CN101021368A - 一种使用冷媒的节能热交换装置 - Google Patents

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Abstract

一种节能热交换装置,包括一冷媒压缩机、一制热热交换器、一四通阀、一冷热两用热交换器、二个膨胀阀、二个电磁阀、一冰水器及连接以上各零组件的管路,通过构成管路闸门的电磁阀控制冷媒在不同的管路中持续流动或停止流动,再配合四通阀控制冷媒的流向,使得节能热交换装置兼具废热回收用、制冷、制热、除湿及中央空调冷气的功能。

Description

一种使用冷媒的节能热交换装置

技术领域

本发明涉及一种节能热交换装置,尤其涉及兼具废热回收、冷房及同时提供暖房及中央空调冷气的多功能节能热交换装置。

背景技术

如图1所示,已知复合式热交换装置10是一种包括制冷系统及中央空调冷气系统的热交换装置,具有废热回收用、制冷及中央空调冷气的功能。其中,制冷系统以管路P1、P2及P4构成冷媒回路,连接一冷媒压缩机30、一制热热交换器40、一冷却器45、一电磁阀S1、一膨胀阀E1、一蒸发器53及一逆止阀V1。中央空调冷气系统以管路P1、P3及P4构成冷媒回路,连接所述的冷媒压缩机30、所述的制热热交换器40、所述的冷却器45、一电磁阀S2、一膨胀阀E2、一冰水器80及一逆止阀V2。

制冷的运转方式是通过控制电磁阀S1和电磁阀S2使冷媒在管路P1、P2及P4中流动,由冷媒压缩机30将冷媒压缩成高压高温的气体冷媒,然后传送到制热热交换器40进行废热回收,再传送到冷却器45配合冷却水塔73进行冷却冷媒,使冷媒由高压高温放热冷却后,成为高压低温的液态冷媒,再经过膨胀阀E1处减压成低压低温的气态冷媒,再流到蒸发器53,然后经过管路P4回流到冷媒压缩机30再循环使用。

在蒸发器53处,室内空气经低温冷媒吸热后温度明显降低,通过鼓风机51吹至室内空间就造成冷房效果。

中央空调冷气的运转方式是通过控制电磁阀S1和电磁阀S2使冷媒在管路P1、P3及P4中流动,由冷媒压缩机30将冷媒压缩成高压高温的气体冷媒,然后传送到制热热交换器40进行废热回收,再传送到冷却器45配合冷却水塔73进行冷却冷媒,使冷媒由高压高温放热冷却后,成为高压低温的液态冷媒,再经过膨胀阀E2处减压成低压低温的气态冷媒,再流到冰水器80,然后经过管路P4回流到冷媒压缩机30再循环使用。

冰水器80上接有一冰水进水管路81及一冰水出水管路82。中央空调系统所使用的冰水,经由冰水进水管路81由泵浦M抽进冰水器80内与冷媒进行热交换成为更低温的冰水后,再由冰水出水管路82流入中央空调系统的空调箱83内与空气进行热交换,经冰水吸热后的冷空气,由空调箱83的送风机84送出冷气至室内,而经过空调箱83热交换的高温冰水由泵浦M再抽回流入冰水器80内再循环使用。

在制冷或提供中央空调冷气的过程中,可使用一热水供应装置70回收由制热热交换器40所排放出来的废热加热水。制热热交换器40上接有一冷水进水管路71及一热水出水管路72,热水供应装置70的低温补给水,经冷水进水管路71由泵浦M抽进制热热交换器40内与高压高温的冷媒进行热交换成为热水后,再由热水出水管路72送至热水储水桶74内储存及供现场使用。

不过,以上所述的已知复合式热交换装置10只能单独提供制冷功能或中央空调冷气功能,但不具备制热功能或同一时间提供制热及制冷的功能。

发明内容

为此,本发明的主要目的即在提供一种节能热交换装置,兼具废热回收功能、冷房功能、及同时提供暖房及中央空调冷气的功能。

本发明的节能热交换装置的第一实施例,包括一冷媒压缩机、一制热热交换器、一四通阀、一冷热两用热交换器、二个膨胀阀、二个电磁阀、一冰水器及连接以上各零组件的管路,通过控制构成管路闸门的电磁阀使冷媒在不同的管路中持续流动或停止流动,再配合四通阀控制冷媒的流向,使本发明的节能热交换装置兼具废热回收用、制冷、制热、除湿及中央空调冷气的功能。

