CN103148565A - 一种组合式热回收设备及其阀门控制方法 - Google Patents

一种组合式热回收设备及其阀门控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合式热回收设备及其阀门控制方法，包括水冷冷水机组冷凝器和水地源热泵机组蒸发器；所述水冷冷水机组冷凝器及水地源热泵机组蒸发器进出口管道上均设置切换阀；在水冷冷水机组冷凝器出水口及出水切换阀之间引连通管道至水地源热泵机组蒸发器进水口及进水切换阀之间，在水冷冷水机组冷凝器进水口及进水切换阀之间引连通管道至水地源热泵机组蒸发器出水口及出水切换阀之间，连通管道上均设有切换阀。本发明对水冷冷水机组冷凝器与水地源热泵机组蒸发器进行控制，同时减小了水冷冷水机组冷凝器与水地源热泵机组蒸发器的换热温差，有效降低了制冷压缩机工作能耗，极大的节约电力资源。

Description

一种组合式热回收设备及其阀门控制方法
技术领域
本发明属于空调冷热源领域，涉及空调热回收装置，尤其是一种同时提供冷热源的热回收设备及其阀门控制方法。
背景技术
随着社会的发展和人民生活水平的提高，数据机房、部分精密仪器、药品及保健品制造等全年需要空调制冷，工艺对空调制冷系统要求高、空调制冷系统能耗大。而办公、住宅、商用及大部分工艺房间冬季均预制热，如何有效利用余热废热，降低空调制冷制热能耗，是全中国乃至全世界节能降耗的重点。
为顺应社会发展需求和国家节能政策，节能及热回收产品琳琅满目，措施五花八门，这些技术或产品往往会使工程初投资提高很多，但节能或热回收效果却不太理想。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种组合式热回收设备及其阀门控制方法，该组合式热回收设备将水冷冷水机组的冷凝器和水地源热泵机组的蒸发器采用环状串联连接，其初投资较小，控制操作方便简单，节能效果显著。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：该种组合式热回收设备，包括冷凝器、蒸发器；所述冷凝器的出水管道上装有冷凝器出口切换阀，蒸发器的进水管道上装有蒸发器入口切换阀；所述冷凝器的进水管道上装有冷凝器入口切换阀，蒸发器的出水管道上装有蒸发器出口切换阀；在冷凝器出口切换阀与冷凝器出水口之间引出预冷却水连通管道并接至蒸发器入口切换阀与蒸发器的入水口之间，并在预冷却水连通管道上设置预冷却水切换阀；在冷凝器入口切换阀与冷凝器入水口之间引出已冷却水连通管道并接至蒸发器出口切换阀与蒸发器的出水口之间，并在已冷却水连通管道上设置已冷却水切换阀。
进一步，上述冷凝器为水冷冷水机组冷凝器，蒸发器为水地源热泵机组蒸发器。
本发明还提出一种基于上述组合式热回收设备的阀门控制方法，包括两种运行方式：
1)水冷冷水机组和水地源热泵机组均为空调提供冷源：
当水冷冷水机组和水地源热泵机组均处于制冷方式时，关闭预冷却水切换阀和已冷却水切换阀，开启其余阀门；预冷却水通过冷凝器出口切换阀后，由冷凝器出水管道流至冷却装置冷却，经冷却后的冷却水由冷凝器进水管道经冷凝器入口切换阀进入冷凝器；冷冻水经蒸发器冷却后，由出水口流出，经蒸发器出口切换阀后由蒸发器出水管道送入空调末端，经空调末端换热后，由蒸发器进水管道回来，经蒸发器入口切换阀后进入蒸发器进行冷却；
2)水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源：
当水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源时，设备处于热回收状态，此时开启预冷却水切换阀和已冷却水切换阀，关闭其余阀门；欲冷却水通过冷凝器出水口后，由预冷却水连通管道和预冷却水切换阀后，进入蒸发器进行冷却，已冷却水依次经蒸发器的出水口、已冷却水连通管道及已冷却水切换阀、进入冷凝器进行加热。
本发明具有以下有益效果：
本发明将水冷冷水机组的冷凝器和水地源热泵机组的蒸发器采用环状串联连接，可以采用常规水冷冷水机组、水地源热泵机组、管道、阀门等连接而成，对水冷冷水机组的冷凝器和水地源热泵机组蒸发器进行控制；夏季水冷冷水机组和水地源热泵机组并联制冷，冬季室外低温时仅水冷冷水机组为需制冷的工艺房间提供冷源，水地源热泵机组为需制热房间提供热源，此时，使水冷冷水机组冷凝器与水地源热泵机组蒸发器进行充分热交换，既降低了水冷冷水机组冷凝器温度，也增加了水地源热泵机组蒸发器温度，这样既减小了水冷冷水机组的制冷温差，又减小了水地源热泵机组的制热温差，有效降低了压缩机工作能耗，极大的节约电力资源。
附图说明
图1为本发明的结构图。
