CN108662810A - 水力控制模块及热回收水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水力控制模块及热回收水系统。该水力控制模块包括：壳体；以及流路，其包括与散热源关联的供热管路区段，以及与多个吸热源关联的多个回热管路区段；所述热回收流路布置在壳体内，且所述供热管路区段在所述壳体上形成至少一对供热管路接口，多个所述回热管路区段分别在所述壳体上形成多对回热管路接口；其中，所述流路受控来导通所述供热管路区段与一个或多个所述回热管路区段。一方面，使得为散热源得以冷却；另一方面，该水系统中携带的热量可以按需分配至吸热侧，为其提供正常工作所需热量的部分或全部，使得该部分热量得以回收，提高系统整体的能量利用率，带来更高的经济成本效益。

Description

水力控制模块及热回收水系统
技术领域
本发明涉及制冷领域，更具体而言，其涉及一种制冷设备的水力控制模块及热回收水系统。
背景技术
常规的制冷系统通常在蒸发器侧蒸发吸热制冷，而在冷凝器侧冷凝散热。散发的热量通常由冷却水或空气带走并随后释放至外界环境中。这将导致一部分存在利用可能性的热量无端散失。特别是对于大型商业冷冻系统，冷凝器侧因冷凝而散发的热量极大。因此，如果能够将这部分热量予以回收，并用来辅助制热、提供生活用水等等，则大大增大整套系统的能量利用效率，提高成本经济性。目前，制冷领域内已提出部分热回收方案。例如，新增一条设置热回收换热器的热回收支路，并根据实际应用需求来在热回收换热器或者冷凝器之间切换，因而达到按需热回收的效果。但对于大型商业冷冻系统，设计热回收方案时，还需考虑布置空间、系统管路设计等诸多因素。因此，如何合理地利用空间、能量来构建大型机组的热回收系统，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成度高的热回收水力控制模块。
本发明的另一目的在于提供一种具有多个热回收方案的热回收水系统。
为实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种热回收水力控制模块，其包括：壳体；以及热回收流路，其包括与散热源关联的供热管路区段，以及与多个吸热源关联的多个回热管路区段；所述热回收流路布置在壳体内，且所述供热管路区段在所述壳体上形成至少一对供热管路接口，多个所述回热管路区段分别在所述壳体上形成多对回热管路接口；其中，所述热回收流路受控来导通所述供热管路区段与一个或多个所述回热管路区段。
为实现本发明的另一目的，根据本发明的另一方面，还提供一种热回收水系统，其包括：散热源，其用于提供待回收热量；多个吸热源，其用于吸收待回收热量；以及热回收流路，所述热回收流路包括与散热源关联的供热管路区段，以及与多个吸热源关联的多个回热管路区段；其中，所述热回收流路受控来导通所述供热管路区段与一个或多个所述回热管路区段。
附图说明
图1是本发明的热回收水系统及与其关联的换热系统的流路示意图。
具体实施方式
参见图1，其示出了一种热回收水系统及与其关联的换热系统的流路的一个实施例。其中，该热回收水系统100包括：用于提供待回收热量的散热源；用于吸收待回收热量的多个吸热源；以及提供散热源与吸热源之间的热量交换的热回收流路130。具体而言，该实施例中的散热源包括用于展示柜110或冷库等商用制冷系统的冷凝器侧，热回收流路130通过其供热管路区段131来与该一个或多个散热源关联。而该实施例中的吸热源包括用于生活用水回路121、冷却塔回路122及冷热水机组回路123的吸热侧，热回收流路130分别通过其回热管路区段132a来与生活用水回路121关联，通过回热管路区段132b来与冷却塔回路122关联，并通过回热管路区段132c来与冷热水机组回路123关联。其中，热回收流路130能够受控来导通供热管路区段131与一个或多个回热管路区段132a、132b、132c，使得来自散热源的需要释放的热量能够部分或全部被该一个或多个吸热源所吸收。一方面，使得为展示柜系统提供散热的水系统得以冷却，因此对应的展示柜系统能够保持正常运行。另一方面，该水系统中携带热量的水可以按需分配至生活用水回路121、冷却塔回路122及冷热水机组回路123的吸热侧，为其提供正常工作所需热量的部分或全部，使得该部分热量得以回收，提高系统整体的能量利用率，带来更高的经济成本效益。
