CN107076429A - 包括热泵的组合式热水和空气加热及调节系统 - Google Patents

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Abstract

一种组合式热水和空气加热及调节系统,包括第一热交换器、热泵、制冷塔回路、燃烧器和第二热交换器以在提供热水、空气加热和空气冷却。该系统在单个单元中提供热水、空气加热和冷却。该系统利用热泵从环境空气中去除热,并将排放热传递到热水系统中,从而使用废热来加热热水系统。该系统利用热交换器,不仅用于将热从加热源传递到热交换器中的流体,而且还用于将热从热交换器中的流体耗散到热交换器的周围环境,从而允许热泵既用作空气加热设备又用作空调设备。

Description

包括热泵的组合式热水和空气加热及调节系统
[0001] 优先权要求和交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年8月20日提交的临时申请1].5.5.162/039,894的优先权。所 述申请通过引用全文并入本文。
技术领域
[0003] 本发明总体涉及一种组合式热水、空气加热及调节系统。更具体地,本发明涉及一 种包括热泵的组合式热水、空气加热及调节系统。
背景技术
[0004] 常规的热水、空气加热和冷却设备以分立单元存在。在这些设备之间缺乏协同热 传递。例如,由一个装置排放的热能不被另一个装置吸收和利用,而是丢失了或传递到周围 环境。当需要热时,可再次通过燃烧油、气体或消耗电力等使热而可用。
[0005] 已经作出尝试以捕获待在一个系统中使用的来自另一个系统的废热或捕获待在 系统的一部分中使用的来自系统的另一个部分的废热。博恩斯(Burns)的美国专利第5, 097,801号(下文称为博恩斯)公开了通过与来自初级加热设备的烟道气体的热交换而提取 热能的废热能热水加热器。该热水器具有易于拆卸、紧凑和简单的热交换器和烟道气旁路 系统,以避免热交换器过热。吉梅内斯(Jimenez)的美国专利第8,091,514号(下文称为吉梅 内斯)公开了用于在水进入常规住宅、商业或工业燃气热水器之前预热水的能量回收器。能 量回收器安装在分流器和热空气烟道之间的热水器的顶部上。能量回收器是双壁结构,其 直径大于分流器和热空气烟道的直径,以允许热空气正常通过系统。自来水进入双壁结构 内的管道并在被引导通过热水器之前被加热。管道可以由通过回转连接的多个直长段构 成,或者可以处于单个直段的形式,该单个直段连接到由围绕能量回收器的轴线的经连接 的弯曲段制成的盘管。冷凝收集器可以提供在分流器和能量回收器之间以收集可因冷却气 体而形成的任何冷凝物,并且防止冷凝物落入热水器中,在热水器中冷凝物可以熄灭火焰。 博恩斯和吉梅内斯均公开了回收能量,否则该能量将是加热系统中的废热。他们中没有一 个公开利用一个或多个热泵的组合式热水和空气加热及冷却系统。
[0006]因此,需要能够驾驭和利用从一个过程排放的能量的组合式热水和空气加热和冷 却系统,由此使得可以经由作为例如在冷却中已经发生的操作的结果的能量传递来满足对 热能的需求。
发明内容
[0007]本发明公开了一种组合式热水和空气加热及调节系统,包括:
[0008] (a)第一热交换器6,包括入口、出口和第一流体移动器12,该入口适于接收流体供 应80和再循环流82中的至少一个,该出口适于提供输出流和再循环流82中的至少一个,该 第一流体移动器适于推动输出流和再循环流82;
[0009]⑹热泵4,包括蒸发器22、冷凝器62、鼓风机24,鼓风机构造成抽吸蒸发器22周围 的空气并将该空气冲击在蒸发器22上;
[0010] (C)制冷塔回路60,具有第一端部、第二端部和流体导体以及第二流体移动器3〇, 该第一端部构造成用于与冷凝器62进行热传递,该流体导体连接第一端部和第二端部,该 第二流体移动器被构造成通过流体导体推动流体,其中,第二端部包括热传递盘管18、第一 流动路径50、第二流动路径84、集水池14以及制冷塔鼓风机58,第一流动路径构造成流动通 过该热传递盘管18,第二流动路径被构造成在热传递盘管18和第一热交换器6中的至少一 个上流动,集水池用于接收第二流动路径84的流,制冷塔鼓风机适于增加在第一流动路径 50和第二流动路径84中的至少一个与第一流动路径50和第二流动路径84中的至少一个的 周围环境之间的热传递,以及增加第一流动路径50和第二流动路径84中的至少一个与第一 热交换器6之间的热传递;