本发明的节能热交换装置的第二实施例,包括一冷媒压缩机、一制热热交换器、一冷热两用热交换器、二个膨胀阀、四个电磁阀、一冰水器及连接以上各零组件的管路,通过控制构成管路闸门的电磁阀使冷媒在不同的管路中持续流动或停止流动,使本发明的节能热交换装置兼具废热回收用、制冷、制热、除湿及中央空调冷气的功能。

附图说明

图1为已知复合式热交换装置的示意图。

图2为本发明所示的节能热交换装置的第一实施例示意图,具有废热回收功能、冷房功能、及同时提供暖房及中央空调冷气功能。

图3为图2所示的节能热交换装置执行冷房功能时的冷媒运转状态说明图。

图4为图2所示的节能热交换装置同时执行提供暖房及中央空调冷气功能时的冷媒运转状态说明图。

图5为本发明所示的节能热交换装置的第二实施例示意图,具有废热回收功能、冷房功能、及同时提供暖房及中央空调冷气功能。

图6为图5所示的节能热交换装置执行冷房功能时的冷媒运转状态说明图。

图7为图5所示的节能热交换装置同时执行提供暖房及中央空调冷气功能时的冷媒运转状态说明图。

附图标记10......复合式热交换装置    20......节能热交换装置30......冷媒压缩机          40......制热热交换器45......冷却器              50......冷热两用热交换器51......鼓风机              53......蒸发器55......分歧头              60......四通阀70......热水供应装置        71......冷水进水管路72......热水出水管路        74......热水储水桶80......冰水器              81......冰水进水管路82......冰水出水管路        83......空调箱84......送风机              E1、E2......膨胀阀S1、S2、S3、S4......电磁阀  V1、V2......逆止阀

P1-P10......管路    L1......液气分离器M......泵浦具体实施方式(第1实施例)如图2所示,本发明的节能热交换装置20具有废热回收功能、冷房功能、及同时提供暖房及中央空调冷气的功能,包括一冷媒压缩机30、一制热热交换器40、一冷热两用热交换器50、一四通阀(four wayvalve)60、二个膨胀阀E1及E2、三个电磁阀S1、S2及S3、一冰水器80及连接以上各零组件的管路P1-P8。

其中,冷媒压缩机30以管路P1为冷媒导出管路,以设有液气分离器L1的管路P3为冷媒导入管路。冷媒压缩机30与制热热交换器40之间以管路P1连接,制热热交换器40另以管路P2为冷媒导出管路,所以,经过冷媒压缩机30做功压缩成高压高温的气体冷媒,可经由管路P1传送到制热热交换器40进行热量释放和冷却为高压低温的液体冷媒后,再由制热热交换器40的管路P2流出。

四通阀60是具有4个通口的换向阀,可应用于控制及转换冷媒的流向。四通阀60的第一通口A为常态使用的冷媒流入通道,提供给制热热交换器40的冷媒导出管路P2连接。四通阀60的第四通口D为常态使用的冷媒流出通道,提供给冷媒压缩机30的冷媒导入管路P3连接。四通阀60的第二通口B及第三通口C为用于转换冷媒流向的通道,可以成为冷媒流入通道或者成为冷媒流出通道,且分别提供给管路P4连接及管路P8连接。

冷热两用热交换器50具备冷凝器及蒸发器的功能,可使冷媒发生散热作用或吸热作用。当高压高温的气态冷媒或高压低温的液态冷媒经过冷热两用热交换器50时产生冷凝作用和进行热量释放,当低压低温的气态冷媒经过冷热两用热交换器50时产生蒸发作用和进行吸收热量。

