CN101329083A - 用热泵回收空调制冷机冷凝热制取卫生热水的技术及工艺 - Google Patents

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田贯三
高鲁锋
丁国玉
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Abstract

用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺是在原有的空调制冷机组上并联一辅助加热热泵，以制冷机组的冷却水作为制取卫生热水的水源，辅助加热热泵作为制取卫生热水的辅助热源，直接加热与辅助加热联合运行。利用温度传感器感应蓄热水箱的出水温度变化通过自动调节装置控制电动三通阀的开度、辅助加热热泵的启闭及热水泵的转速，实现冷凝废热的回收量与卫生热水负荷的同步匹配，并根据蓄热水箱的水位变化由电动三通阀调节进入蓄热水箱和冷却塔的冷却水量比例，以实现冷凝热的部分或全部回收，减少冷却塔的容量和辅助加热热泵、水泵的能耗。本回收技术及工艺可提高制冷机组效率，实现制冷、制热、制取卫生热水三种不同的功能。

Description

用热泵回收空调制冷机冷凝热制取卫生热水的技术及工艺
所属技术领域
本发明涉及一种用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺，利用热泵回收的冷凝热制取卫生热水，主要针对于大型宾馆、医院等公共建筑集中供冷的大型制冷机组，尤其是溴化锂吸收式制冷机组其冷凝废热量相当大，回收利用前景非常广泛。
背景技术
目前，大部分空调制冷机组的冷凝废热回收技术主要有两种方式：一种采用在压缩机与冷凝器之间串联一热回收换热器，水源水进入热回收换热器吸收压缩机出口高温冷剂蒸气的显热，然后进入辅助热源或作为辅助加热热泵的低温热源制取卫生热水，实现冷凝热的部分回收；一种省却冷却塔，以空调制冷机组的全部冷却水作为辅助加热热泵的低温热源制取卫生热水，实现冷凝热的全部回收。但是在此类冷凝废热回收机组中，由于串联热回收换热器会增加冷剂管道的阻力损失，而且很难实现冷凝废热的回收量和热水负荷的同步，严重影响机组的的运行效率。同时，辅助热源大多采用燃煤、燃油锅炉或电加热装置会造成环境污染和能源浪费。
发明内容
为了克服上述冷凝热回收机组热回收效率低、冷凝热的回收量和热水负荷的不同步性，以及辅助热源所造成的环境污染和能源浪费。本发明提供一种针对于宾馆、医院用空调制冷机组的冷凝废热回收技术及工艺，该热回收技术不仅可以实现冷凝热的部分或全部回收，保持冷凝热回收量和热水负荷的同步，而且与采用辅助热源直接加热相比可减少能耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在原有的空调制冷机组上并联一辅助加热热泵，采用空调制冷机组与辅助加热热泵联合运行，并加设蓄热水箱、补水水箱及自动控制装置，其中辅助加热热泵作为辅助热源。自来水与冷却循环水进入制冷机组冷凝器后冷却水出口水温可达40℃左右，然后分成两路，以制取卫生热水为主，多余的冷却水仍进入冷却塔冷却。一路经电动三通阀进入蓄热水箱，若水温满足卫生热水温度要求，直接供给用水点；若水温低于卫生热水要求，则进入辅助加热热泵将水温提升；一路连接冷却塔。并根据进入蓄热水箱的冷却水量的大小由补水水箱对制冷系统补充冷却水。在蓄热水箱供水管出口处安装温度传感器，设定供水水温在40℃-50℃范围内。当供水水温超出此范围时，通过自动调节装置控制辅助加热热泵的启闭，以及连接在辅助加热热泵上的热水泵的转速和电动两通阀的开度，从而实现冷凝热回收量和热水负荷的同步性。过渡季节，空调制冷机组停止运行，只运行辅助加热热泵，此时，开启截止阀提供水源水(地表水、地下水或卫生废水)作为辅助加热热泵的低温热源，制取卫生热水。
本发明的有益效果是，无需改变制冷机组内部结构，机组可回收部分或全部冷凝热，实现冷凝废热回收量与热水负荷的同步，提高空调制冷机组的效率，解决常规热回收机组热回收效率不高，减少冷却塔的容量，节约系统用水量，降低机组的能耗和环境热污染，在夏季可实现节约加热卫生热水能耗的50％-80％，投资费是太阳能加热卫生热水的20％-30％。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1：用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺的原理图。
图2：夏季用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺的运行原理图。
图3：冬季、过渡季用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺的运行原理图。
在图1中，1.空调制冷机组，2.空气处理机组，3.蓄热水箱，4.补水水箱，5.辅助加热热泵，6.冷却塔，7.电动三通阀，8.冷却水泵，9.截止阀，10.电动两通阀，11.热水泵，12.用水点，13.热水循环泵，14.自动调节装置。
具体实施方式
在图2中，冷凝热回收系统由空调制冷机组(1)和辅助加热热泵(5)并联组成。自来水与冷却循环水进入制冷机组冷凝器后冷却水出口水温可达40℃左右，然后分成两路，以制取卫生热水为主，多余的冷却水仍进入冷却塔(6)冷却。一路经电动三通阀(7)进入蓄热水箱(3)，通过温度传感器感应供水水温变化并由自动调节装置(14)加以调节，若水温满足卫生热水温度要求，直接供给用水点(12)；若水温低于卫生热水要求，则进入辅助加热热泵(5)将水温提升。另一路进入冷却塔(6)冷却。根据进入蓄热水箱的冷却水水量由补水水箱(4)补充自来水与冷却塔出水混合后经冷却水泵(8)进入空调制冷机组(1)完成冷却水循环。
蓄热水箱(3)的供水温度由自控装置调节，以维持在40℃-50℃范围内。温度传感器感应蓄热水箱(3)的供水水温，当温度低于40℃或高于50℃时，通过自动调节装置(14)控制辅助加热热泵(5)的启闭、电动两通阀(7)的开度及热水泵(11)的转速，使供水水温维持在40℃-50℃范围内。通过热水供水管将蓄热水箱(3)内的热水送至各用水点(12)，当用水点(12)不同时用热时，热水供水由热水循环泵(13)通过热水循环管送回蓄热水箱(3)。
在图3中，开启截止阀(9)，水源水(地表水、地下水或卫生废水)进入辅助加热热泵蒸发器为辅助加热热泵提供低温热源。在辅助加热热泵冷凝器内高温制冷剂蒸气加热由热水泵(11)泵入的蓄热水箱水，水温升至50℃-60℃后进入蓄热水箱(3)，通过蓄热水箱上的卫生热水供水管将卫生热水送至各用水点(12)，并根据热水负荷的大小由补水水箱(4)对蓄热水箱补水，根据蓄热水箱(3)水位的高低，通过电动三通阀(7)将补水送入辅助加热热泵冷凝器加热。当辅助加热热泵(5)的供热量不能满足用户热水负荷时，可在辅助加热热泵(5)与蓄热水箱(3)之间加设一辅助热源。同时由温度传感器感应蓄热水箱(3)的供水水温，当温度低于50℃或高于60℃时，通过自动调节装置(14)控制辅助加热热泵(4)的启闭、电动两通阀(10)的开度及热水泵(11)的转速，使供水水温维持在50℃-60℃范围内。

