CN108917065A - 一种储存水循环利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储存水循环利用系统，所述储存水循环系统的水输送器连通到所述储存罐的一侧，所述储存罐的一侧设有所述水/制冷剂热交换器装置一或水/制冷剂热交换器装置二，所述水/制冷剂热交换器装置一或水/制冷剂热交换器装置二连通到所述制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统连通到所述蒸发器、空气冷却冷凝器以及压缩机，然后制冷剂循环系统将储存水先经过蒸发器或者空气冷却冷凝器，然后经过空气冷却冷凝器或者蒸发器，最后重新回到所述储存罐内，所述压缩机设在所述蒸发器和空气冷却冷凝器之间。本发明可使储存水充分得到循环利用并且可节约电能的使用。
Description
技术领域
本发明一种储存水循环利用系统。
背景技术
空调(“AC”)系统是该国某些地区(例如德克萨斯州)夏季用电和峰值电力需求的主要驱动因素，主要是由于冷凝器单元中的制冷剂压缩机，以及住宅和商用AC系统。对高峰需求做出了重大贡献。住宅AC压缩机的功率需求大约为千瓦。
由于电网容量紧缩，以及夏季高峰需求时段(通常在下午和傍晚)价格相应上涨，公用事业公司正在寻求降低电力需求的方法。由于空调系统是峰值负荷的重要因素，因此减少空调负荷可以帮助缓解这一问题。
空调的使用通常与高峰需求保持一致，特别是在炎热的夏季，导致下午和傍晚的批发价格上涨。如果在批发市场上生产或购买电力的成本高于向客户出售的价格，那么在固定利率下卖电的公用事业公司就有可能在这些高峰期间亏损。如果公用事业可以减少峰值需求，他们可能会避免高峰时间成本。如果公用事业公司提供房主/客户使用时间或实时定价，那么电力客户在这些时间段内减少消耗将具有财务上的价值，因为每千瓦时的电费比关闭期间更昂贵。高峰时间。此外，如果整体能耗可以降低，它将为房主提供更直接的节省。
热能存储是预冷却热质量或介质的方法，该热质量或介质随后将被吸收以辅助或替换AC冷凝器。热存储的概念并不新颖，并且广泛用于商业和工业部门的大规模AC系统。然而，由于相对于AC系统的成本的高成本，较小的热存储系统(例如用于住宅和小型商业应用)虽然可用，但并不普及。
与此同时，许多空调需求高的地区也面临缺水问题或面临缺水问题的风险。建筑物(住宅和商业)使用大量的水用于非饮用水，包括灌溉和冲洗厕所。减少用水量的一种方法是捕获和储存雨水，以便在现场使用。传统上，许多地区的市政用水价格一直很低，以至于大型雨水收集系统在经济上不实用。然而，由于干旱耗尽了水资源储备，房价正在上涨，许多城市正在实施严格的用水标准，雨水系统正在重新受到关注。大型雨水收集系统有助于减少建筑用水需求，
遗憾的是，目前还没有将热存储系统与现场水收集和存储系统集成到单个组合系统中的方法，以降低总体成本并减少冗余组件。这种组合的能量/水存储配置可以通过共享成本，避免的能量和水费用以及提高电网可靠性来提高热存储系统和雨水收集系统的成本效率，从而可能在经济上有益于电/水。客户和电力/水务公用事业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储存水循环利用系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储存水循环利用系统，所述储存水循环系统包括储存罐、制冷剂循环系统、蒸发器、空气冷却冷凝器、水/制冷剂热交换器装置一、水/制冷剂热交换器装置二、以及水输送器，所述水输送器连通到所述储存罐的一侧且通过水输送器向所述储存罐内输送水，所述储存罐的一侧设有所述水/制冷剂热交换器装置一或水/制冷剂热交换器装置二，所述水/制冷剂热交换器装置一或水/制冷剂热交换器装置二连通到所述制冷剂循环系统且水/制冷剂热交换器装置一或水/制冷剂热交换器装置二将储存水输送到所述制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统连通到所述蒸发器、空气冷却冷凝器以及压缩机，然后制冷剂循环系统将储存水先经过蒸发器或者空气冷却冷凝器，然后经过空气冷却冷凝器或者蒸发器，最后重新回到所述储存罐内，所述压缩机设在所述蒸发器和空气冷却冷凝器之间。