冰水器80具备使冷媒发生吸热作用。当低压低温的气态冷媒经过冰水器80时产生蒸发作用和进行吸收热量。

管路P4的另端使用三通管并联连接管路P5及管路P6,其中,管路P6为冰水器80的冷媒导出管路,且管路P6设有一逆止阀V2,控制冷媒在管路P6中只能单方向流动。

冷热两用热交换器50通过管路P8与四通阀60连接,并且再使用一分歧头55并联连接管路P5及管路P7。

管路P5为冷热两用热交换器50的冷媒导入管路,且管路P5设有一电磁阀S1及一膨胀阀E1。电磁阀S1是管路P5的闸门,可以控制冷媒在管路P5中持续流动或停止流动。膨胀阀E1的作用是将高压低温的液态冷媒降压成低压低温的液态冷媒,降压的目的是使低压低温的液态冷媒经过冷热两用热交换器50时产生蒸发作用和进行吸收热量热。

管路P7为冷热两用热交换器50的冷媒导出管路,亦为冰水器80的冷媒导入管路,且管路P7设有一电磁阀S2及一膨胀阀E2。电磁阀S2是管路P7的闸门,可以控制冷媒在管路P7中持续流动或停止流动。膨胀阀E2的作用是将高压低温的液态冷媒降压成低压低温的液态冷媒,降压的目的是使低压低温的液态冷媒经过冰水器80时产生蒸发作用和进行吸收热量热。

(冷房功能)如图3所示,本发明的节能热交换装置20具有提供冷房的功能。当使用电磁阀S1控制冷媒在管路P5中可以持续流动,同时,使用电磁阀S2控制冷媒在管路P7中停止流动的时候,四通阀60转换第二通口B为冷媒流出通道,以及转换第三通口C为冷媒流入通道。

冷媒的运转方式是由冷媒压缩机30将冷媒压缩成高压高温的气体冷媒,然后传送到制热热交换器40进行废热回收及冷却冷媒,使冷媒成为高压低温的液态冷媒,再经过四通阀60及管路P4而流入管路P5,经过管路P5的膨胀阀E1处减压成低压低温的气态冷媒,再流到冷热两用热交换器50进行吸热,然后经过管路P3回流到冷媒压缩机30再循环使用。

产生冷房的地点是放置冷热两用热交换器50的室内空间。冷媒在冷热两用热交换器50进行吸热的时候,低压低温的气态冷媒因为吸收室内的温度变成低压高温的冷媒,而经低温冷媒吸热后的室内空气温度明显降低,通过鼓风机51吹至室内空间就造成冷房效果。

(暖房及中央空调冷气功能)如图4所示,本发明的节能热交换装置20具有同时提供暖房及中央空调冷气的功能。当使用电磁阀S2控制冷媒在管路P7中可以持续流动,同时,使用电磁阀S1控制冷媒在管路P5中停止流动的时候,四通阀60转换第二通口B为冷媒流入通道,以及转换第三通口C为冷媒流出通道。

冷媒的运转方式是由冷媒压缩机30将冷媒压缩成高压高温的气体冷媒,然后传送到制热热交换器40进行废热回收及冷却冷媒,使冷媒成为高压低温的液态冷媒。而且,由管路P2流出的高压低温的液态冷媒再经过四通阀60及管路P8传送到冷热两用热交换器50进行第二次废热回收,使冷媒继续成为更低温的高压液态冷媒后,再经过管路P7的膨胀阀E2处减压成低压低温的气态冷媒,进入冰水器80内与冰水进行吸热作用而成为低压高温的气态冷媒,然后由管路P6流出。

经过冰水器80热交换的低压高温的气态冷媒由管路P6流出后,再经过管路P4、四通阀60及管路P3回流到冷媒压缩机30再循环使用。

产生暖房的地点是放置冷热两用热交换器50的室内空间。冷媒在冷热两用热交换器50进行制热的时候,室内空气因为吸收由冷热两用热交换器50所排放出来的热量温度升高,通过鼓风机51吹至室内空间就造成除湿或暖房效果。

而且,冰水器80上接有一冰水进水管路81及一冰水出水管路82。中央空调系统所使用的冰水,经由冰水进水管路81由泵浦M抽进冰水器80内与冷媒进行热交换成为更低温的冰水后,再由冰水出水管路82流入中央空调系统的空调箱83内与空气进行热交换,经冰水吸热后的冷空气,由空调箱83的送风机84送出中央空调冷气至室内,而经过空调箱83热交换的高温冰水由泵浦M再抽回流入冰水器80内再循环使用。

