CN101398235A

CN101398235A - 三效多源式热泵机组

Info

Publication number: CN101398235A
Application number: CNA2007100306799A
Authority: CN
Inventors: 聂民; 邹宗伍; 聂晓明
Original assignee: ZHUHAI HUISHENG ENERGY SOURCE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: ZHUHAI HUISHENG ENERGY SOURCE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2009-04-01

Abstract

本发明公开了一种能源综合利用率高、设备投资低、综合运行费用低的三效多源式热泵机组。本发明包括压缩机、水冷冷凝器、蒸发器、热交换器、余热回收器、全热回收器、太阳能集热器；压缩机的出口一路依次连接I电磁阀、余热回收器、水冷冷凝器、II电磁阀、I节流装置、热交换器、III电磁阀并接回压缩机的入口形成制冷工况循环回路；压缩机的出口另一路依次连接IV电磁阀、热交换器、V电磁阀、II节流装置、蒸发器、VI电磁阀并接回压缩机的入口形成制热工况循环回路；热交换器接有I热水进出管路，余热回收器接有II热水进出管路；水冷冷凝器与全热回收器之间接有导热循环管路；全热回收器通过太阳能进水管路与太阳能集热器相连接。

Description

三效多源式热泵机组

技术领域

本发明涉及一种三效多源式热泵机组。

背景技术

目前，许多宾馆、酒店、餐厅、桑拿、泳池等建筑场所需要的生产、生活及卫生用热水，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；而中央空调的冷水机组在制冷时也产生大量的余热，这种余热经由高温、高压的制冷工质携带，并通过冷却塔排放到室外空气中，因此不仅浪费了大量的能源还对室外空气造成严重的热污染。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。

太阳能作为一种清洁的可再生能源，目前其应用也越来越广泛。太阳能热水器正普遍应用于各种需要热水的场合，现有的太阳能热水器除了采用太阳能作为主要热源外，还有采用电加热辅助作为热源的，采用电加热辅助时并不节能，只是作为临时应急的辅助功能而已。

目前用户在夏季高效制冷与过渡季节及冬季生产热水这两方面不能整合在一台主机，造成设备投资大，设备利用率低。目前用户一般在制冷季节，以水冷机制冷，以保证设备的高效性，同时生产热水，但是仍有大部分余热被浪费；而在过渡季节及冬季，采用风冷热泵制热水，风冷热泵如仅作为热水机，在制冷季节基本闲置，如可切换制冷，则制冷效率低。

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，提供一种能源综合利用率高、能回收并充分利用冷水机组的余热、设备安装空间小、设备投资低、综合运行费用低的三效多源式热泵机组。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括压缩机、水冷冷凝器、I节流装置、II节流装置、蒸发器、热交换器、余热回收器、全热回收器、太阳能集热器；所述压缩机的出口一路通过制冷工质管路依次连接I电磁阀、所述余热回收器的工质侧、所述水冷冷凝器的热侧、II电磁阀、所述I节流装置、所述热交换器的工质侧、III电磁阀并接回所述压缩机的入口形成制冷工况循环回路；所述压缩机的出口另一路通过制冷工质管路依次连接IV电磁阀、所述热交换器的工质侧、V电磁阀、所述II节流装置、所述蒸发器、VI电磁阀并接回所述压缩机的入口形成制热工况循环回路；所述热交换器的水侧并联接有冷冻水进出管路、I热水进出管路，所述余热回收器的水侧接有II热水进出管路；所述水冷冷凝器的冷侧与所述全热回收器的热侧之间接有导热循环管路，所述导热循环管路上接有冷却水进出管路；所述全热回收器的冷侧通过太阳能进水管路与所述太阳能集热器相连接。