其中：1为冷凝器；2为蒸发器；3为冷凝器出口切换阀；4为冷凝器入口切换阀；5为预冷却水切换阀；6为已冷却水切换阀；7为蒸发器入口切换阀；8为蒸发器出口切换阀；9为冷凝器出水管道；10为冷凝器进水管道；11为蒸发器进水管道；12为蒸发器出水管道；13为预冷却水连通管道；14为已冷却水连通管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1.这种组合式热回收设备，包括水冷冷水机组的冷凝器1和水地源热泵机组的蒸发器2；其中冷凝器1的进水管10上设冷凝器入口切换阀4，冷凝器出水管9上设冷凝器出水切换阀3；蒸发器进水管11上设蒸发器入口切换阀7，蒸发器出水管12上设出蒸发器出口切换阀8；在冷凝器1出水口及冷凝器出口切换阀3之间引出预冷却（已加热）水连接管道13接至水地源热泵机组的蒸发器2进水口与蒸发器入口切换阀7之间，并在预冷却水连通管道13上设置预冷却水切换阀5；在水地源热泵机组的蒸发器2出水口与蒸发器出口切换阀8之间引出已冷却（预加热）水连接管道14接至水冷冷水机组的冷凝器2进水口及冷凝器入口切换阀4之间，并在已冷却水连接管道14上设已冷却（预加热）水切换阀6。蒸发器2采用水地源热泵机组蒸发器。
基于以上连接方式，本发明提出一种阀门控制方法，包括两种运行方式：
1)水冷冷水机组和水地源热泵机组均为空调提供冷源：
当水冷冷水机组和水地源热泵机组均采用制冷模式时，关闭预冷却（已加热）水切换阀5及已冷却（预加热）水切换阀6，开启其余阀门；欲冷却水通过水冷冷水机组的冷凝器1的出水口，流经冷凝器出口切换阀3后，由冷凝器出水管道9流至冷却装置冷却，经冷却后的冷却水由冷凝器进水管道10经入口切换阀4后进入水冷冷水机组冷凝器1；冷冻水经水地源热泵机组蒸发器2冷却后，由蒸发器出水口流出，经蒸发器出口切换阀8后由出水管道12流入空调末端，经空调末端换热后，由蒸发器进水管道11回来，经蒸发器入口切换阀7后进入水地源热泵机组蒸发器2进行冷却。
2)水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源：
当水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源时，设备处于热回收状态，此时关闭水冷冷水机组冷凝器1进口切换阀4、出口切换阀3，水地源热泵机组蒸发器进口切换阀7、出口切换阀8，开启预冷却（已加热）水切换阀5和已冷却（预加热）水切换阀6；预冷却（已加热）水通过水冷冷水机组冷凝器1的出口后，由预冷却（已加热）水连通管13经切换阀5后进入水地源热泵机组蒸发器2冷却，经冷却后由蒸发器出水口流出，由已冷却（预加热）水连通管道14经切换阀6后进入水冷冷水机组冷凝器1加热。
实施例
下面根据图1，对本发明的运行控制方法作进一步描述：
当夏季室外温度较高，空调冷负荷较大时，水冷冷水机组和水地源热泵机组并联制冷，此时，关闭预冷却（已加热）水切换阀5及已冷却（预加热）水切换阀6，开启其余阀门；水冷冷水机组冷凝器1侧欲冷却水通过水冷冷水机组冷凝器1的出水口，流经冷凝器出口切换阀3后，由冷凝器出水管道9流至冷却装置冷却，经冷却后的冷却水由冷凝器进水管道10经入口切换阀4后进入水冷冷水机组冷凝器1；水地源热泵机组蒸发器2侧冷冻水经水地源热泵机组蒸发器2冷却后，由蒸发器出水口流出，经蒸发器出口切换阀8后由出水管道12流入空调末端，经空调末端换热后，由蒸发器进水管道11回来，经蒸发器入口切换阀7后进入水地源热泵机组蒸发器2进行冷却。
当冬季室外温度较低，仅数据机房、部分精密仪器、药品及保健品制造等工艺房间需制冷时，其建筑物或房间均需制热，此时关闭水冷冷水机组冷凝器1进口切换阀4、出口切换阀3，水地源热泵机组蒸发器进口切换阀7、出口切换阀8，开启预冷却（已加热）水切换阀5和已冷却（预加热）水切换阀6；水冷冷水机组冷凝器1侧预冷却（已加热）水通过水冷冷水机组冷凝器1的出口后，由预冷却（已加热）水连通管13经切换阀5后进入水地源热泵机组蒸发器2进行换热冷却，经充分换热冷却后由蒸发器出水口流出，由已冷却（预加热）水连通管道14经切换阀6后进入水冷冷水机组冷凝器1加热。
以夏季制冷时用户侧冷冻水供回水温度为7/12℃,冷却水侧进出水温度为32/37℃为，冬季水地源热泵机组制热时用户侧热水供回水温度为40/35℃,源侧进回水温为20/15℃。采用此热回收装置后，水冷冷水机组冷凝器侧的冷却水与水地源热泵机组蒸发器侧的源水进行充分的热交换，按5℃换热温差考虑，则水冷冷水机组冷凝器侧的冷却水温度可降低6℃，根据水冷冷水机组特性，冷凝器温度每降低1℃，单位制冷量的耗功率可减小3%～4%,即水冷冷水机组可节约制冷能耗18%～24%；同时水地源热泵机组蒸发器侧的源水温度可升高6℃,而水地源热泵机组蒸发器温度每升高1℃，单位制热量的耗功率可减小2.5%～3%,相当于水地源热泵机组制热能耗降低15%～18%。
由于该组合式热回收设备中水冷冷水机组冷凝器与水地源热泵机组蒸发器进行了充分的热交换，与常规水冷冷水机组制冷及水地源热泵机组制热相比，采用该热回收设备，极大的节约电力资源，同时该组合式热回收设备可充分应用于同时需要制冷与制热环境。