(能源回收功能)如图3及图4所示,本发明的节能热交换装置20具有废热回收功能。在提供冷房功能或同时提供暖房及中央空调冷气的过程中,本发明的节能热交换装置20可使用一热水供应装置70来回收能源及提供热水。为回收由制热热交换器40所排放出来的废热,制热热交换器40上接有一冷水进水管路71及一热水出水管路72,热水供应装置70的低温补给水,经由冷水进水管路71由泵浦M抽进制热热交换器40内与高压高温的冷媒进行热交换成为热水后,再由热水出水管路72送至热水储水桶74内储存及供现场使用。

以下,为了省略重复说明,凡第2实施例所使用的零组件与第1实施例相同时,将承袭和沿用第1实施例所使用的组件符号,且赋与相同定义和相同功能。因此,凡第2实施例所使用的零组件可以参照和引用前面所述的内容时,在以下的说明中将不再赘述。

(第2实施例)如图5所示,本实施例所示的节能热交换装置20同样具有废热回收功能、冷房功能、及同时提供暖房及中央空调冷气的功能。

本发明的第2实施例与第1实施例的不同之处,在于第2实施例不使用第1实施例的四通阀60。第2实施例除了包括第1实施例所使用的冷媒压缩机30、制热热交换器40、冷热两用热交换器50、膨胀阀E1及E2、电磁阀S1及S2,冰水器80及连接以上各零组件的管路P1-P8之外,还增加使用二个电磁阀S3及S4和管路P9及P10。所以,第2实施例具有四个电磁阀S1、S2、S3及S4,及连接各零组件的管路P1-P10。

其中,制热热交换器40的管路P2并联连接管路P4及管路P9,再以管路P4连接管路P5;冷热两用热交换器50的管路P8并联连接管路P9及管路P10,再以管路P10连接管路P3;;以及,冰水器80的管路P6并联连接管路P3及管路P10。

管路P9设有所述的电磁阀S3,所以,电磁阀S3是管路P9的闸门,可以控制冷媒在管路P9中持续流动或停止流动。管路P10设有所述的电磁阀S4,所以,电磁阀S4是管路P10的闸门,可以控制冷媒在管路P10中持续流动或停止流动。

(冷房功能)如图6所示,本发明的节能热交换装置20的第二实施例提供冷房功能时候,使用电磁阀S1及S4控制冷媒在管路P5及P10中可以持续流动,同时,使用电磁阀S2及S3控制冷媒在管路P7及P9中停止流动,加上利用管路P6的逆止阀V2控制冷媒在管路P6中只能单方向流动。

冷媒的运转回路是经过冷媒压缩机30、制热热交换器40、膨胀阀E1及冷热两用热交换器50,然后经过管路P3回流到冷媒压缩机30再循环使用。

产生冷房的地点是放置冷热两用热交换器50的室内空间,经低温冷媒吸热后的室内空气温度明显降低,通过鼓风机51吹至室内空间就造成冷房效果。

(暖房及中央空调冷气功能)如图7所示,本发明的节能热交换装置20的第二实施例同时提供暖房及中央空调冷气功能的时候,使用电磁阀S2及S3控制冷媒在管路P7及P9中可以持续流动,同时,使用电磁阀S1及S4控制冷媒在管路P5及P10中停止流动,加上利用管路P6的逆止阀V2控制冷媒在管路P6中只能单方向流动P10。

冷媒的运转回路是经过冷媒压缩机30、制热热交换器40、管路P9及P8、冷热两用热交换器50、膨胀阀E2及冰水器80,然后经过管路P6及P3回流到冷媒压缩机30再循环使用。

产生暖房的地点是放置冷热两用热交换器50的室内空间,室内空气因为吸收由冷热两用热交换器50所排放出来的热量温度升高,通过鼓风机51吹至室内空间就造成除湿或暖房效果。

产生中央空调冷气的地点是放置冰水器80及空调箱83的中央空调系统,经冰水吸热后的冷空气,由空调箱83的送风机84送出中央空调冷气至室内。

以上所揭示的内容,为本发明较佳的具体实施例,凡与本发明的发明目的与所能达到的效果,构成所谓的等效或均等,且属为本领域技术人员能够轻易完成的简易修改、修饰、改良或变化,应不脱离本发明主张的专利权范围。

