CN103322655A - 新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统 - Google Patents
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Abstract
一种新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，包括：制冷循环系统，用于对用户端所需的冷冻水通过热交换进行循环降温；生活用水系统，通过换热装置与制冷循环系统的冷却水管路并联，用于将常温的生活用水与所述的制冷循环系统尾端的冷却水管路所产生的热量进行热交换后，将生活用水升温；冷却塔，连接在制冷循环系统尾端的冷却水管路与生活用水系统进行热交换后，用于将与生活用水系统进行热交换后的制冷循环系统尾端的冷却水管路的仍旧多余的部分余热排放到环境大气中，维持整个系统的安全运行。本发明使能源多层次阶梯使用，且形成闭式可废热利用性循环，减少热排放，提高热效率，减少对环境的排放和污染，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种中央空调系统。特别是涉及一种新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统。
背景技术
中央空调系统有主机和末段系统。按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式、混合式（一次回风二次回风）。主要组成设备有空调主机（冷热源）风柜风机盘管等等。
冷(热)水机组的基本工作过程是：室外的制冷（热）机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。由冷却泵及冷却水管道及冷却塔组成。冷水机组进行热交换，是水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，是冷却水温度升高。冷却泵将升了温冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再降了温的冷却水，送回到冷水机组。如此不断循环，带走冷水机组释放的热量。
日前，现有普通中央空调冷水机组在夏季生产7度(12度回水)冷冻水同时，将产生的冷凝热排放到周围环境中，该冷凝热包括有36度出水，30度回水，也有其他工况为37度出水，32度回水，因此不但污染环境而且浪费能源。并且传统中央空调系统，天气越热，冷量需求越大，制冷越多，废热越多，废热排放越多，环境越热。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够让能源多层次阶梯使用，且形成闭式可废热利用性循环，减少热排放，提高热效率，减少对环境的排放和污染，节约能源的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统
本发明所采用的技术方案是：一种新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，包括：制冷循环系统，用于对用户端所需的冷冻水通过热交换进行循环降温；生活用水系统，通过换热装置与制冷循环系统的冷却水管路并联，用于将常温的生活用水与所述的制冷循环系统尾端的冷却水管路所产生的热量进行热交换后，将生活用水升温；冷却塔，连接在制冷循环系统尾端的冷却水管路与生活用水系统进行热交换后，用于将与生活用水系统进行热交换后的制冷循环系统尾端的冷却水管路的仍旧多余的部分余热排放到环境大气中，维持整个系统的安全运行。
所述的制冷循环系统包括有依次设置的：用于与冷冻水需求客户端的冷冻水进行热交换的普通中央空调制冷单元；将普通中央空调制冷单元产生的冷却水热量提取后传递给高温热水，用于给后续单元进行热水供应，降温后的冷却水冷却普通中央空调制冷单元的冷凝器的热泵单元；以及与热泵单元进行热交换并将高温热水用于驱动制冷循环的热水型溴化锂吸收式冷水机组。
所述的普通中央空调制冷单元包括有普通中央空调冷水机组，所述的普通中央空调冷水机组的蒸发器侧分别连接第一冷冻水需求客户端的第一冷冻水循环水管的出水口和进水口端，用于与冷冻水循环水管内冷冻水进行热交换，所述的普通中央空调冷水机组的冷凝器侧的出水口端通过第一循环泵连接热泵单元前侧的入水口端，所述的普通中央空调冷水机组的冷凝器侧的入水口端连接热泵单元前侧的出水口端。