[0011] (d)加热源44,适于加热第一热交换器6内的流体供应80和再循环流82中的至少一 个;以及
[0012] (e)第二热交换器26,适于引起流体导体的流体与流体供应80和再循环流82中的 一个之间进行热传递,
[0013]由此,如果需要水加热,则进行以下操作中的至少一个:
[0014] 打开加热源44并且打开第一流体移动器12,
[0015]其中,酸性冷凝物形成在第一热交换器6和热传递盘管18的外表面上,使得外表面 除垢;以及
[0016] 关闭加热源44、打开第二流体移动器30、打开第一流体移动器12并且打开热栗4;
[0017]如果需要空气加热,则进行以下操作中的至少一个:
[0018]打开加热源44、打开第一流体移动器12、打开第二流体移动器30并且打开热泵4; 以及
[0019]关闭加热源44、打开第一流体移动器12、打开第二流体移动器30打开热泵4并且打 开制冷塔鼓风机58;
[0020] 如果需要空气冷却,则进行以下操作中的至少一个:
[0021] 关闭加热源44、打开第二流体移动器30、打开热泵4并且选择第一流动路径50和第 二流体路径84中的至少一个;
[0022] 关闭加热源44、打开第二流体移动器30、打开热栗4、打开第一流体移动器12并且 选择第一流动路径50和第二流动路径84中的至少一个;以及
[0023] 关闭热源44、打开第二流体移动器30、打开热栗4、打开第一流体移动器12、打开制 冷塔鼓风机58并且选择第一流体路径50和第二流体路径84中的至少一个。
[0024]在一个实施例中,第二热交换器26为板式热交换器。
[0025] 在一个实施例中,制冷塔回路60还包括第三流动路径54,第三流动路径构造成用 于将制冷塔回路60连接到第一热交换器6的入口。
[0026] 在一个实施例中,集水池14还包括导流器风扇76,导流器风扇适于增强在集水池 14中第二流动路径84的流的蒸发。
[0027]本发明的目的在于提供作为单个单元的能够提供热水、空气加热和空气冷却的组 合式系统,因此不需要多个设备,每个设备同时用于一个或多个功能,例如水加热、空气加 热和空气冷却。
[0028]本发明的另一个目的在于提供舒适设备,其能够双向热传递,因此能够有效地加 热水和空气以及冷却空气。
[0029]虽然可以存在本发明的许多实施例,但是每个实施例可以以任何组合满足前述列 举的对象中的一个或多个。不意味着每个实施例将必然满足每个目标。因此,已经宽泛地概 述了本发明的更重要特征,以便可以更好地理解其具体实施方式,以及可以更好地理解对 本领域的贡献,当然存在本发明的附加特征,该特征将在本文中描述并且将形成本说明书 的主题的一部分。
附图说明
[0030]为了获得本发明的上述和其他优点和目的的方式,将通过参考在附图中示出的本 发明具体实施例来提供上面简要描述的本发明的更具体的描述。应当理解,这些附图仅描 绘了本发明的典型实施例,因此不应被认为是对本发明范围的限制,将通过使用附图以附 加的特性和细节描述和解释本发明,在附图中:
[0031]图1是描绘本组合式热水、空气加热及调节系统的一个实施例的示图。
[0032]图2是描绘本组合式热水、空气加热及调节系统的制冷塔的一个实施例的示图。 [0033]图3是描绘本组合式热水、空气加热及调节系统的另一个实施例的示图。
[0034]图3A是描绘本组合式热水、空气加热及调节系统的另一个实施例的示图。
[0035]图4是描绘在冬季本系统的示例空气加热操作的框图。
[0036]图5是描绘在夏季本系统的示例水加热操作的框图。
[0037]图6是描绘在夏季本系统的另一示例操作的框图。
[0038]图7是描绘在特定外部温度条件下本系统的示例操作的框图。
[0039]图8是描绘在另一外部温度条件下本系统的示例操作的框图。
