却塔的冷却水母管17，温度计18，第一----第五电磁阀，冷水机组的冷凝器23，第一----第六截止阀，第一----第十三连接管道组成，连接关系见前所述。
当储热水箱2的水位在高水位以下时打开第四电磁阀22和第五电磁阀27，启动第一管道泵8和补水泵15，从去冷却塔的冷却水母管17中抽出部分37℃的冷却水，送入预热板式换热器1，利用这部分冷却水的余热加热从补水泵15送来的温度较低的自来水，使流出预热板换热器1的自来水温度升高到35℃左右后分二路流出，一路送至储热水箱2，另一路作为锅炉补水。出预热板换热器1的冷却水温度由37℃降为30～32℃后流回至去冷却塔的冷却水母管17。当储热水箱2的水位达到高水位，停止第一管道泵8和补水泵15，关闭第四电磁阀22和第五电磁阀27，停止补水。
水-水热泵机组由热泵压缩机5、热泵冷凝器4、热泵节流阀7以及热泵蒸发器6组成。循环泵11将储热水箱2中经加热后的自来水送入热泵冷凝器4，使之进一步加热。当热泵冷凝器4的出水温度低于50℃或生活水箱水位高于高水位时，第一电磁阀19关闭，第二电磁阀20开启，热泵冷凝器4的出水返回储热箱2，经循环泵11再流入热泵冷凝器4被循环加热。当热泵冷凝器的出水温度≥50℃，且生活水箱12的水位低于高水位时，第二电磁阀20关闭，第一电磁阀19开启，热水直接流入生活热水箱2供使用。仍利用从冷水机组冷凝器23流出的温度为37℃冷却水的余热作为水-水热泵的低温热源。通过第二管道泵9，从去冷却塔的冷却水母管17中抽出一部分温度为37℃的冷却水加热制冷剂蒸汽，使其吸热蒸发，冷却水自身温度从37℃降低到30～32℃左右返回去冷却塔的冷却水母管17。生活热水箱达低水位时，启动供水泵10，开启第一截止阀24，由储热水箱2向生活水箱12供水。
在春秋季利用热泵蒸发器6产生7℃～10℃的冷冻水，送往宾馆原供热板换热器13，利用原供热管道输出冷量，冷冻水水温度升高到12～15℃后流回热泵蒸发器6。此时热泵冷凝器作常规冷凝器使用，用30℃左右的冷却水进行冷却。
综上所述，该中央空调冷凝热回收系统和方法，由于首先用预热板式换热器回收冷凝热，使自来水被预热到35℃左右。然后再用冷凝热作为水-水热泵的低温热源，进一步加热热水到50℃左右供生活热水用。预热板换热器回收的余热可以说是无偿回收，水-水热泵的余热回收虽要对热泵压缩机付出一定电功率为代价，但水-水热泵在目前工况下，其能效比很高，可达4.0～4.2左右，因此该项技术总的经济性是好的，尤其在所需生活热水量大的场合。此外该项技术特别适用于中央空调冷量大，排气温度较低的离心式冷水机组，由于改造工作只涉及冷却水系统，对冷水机组制冷剂侧无任何影响。
Claims (4)
1、一种组合式中央空调冷凝热回收利用系统，其特征在于由预热板式换热器(1)、储热水箱(2)，水-水热泵机组(3)、第一管道泵(8)、第二管道泵(9)、供水泵(10)、循环泵(11)、补热水泵(15)和若干阀门经管道连接组成，并与宾馆原有的自来水箱(14)、冷水机组冷凝器(23)、生活水箱(12)、供热板换热器(13)连接；其中，
预热板式换热器(1)有第一路管道(32)与自来水箱(14)连接；有第二路管道(33)与去冷却塔的冷却水母管(17)连接，该第二路管道(33)中间设有第五电磁阀(27)和第一管道泵(8)；有第三路管道(34)直接与去冷却塔的冷却水母管(17)连接；有第四路管道(35)与储热水箱(2)连接，该管道中间设有补热水泵(15)和第四电磁阀(22)；有第五路管道(36)与宾馆锅炉连接，中间设有第三截止阀(26)；
水-水热泵机组(3)由热泵冷凝器(4)、热泵压缩机(5)、热泵蒸发器(6)和热泵节流阀(7)依次经管道连接组成；
储热水箱(2)有第六路管道(37)与热泵机组中的热泵冷凝器(4)连接，该管道中间设有循环泵(11)和第二截止阀(25)；有第七路管道(38)与生活水箱(12)连接，该管道中间依次设有供水泵(10)、第一截止阀(24)和第三电磁阀(21)；另有第八路管道(39)与生活水箱(12)连接，该管道中间设有第二电磁阀(20)和第一电磁阀(19)，并且有第九路管道(40)与热泵冷凝器(4)连接；
热泵机组的热泵蒸发器(6)有第十路管道(41)与去冷却塔的冷却水母管(17)连接，该管道中间设有第二管道泵(9)和第四截止阀(28)；有第十一路管道(42)与第三路管道(34)连接，该管道中间设有第五截止阀(29)。
2、根据权利要求1所述的组合式中央空调冷凝热回收利用系统，其特征在于第十路管道(41)的下端通过第十二路管道(43)与供热板换热器(13)连接，第十二路管道(43)中设有第六截止阀(30)，第十一路管道(42)的下端通过第十五路管道(44)与供热板换热器(13)连接，第十三路管道(44)中设有第七截止阀(31)。
3、一种组合式中央空调冷凝热回收利用方法，其特征在于从冷水机组冷凝器(23)流出的温度为37℃的冷却水在去冷却塔的冷却水母管(17)上，由第一管道泵(8)抽出部分冷却水经第二路管道(33)送入预热板换热器(1)，加热自来水箱(14)送来的自来水，使之预热至35℃；而冷却水自身从37℃被冷却到32℃后由第三路管道(34)返回至去冷却塔的冷却水母管(17)；自来水经预热板式换热器(1)加热到至35℃后由第四路管道(35)送入储热水箱(2)，由第五路管道(36)送去锅炉房作锅炉补给水；通过循环泵(11)将储热水箱(2)中35℃的水送入热泵冷凝器(4)进一步循环加热到50℃然后经第七路管道(38)进入生活水箱(12)，作生活热水用；热泵蒸发器(6)的热源利用从冷水机组冷凝器(23)流出的温度为37℃热水余热，从去冷却塔的冷却水母管(17)上经第二管道泵(9)由第十路管道(41)供给，利用后由第十一路管道(42)返回至去冷却塔的冷却水母管(17)；热泵冷凝器(4)出水分两路，当水温大于50℃及生活水箱(12)水位低于高水位时，通过第九路管道(40)直接向生活水箱(12)供应生活热水，否则向储热水箱(2)供水，进行循环加热。