Claims (3)

1.一种组合式热回收设备，其特征在于：包括冷凝器（1）、蒸发器（2）；所述冷凝器出水管道（9）上装有冷凝器出口切换阀（3），蒸发器进水管道（11）上装有蒸发器入口切换阀（7）；所述冷凝器进水管道（10）上装有冷凝器入口切换阀（4），蒸发器出水管道（12）上装有蒸发器出口切换阀（8）；在冷凝器出口切换阀（3）与冷凝器（1）出水口之间引出预冷却水连通管道（13）并接至蒸发器入口切换阀（7）与蒸发器（2）的入水口之间，并在预冷却水连通管道（13）上设置预冷却水切换阀（5）；在冷凝器入口切换阀（4）与冷凝器（1）入水口之间引出已冷却水连通管道（14）并接至蒸发器出口切换阀（8）与蒸发器（2）的出水口之间，并在已冷却水连通管道（14）上设置已冷却水切换阀（6）。
2.根据权利要求1所述的一种组合式热回收设备，其特征在于：所述冷凝器（1）为水冷冷水机组冷凝器，蒸发器（2）为水地源热泵机组蒸发器。
3.一种基于权利要求1或2中所述组合式热回收设备的阀门控制方法，其特征在于，包括两种运行方式：
1)水冷冷水机组和水地源热泵机组均为空调提供冷源：
当水冷冷水机组和水地源热泵机组均处于制冷方式时，关闭预冷却水切换阀（5）和已冷却水切换阀（6），开启其余阀门；预冷却水通过冷凝器出口切换阀（3）后，由冷凝器（1）出水管道（9）流至冷却装置冷却，经冷却后的冷却水由冷凝器（1）进水管道（10）经冷凝器入口切换阀（4）进入冷凝器（1）；冷冻水经蒸发器（2）冷却后，由出水口流出，经蒸发器出口切换阀（8）后由蒸发器（2）出水管道（12）送入空调末端，经空调末端换热后，由蒸发器（2）进水管道（11）回来，经蒸发器入口切换阀（7）后进入蒸发器（2）进行冷却；
2)水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源：
当水冷冷水机组为空调提供冷源，水地源热泵机组均为空调提供热源时，设备处于热回收状态，此时开启预冷却水切换阀（5）和已冷却水切换阀（6），关闭其余阀门；欲冷却水通过冷凝器（1）出水口后，由预冷却水连通管道（13）和预冷却水切换阀（5）后，进入蒸发器（2）进行冷却，已冷却水依次经蒸发器（2）的出水口、已冷却水连通管道（14）及已冷却水切换阀（6）、进入冷凝器（1）进行加热。
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