[0040]图9是描绘在没有家用水流的情况下本系统的示例操作的框图。
[0041]图1〇是描绘在有家用水流的情况下本系统的示例操作的框图。°
具体实施方式
[0042] 部件列表
[0043] 2——组合式热水、空气加热及调节系统
[0044] 4——热栗
[0045] 6——盘管热交换器(HEX)
[0046] 8--止回阔
[0047] 10——淋浴头
[0048] 12--流体移动器或栗
[0049] 14--集水池
[0050] 16--缓冲罐
[0051] 18——热传递盘管
[0052] 20--壁
[0053] 22--蒸发器
[0054] 24——鼓风机
[0055] 26一一板式热交换器(PTHE)
[0056] 28——进水歧管
[0057] 30——流体移动器或栗
[0058] 32——收集的液滴
[0059] 34——阀
[0060] 36——阀
[0061] 38——入口配件
[0062] 40——出口配件
[0063] 42——使用点
[0064] 44——燃烧器
[0065] 46——入口
[0066] 48——出口
[0067] 50——第一流动路径
[0068] 52——四通阀
[0069] 54--第二流动路径
[0070] 56--再循环流路
[0071] 58——制冷塔鼓风机
[0072] 60——制冷塔回路
[0073] 62——冷凝器
[0074] 64---匡温阀
[0075] 66——潜在钙沉积物
[0076] 68——烟气或冷却空气
[0077] 70——排水阀
[0078] 72——膨胀阀
[0079] 74——压缩机
[0080] 76 导流器风扇
[0081] 78——制冷塔或水蒸发冷凝器(WEC)
[0082] 80——流体供应
[0083] 82--再循环流
[0084] 84--第二流动路径
[0085] 术语“约”在本文中用于表示大约、大致、在其附近或在其区间中。当术语“约”与数 值范围结合使用时,其通过扩展在所提出的数值上和下边界来修饰该范围。通常,在本文使 用术语“约”以通过向上或向下(更高或更低)20%的变化来修饰高于和低于所述值的数值。
[0086] 图1是描绘本组合式热水、空气加热及调节系统的一个实施例的示图。组合式热水 和空气加热及调节系统2包括第一热交换器6、热栗4、制冷塔回路6〇、*P热源或燃烧器44和 第二热交换器26。在该示例中,组合式热水和空气加热及调节系统2被示出通过出口配件40 向两个使用点42提供热水,抽吸经由壁20而通过建筑物并且经由入口配件38而通过组合式 系统2的水供应(water supply)且提供经減或冷娜S气赃间。图2是描绘本系统的制 冷塔的一个实施例的示图。
[0087] 第一热交换器6包括入口 46、出口 48和第一流体移动器12,该入口适于接收输入流 或再循环流,该出口适于提供输出流和再循环流,该第一流体移动器适于推动输入流和再 循环流。热栗4包括蒸发器22、冷凝器62、鼓风机24,该鼓风机构造成抽吸围绕所述蒸发器22 的空气并使空气冲击在所述蒸发器22上。
[0088]制冷塔回路60主要包括制冷塔,该制冷塔包括第一端部、第二端部和流体导体、第 二流体移动器30,该第一端部构造成接收从冷凝器62排放的热,该流体导体连接第一端部 和第二端部,该第二流体移动器30构造成推动流体通过流体导体。第二端部包括热传递盘 管18、第一流动路径50、第二流动路径84、集水池14和制冷塔鼓风机58,该第一流动路径构 造成流动通过热传递盘管18,第二流动路径84被构造成在热传递盘管18的外表面上方流动 并且从热传递盘管的外表面蒸发(如果不是热传递盘管,则为热交换器6),该集水池用于接 收通过第二流动路径84的流,该制冷塔鼓风机适于增加将来自第一流动路径50和第二流动 路径84的热以及传递第一流动路径50和第二流动路径84中之一或两者之间的热耗散到第 一热交换器。参考图2,为了从制冷塔回路60的流动中耗散热量,流被构造成经由作为淋浴 器的一个或多个淋浴头10通过热交换器6和盘管18的外表面离开。在另一个实施例中,盘管 18不靠近热交换器6设置。离开制冷塔回路60的淋浴(shower)被构造成流过盘管18或热交 换器6但非流过这两者。再次参考图2,在一个实施例中,当热交换器6与热传递盘管18耦接 时,当燃烧器44在使用中时,不能启用通过制冷塔回路60的流动。燃烧器44适于加热在第一 热交换器6和/或盘管18内的水流。在一个实施例中,热交换器6还包括缓冲罐16,缓冲罐构 造成用于可操作地接收通过热交换器6的流并且保持少量的水,以在请求时辅助减少提供 热水的延迟。