4、根据权利要求3所述的冷凝热回收利用方法，其特征在于热泵蒸发器(6)制取7～10℃的冷水，通过第十三路管道(44)进入供热板换热器(13)，冷量经供热板换热器(13)输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081112 Termination date: 20091022 |
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| CI01 | Correction of invention patent gazette |
Correction item: cessation of patent right due to non-payment of the annual fee Correct: Revocation of the patent right False: Patent right to terminate Number: 02 Volume: 27 |
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| ERR | Gazette correction |
Free format text: CORRECT: CESSATION OF PATENT RIGHT DUE TO NON-PAYMENT OF THE ANNUAL FEE; FROM: CESSATION OF PATENT RIGHT DUE TO NON-PAYMENT OF THE ANNUAL FEE TO: REVOCATION CESSATION OF PATENT RIGHT DUE TO NON-PAYMENT OF THE ANNUAL FEE |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI HEHENG ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., Effective date: 20120706 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120706 Address after: 200090 No. 371, Longchang Road, Shanghai Co-patentee after: Shanghai Heheng Energy Technology Development Co., Ltd. Patentee after: Kanuo Energy Saving Environment Engineering Co., Ltd., Shanghai Address before: 200090 No. 371, Longchang Road, Shanghai Patentee before: Kanuo Energy Saving Environment Engineering Co., Ltd., Shanghai |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI HEHENG ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Effective date: 20120809 Owner name: SHANGHAI HEHENG ENERGY TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., Free format text: FORMER OWNER: KANUO ENERGY SAVING ENVIRONMENT ENGINEERING CO., LTD., SHANGHAI Effective date: 20120809 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120809 Address after: 1717 room 200090, county International Building, 218 Ningguo Road, Shanghai, Yangpu District Patentee after: Shanghai Heheng Energy Technology Development Co., Ltd. Address before: 200090 No. 371, Longchang Road, Shanghai Patentee before: Kanuo Energy Saving Environment Engineering Co., Ltd., Shanghai Patentee before: Shanghai Heheng Energy Technology Development Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081112 Termination date: 20200922 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |