CN101165435A - 双效压缩式冷热水节能机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能全部回收并充分利用冷、热两侧的能量来制取热水且热水温度分档调节的双效压缩式冷热水节能机组，其综合能效比高，节约能源。本发明包括压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(3)、蒸发器(4)并依次通过制冷工质管路(100)相连接组成制冷循环回路，它还包括过热区高效换热器(5)，过热区高效换热器(5)的工质侧接入压缩机(1)出口与冷凝器(2)之间的制冷工质管路(100)，冷凝器(2)的水路进、出口分别接于低温水进水管路(8)、中温水出水管路(9)，冷凝器(2)的水路出口还连接过热区高效换热器(5)的水侧入口，过热区高效换热器(5)的水侧出口与高温水出水管路(10)相连接。本发明可应用于空调节能领域。

Description

双效压缩式冷热水节能机组
技术领域
本发明涉及一种双效压缩式冷热水节能机组。
背景技术
宾馆、酒店、餐厅、桑拿、泳池等建筑场所普遍配置空调机组用于制冷，另外还要配置加热设备用于制取生产、生活及卫生用热水。一方面，空调机组在正常制冷时，冷凝热一般通过冷却水或空气进行排放，大量的热能被白白浪费；另一方面，制取热水一般采用的是燃煤、燃油锅炉或电热锅炉等传统的加热设备制取，因此消耗了大量能源；由此可见，在某些既需要制冷又需要大量热水的场合，制冷过程有大量热能白白浪费，而产生热水的过程却需要消耗另外的燃料来产生热能，造成了能源和资源的双重浪费，既不经济又污染环境，人们已深刻认识到节能降耗的必要性和紧迫性。
目前，还出现了将空调制冷时释放的热量回收用于制取热水的机组，但是这些机组装置在制取热水的温度与热回收量上不能兼顾，有的可以提供高温热水但是热量不能充分回收，常规热(冷)回收制冷机组只能回收10％～30％的热量，其中水冷式热回收机组必须另设连接冷却塔的冷凝器，风冷式热回收机组必须另设风冷冷凝器，现有部分冷回收热泵热水器虽然可实现100％的冷凝热利用，但是只能回收利用部分冷量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能全部回收并充分利用冷、热两侧的能量来制取热水且热水温度分档调节的全热回收式空调制热水节能机组，该机组综合能效比高，节约能源。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器并依次通过制冷工质管路相连接组成制冷循环回路，所述蒸发器的水路进、出口分别连接冷冻水的回水管上游进口管路和下游出口管路，所述双效压缩式冷热水节能机组还包括过热区高效换热器、低温水进水管路、中温水出水管路、高温水出水管路，所述过热区高效换热器的工质侧接入所述压缩机出口与所述冷凝器之间的制冷工质管路，所述冷凝器的水路进、出口分别接于所述低温水进水管路、所述中温水出水管路，所述冷凝器的水路出口还连接所述过热区高效换热器的水侧入口，所述过热区高效换热器的水侧出口与所述高温水出水管路相连接。
所述蒸发器是大流量小温差型高效蒸发器。
所述蒸发器的水侧通流面积是常规蒸发器的5倍，水侧进、出口温差为1℃。
所述过热区高效换热器与所述冷凝器制成一体化结构。
本发明的有益效果是：由于本发明所述过热区高效换热器的工质侧接入所述压缩机出口与所述冷凝器之间的制冷工质管路，所述冷凝器的水路进、出口分别接于所述低温水进水管路、所述中温水出水管路，所述冷凝器的水路出口还连接所述过热区高效换热器的水侧入口，所述过热区高效换热器的水侧出口与所述高温水出水管路相连接，从所述压缩机出口出来的高温、高压的制冷工质首先在所述冷凝器内进行冷凝第一次放热，而后再在所述过热区高效换热器内进行第二次换热；制冷工质在所述冷凝器内进行冷凝第一次放热过程中热量被所述低温水进水管路的15～40℃的低温水吸收并升温，从而从所述中温水出水管路中可得到45～55℃的中温热水，中温热水可直接供应生活热水，制冷工质在所述过热区高效换热器内进行第二次换热过程中热量被从所述冷凝器流出的45～55℃的中温热水吸收并升温，升温后的高温热水温度为70～80℃，高温热水可用于蓄热，同样容量的蓄热罐其蓄热量增大很多；可见，本发明实现了对压缩机排气显热量部分进行梯级能量利用，同时可两路出热水，使用方便，不同于常规的热泵热水器只采用一个换热器且单路出水的设计，故本发明能全部回收并充分利用冷、热两侧的能量来制取热水且热水温度分档调节，系统的综合能效比远大于单冷机或部分热(冷)回收的制冷机，真正做到制热水免费，因此综合能效比高，节约能源；
由于本发明所述蒸发器是大流量小温差型高效蒸发器，可使蒸发温度提高，提高压缩机效率，从而整体能效比提高10％～15％，故本发明合能效比高，节约能源；
由于本发明所述过热区高效换热器与所述冷凝器制成一体化结构，且无需冷却塔，节省安装空间、初投资和水泵风机能耗，故本发明集成度高，占地小，节约成本；
由于本发明在夏季制冷时可同时制热水，在宾馆、酒店、餐厅、桑拿、泳池等建筑场所使用可替代传统的制热水锅炉设备，免除用锅炉制热水所消耗的能源，从而满足生产、生活及卫生用热水的需要，避免了燃料燃烧后对大气的污染；另外，这些场所的中央空调的冷水机组在制冷时产生的大量废热经由高温、高压的制冷工质携带，经过所述高压冷凝器完全被吸收利用，从而大大减少了余热被排放到室外空气中，因此既节约了大量的能源还不会对室外空气造成热污染，故本发明节约能源和资源、对环境无污染、能回收并充分利用机组的余热、保护环境、综合运行费用低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4并依次通过制冷工质管路100相连接组成制冷循环回路，所述蒸发器4的水路进、出口分别连接冷冻水的回水管上游进口管路6和下游出口管路7，所述双效压缩式冷热水节能机组还包括过热区高效换热器5、低温水进水管路8、中温水出水管路9、高温水出水管路10，所述过热区高效换热器5的工质侧接入所述压缩机1出口与所述冷凝器2之间的制冷工质管路100，所述冷凝器2的水路进、出口分别接于所述低温水进水管路8、所述中温水出水管路9，所述冷凝器2的水路出口还连接所述过热区高效换热器5的水侧入口，所述过热区高效换热器5的水侧出口与所述高温水出水管路10相连接，所述蒸发器4是大流量小温差型高效蒸发器，可使蒸发温度提高，提高压缩机效率，从而整体能效比提高10％～15％，所述蒸发器4的水侧通流面积是常规蒸发器的5倍，水侧进、出口温差为1℃，即冷冻水进口温度为11℃、出口温度为12℃，所述过热区高效换热器5与所述冷凝器2制成一体化结构，且无需冷却塔，节省安装空间、初投资和水泵风机能耗，集成度高，占地小，节约成本。
本发明在制冷的同时还可以提供生活热水，其主要换热过程如下：从所述压缩机1出口出来的高温、高压的制冷工质首先在所述冷凝器2内进行冷凝第一次放热，而后再在所述过热区高效换热器5内进行第二次换热；制冷工质在所述冷凝器2内进行冷凝第一次放热过程中热量被所述低温水进水管路8的15～40℃的低温水吸收并升温，从而从所述中温水出水管路9中可得到45～55℃的中温热水，中温热水可直接供应生活热水，制冷工质在所述过热区高效换热器5内进行第二次换热过程中热量被从所述冷凝器2流出的45～55℃的中温热水吸收并升温，升温后的高温热水温度为70～80℃，高温热水可用于蓄热，同样容量的蓄热罐其蓄热量增大很多；可见，本发明实现了对压缩机排气显热量部分进行梯级能量利用，同时可两路出热水，使用方便，不同于常规的热泵热水器只采用一个换热器且单路出水的设计，因此本发明能全部回收并充分利用冷、热两侧的能量来制取热水且热水温度分档调节，系统的综合能效比远大于单冷机或部分热(冷)回收的制冷机，真正做到制热水免费，因此综合能效比高，节约能源。
本发明在热能回收设计上，克服了以往的热回收设备在温度与热回收量上不能兼得的矛盾，这样既能保证设备正常供冷运行，又能在热能全回收的基础上，加上个性化的选择，用户可根据自己的需要选择相应的水温，本发明的节能性远高于任何其它常规热泵，实现了真正免费制取生活热水，可应用于常年需要大量生活热水供应的场所，如宾馆、酒店、洗浴中心、医院、制药厂、洗衣房、写字楼、别墅等场所。
本发明可广泛应用于空调节能领域。