[0089]第二热交换器26适于使得在流体导管的流体与家用冷水供应80的未加热流和路 径56的再循环流82之间进行热传递。在一个实施例中,第二热交换器26是板式热交换器。在 一个实施例中,制冷塔回路60还包括第三流动路径54,第三流动路径被构造成用于将制冷 塔回路60连接到第一热交换器6的入口。如果第三流动路径54可用,则优选地存在用于控制 通过第三流动路径的流量的阀,由此使得流可以完全停止或调节。在另一个实施例中,制冷 塔鼓风机58适于增加流过第一流动路径50和第二流动路径84的流体之间的热传递,以及增 加在流过第一流动路径50和第二流路84中一者或这两者到第一热交换器6的流体之间的热 传递。
[0090]在一种模式中,如果需要加热水,例如当在一个或多个使用点42存在需要时,燃烧 器44和第一流体移动器12均被打开。进入的水首先通过入口 46被抽吸,在热交换器6中从燃 烧器44接收热并离开以服务一个或多个使用点42。
[0091]在另一模式中,如果需要加热水,则第二流体移动器30和第一流体移动器12都打 开,并且热泵4打开。在这种模式下,首先通过蒸发器22吸收热。鼓风机24增加从环境空气到 热栗4内的流体的热传递效率。随着热栗4中的经加热的流到达冷凝器62,热被排放到制冷 塔回路60。在制冷塔回路60中获取的热量又经由热传递盘管18排放到在热交换器6内的流 体流。因此鼓风机24将经调节或冷却的空气移动到一空间,该调节或冷却的空气置于该空 间内,同时即使在燃烧器关闭的情况下,流过热交换器6的流体也被加热。现在在制冷塔回 路60中的经热消耗的流体由栗30返回,以继续从冷凝器62去除热。在这种情况下,泵12的使 用是用于将热交换器6内的更多流体暴露于在制冷塔回路60流体导体中的经加热'流体,以 增加排放到在热交换器6内流动的流体中的热。额外的热从制冷塔回路60中的返回流体在 第二热交换器26中传递到热交换器6内的流体。
[0092]在常规的水蒸发过程中,钙潜在地被保留以在流体导体或暴露于水的任何部件上 形成污垢。在本发明的水加热过程中,在蒸发期间潜在地沉积在主热交换器6或热传递盘管 1S的翅片上的钙66将被在单元在水加热模式下运行时(S卩,燃烧器44打开以产生烟道气)形 成的酸性冷凝物(硫酸(H2S〇4)、硝酸(HN〇3)等)冲洗或溶解。因此,发生自除垢并且不再需要 额外的除垢机制。
[0093]在一种模式中,如果需要空气加热,则燃烧器44、第一流体移动器12和第二流体移 动器30和热栗4打开。当鼓风机24和压缩机74打开时,热泵4被认为打开。热被添加到热交换 器6流体导体内的流体流中并通过制冷塔回路60去除,而在热交换器6内的流体流流动通过 第二热交换器26。随后,热被传递到在冷凝器62处的热泵4。随着热泵4中的经加热流体流过 蒸发器22,热量排放到其周围环境。该过程由鼓风机24辅助,使得空气冲击在蒸发器22的外 表面上,并从热栗4内的流体流中去除热并将热释放到被加热的空间中。
[0094]在另一模式中,如果需要空气加热,则关闭燃烧器44,打开第一流体移动器12、第 二流体移动器30、制冷塔鼓风机58和热泵。由在热交换器6内流动的流体和在热传递盘管18 内流动的流体分别从在热交换器6和热传递盘管18上流动的空气吸收热,并且最终在蒸发 器22处排放。