优选的，所述水/制冷剂热交换器装置一包括制冷剂热交换器一以及开关阀一，所述水输送器通过所述开关阀一连通到所述储存罐内，所述储存罐通过所述制冷剂热交换器一连通到所述制冷剂循环系统。
优选的，所述水/制冷剂热交换器装置二包括制冷剂热交换器二、水泵、开关阀二、开关阀三，所述水输送器通过开关阀三连通到所述水泵，所述水泵连通到所述储存罐和开关阀二，所述开关阀二连通到所述制冷剂热交换器二，所述制冷剂热交换器二连通到所述制冷剂循环系统。
优选的，所述制冷剂循环系统包括多个开关阀和膨胀阀一，所述膨胀阀一通过水/制冷剂热交换器连通到所述储存罐，所述膨胀阀一通过开关阀四和开关阀五连通到所述蒸发器，所述蒸发器通过开关阀六连通到所述压缩机，所述压缩机通过开关阀七和开关阀八回到所述储存罐。
优选的，所述制冷剂循环系统还包括膨胀阀二，开关阀九通过水/制冷剂热交换器连通到所述储存罐，开关阀九通过开关阀十连通到所述压缩机，所述压缩机通过开关阀十一连通到所述空气冷却冷凝器，所述空气冷却冷凝器通过膨胀阀二、开关阀十二、开关阀四以及开关阀十三回到所述储存罐。
优选的，所述蒸发器包括蒸发器盘管以及蒸发器风扇，所述蒸发器风扇设在所述蒸发器盘管，所述储存水流经所述蒸发器盘管。
优选的，所述空气冷却冷凝器包括冷凝器盘管以及冷凝器风扇，所述冷凝器风扇设在所述冷凝器盘管的上方，所述储存水流经所述冷凝器盘管。
优选的，所述压缩机由电动机带动。
优选的，所述储存罐中的所述水包括以下中的一种或多种：雨水，市政水，井水，灰水，处理过的废水和空调冷凝水。
与现有技术相比，本发明的有益效果：储存罐，其配置成储存水，其中水的热质量用作储热介质。所述系统还包括水输送器，该水输送器引导水并将水从一个或多个源移入和移出储存罐。此外，所述系统包括连接到制冷剂循环系统的蒸发器，其中蒸发器配置成将制冷剂蒸发成制冷剂蒸汽，从而从冷却空间提取热量。另外，所述系统包括连接到制冷剂循环的压缩机，其中压缩机被配置为在系统周围加压和循环制冷剂，并且压缩机压缩制冷剂蒸汽。此外，该系统包括连接到制冷剂循环系统的空气冷却冷凝器，其中空气冷却冷凝器配置成冷凝制冷剂蒸汽，从而从储存罐中的水中除去热能并将热能排放到大气中。该系统还包括连接到制冷剂循环系统的水/制冷剂热交换装置，其中水/制冷剂热交换装置构造成根据系统的操作模式蒸发或冷凝制冷剂。储存罐中的水在傍晚和/或清晨被制冷剂再冷却。来自压缩机的制冷剂在系统的冷凝模式期间被水/制冷剂热交换装置中的水冷凝，其中制冷剂膨胀并且在高峰时间期间被引导至蒸发器，制冷剂需要蒸发成制冷剂蒸汽。制冷剂蒸汽被引导到水/制冷剂热交换装置，其中来自储存罐的水冷凝制冷剂蒸汽，从而允许来自储罐的水起到散热器的作用，而不是在电力需求的高峰时间室外空气来冷却空气冷却冷凝器。本发明将压缩和冷凝的制冷剂从空气冷却的冷凝器引导到膨胀阀一以进行膨胀，并且将膨胀阀一131膨胀的制冷剂引导至水/制冷剂热交换装置，以在傍晚和/或清晨的电力需求的非高峰时间期间重新冷却储罐中的水。从而使储存罐1中的水起到节能保温的作用。
附图说明
图1为实施例1所述水/制冷剂热交换器装置一的结构示意图；
图2为实施例2所述的水/制冷剂热交换器装置二的结构示意图；
图3为所述制冷剂循环系统系统的结构示意图。
图中：100、储存水循环利用系统；101、制冷剂循环系统；102、储存罐；103、水/制冷剂热交换器装置一；104、水输送器；105、制冷剂热交换器一；106、水/制冷剂热交换器装置二；107、水泵；108、制冷剂热交换器二；109、蒸发器；110、蒸发器风扇；111、蒸发器盘管；112、压缩机；113、电动机；114、空气冷却冷凝器；115、冷凝器风扇；116、冷凝器盘管；117、开关阀一；118、开关阀二；119、开关阀三；120、开关阀四；121、开关阀五；122、膨胀阀二；123、开关阀六；124、开关阀七；125、开关阀八；126、开关阀九；127、开关阀十；128、开关阀十一；129、开关阀十二；130、开关阀十三；131、膨胀阀一。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图3，现提出下述实施例1：