进一步地，为提高该热回收水系统的集成度，改善其布置简易性。还构想了热回收水力控制模块的实施例。该热回收水力控制模块200包括壳体210。而前述热回收流路130的供热管路区段131及回热管路区段132a、132b、132c可以部分或全部地布置在壳体210内。且供热管路区段131在壳体210上形成至少一对供热管路接口220，而多个回热管路区段分别在壳体210上形成多对回热管路接口230a、230b、230c。可选地，还可在供热管路区段131上设置用于提供动力的供热管路水泵170。在前述布置下，可以按需来实现吸热源及散热源的快速拆接，大幅提高系统便利性与适用程度。
其中，应当知道的是，该实施例中的生活用水回路121、冷却塔回路122及冷热水机组回路123仅仅是吸热源的部分示例。事实上，多种需要在工作过程中吸收热量的热交换系统均可与本实施例中提及的热回收水系统相关联。
在此基础上，为进一步提高热量的利用效率，还可以根据这些吸热源对携带热量的介质的温度的需求来进一步细分吸热源及优化其布置。例如，在一个实施例中，吸热源包括第一类吸热源及第二类吸热源，其中第一类吸热源具有比第二类吸热源更高的温度要求，也即第一类吸热源能够与具有更高温度的介质进行换热，并能从具有更高温度的介质中较好地获取热量。基于此分类，可以知道的是，一方面，在串联的连接方式中，将与第一类吸热源相关联的回热管路区段布置在与第二类吸热源相关联的回热管路区段的上游，将能更好地回收热量。另一方面，在并联的连接方式中，将与第一类吸热源关联的多个回热管路区段依次并联地连接至供热管路区段，同时并将与第二类吸热源关联的多个回热管路区段依次并联地连接至供热管路区段，也能更好地回收热量。
回到图1所示的实施例中，其中，第一类吸热源包括生活用水回路121；而第二类吸热源包括冷却塔回路122与冷热水机组回路123。在该热回收流路130中，使得同属于第二类吸热源的冷却塔回路122和冷热水机组回路123保持并联的关系接入流路，并在其上游串联入生活用水回路121。进而实现了对热量回收的进一步优化。
更进一步地，其中的生活用水回路121包括一个水源热泵及水箱；回热管路区段内的热水经过水源热泵的提升，使存储在水箱中变成高温生活用水。而冷却塔回路122为闭式冷却塔，回热管路区段内的工质水直接进入其中进行热交换。此外，冷热水机组回路123包括水冷冷热水机组、水源热泵或开式冷却塔，该冷热水机组回路123中应用的循环水与回热管路区段内的工质水通过板式换热器160换热，循环水在此吸热后进入冷热水机组回路123中参与工作。
在此实施例中，为实现对各个回热管路区段的通断的单独控制，阀门的设置必不可少。如下将提供了若干种优化的阀门设置方式。例如，冷却塔回路122与冷热水机组回路123的并联交汇点处设置电动三通阀150，由此来调节两者的流量比例，或择一地导通二者之一。
在此实施例中，为实现将供热管路区段131中的热水吸入各个回热管路区段132a、132b、132c中，驱动装置的设置必不可少。例如，可以在回热管路区段132a中设置生活用水水泵140，其与供热管路区段131中的供热管路水泵构成二次泵系统，两者存在一段用于耦合的公共管路，且生活用水水泵140用于将供热管路区段131中的热水吸入各个回热管路区段132a中。应当知道的，对于其他回热管路区段，也可采用类似的布置。
如下将结合前述实施例来描述该热回收水系统的工作过程。
在低温展示柜运行状态下，吸热后的制冷剂流至冷凝器侧进行散热；在泵170的驱动下，热回收流路130中的工质水在低温展示柜系统的冷凝器侧与其中的制冷剂进行热交换，从其中获取热量。该部分携带热量的工质水流入供热管路区段131。随后，其可根据生活用水回路121、冷却塔回路122及冷热水机组回路123是否接入对应的回热管路区段132a、132b、132c中来决定将携带热量的工质水送往何处。当接入生活用水回路121时，可以启动回路上的生活用水水泵140；在其驱动下，供热管路区段131中的热水被引导入回热管路区段132a中，并在生活用水回路121内水源热泵中进行热交换，从而将存储在水箱中变成高温生活用水。此后，在电动三通阀150切换至导通回热管路区段132b时，经过第一次换热后的工质水将进入冷却塔回路122中，回热管路区段132b内的工质水直接进入其中进行热交换。或者，在电动三通阀150切换至导通回热管路区段132c时，经过第一次换热后的工质水将进入板式换热器160中，该冷热水机组回路123中应用的循环水也进入板式换热器160中，并与回热管路区段内的工质水换热，循环水在此吸热后进入冷热水机组回路123中参与工作。具体而言，当冷热水机组回路123中的冷热水机组在执行制热模式时，该部分热量可直接应用于为冷热水机组辅助制热；而在冷热水机组回路123中的冷热水机组在执行制冷模式或并未工作时，该部分热量可直接经由冷热水机组回路123中的开式冷却塔释放至环境中，从而通过前述过程完成热量的回收或释放。释放完热量后的工质水将经由供热管路区段131流回至低温展示柜系统的冷凝器侧，开始新一轮工作循环。