[0095] 在一种模式中,如果需要冷却空气,则关闭燃烧器44,打开第二流体移动器30和热 栗4的鼓风机24,并且选择第一流动路径50和第二流动路径84中的至少一个。由流过热泵4 的流体吸收的热传递到制冷塔回路60,并且通过第一流动路径50和第二流动路径84中的至 少一个路径耗散到其周围环境和在第一热交换器6中流动的流体。需注意,与水加热的热传 递模式(其中热从第一热交换器6的周围环境传递到该热交换器内的流体)相比,在本模式 中,热从第一热交换器6中的流体排放到其周围环境。因此,第一热交换器6允许在其周围的 环境和第一热交换器6中的流体之间的双向热传递。在另一个模式中,第一流体移动器12也 被打开以移动流体通过热交换器6,进一步增加热排放到热交换器6的流体中。在一个实施 例中,为了增强从制冷塔的热排放,还提供了导流器风扇76以降低收集的液滴32周围的压 力,由此使得可以增强蒸发,蒸发从此类收集的液滴去除热。排水阀70在其使用期间有利于 集水池14的排水。在一个实施例中,在热栗中使用的流体包括制冷剂r32A。
[0096]图4至图10描绘了图3或图3A的示例操作(在适用的情况下)。图3是描述本组合式 热水、空气加热及调节系统的另一个实施例的示图。组合式热水和空气加热及调节系统2包 括第一热交换器6、热泵4、燃烧器44、第二热交换器26和开放回路制冷塔。在该示例中,示出 了组合式热水和空气加热及调节系统2,其通过出口配件40将热水提供到两个使用点42,抽 吸经由壁2〇通过建筑物和经由入口配件38通过该组合式系统2的水供应,并将经加热或冷 却的空气提供到空间。制冷塔基本上是开放回路系统,其选择性地从家用水供应部接收冷 却水。阀36控制允许在第一热交换器6和热传递盘管18上流动的冷水的量。任何溢流可收集 在集水池14中。由于收集的液滴32不再循环,所以制冷塔回路注入图1中所公开的回路是不 必要的,从而简化了该组合式系统的设计。热栗4直接连接到热传递盘管18。进水歧管28包 括(除了其他设备外)适于记录进水流速的流量计,适于记录进水流的温度的温度传感器。 图3A是描绘本发明的组合式热水、空气加热及调节系统的另一个实施例的示图。应当注意, 除了不使用图3的热传递盘管18外,图3A基本上包括在图3中描绘的所有部件。
[0097] 图4是描绘在冬季本系统的示例空气加热操作的框图。在经压缩机74压缩时,热栗 的制冷剂温度升高到约华氏I20度。在华氏75度下的再循环空气被从约华氏100度的温度加 热,该再循环空气借助于鼓风机24被移动到被加热的空间。在蒸发器22处的热传递下,制冷 剂温度下降到约华氏4〇度。通过板式热交换器26,经由在热水回路中的约华氏120度的水, 制冷剂被再添加热而变成约华氏5〇度。热水回路中的水温下降至约华氏10 〇度。还通过制& 塔或水蒸发冷凝器78,经由约华氏11〇度的烟道气明,制冷剂被再添加热而被变成约华氏= 度。在具有水蒸发冷凝器的系统中,制冷塔或水蒸发冷凝器78包括热传递盘管18、盘管热交 换器6和一个或多个淋浴头10。在没有水蒸发冷凝器的系统中,制冷塔或水蒸发冷凝器78仅 包括盘管热交换器6和一个或多个淋浴头1〇。烟道气68温度下降到约华氏100度。当通过压 缩机74压缩时,华氏5度的制冷剂温度再次升高到约华氏100度,并且准备用于热传递到在 蒸发器22处被加热的空间。
[0098] 图5是描绘在夏季本系统的示例水加热操作的框图。通过蒸发器22经由约华氏45 度制冷剂(其随后变为约华氏55度)从被冷却的空间吸收热。在被压缩机压缩时,制冷剂 被加热到约华氏150度。在板式热交换器26处,进一步从制冷剂将热传递到进入的水,从而 将家用水温度从约华氏60度增加到约华氏7〇度。当水流过热传递盘管W时,约华氏60度的 进入的水从在热泵4中流动的制冷剂接收热并在大约华氏㈤度蒸发。未蒸发的任何过量水 流继续到其向下路径并且收集在集水池14中。导流器风扇76进一步通过在收集于集水池14 中的液滴32上方产生气流而促进蒸发。结果,制冷剂温度下降到约华氏1〇〇度。结果,制冷剂 温度下降到约华氏80度。在经过蒸发器22之后,制冷剂温度进一步降低到大约华氏45度,并 且再次准备从待冷却空间去除热量。