一种储存水循环利用系统100，所述储存水循环利用系统100包括储存罐102、制冷剂循环系统101、蒸发器109、空气冷却冷凝器114、水/制冷剂热交换器装置一103、以及水输送器104，所述水输送器104连通到所述储存罐102的一侧且通过水输送器104向所述储存罐102内输送水，所述储存罐102的一侧设有所述水/制冷剂热交换器装置一103，所述水/制冷剂热交换器装置一103连通到所述制冷剂循环系统101且水/制冷剂热交换器装置一103将储存水输送到所述制冷剂循环系统101，所述制冷剂循环系统101连通到所述蒸发器109、空气冷却冷凝器114以及压缩机112，然后制冷剂循环系统101将储存水先经过蒸发器109或者空气冷却冷凝器114，然后经过空气冷却冷凝器114或者蒸发器109，最后重新回到所述储存罐102内，所述压缩机112设在所述蒸发器109和空气冷却冷凝器114之，其中所述水/制冷剂热交换器装置一103包括制冷剂热交换器一105以及开关阀一117，所述水输送器104通过所述开关阀一117连通到所述储存罐102内，所述储存罐102通过所述制冷剂热交换器一105连通到所述制冷剂循环系统101。
所述的制冷剂循环系统101包括多个开关阀和膨胀阀一131，所述膨胀阀一131通过水/制冷剂热交换器装置一103连通到所述储存罐102，所述膨胀阀一131通过开关阀四120和开关阀五121连通到所述蒸发器109，所述蒸发器109通过开关阀六123连通到所述压缩机112，所述压缩机112通过开关阀七124和开关阀八125回到所述储存罐102。
所述制冷剂循环系统101还包括膨胀阀二122，开关阀九126通过水/制冷剂热交换器装置一103连通到所述储存罐102，开关阀九126通过开关阀十127连通到所述压缩机112，所述压缩机112通过开关阀十一128连通到所述空气冷却冷凝器114，所述空气冷却冷凝器114通过膨胀阀二122、开关阀十二129、开关阀四120以及开关阀十三130回到所述储存罐102。
如图2和图3，现提出下述实施例2：
一种储存水循环利用系统100，所述储存水循环利用系统100包括储存罐102、制冷剂循环系统101、蒸发器109、空气冷却冷凝器114、水/制冷剂热交换器装置二106、以及水输送器104，所述水输送器104连通到所述储存罐102的一侧且通过水输送器104向所述储存罐102内输送水，所述储存罐102的一侧设有所述水/制冷剂热交换器装置二106，所述水/制冷剂热交换器装置二106连通到所述制冷剂循环系统101且水/制冷剂热交换器装置二106将储存水输送到所述制冷剂循环系统101，所述制冷剂循环系统101连通到所述蒸发器109、空气冷却冷凝器114以及压缩机112，然后制冷剂循环系统101将储存水先经过蒸发器109或者空气冷却冷凝器114，然后经过空气冷却冷凝器114或者蒸发器109，最后重新回到所述储存罐102内，所述压缩机112设在所述蒸发器109和空气冷却冷凝器114之，其中所述水/制冷剂热交换器装置二106包括制冷剂热交换器二108、水泵107、开关阀二118、开关阀三119，所述水输送器104通过开关阀三119连通到所述水泵107，所述水泵107连通到所述储存罐102和开关阀二118，所述开关阀二118连通到所述制冷剂热交换器二108，所述制冷剂热交换器二108连通到所述制冷剂循环系统101。
所述的制冷剂循环系统101包括多个开关阀和膨胀阀一131，所述膨胀阀一131通过水/制冷剂热交换器装置二106连通到所述储存罐102，所述膨胀阀一131通过开关阀四120和开关阀五121连通到所述蒸发器109，所述蒸发器109通过开关阀六123连通到所述压缩机112，所述压缩机112通过开关阀七124和开关阀八125回到所述储存罐102。
所述制冷剂循环系统101还包括膨胀阀二122，开关阀九126通过水/制冷剂热交换器装置二106连通到所述储存罐102，开关阀九126通过开关阀十127连通到所述压缩机112，所述压缩机112通过开关阀十一128连通到所述空气冷却冷凝器114，所述空气冷却冷凝器114通过膨胀阀二122、开关阀十二129、开关阀四120以及开关阀十三130回到所述储存罐102。