所述的热泵单元包括有R123高温热泵机组和保温热水桶，所述的R123高温热泵机组蒸发器侧的入水口端通过第一循环泵连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组冷凝器侧的出水口端，所述的R123高温热泵机组蒸发器侧的出水口端连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组的冷凝器侧的入水口端，所述的R123高温热泵机组冷凝器侧的出水口端通过第二循环泵连接保温热水桶的高温入水口端，所述R123高温热泵机组冷凝器侧的入水口端连接保温热水桶的低温出水口端，所述的保温热水桶的高温出水口端通过第三循环泵连接热水型溴化锂吸收式冷水机组发生器侧的入水口端，所述的保温热水桶的低温进水口端连接热水型溴化锂吸收式冷水机组发生器侧的出水口端。
所述的保温热水桶还通过设置在顶部的安全阀连接与室外连通的连通管。
所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组冷凝器侧的出水口端构成制冷循环系统尾端通过第四循环泵连接生活用水系统中的换热装置，所述热水型溴化锂吸收式冷水机组冷凝器侧的入水口端连接热泵单元中的R123高温热泵机组蒸发器侧的出水口端，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组蒸发器侧分别连接第二冷冻水需求客户端的第二冷冻水循环水管的出水口端和进水口端，用于与第二冷冻水循环水管内冷冻水进行热交换，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组冷凝器侧的入水口端还连接冷却塔的出水口端。
所述的生活用水系统包括有板式换热器，所述板式换热器的高温水管路的入水口端通过第四循环泵连接热水型溴化锂吸收式冷水机组冷凝器侧的出水口端，所述板式换热器的热水管路的出水口端连接R123高温热泵机组蒸发器侧的入水口端，所述板式换热器的生活用水管路的入水口依次通过第一电磁阀连接生活用水补水管的出水口端，所述板式换热器的生活用水管路的出水口通过生活用水加热装置连接生活用水热水桶的入水口，所述生活用水热水桶的出水口连接生活用水出水管。
所述板式换热器的热水管路的出水口端通过温度传感器连接R123高温热泵机组蒸发器侧的入水口端。
所述的生活用水补水管的出水口端还依次通过第三电磁阀和生活用水加热装置连接生活用水热水桶的入水口。
所述板式换热器的热水管路的出水口端还依次通过温度传感器、第二电磁阀和第五循环泵连接冷却塔。
本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，使能源多层次阶梯使用，且形成闭式可废热利用性循环，减少热排放，提高热效率，减少对环境的排放和污染，节约能源。具有如下特点：
1、能源阶梯使用，变废为宝。
2、对环境的排放很小，保护环境，减少排放污染。
3、天气越热，对冷量消耗越大，产生的废热越多，供给溴化锂机组的热水越多，溴化锂机组的制冷量越大，从而降温越迅速，对冷量的需求逐步降低，从而形成一种闭式正循环。并且将中央空调系统多余冷凝废热用于加热生活用水。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中
1：普通中央空调冷水机组 2：第一循环泵
3：R123高温热泵机组 4：第二循环泵
5：保温热水桶 6：第三循环泵
7：热水型溴化锂吸收式冷水机组 8：第四循环泵
9：板式换热器 10：生活热水加热装置
11：第一电磁阀 12：生活用水热水桶
13：冷却塔 14：第五循环泵
15：第二电磁阀 16：第一冷冻水循环水管
17：生活用水出水管 18：生活用水补水管
19：水泵 20：第三电磁阀
21：第一冷冻水需求客户端 22：安全阀
23：第二冷冻水循环水管 24：第二冷冻水需求客户端
25：温度传感器
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统做出详细说明。
本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，包括：制冷循环系统，用于对用户端所需的冷冻水通过热交换进行循环降温；
生活用水系统，通过换热装置与制冷循环系统末端的冷却水管路并联，用于将常温的生活用水与所述的制冷循环系统末端的冷却水管路所产生的热量进行热交换后，将生活用水升温；
冷却塔，连接在制冷循环系统尾端的冷却水管路与生活用水系统进行热交换后的尾端，用于将与生活用水系统进行热交换后的制冷循环系统尾端的冷却水管路的仍旧多余的少部分余热排放到环境大气中，维持整个系统的安全运行。其中：