Claims (4)

1.一种双效压缩式冷热水节能机组，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(3)、蒸发器(4)并依次通过制冷工质管路(100)相连接组成制冷循环回路，所述蒸发器(4)的水路进、出口分别连接冷冻水的回水管上游进口管路(6)和下游出口管路(7)，其特征在于：所述双效压缩式冷热水节能机组还包括过热区高效换热器(5)、低温水进水管路(8)、中温水出水管路(9)、高温水出水管路(10)，所述过热区高效换热器(5)的工质侧接入所述压缩机(1)出口与所述冷凝器(2)之间的制冷工质管路(100)，所述冷凝器(2)的水路进、出口分别接于所述低温水进水管路(8)、所述中温水出水管路(9)，所述冷凝器(2)的水路出口还连接所述过热区高效换热器(5)的水侧入口，所述过热区高效换热器(5)的水侧出口与所述高温水出水管路(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的双效压缩式冷热水节能机组，其特征在于：所述蒸发器(4)是大流量小温差型高效蒸发器。
3.根据权利要求2所述的双效压缩式冷热水节能机组，其特征在于：所述蒸发器(4)的水侧通流面积是常规蒸发器的5倍，水侧进、出口温差为1℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的双效压缩式冷热水节能机组，其特征在于：所述过热区高效换热器(5)与所述冷凝器(2)制成一体化结构。
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