在实施例1和实施例2中，所述蒸发器109包括蒸发器盘管111以及蒸发器风扇110，所述蒸发器风扇110设在所述蒸发器盘管111上方，所述储存水流经所述蒸发器盘管111，所述空气冷却冷凝器114包括冷凝器盘管116以及冷凝器风扇115，所述冷凝器风扇115设在所述冷凝器盘管116的上方，所述储存水流经所述冷凝器盘管116。
在实施例1和实施例2中，所述压缩机112由电动机113带动。
在实施例1和实施例2中，所述储存罐102中的所述水包括以下中的一种或多种：雨水，市政水，井水，灰水，处理过的废水和空调冷凝水。
工作原理：储存罐102，其配置成储存水，其中水的热质量用作储热介质。所述系统还包括水输送器104，该水输送器104引导水并将水从一个或多个源移入和移出储存罐102。此外，所述系统包括连接到制冷剂循环系统101的蒸发器109，其中蒸发器109配置成将制冷剂蒸发成制冷剂蒸汽，从而从冷却空间提取热量。另外，所述系统包括连接到制冷剂循环的压缩机，其中压缩机被配置为在系统周围加压和循环制冷剂，并且压缩机压缩制冷剂蒸汽。此外，该系统包括连接到制冷剂循环系统101的空气冷却冷凝器114，其中空气冷却冷凝器114配置成冷凝制冷剂蒸汽，从而从储存罐102中的水中除去热能并将热能排放到大气中。该系统还包括连接到制冷剂循环系统101的水/制冷剂热交换装置，其中水/制冷剂热交换装置构造成根据系统的操作模式蒸发或冷凝制冷剂。储存罐102中的水在傍晚和/或清晨被制冷剂再冷却。来自压缩机112的制冷剂在系统的冷凝模式期间被水/制冷剂热交换装置中的水冷凝，其中制冷剂膨胀并且在高峰时间期间被引导至蒸发器109，制冷剂需要蒸发成制冷剂蒸汽。制冷剂蒸汽被引导到水/制冷剂热交换装置，其中来自储存罐的水冷凝制冷剂蒸汽，从而允许来自储罐的水起到散热器的作用，而不是在电力需求的高峰时间室外空气来冷却空气冷却冷凝器114。本发明将压缩和冷凝的制冷剂从空气冷却的冷凝器引导到膨胀阀一131以进行膨胀，并且将膨胀阀一131膨胀的制冷剂引导至水/制冷剂热交换装置，以在傍晚和/或清晨的电力需求的非高峰时间期间重新冷却储罐中的水。从而使储存罐1中的水起到节能保温的作用。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述储存水循环系统(100)包括储存罐(102)、制冷剂循环系统(101)、蒸发器(109)、空气冷却冷凝器(114)、水/制冷剂热交换器装置一(103)、水/制冷剂热交换器装置二(106)、以及水输送器(104)，所述水输送器(104)连通到所述储存罐(102)的一侧且通过水输送器(104)向所述储存罐(102)内输送水，所述储存罐(102)的一侧设有所述水/制冷剂热交换器装置一(103)或水/制冷剂热交换器装置二(106)，所述水/制冷剂热交换器装置一(103)或水/制冷剂热交换器装置二(106)连通到所述制冷剂循环系统(101)且水/制冷剂热交换器装置一(103)或水/制冷剂热交换器装置二(106)将储存水输送到所述制冷剂循环系统(101)，所述制冷剂循环系统(101)连通到所述蒸发器(109)、空气冷却冷凝器(114)以及压缩机(112)，然后制冷剂循环系统(101)将储存水先经过蒸发器(109)或者空气冷却冷凝器(114)，然后经过空气冷却冷凝器(114)或者蒸发器(119)，最后重新回到所述储存罐(2)内，所述压缩机(112)设在所述蒸发器(119)和空气冷却冷凝器(114)之间。
2.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述水/制冷剂热交换器装置一(103)包括制冷剂热交换器一(105)以及开关阀一(117)，所述水输送器(4)通过所述开关阀一(117)连通到所述储存罐(102)内，所述储存罐(102)通过所述制冷剂热交换器一(105)连通到所述制冷剂循环系统(101)。
3.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述水/制冷剂热交换器装置二(106)包括制冷剂热交换器二(108)、水泵(107)、开关阀二(118)、开关阀三(119)，所述水输送器(104)通过开关阀三(119)连通到所述水泵(107)，所述水泵(107)连通到所述储存罐(120)和开关阀二(118)，所述开关阀二(118)连通到所述制冷剂热交换器二(108)，所述制冷剂热交换器二(108)连通到所述制冷剂循环系统。