所述的制冷循环系统包括有依次设置的：用于与冷冻水需求客户端的冷冻水进行热交换的普通中央空调制冷单元，将普通中央空调制冷单元产生的36度冷却水热量提取后通过高温热泵3传递给高温热水升温至95度，用于给后续设备保温热水桶5和热水型溴化锂吸收式冷水机组7进行热水供应，降温后的冷却水冷却普通中央空调冷1的冷凝器的热泵单元；以及与R123高温热泵3进行热交换并将高温热水用于驱动制冷循环的热水型溴化锂吸收式冷水机组7。具体是：
所述的普通中央空调制冷单元包括有普通中央空调冷水机组1，所述的普通中央空调冷水机组1的蒸发器侧分别连接第一冷冻水需求客户端21的第一冷冻水循环水管16的出水口和进水口端，用于与冷冻水循环水管16内冷冻水进行热交换，所述的普通中央空调冷水机组1的冷凝器侧的出水口端通过第一循环泵2连接热泵单元前侧的入水口端，所述的普通中央空调冷水机组1的冷凝器侧的入水口端连接热泵单元前侧的出水口端。
所述的热泵单元包括有R123高温热泵机组3和保温热水桶5，所述的R123高温热泵机组3蒸发器侧的入水口端通过第一循环泵2连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组1冷凝器侧的出水口端，所述的R123高温热泵机组3蒸发器侧的出水口端连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组1的冷凝器侧的入水口端，所述的R123高温热泵机组3冷凝器侧的出水口端通过第二循环泵4连接保温热水桶5的高温入水口端，所述R123高温热泵机组3冷凝器侧的入水口端连接保温热水桶5的低温出水口端，所述的保温热水桶5的高温出水口端通过第三循环泵6连接热水型溴化锂吸收式冷水机组7发生器侧的入水口端，所述的保温热水桶5的低温进水口端连接热水型溴化锂吸收式冷水机组7发生器侧的出水口端。所述的保温热水桶5还通过设置在顶部的安全阀22连接与室外连通的连通管。
所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组7冷凝器侧的出水口端构成制冷循环系统尾端通过第四循环泵8连接生活用水系统中的换热装置，所述热水型溴化锂吸收式冷水机组7冷凝器侧的入水口端连接热泵单元中的R123高温热泵机组3蒸发器侧的出水口端，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组7蒸发器侧分别连接第二冷冻水需求客户端24的第二冷冻水循环水管23的出水口端和进水口端，用于与第二冷冻水循环水管23内冷冻水进行热交换，这里所述的第二冷冻水需求客户端24和第二冷冻水循环水管23与前面所述的第一冷冻水需求客户端21和第一冷冻水循环水管16可以是同一个用户终端，也可以是不同的用户终端。所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组7冷凝器侧的入水口端还连接冷却塔的出水口端。
本发明所述的生活用水系统包括有板式换热器9，所述板式换热器9的高温水管路的入水口端通过第四循环泵8连接热水型溴化锂吸收式冷水机组7冷凝器侧的出水口端，所述板式换热器9的热水管路的出水口端连接R123高温热泵机组3蒸发器侧的入水口端，所述板式换热器9的热水管路的出水口端是通过温度传感器25连接R123高温热泵机组3蒸发器侧的入水口端。所述板式换热器9的生活用水管路的入水口依次通过第一电磁阀11连接生活用水补水管18的出水口端，所述板式换热器9的生活用水管路的出水口通过生活用水加热装置10连接生活用水热水桶12的入水口，所述生活用水热水桶12的出水口连接生活用水出水管17。所述的生活用水补水管18的进水端通过水泵19连接生活用水供水端。所述的生活用水补水管18的出水口端还依次通过第三电磁阀20和生活用水加热装置10连接生活用水热水桶12的入水口。所述板式换热器9的热水管路的出水口端还依次通过温度传感器25、第二电磁阀15和第五循环泵14连接冷却塔13。
所述的第一电磁阀11、第二电磁阀15、第三电磁阀20、温度传感器25、生活热水加热装置10和普通中央空调冷水机组1还分别电连接中央空调系统的控制电路中。
本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，可以加入水蓄能系统，在废热利用，减少排放污染的同时，利用国家电力波峰波谷电价差，用夜间便宜电力为中央空调系统蓄积能量，在白天电力电价高峰时段释放，为客户减少电费的支出。同时，可以设计开发将普通中央空调冷水机组1和R123高温热泵机组3合并成一台高效主机，提高机组的集成化率，减少占地，简化安装，提高运行效率以及热传导效率。