[0099] 图6是描述在夏季本系统的另一示例操作的框图。除了冷却空间之外,系统还提供 热水供应。在这种情况下,热也通过约华氏45度的制冷剂从经由蒸发器22被冷却的空间而 被吸收,制冷剂随后变为约华氏55度。在被压缩机74压缩时,制冷剂被加热到约华氏150度。 在通过板式热交换器26时,制冷剂温度进一步下降到约华氏130度。燃烧器44所需的负载减 小,因为进入的水现在可以是温度升高约华氏乃度的再循环水流并且在制冷剂中储存的热 将通过板式热交换器26排放到水流中。结果,流入热交换器6的水的温度已经升高到大约华 氏85度。在流过热传递盘管18时,约华氏60度的进入的水从在热栗4中流动的制冷剂以及燃 烧器的烟道气接收热量,并在约华氏6〇度下蒸发。未蒸发的任何过量水流继续到其路径下 游并且收集在集水池14中。导流器风扇76通过在收集于集水池14中的液滴32上方产生气流 来促进蒸发。约华氏80度的热交换器的进气作为烟道气在约华氏85度输出。在通过蒸发器 22时,制冷剂温度进一步降低到约华氏45度。
[0100]图7是描绘在特定外部温度条件下本系统的示例操作的框图。当室外空气温度处 在约华氏40度到华氏60度的范围内时,来自环境空气的热通过由鼓风机58带来的气流而通 过热交换器6传递到家用水流。在家用水流中吸收的热然后经由板式热交换器26传递到热 栗4的制冷剂,然后该制冷剂通过蒸发器22排放到被加热的空间中,从而减少需要使用其他 装置例如燃烧器44所需要的热负载。
[0101]图8是描绘在另一外部温度条件下本系统的示例操作的框图。当室外空气温度处 在约华氏40度以下时,燃烧器44打开以向家用水流以及随后的热栗的制冷剂添加热。制冷 剂的吸收热随后经由蒸发器22排放到经加热的空间中。
[0102]图9是描绘在无家用水消耗情况下本系统的示例操作的框图。在一个实施例中,首 先从待由板式热交换器的制冷剂的冷却的空间吸收热,然后热排放到从水蒸发冷凝器78蒸 发的水喷雾中。在另一个实施例中,由制冷剂从待冷却空间吸收的热的一部分经由板式热 交换器26排放到家用水中(即使没有家庭用水消耗),并且仅涉及再循环。
[0103]图1〇是描绘在家庭用水消耗的情况下本系统的示例操作的框图。当实现家用水流 时,由制冷剂从待冷却空间吸收的热通过板式热交换器排放到家用水流中。
[0104]
具体实施方式参考附图,在附图中通过说明示出可以实践本公开的实施例的具体 方面和实施例。这些实施例被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本发明的方 面。可以在不脱离所公开的实施例的范围的情况下利用其他实施例并进行改变。各种实施 例可以与一个或多个其他实施例组合以形成新的实施例。因此,不应以限制性意义来理解 具体实施方式,并且本发明的范围仅由所附权利要求限定,以及它们可被授权的等同物的 全部范围来限定。本领域普通技术人员将理解,被计算以实现相同目标的任何布置可以代 替所示的具体实施例。本申请旨在覆盖本发明的实施例的任何修改或变化。应当理解,上述 说明旨在是说明性的,而非限制性的,并且本文采用的措辞或术语是为了描述而非限制。在 研究上述说明时,上述实施例和其他实施例的组合对于本领域技术人员将是显而易见的。 本所公开的实施例的范围包括使用以上结构和制造方法的实施例的任何其他应用。实施例 的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。
[0105] 工业实用性
[0106] 本组合式系统在单个单元中提供热水、空气加热及冷却。本组合式系统利用热栗 从环境空气中去除热并将热添加到热水系统中,将排放的热传递到热水系统,从而使用废 热来加热热水系统。本组合式系统利用热交换器,不仅用于将热从加热源(例如燃烧器)传 递到热交换器中的流体,而且还用于将来自热交换器中流体的热耗散到热交换器的周围环 境,从而允许热栗既用于空气加热设备又用作空调设备。

Claims (8)