所述冷冻水进出管路上设有I逆回阀、I电动阀，所述I热水进出管路上设有II逆回阀、II电动阀，所述导热循环管路上设有循环泵、III电动阀。

本发明的有益效果是：由于本发明所述压缩机的出口一路通过制冷工质管路依次连接I电磁阀、所述余热回收器的工质侧、所述水冷冷凝器的热侧、II电磁阀、所述I节流装置、所述热交换器的工质侧、III电磁阀并接回所述压缩机的入口形成制冷工况循环回路；所述压缩机的出口另一路通过制冷工质管路依次连接IV电磁阀、所述热交换器的工质侧、V电磁阀、所述II节流装置、所述蒸发器、VI电磁阀并接回所述压缩机的入口形成制热工况循环回路；所述热交换器的水侧并联接有冷冻水进出管路、I热水进出管路，所述余热回收器的水侧接有II热水进出管路；所述水冷冷凝器的冷侧与所述全热回收器的热侧之间接有导热循环管路，所述导热循环管路上接有冷却水进出管路；所述全热回收器的冷侧通过太阳能进水管路与所述太阳能集热器相连接；首先，在夏天正常制冷时，将水冷机空调的冷凝废热梯级利用，通过所述余热回收器的余热回收制取50℃～55℃的成品热水，通过所述全热回收器的全热回收制取35℃～40℃的半成品热水，再供太阳能集热器使用，将其与太阳能相结合，提高太阳能出水率，为目前国内水冷机冷凝废热的有效利用提供了一个实用途径，整个机组冷热源的利用完善度可达100％，该机组是目前国内冷热源利用率最高的产品；其次，本发明将水冷空调与风冷空调的各自优势有机结合，夏天正常制冷并提供生活热水，过渡季节或冬季通过工况转换直接提供生活热水或采暖，解决了目前用户在夏季高效制冷与过渡季节及冬季生产热水这两方面不能整合在一台主机，造成设备投资大，设备利用率低的矛盾，实现了一机多用，本发明机组是目前空调系统中综合能效比高，能源利用彻底的一种全新设计；另外本发明机组由于将风冷机、水冷机各自的优势有机结合在一起，有效地解决了目前终端用户设备投资多，设备利用率低的问题，同时减少设备的整体安装空间；故本发明能源综合利用率高、能回收并充分利用冷水机组的余热、设备安装空间小、设备投资低、综合运行费用低；

由于本发明所述冷冻水进出管路上设有I逆回阀、I电动阀，所述I热水进出管路上设有II逆回阀、II电动阀，所述导热循环管路上设有循环泵、III电动阀，故本发明操作控制方便，易于实现了自动化控制。

附图说明

图1是本发明用于制冷并制取热水的结构连接及流程示意图；

图2是本发明用于采暖制热或直接提供生活热水的结构连接及流程示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括压缩机1、水冷冷凝器2、I节流装置3、II节流装置7、蒸发器4、热交换器5、余热回收器6、全热回收器8、太阳能集热器9；所述压缩机1的出口一路通过制冷工质管路依次连接I电磁阀10、所述余热回收器6的工质侧、所述水冷冷凝器2的热侧、II电磁阀11、所述I节流装置3、所述热交换器5的工质侧、III电磁阀12并接回所述压缩机1的入口形成制冷工况循环回路；所述压缩机1的出口另一路通过制冷工质管路依次连接IV电磁阀13、所述热交换器5的工质侧、V电磁阀14、所述II节流装置7、所述蒸发器4、VI电磁阀15并接回所述压缩机1的入口形成制热工况循环回路；所述热交换器5的水侧并联接有冷冻水进出管路16、I热水进出管路17，所述余热回收器6的水侧接有II热水进出管路18；所述水冷冷凝器2的冷侧与所述全热回收器8的热侧之间接有导热循环管路19，所述导热循环管路19上接有冷却水进出管路26；所述全热回收器8的冷侧通过太阳能进水管路27与所述太阳能集热器9相连接；所述冷冻水进出管路16上设有I逆回阀22、I电动阀23，所述I热水进出管路17上设有II逆回阀24、II电动阀25，所述导热循环管路19上设有循环泵20、III电动阀21。

本发明在实现热泵功能的同时还可以提供生活热水，另外还可以通过热泵和太阳能实现热源互补。本发明用于制冷并制取热水的过程如下：所述I电磁阀10、所述II电磁阀11、所述III电磁阀12打开，所述IV电磁阀13、所述V电磁阀14、所述VI电磁阀15关闭，所述循环泵20开启、所述III电动阀21打开，所述I电动阀23打开，所述II电动阀25关闭；制冷工质经所述压缩机1压缩产生高温、高压的制冷工质蒸气，经由所述I电磁阀10、所述余热回收器6、所述水冷冷凝器2、所述II电磁阀11、所述I节流装置3、所述热交换器5、所述III电磁阀12最后回流到所述压缩机1；在所述余热回收器6内，高温、高压的制冷工质与所述II热水进出管路18的35℃～45℃的低温热水进行热交换，出水温度可达到50℃～55℃，制得成品热水；在所述水冷冷凝器2内，所述导热循环管路19内的导热流体与制冷工质进行第二次换热，将制冷工质的余热全部回收，同时制冷工质冷凝防热变为液态，吸热升温后的所述导热流体在所述全热回收器8内与所述太阳能进水管路27内的冷水进行热交换，所述太阳能进水管路27内的冷水被加热后进入所述太阳能集热器9并被太阳能加热到预定温度即可使用；在此制冷工况下，所述热交换器5作为蒸发器，制冷工质吸热蒸发成为气体，12℃的冷冻水通过所述冷冻水进出管路16在所述热交换器5内放热降温变为7℃的冷冻水，供冷水机组制冷用；另外，当所述太阳能集热器9内的水温达到预定温度，不需要继续加热时，通过与所述导热循环管路19连接的所述冷却水进出管路26可将余热通过冷却塔排放出去。即本发明在夏天正常制冷时，将水冷机空调的冷凝废热梯级利用，通过所述余热回收器6的余热回收制取50℃～55℃的成品热水，通过所述全热回收器8的全热回收制取35℃～40℃的半成品热水，再供太阳能集热器使用，将其与太阳能相结合，提高太阳能出水率，为目前国内水冷机冷凝废热的有效利用提供了一个实用途径，整个机组冷热源的利用完善度可达100％，该机组是目前国内冷热源利用率最高的产品。