在实际应用过程中，通过实际调试测验，用降低R123高温热泵机组提供的95/85度热水的温度，来提高R123高温热泵机组的效率，同时降低热水型溴化锂吸收式冷水机组的效率，找到一个更适合的更经济的运行工况点。
本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统的工作原理如下：
1、普通中央空调冷水机组，制取出7度冷冻水（12度为经过客户端放冷后冷冻水回水）。同时产生36度冷却水，提供给R123高温热泵机组蒸发器侧作为低品位热源，同时R123高温热泵蒸发器产生30度水，用于冷却普通中央空调冷水机组的冷凝器）。
2、将普通中央空调冷水机组产生的36度冷却水，泵入R123高温热泵机组的蒸发器提取热量，R123高温热泵制取95度热水（85度为对热水型溴化锂吸收式冷水机组发生器放热后回水）。同时产生R123高温热泵蒸发器产生30度水，用于冷却热水型溴化锂吸收式冷水机组，以及冷却普通中央空调冷水机组的冷凝器。
3、将R123高温热泵制取的95度冷却水泵入保温热水桶，通过多管分流，隔板降速，均匀布水，形成95度热水在桶上部85度热水在桶下部梯度分布。将热水桶上部95度热水泵入热水型溴化锂吸收式冷水机组发生器，作为热水型溴化锂吸收式冷水机组溶液加热源，维持热水型溴化锂吸收式冷水机组制冷循环，在发生器内加热溴化锂溶液后产生的85度热水回到热水桶底部。
4、同时用高温热泵机组蒸发器水出口出来的30度水冷却热水型溴化锂吸收式冷水机组的吸收器和冷凝器，产生36度冷却水回到高温热泵机组蒸发器水入口。（通过保温热水桶的设置时为保证高温热泵制取的热水能循环升温至95度，提供给热水型溴化锂吸收式冷水机组时能保证热水型溴化锂吸收式冷水机组制冷能效比COP值达到1以上，同时热水桶上部设安全阀22，并连安全管通室外）。
5、本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，通过电脑主机对系统进行控制，当温度传感器25感知热水型溴化锂吸收式冷水机组冷却水出口的温度高于36度时，电脑主机控制用于生活用水的补水第一电磁阀11开启，通过电脑程序控制第一电磁阀11和第三电磁阀20相互间的开启度，用生活用水自来水补水为溴化锂主机冷却水降温至36度。多余热量进入生活用水系统。空调系统多余热量优先进入生活用水系统对生活用水进行初步加热，若还达不到生活用水水温设定值，生活用水加热装置10启动，为生活用水进行补充加热。
本发明的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，同时设置冷却塔，当热水型溴化锂吸收式冷水机组冷却水水温超过36度，生活热水温度也达设置上限，中央空调系统内部还有多余热量，则电脑控制第二电磁阀15和第五循环泵14的开启，作为可能产生的多余热量排放到环境大气中，维持整个系统的安全运行。
Claims (10)
1.一种新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，包括：
制冷循环系统，用于对用户端所需的冷冻水通过热交换进行循环降温；
生活用水系统，通过换热装置与制冷循环系统的冷却水管路并联，用于将常温的生活用水与所述的制冷循环系统尾端的冷却水管路所产生的热量进行热交换后，将生活用水升温；
冷却塔，连接在制冷循环系统尾端的冷却水管路与生活用水系统进行热交换后，用于将与生活用水系统进行热交换后的制冷循环系统尾端的冷却水管路的仍旧多余的部分余热排放到环境大气中，维持整个系统的安全运行。
2.根据权利要求1所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的制冷循环系统包括有依次设置的：用于与冷冻水需求客户端的冷冻水进行热交换的普通中央空调制冷单元；将普通中央空调制冷单元产生的冷却水热量提取后传递给高温热水，用于给后续单元进行热水供应，降温后的冷却水冷却普通中央空调制冷单元的冷凝器的热泵单元；以及与热泵单元进行热交换并将高温热水用于驱动制冷循环的热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）。