以上例子主要说明了本发明的热回收水力控制模块及热回收水系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (17)

1.一种水力控制模块，其特征在于，包括：
壳体；以及
流路，其包括与散热源关联的供热管路区段，以及与吸热源关联的多个回热管路区段；所述流路布置在壳体内，且所述供热管路区段在所述壳体上形成至少一对供热管路接口，多个所述回热管路区段分别在所述壳体上形成回热管路接口；
其中，所述流路受控来导通所述供热管路区段与一个或多个所述回热管路区段。
2.根据权利要求1所述的水力控制模块，其特征在于，所述吸热源包括第一类吸热源及第二类吸热源，其中所述第一类吸热源具有比第二类吸热源更高的温度要求。
3.根据权利要求2所述的水力控制模块，其特征在于，多个所述回热管路区段依次串联地连接至所述供热管路区段；其中，与第一类吸热源关联的回热管路区段位于上游，而与第二类吸热源关联的回热管路区段位于下游。
4.根据权利要求3所述的水力控制模块，其特征在于，在与第一类吸热源关联的回热管路区段上设置第二水泵，所述第二水泵用于将所述供热管路区段内的水吸入与第一类吸热源关联的回热管路区段内。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的水力控制模块，其特征在于，与第一类吸热源关联的多个所述回热管路区段并联地连接至所述供热管路区段；和/或与第二类吸热源关联的多个所述回热管路区段并联地连接至所述供热管路区段。
6.根据权利要求5所述的水力控制模块，其特征在于，在多个所述回热管路区段并联的交汇点设置多通阀；所述多通阀用于调节各个所述回热管路区段的流量比例，和/或切换各个所述回热管路区段的通断。
7.根据权利要求2至4任意一项所述的水力控制模块，其特征在于，所述第一类吸热源包括生活用水回路；且/或所述第二类吸热源包括冷却塔回路和/或冷热水机组回路；所述散热源包括水冷式压缩冷凝机组的冷凝器散热水回路。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的水力控制模块，其特征在于，在所述供热管路区段上设置用于提供动力的第一水泵。
9.一种热回收水系统，其特征在于，包括：
散热源，其用于提供待回收热量；
多个吸热源，其用于吸收待回收热量；以及
热回收流路，所述热回收流路包括与散热源关联的供热管路区段，以及与多个吸热源关联的多个回热管路区段；
其中，所述热回收流路受控来导通所述供热管路区段与一个或多个所述回热管路区段。
10.根据权利要求9所述的热回收水系统，其特征在于，所述吸热源包括第一类吸热源及第二类吸热源，其中所述第一类吸热源具有比第二类吸热源更高的温度要求。
11.根据权利要求10所述的热回收水系统，其特征在于，多个所述回热管路区段依次串联地连接至所述供热管路区段；其中，与第一类吸热源关联的回热管路区段位于上游，而与第二类吸热源关联的回热管路区段位于下游。
12.根据权利要求11所述的热回收水系统，其特征在于，在与第一类吸热源关联的回热管路区段上设置第二水泵，所述第二水泵用于将所述供热管路区段内的水吸入与第一类吸热源关联的回热管路区段内。
13.根据权利要求10至12任意一项所述的热回收水系统，其特征在于，与第一类吸热源关联的多个所述回热管路区段并联地连接至所述供热管路区段；和/或与第二类吸热源关联的多个所述回热管路区段并联地连接至所述供热管路区段。
14.根据权利要求13所述的热回收水系统，其特征在于，在多个所述回热管路区段并联的交汇点设置多通阀，所述多通阀用于调节各个所述回热管路区段的流量比例，和/或切换各个所述回热管路区段的通断。
15.根据权利要求10至11任意一项所述的热回收水系统，其特征在于，所述第一类吸热源包括生活用水回路；且/或所述第二类吸热源包括冷却塔回路和/或冷热水机组回路。
16.根据权利要求15所述的热回收水系统，其特征在于，所述冷却塔回路为闭式冷却塔；和/或所述冷热水机组回路包括水冷冷热水机组，以及水源或开式冷却塔。
17.根据权利要求9至12任意一项所述的热回收水系统，其特征在于，所述散热源包括水冷式压缩冷凝机组的冷凝器散热水回路。
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