1. 一种组合式热水和空气加热及调节系统2,包括: (a)第一热交换器6,所述第一热交换器包括入口、出口和第一流体移动器12,所述入口 适于接收流体供应80和再循环流82中的至少一个,所述出口适于提供输出流和所述再循环 流82中的至少一个,所述第一流体移动器适于推动所述输出流和所述再循环流; ⑹热杲4,所述热泵包括蒸发器22、冷凝器62、鼓风机24,所述鼓风机构造成抽吸所述 蒸发器22周围的空气并使所述空气冲击在所述蒸发器22上; (c) 制冷塔回路60和集水池14,所述制冷塔回路构造成用于选择性地接收所述流体供 应80的一部分,所述集水池构造成用于容纳所述制冷塔回路60的流出物; (d) 制冷塔鼓风机58,所述制冷塔鼓风机适于增加处于所述第一热交换器6内的所述流 体供应80和所述再循环流82中的至少一个与所述第一热交换器6的周围环境之间的热传 递; (e) 加热源44,所述加热源适于加热所述第一热交换器6内的所述流体供应80和所述再 循环流82中的至少一个;以及 (f) 第二热交换器26,所述第二热交换器适于引起所述流体供应80和所述再循环流82 中的一个与所述冷凝器62之间的热传递, 由此,如果需要水加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44并且打开所述第一流体移动器12, 其中,酸性冷凝物形成在所述第一热交换器6的外表面上,使得对所述外表面除垢;和 关闭所述加热源44并且打开所述热栗4; 如果需要空气加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44、打开所述第一流体移动器12并且打开所述热泵4;以及 关闭所述加热源44、打开所述第一流体移动器12、打开所述热泵4并且打开所述制冷塔 鼓风机58; 如果需要空气冷却,则进行以下操作中的至少一个: 关闭所述加热源44、打开所述热泵4; 关闭所述加热源44、打开所述热栗4并且打开所述第一流体移动器12;以及 关闭所述加热源44、打开所述热泵4、打开所述第一流体移动器12并且打开所述制冷塔 鼓风机58。
2. 根据权利要求1所述的组合式热水和空气加热及调节系统2,其中,所述集水池14还 包括导流器风扇76,所述导流器风扇适于增强从所述制冷塔回路60收集在所述集水池14中 的流的蒸发。
3. —种组合式热水和空气加热及调节系统2,包括: (a) 第一热交换器6,所述第一热交换器包括入口、出口和第一流体移动器12,所述入口 适于接收流体供应80和再循环流82中的至少一个,所述出口适于提供输出流和所述再循环 流中的至少一个,所述第一流体移动器适于推动所述输出流和所述再循环流; (b) 热泵4,所述热泵包括蒸发器22、冷凝器62、鼓风机24和热传递盘管18,所述鼓风机 构造成抽吸所述蒸发器22周围的空气并使所述空气冲击在所述蒸发器22上,所述热传递盘 管连接至位于所述蒸发器22下游处的位置; (c) 制冷塔回路60和集水池14,所述制冷塔回路构造成用于选择性地接收所述流体供 应80的一部分,所述集水池构造成用于容纳所述制冷塔回路60的流出物; (d) 制冷塔鼓风机58,所述制冷塔鼓风机适于增加处于所述第一热交换器6内的所述流 体供应80和所述再循环流82中的至少一个与所述第一热交换器6的周围环境之间的热传 递,以及增加处于所述热传递盘管18内的流体和所述热传递盘管1S的周围环境之间的热传 递; (e) 加热源44,所述加热源适于加热所述第一热交换器6内的所述流体供应80和所述热 传递盘管18内的所述流体中的至少一个;和 (f) 第二热交换器26,所述第二热交换器适于引起所述流体供应80和所述再循环流82 中的一个与所述冷凝器62之间的热传递, 由此,如果需要水加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44并且打开所述第一流体移动器12, 其中,酸性冷凝物形成在所述第一热交换器6和所述热传递盘管18的外表面上,使得对 所述外表面除垢;以及 关闭所述加热源44并且打开所述热栗4; 如果需要空气加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44、打开所述第一流体移动器12并且打开所述热泵4;以及 关闭所述加热源44、打开所述第一流体移动器12、打开所述热栗4并且打开所述制冷塔 鼓风机58; 如果需要空气冷却,则进行以下操作中的至少一个: 关闭所述加热源44、打开所述热泵4; 关闭所述加热源44关闭、打开所述热泵4并且打开所述第一流体移动器12;以及 关闭所述加热源44、打开所述热泵4、打开所述第一流体移动器12并且打开所述制冷塔 鼓风机58。