3.根据权利要求2所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的普通中央空调制冷单元包括有普通中央空调冷水机组（1），所述的普通中央空调冷水机组（1）的蒸发器侧分别连接第一冷冻水需求客户端（21）的第一冷冻水循环水管（16）的出水口和进水口端，用于与冷冻水循环水管（16）内冷冻水进行热交换，所述的普通中央空调冷水机组（1）的冷凝器侧的出水口端通过第一循环泵（2）连接热泵单元前侧的入水口端，所述的普通中央空调冷水机组（1）的冷凝器侧的入水口端连接热泵单元前侧的出水口端。
4.根据权利要求2所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的热泵单元包括有R123高温热泵机组（3）和保温热水桶（5），所述的R123高温热泵机组（3）蒸发器侧的入水口端通过第一循环泵（2）连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组（1）冷凝器侧的出水口端，所述的R123高温热泵机组（3）蒸发器侧的出水口端连接普通中央空调制冷单元中普通中央空调冷水机组（1）的冷凝器侧的入水口端，所述的R123高温热泵机组（3）冷凝器侧的出水口端通过第二循环泵（4）连接保温热水桶（5）的高温入水口端，所述R123高温热泵机组（3）冷凝器侧的入水口端连接保温热水桶（5）的低温出水口端，所述的保温热水桶（5）的高温出水口端通过第三循环泵（6）连接热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）发生器侧的入水口端，所述的保温热水桶（5）的低温进水口端连接热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）发生器侧的出水口端。
5.根据权利要求4所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的保温热水桶（5）还通过设置在顶部的安全阀（22）连接与室外连通的连通管。
6.根据权利要求2或4所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）冷凝器侧的出水口端构成制冷循环系统尾端通过第四循环泵（8）连接生活用水系统中的换热装置，所述热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）冷凝器侧的入水口端连接热泵单元中的R123高温热泵机组（3）蒸发器侧的出水口端，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）蒸发器侧分别连接第二冷冻水需求客户端（24）的第二冷冻水循环水管（23）的出水口端和进水口端，用于与第二冷冻水循环水管（23）内冷冻水进行热交换，所述的热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）冷凝器侧的入水口端还连接冷却塔的出水口端。
7.根据权利要求1所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的生活用水系统包括有板式换热器（9），所述板式换热器（9）的高温水管路的入水口端通过第四循环泵（8）连接热水型溴化锂吸收式冷水机组（7）冷凝器侧的出水口端，所述板式换热器（9）的热水管路的出水口端连接R123高温热泵机组（3）蒸发器侧的入水口端，所述板式换热器（9）的生活用水管路的入水口依次通过第一电磁阀（11）连接生活用水补水管（18）的出水口端，所述板式换热器（9）的生活用水管路的出水口通过生活用水加热装置（10）连接生活用水热水桶（12）的入水口，所述生活用水热水桶（12）的出水口连接生活用水出水管（17）。
8.根据权利要求7所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述板式换热器（9）的热水管路的出水口端通过温度传感器（25）连接R123高温热泵机组（3）蒸发器侧的入水口端。
9.根据权利要求7所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述的生活用水补水管（18）的出水口端还依次通过第三电磁阀（20）和生活用水加热装置（10）连接生活用水热水桶（12）的入水口。
10.根据权利要求7所述的新型高效能源阶梯使用闭式循环中央空调系统，其特征在于，所述板式换热器（9）的热水管路的出水口端还依次通过温度传感器（25）、第二电磁阀（15）和第五循环泵（14）连接冷却塔（13）。
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