Claims (3)

1.一种用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺，空调系统制冷机组和辅助加热热泵联合运行，其特征是：它由制冷机组、辅助加热热泵、蓄热水箱、自动控制装置、冷却塔、补水水箱、电动阀组成，可以实现制冷、制热、制取卫生热水三种不同的功能，以空调制冷机组的冷却水作为制取卫生热水的水源，直接加热与辅助加热热泵联合运行，并由辅助加热热泵全年运行制取卫生热水。
2.根据权利要求1所述的用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺，其特征是：回收部分或全部冷凝热，保证冷凝废热的回收量与卫生热水负荷的同步匹配，根据卫生热水负荷与冷凝废热量的变化，通过安装在蓄热水箱出水管上的温度传感器，感应水温的变化(将出水温度控制在40℃-50℃范围内)由自动控制装置控制辅助加热热泵的启闭、电动两通阀的开度及热水泵的转速，以降低辅助加热热泵的能耗，实现冷凝热回收量和热水负荷的同步性。
3.根据权利要求1所述的用热泵回收空调制冷机组冷凝热制取卫生热水的技术及工艺，其特征是：根据蓄热水箱内水位的变化及冷却塔出水管内的流量的变化，由自控装置调节电动三通阀、电动两通阀的开度，调节进入蓄热水箱和进入冷却塔的冷却水水量的比例，可以减小冷却塔的容量，节约系统用水。
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