Claims (4)

1.一种节能热交换装置,包括一冷媒压缩机、一制热热交换器、一四通阀、一冷热两用热交换器、二个膨胀阀(E1、E2)、三个电磁阀(S1、S2、S3)、一冰水器及数个连接各组件的管路(P1-P8),其特征在于,该冷媒压缩机以冷媒导出管路(P1)连接该制热热交换器;该四通阀为具有4个通口的换向阀,该四通阀的第一通口(A)与该制热热交换器的冷媒导出管路(P2)连接;该四通阀的第四通口(D)与该冷媒压缩机的冷媒导入管路(P3)连接;该四通阀的第二通口(B)及第三通口(C)用于转换冷媒的流向,其中,该四通阀的第二通口(B)以管路(P4)并联连接管路(P5)及管路(P6);该冷热两用热交换器具冷凝器及蒸发器的功能,以管路(P8)连接该四通阀的第三通口(C),并使用一分歧头并联连接管路(P5)及管路(P7);该管路(P5)设有所述的电磁阀(S1)及所述的膨胀阀(E1),其中,通过该电磁阀(S1)控制冷媒在管路(P5)中持续流动或停止流动,以及通过该膨胀阀(E1)使冷媒降压;该管路(P7)设有所述的电磁阀(S2)及所述的膨胀阀(E2),其中,通过该电磁阀(S2)控制冷媒在管路(P7)中持续流动或停止流动;以及通过该膨胀阀(E2)使冷媒降压;及该冰水器以所述的管路(P7)为冷媒导入管路,以所述的管路(P6)为冷媒导出管路,该管路(P6)设有一逆止阀(V1)以控制冷媒在管路(P6)中只能单方向流动;该冰水器还接有一冰水进水管路及一冰水出水管路,使得冰水与冷媒经过该冰水器并进行热交换。
2.如权利要求1所述的节能热交换装置,其特征在于,所述的制热热交换器接有一冷水进水管路及一热水出水管路,使得冷却水吸收经过该制热热交换器的冷媒的热量成为热水。
3.一种节能热交换装置,包括一冷媒压缩机、一制热热交换器、一冷热两用热交换器、二个膨胀阀(E1、E2)、四个电磁阀(S1、S2、S3、S4)、一冰水器及数个连接各组件的管路(P1-P10),其特征在于,该冷媒压缩机以冷媒导出管路(P1)连接该制热热交换器;该制热热交换器以冷媒导出管路(P2)并联连接管路(P4)及管路(P9),其中,管路(P4)连接设有膨胀阀(E1)的管路(P5),管路(P9)并联连接管路(P8)及管路(P10);冷热两用热交换器与管路(P8)连接,并使用一分歧头并联连接管路(P5)及设有膨胀阀(E2)的管路(P7);该冰水器以管路(P7)为冷媒导入管路,且以冷媒导出管路(P6)并联连接该冷媒压缩机的冷媒导入管路(P3)及管路(P10),其中,管路(P6)设有一逆止阀(V1)以控制冷媒在管路(P6)中只能单方向流动;该冰水器还接有一冰水进水管路及一冰水出水管路,使得冰水与冷媒经过该冰水器并进行热交换;该管路(P5)设有所述的电磁阀(S1)及所述的膨胀阀(E1),其中,通过该电磁阀(S1)控制冷媒在管路(P5)中持续流动或停止流动,以及通过该膨胀阀(E1)使冷媒降压;该管路(P7)设有所述的电磁阀(S2)及所述的膨胀阀(E2),其中,通过该电磁阀(S2)控制冷媒在管路(P7)中持续流动或停止流动;以及通过该膨胀阀(E2)使冷媒降压;该管路(P9)设有所述的电磁阀(S3),以控制冷媒在管路(P9)中持续流动或停止流动;及该管路(P10)设有所述的电磁阀(S4),以控制冷媒在管路(P10)中持续流动或停止流动。
4.如权利要求3所述的节能热交换装置,其特征在于,所述的制热热交换器接有一冷水进水管路及一热水出水管路,使得冷却水吸收经过该制热热交换器的冷媒的热量成为热水。
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