本发明在制热工况下的流程如下：所述I电磁阀10、所述II电磁阀11、所述III电磁阀12关闭，所述IV电磁阀13、所述V电磁阀14、所述VI电磁阀15打开，所述循环泵20、所述III电动阀21关闭，所述I电动阀23关闭，所述II电动阀25打开；制冷工质经所述压缩机1压缩产生高温、高压的制冷工质蒸气，经由所述IV电磁阀13、所述热交换器5、所述V电磁阀14、所述II节流装置7、所述蒸发器4、所述VI电磁阀15最后回流到所述压缩机1；此时所述热交换器5作为冷凝器，在所述热交换器5内，高温、高压的制冷工质与所述I热水进出管路17的35℃～45℃的低温热水进行热交换，出水温度可达到50℃～55℃，制得成品热水；或者直接通过热水供热取暖，并通过所述太阳能集热器9直接利用太阳能加热制取热水；即本发明在春秋过渡季节及冬季仍然可以生产热水，使得同一台机组能够多用，节省设备投资，提高了设备利用率，本发明机组是目前空调系统中综合能效比高，能源利用彻底的一种全新设计；另外本发明机组由于将风冷机、水冷机各自的优势有机结合在一起，有效地解决了目前终端用户设备投资多，设备利用率低的问题，同时减少设备的整体安装空间。

本发明在宾馆、酒店、餐厅、桑拿、泳池等建筑场所使用在夏季制冷时可同时制热水，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余热经由高温、高压的制冷工质携带，经过所述余热回收器6、所述全热回收器8或所述I热交换器5被冷水和低温热水吸收，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，节约能源和资源、对环境无污染、能回收并充分利用冷水机组的余热、保护环境、综合运行费用低。本发明作为一种热泵机组具有制冷同时提供生活热水，单独或联合采用太阳能制取热水，单独制取热水或单独采暖制热的功能，在宾馆、酒店、餐厅、桑拿、泳池等建筑场所使用，具有一机多用且节能的效果，能源综合利用率高，能回收并充分利用冷水机组的余热，设备安装空间小，设备投资低，综合运行费用低。

本发明可广泛应用于空调节能领域。

Claims

1、一种三效多源式热泵机组，包括压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、I节流装置(3)、II节流装置(7)、蒸发器(4)，其特征在于：所述三效多源式热泵机组还包括热交换器(5)、余热回收器(6)、全热回收器(8)、太阳能集热器(9)；所述压缩机(1)的出口一路通过制冷工质管路依次连接I电磁阀(10)、所述余热回收器(6)的工质侧、所述水冷冷凝器(2)的热侧、II电磁阀(11)、所述I节流装置(3)、所述热交换器(5)的工质侧、III电磁阀(12)并接回所述压缩机(1)的入口形成制冷工况循环回路；所述压缩机(1)的出口另一路通过制冷工质管路依次连接IV电磁阀(13)、所述热交换器(5)的工质侧、V电磁阀(14)、所述II节流装置(7)、所述蒸发器(4)、VI电磁阀(15)并接回所述压缩机(1)的入口形成制热工况循环回路；所述热交换器(5)的水侧并联接有冷冻水进出管路(16)、I热水进出管路(17)，所述余热回收器(6)的水侧接有II热水进出管路(18)；所述水冷冷凝器(2)的冷侧与所述全热回收器(8)的热侧之间接有导热循环管路(19)，所述导热循环管路(19)上接有冷却水进出管路(26)；所述全热回收器(8)的冷侧通过太阳能进水管路(27)与所述太阳能集热器(9)相连接。

2、根据权利要求1所述的三效多源式热泵机组，其特征在于：所述冷冻水进出管路(16)上设有I逆回阀(22)、I电动阀(23)，所述I热水进出管路(17)上设有II逆回阀(24)、II电动阀(25)，所述导热循环管路(19)上设有循环泵(20)、III电动阀(21)。