4. 根据权利要求3所述的组合式热水和空气加热及调节系统2, 其中,所述集水池14进一步包括导流器风扇76,所述导流器风扇适于增强从所述制冷 塔回路60收集在所述集水池14中的流的蒸发。
5. —种组合式热水和空气加热及调节系统2,包括: (a)第一热交换器6,所述第一热交换器包括入口、出口和第一流体移动器12,所述入口 适于接收流体供应80和再循环流82中的至少一个,所述出口适于提供输出流和所述再循环 流82中的至少一个,所述第一流体移动器适于推动所述输出流和所述再循环流82; ⑹热泵4,所述热泵包括蒸发器22、冷凝器62、鼓风机24,所述鼓风机构造成抽吸所述 蒸发器22周围的空气并使所述空气冲击在所述蒸发器22上; (c)制冷塔回路60,所述制冷塔回路具有第一端部、第二端部、流体导体、第二流体移动 器30,所述第一端部被构造成与所述冷凝器62进行热传递,所述流体导体连接所述第一端 部和所述第二端部,所述第二流体移动器被构造成推动所述流体通过所述流体导体,其中, 所述第二端部包括热传递盘管18、第一流动路径50、第二流动路径84、集水池14以及制冷塔 鼓风机58,所述第一流动路径构造成包含通过所述热传递盘管18的流,所述第二流动路径 被构造成包含在所述热传递盘管18和所述第一热交换器6中的至少一个上的流,所述集水 池用于接收通过所述第二流动路径84的流,所述制冷塔鼓风机适于增加在所述第一流动路 径50和所述第二流动路径84中的至少一个与所述第一流动路径50和所述第二流动路径84 中的所述至少一个的周围环境之间的热传递,以及增加所述流体供应80和所述再循环流82 中的所述至少一个与所述第一热交换器6的周围环境之间的热传递; (d) 加热源44,所述加热源适于加热处于所述第一热交换器6内的所述流体供应80和所 述再循环流82中的至少一个;以及 (e) 第二热交换器26,所述第二热交换器适于引起所述流体供应80和所述再循环流82 中的一个与所述流体导体的流体之间的热传递, 由此,如果需要水加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44并且打开所述第一流体移动器12, 其中,酸性冷凝物形成在所述第一热交换器6和所述热传递盘管18的外表面上,使得对 所述外表面除垢;以及 关闭所述加热源44并且打开所述第二流体移动器30; 打开所述第一流体移动器12并且打开所述热泵4; 如果需要空气加热,则进行以下操作中的至少一个: 打开所述加热源44、打开所述第一流体移动器12、打开所述第二流体移动器30并且打 开所述热栗4;以及 关闭所述加热源44、打开所述第一流体移动器12、打开所述第二流体移动器30、打开所 述热泵4并且打开所述制冷塔鼓风机58; 如果需要空气冷却,则进行以下操作中的至少一个: 关闭所述加热源44、打开所述第二流体移动器30、打开所述热栗4,并且选择所述第一 流动路径50和所述第二流动路径84中的至少一个; 关闭所述加热源44、打开所述第二流体移动器30、打开所述热泵4、打开所述第一流体 移动器12并且选择所述第一流动路径50和所述第二流动路径84中的至少一个;以及 关闭所述加热源44、打开所述第二流体移动器30、打开所述热泵4、打开所述第一流体 移动器12、打开所述制冷塔鼓风机58并且选择所述第一流动路径50和所述第二流动路径84 中的至少一个。
6. 根据权利要求5所述的组合式热水和空气加热及调节系统, 其中,所述第二热交换器26是板式热交换器。
7. 根据权利要求5所述的组合式热水和空气加热及空调系统, 其中,所述制冷塔回路60还包括第三流动路径54,所述第三流体路径构造成用于将所 述制冷塔回路60连接到所述第一热交换器6的所述入口。
8. 根据权利要求5所述的组合式热水和空气加热及调节系统, 其中,所述集水池14还包括导流器风扇76,所述导流器风扇适于增强从所述制冷塔回 路60收集在所述集水池14中的流的蒸发。
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