4.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述制冷剂循环系统(101)包括多个开关阀和膨胀阀一(131)，所述膨胀阀一(131)通过水/制冷热交换器装置一(103)或水/制冷热交换器装置二(106)连通到所述储存罐(102)，所述膨胀阀一(131)通过开关阀四(120)和开关阀五(121)连通到所述蒸发器(109)，所述蒸发器(109)通过开关阀六(123)连通到所述压缩机(112)，所述压缩机(112)通过开关阀七(124)和开关阀八(125)回到所述储存罐(102)。
5.根据权利要求4所述的一种储存水循环利用循环系统，其特征在于：所述制冷剂循环系统(101)还包括膨胀阀二(131)，所述开关阀九(126)通过水/制冷热交换器装置一(103)或水/制冷热交换器装置二(106)连通到所述储存罐(102)，开关阀九(126)通过开关阀十(127)连通到所述压缩机(112)，所述压缩机(112)通过开关阀十一(128)连通到所述空气冷却冷凝器(114)，所述空气冷却冷凝器(114)通过膨胀阀二(122)、开关阀十二(129)、开关阀四(120)以及开关阀十三(130)回到所述储存罐(102)。
6.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述蒸发器(109)包括蒸发器盘管(111)以及蒸发器风扇(110)，所述蒸发器风扇(110)设在所述蒸发器盘管(111)，所述储存水流经所述蒸发器盘管(111)。
7.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述空气冷却冷凝器(114)包括冷凝器盘管(116)以及冷凝器风扇(115)，所述冷凝器风扇(115)设在所述冷凝器盘管(116)的上方，所述储存水流经所述冷凝器盘管(116)。
8.根据权利要求1所述的一种储存水循环利用系统，其特征在于：所述压缩机(112)由电动机(113)带动。
9.根据权利要求1-8任一项所述的储存水循环利用系统，其特征在于：所述储存罐(102)中的所述水包括以下中的一种或多种：雨水，市政水，井水，灰水，处理过的废水和空调冷凝水。
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| CN201514073U (zh) * | 2009-05-22 | 2010-06-23 | 深圳市风驰热泵技术有限公司 | 热泵热水器空调系统 |
| CN102927649A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-02-13 | 西安工程大学 | 蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统 |
| US20160282002A1 (en) * | 2013-11-15 | 2016-09-29 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Reducing peak electrical demand by air conditioning systems and reducing water consumption by implementing an integrated thermal energy and rainwater storage system |
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2018
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Patent Citations (3)
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