CN110822775A

CN110822775A - 空调余热回收利用系统

Info

Publication number: CN110822775A
Application number: CN201810904250.6A
Authority: CN
Inventors: 许承刚; 闫加明; 吴云诗; 于德彤; 徐丽梅; 苏宁
Original assignee: Qingdao Haier Air Conditioner Gen Corp Ltd
Current assignee: Qingdao Haier Air Conditioner Gen Corp Ltd
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2020-02-21

Abstract

本发明公开了一种空调余热回收利用系统，属于空调技术领域。该系统包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、发电装置和第一膨胀阀；所述压缩机的冷媒入口与所述蒸发器的冷媒出口连接；所述压缩机的冷媒出口通过所述第一膨胀阀与所述发电装置的冷媒入口连接；所述发电装置的冷媒出口与所述冷凝器的冷媒入口连接；所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒入口连接。本发明实施例中提供的空调余热回收利用系统，在传统的制冷循环系统的基础上增设发电装置，保证空调系统在顺利完成制冷循环的基础上能够利用高温高压冷媒释放的能量发电，该空调余热回收利用系统结构简单无需复杂的附加结构和换热介质，降低空调系统的能耗，绿色环保。

Description

空调余热回收利用系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调余热回收利用系统。

背景技术

在生活或生产过程中，存在大量余热排放，随着世界能源的短缺，现有技术公开了许多余热回收装置，用于对余热进行二次利用，既节约了能源，又保护了环境。随着对余热回收研究的逐步深入，余热回收发电装置从最初应用于水泥、钢铁行业这种传统的高耗能行业，发展到了应用于家用电器领域，特别是用于对空调余热进行回收利用。现有空调在制冷工况时，压缩机中的冷媒首先进入冷凝器进行散热，无论是家用空调常用的风冷法还是商用空调常用的水冷法，最终这部分热量都会通过空气直吹或冷却塔散发到周围环境中。

随着人们生活水平的提高，不仅商用空调不断发展，家用空调也逐渐走进千家万户，随着空调用户不断增多空调安装数量的增加，目前，空调余热回收利用成为研发人员的重点研究课题。

发明内容

本发明实施例提供了一种空调余热回收利用系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种空调余热回收利用系统，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、发电装置和第一膨胀阀；所述压缩机的冷媒入口与所述蒸发器的冷媒出口连接；所述压缩机的冷媒出口通过所述第一膨胀阀与所述发电装置的冷媒入口连接；所述发电装置的冷媒出口与所述冷凝器的冷媒入口连接；所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒入口连接。

在一些可选实施例中，所述系统还包括：第二膨胀阀；所述压缩机的冷媒出口通过所述第二膨胀阀与所述冷凝器的冷媒入口连接。

在一些可选实施例中，所述发电装置包括：螺杆膨胀机和发电机；所述螺杆膨胀机驱动所述发电机的发电线圈转动以将空调余热转化为电能。

在一些可选实施例中，所述第一膨胀阀的开度与空调器的设定目标温度呈反比。

在一些可选实施例中，所述第一膨胀阀的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。

在一些可选实施例中，所述第二膨胀阀的开度与空调器的设定目标温度呈反比。

在一些可选实施例中，所述第二膨胀阀的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。

在一些可选实施例中，当所述第一膨胀阀关闭时，所述第二膨胀阀开启。

在一些可选实施例中，所述系统还包括：冷却装置；所述冷却装置的通过出液管和进液管与所述冷凝器连接并形成冷却回路。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例中提供的空调余热回收利用系统，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、发电装置和第一膨胀阀，在传统的制冷循环系统的基础上增设发电装置，保证空调系统在顺利完成制冷循环的基础上能够利用高温高压冷媒释放的能量发电，该空调余热回收利用系统结构简单无需复杂的附加结构和换热介质，降低空调系统的能耗，绿色环保。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统的结构框图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统的结构框图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统的结构框图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统的结构框图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

现有空调在制冷工况时，压缩机中的冷媒首先进入冷凝器进行散热，无论是家用空调常用的风冷法还是商用空调常用的水冷法，最终这部分热量都会通过空气直吹或冷却塔散发到周围环境中，造成能源浪费，本发明旨在提供一种新型的空调余热回收利用系统利用空调器散发的能量以降低能耗符合绿色环保的理念。

如图1所示是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统，包括：蒸发器101、冷凝器102、压缩机103、发电装置104和第一膨胀阀105。

如图所示，压缩机103的冷媒入口与蒸发器101的冷媒出口连接，压缩机103的冷媒出口通过第一膨胀阀105与发电装置104的冷媒入口连接，发电装置104的冷媒出口与冷凝器102的冷媒入口连接，冷凝器102的冷媒出口与蒸发器101的冷媒入口连接。蒸发器101、冷凝器102、压缩机103、发电装置104和第一膨胀阀105的连接方式保证了蒸发器101冷媒出口的高温高压冷媒在循环过程中流经发电装置104散热并对发电装置104做功，冷媒自身变为低温低压的气液混合物，同时驱动发电装置104的发电线圈转动，将机械能转化为电能。

进一步的，冷媒从发电装置104的冷媒出口进入冷凝器102进行进一步的冷凝，以便于进入蒸发器101进行制冷，并重复前述制冷循环和余热回收利用循环过程。

其中，为提高冷媒推动发电机的做功效率，空调余热回收利用系统所用冷媒介质为沸点低的有机介质。可选的，冷媒为R134或R134a。冷媒介质沸点低，蒸汽的压力高，则蒸发器101冷媒出口的高温高压冷媒流经发电装置104时，推动发电装置104发电线圈转动的作用力越大，发电效率越高。

如图2所示是根据一示例性实施例示出的一种空调余热回收利用系统，包括：蒸发器101、冷凝器102、压缩机103、发电装置104、第一膨胀阀105和第二膨胀阀106。

如图1和图2所示，在压缩机103与冷凝器102之间增设第二膨胀阀106，压缩机103的冷媒出口通过第二膨胀阀106与冷凝器102的冷媒入口连接。

根据前述内容可知，本发明旨在倡导绿色环保理念，在传统的冷媒循环结构基础上增设发电装置104，如图2所示的空调余热回收利用系统避免了增设的发电装置104发生故障时影响冷媒循环，当发电装置104发生故障时，第二膨胀阀106开启，以保证空调系统制冷模式正常运行，同时便于对发电装置104的检修。

另外，现有的空调多同时包括制冷模式和制热模式，多数空调包括室内换热器和室外换热器，制冷和制热过程不同在于冷媒的流向。如图1所示，在制热模式下，蒸发器101为室内机，冷凝器102为室外机，冷媒由室内机流向室外机，即由蒸发器101流向冷凝器102。当空调在制热模式下，冷媒流向改变，由室外机流向室内机，如图1所示，由冷凝器102流向蒸发器101方向，冷媒流经发电装置104时，难以驱动发电装置104发电线圈转动以发电。如图2所示的空调余热回收利用系统，在制热模式下，第二膨胀阀106开启，第一膨胀阀105关闭，避免制热模式下发电装置104造成冷媒通路的延长，有效提高空调器的制热效率。

在前述实施例中，为保证发电装置104的稳定性，以有效地利用空调余热，降低空调能耗，可选的，发电装置104包括：螺杆膨胀机1041和发电机1042，所螺杆膨胀机1041驱动发电机1042的发电线圈转动以将空调余热转化为电能。螺杆膨胀机1041螺杆转子长径比适中，螺杆膨胀机1041具有动平衡性好、简单可靠和不易损坏的特点，保证了发电装置104的稳定性。

在一些可选实施例中，为提高空调余热回收利用的有效性，有效降低空调能耗，第一膨胀阀105的开度可调。可选的，第一膨胀阀105的开度与空调器的设定目标温度呈反比。在制冷模式下，空调器的设定目标温度越低，为满足用户对制冷的需求，第一膨胀阀105的开度越大，即冷媒流量越大，制冷效率高。可选的，第一膨胀阀105的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。在制冷模式下，室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值越大，为满足用户对制冷的需求，第一膨胀阀105的开度越大，即冷媒流量越大，制冷效率高。

在一些可选实施例中，为提高空调余热回收利用的有效性，有效降低空调能耗，第二膨胀阀106的开度可调。可选的，第二膨胀阀106的开度与空调器的设定目标温度呈反比。在制冷模式下，空调器的设定目标温度越低，为满足用户对制冷的需求，第二膨胀阀106的开度越大，即冷媒流量越大，制冷效率高。可选的，第二膨胀阀106的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。在制冷模式下，室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值越大，为满足用户对制冷的需求，第一膨胀阀105的开度越大，即冷媒流量越大，制冷效率高。

在一些可选实施例中，第一膨胀阀105关闭时，为保证空调的有效运行，第二膨胀阀106开启。在一些可选实施例中，第一膨胀阀105和第二膨胀阀106同时开启。

在一些可选实施例中，如图3或图4所示，为保证冷凝器102内冷媒充分冷凝，避免影响空调器的制冷效果，空调余热回收利用系统还包括冷却装置107。冷却装置107通过出液管和进液管与冷凝器102连接并形成冷却回路。可选的，冷却装置107为水冷塔。水冷塔通过出液管和进液管与冷凝器102连接形成冷却水的循环回路，由冷却水协助冷凝器降温，避免在发电装置104工作异常时冷媒在冷凝器102中无法有效的冷凝。

本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种空调余热回收利用系统，其特征在于，包括：蒸发器、冷凝器、压缩机、发电装置和第一膨胀阀；所述压缩机的冷媒入口与所述蒸发器的冷媒出口连接；所述压缩机的冷媒出口通过所述第一膨胀阀与所述发电装置的冷媒入口连接；所述发电装置的冷媒出口与所述冷凝器的冷媒入口连接；所述冷凝器的冷媒出口与所述蒸发器的冷媒入口连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第二膨胀阀；所述压缩机的冷媒出口通过所述第二膨胀阀与所述冷凝器的冷媒入口连接。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电装置包括：螺杆膨胀机和发电机；所述螺杆膨胀机驱动所述发电机的发电线圈转动以将空调余热转化为电能。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一膨胀阀的开度与空调器的设定目标温度呈反比。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一膨胀阀的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二膨胀阀的开度与空调器的设定目标温度呈反比。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二膨胀阀的开度与室内环境温度减去空调器的设定目标温度的差值呈正比。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述第一膨胀阀关闭时，所述第二膨胀阀开启。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：冷却装置；所述冷却装置的通过出液管和进液管与所述冷凝器连接并形成冷却回路。