CN111102763B - 一种冷热水机组余热回收及利用的系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷热水机组余热回收及利用的系统及其使用方法，属于冷热水机组技术领域，该系统包括第一换热装置，第一换热装置设置于压缩机外壳上；第二换热装置，第二换热装置设置于压缩机驱动模块上；第一回路，第一换热装置和第二换热装置均分别连通于第一回路中；第一支路，第一支路的一端与第一回路连通且该第一支路的另一端与翅片换热器的进口连通，第一支路上设有控制通断的第一阀门，第一支路用于翅片换热器除霜。采用上述结构，本发明提供的系统可以收集并利用压缩机外壳以及压缩机驱动模块产生的热量来对翅片换热器进行除霜处理，节约能源，而且不会影响冷热水机组的正常运行，用户体验感更好。

Description

一种冷热水机组余热回收及利用的系统及其使用方法

技术领域

本发明属于冷热水机组技术领域，特别涉及一种冷热水机组余热回收及利用的系统及其使用方法。

背景技术

冷热水机组是通过水与空气的热量交换来获取冷量的一种节能高效的冷却装置，其具有压缩机和驱动压缩机运行的驱动模块，压缩机和驱动模块工作时会产生大量的热量(也即余热)，目前，上述压缩机和驱动模块工作时产生的余热大多是通过自然冷却的方式进行散热，这便造成能量的白白浪费，另外，冷热水机组还包括位于外机的翅片换热器，冬季时候，由于空气温度低，在翅片换热器表面会凝结一层霜，冷热水机组中通常会设置特定的除霜模式，用于除去翅片换热器表面的霜，但是机组运行除霜模式将会严重影响机组的基本性能以及供暖舒适度。

发明内容

本发明提供一种冷热水机组余热回收及利用的系统，用于解决现有技术中的冷热水机组运行时压缩机和驱动模块产生的热量白白浪费以及翅片换热器除霜时对机组造成的性能下降的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种冷热水机组余热回收及利用的系统，包括：

第一换热装置，所述第一换热装置设置于压缩机外壳上，用于和所述压缩机外壳进行热交换；

第二换热装置，所述第二换热装置设置于压缩机驱动模块上，用于和所述压缩机驱动模块进行热交换；

第一回路，所述第一换热装置和所述第二换热装置均分别连通于所述第一回路中；

第一支路，所述第一支路的一端与所述第一回路连通且该第一支路的另一端与翅片换热器的进口连通，所述第一支路上设有控制通断的第一阀门，所述第一支路用于所述翅片换热器除霜。

进一步地，为了更好的实现本发明，还包括水箱和第三换热装置，所述第三换热装置设置于所述水箱中且该第三换热装置串联于所述第一回路中。

进一步地，为了更好的实现本发明，还包括太阳能装置，所述太阳能装置连通于所述第一回路中。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括第四换热装置和第二回路，所述第四换热装置通过所述第二回路与所述水箱内部连通，所述第四换热装置设置在套管换热器上，用于与所述套管换热器进行热交换。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述翅片换热器的出口与所述太阳能装置或者所述第三换热装置连通。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述第一换热装置和/或所述第二换热装置和/或所述第三换热装置和/或所述第四换热装置为铜管。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述第一换热装置和/或所述第四换热装置外包裹有保温层。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述第一换热装置和/或所述第四换热装置上设有温度传感器。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括水泵，所述水箱中设有水，所述水泵设于所述第二回路上，所述水泵用于将所述水箱中的水输送至所述第二回路中。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括工质泵，所述第一回路中设有冷媒，所述工质泵设于所述第一回路上，所述工质泵用于驱动冷媒在所述第一回路中循环流动。

本发明还提供上述冷热水机组余热回收及利用的系统的使用方法，包括上述冷热水机组余热回收及利用的系统，该使用方法包括以下步骤：步骤1：夏季炎热环境下，使用第一换热装置将压缩机外壳的热量吸收，使用第二换热装置将压缩机驱动模块的热量吸收，并使用第一回路将第一换热装置和第二换热装置吸收的热量转移至第三换热装置，第三换热装置与水箱中的水进行热换，以对压缩机外壳以及压缩机驱动模块进行降温冷却；

步骤2：冬季寒冷环境下，使用第一换热装置将压缩机外壳的热量吸收，使用第二换热装置将压缩机驱动模块的热量吸收，并使用第一回路将第一换热装置和第二换热装置吸收的热量转移至第三换热装置，第三换热装置与水箱中的水进行热换，以对压缩机外壳以及压缩机驱动模块进行降温冷却，第一回路中的热量经第一支路到达翅片换热器，以对翅片换热器进行除霜，当光照充足时，太阳能装置收集的热量经第一回路以及第一支路后达到翅片换热器并对翅片换热器进行除霜；

步骤3：冬季寒冷环境下，使用第二回路将水箱中的水循环至第四换热装置处，以对第四换热装置进行加热保温。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的冷热水机组余热回收及利用的系统，包括第一换热装置、第二换热装置、第一回路和第一支路，第一换热装置设置在压缩机外壳上，用于和压缩机外壳进行热交换，第二换热装置设置在压缩机驱动模块上，用于和压缩机驱动模块热交换，第一换热装置和第二换热装置均连通于第一回路中，这样，压缩机运行时，压缩机外壳产生的热量将会进入第一换热装置并进入第一回路中，压缩机驱动模块产生的热量将进入第二换热装置并进入第一回路中，当需要给翅片换热器除霜时，将第一支路上的第一阀门打开，此时，第一回路中的热量将会经过第一支路到达翅片换热器，从而给翅片换热器除霜，采用上述结构，本发明提供的冷热水机组余热回收及利用的系统，能够利用压缩机外壳以及压缩机驱动模块产生的热量来对翅片换热器进行除霜，从而具有节能的效果，而且不需要机组运行特殊的除霜模式，因此机组的基础性能在翅片换热器除霜时不会受到影响，用户体验感更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的冷热水机组余热回收及利用的系统的结构示意图。

图中：

1-第一换热装置；2-压缩机；3-第二换热装置；4-压缩机驱动模块；5-第一回路；6-第一支路；7-第一阀门；8-水箱；9-第三换热装置；10-太阳能装置；11-第四换热装置；12-第二回路；13-套管换热器；14-第二支路；15-第二阀门；16-保温层；17-温度传感器；18-水泵；19-工质泵；20-第一三通阀；21-第二三通阀；22-第三三通阀；23-第四三通阀；24-第五三通阀；25-第六三通阀；26-翅片换热器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种冷热水机组余热回收及利用的系统，如图1所示，包括第一换热装置1、第二换热装置3、第一回路5和第一支路6。冷热水机组包括压缩机2、用于驱动压缩机2工作的压缩机驱动模块4、安装在外机上的翅片换热器26和套管换热器13。

上述第一换热装置1设置在压缩机2外壳上，用于与压缩机2外壳进行热交换，压缩机2运行过程中，压缩机2外壳处的热量将会进入第一换热装置1内；上述第二换热装置3则设置在压缩机驱动模块4上，用于与压缩机驱动模块4进行热交换，当压缩机2运行过程中，压缩机驱动模块4上产生的热量将会进入第二换热装置3内。

上述第一回路5中设有冷媒，并且第一换热装置1和第二换热装置3均分别连通与上述第一回路5中，这样，第一换热装置1吸收的压缩机2外壳的热量将会进入第一回路5中，第二换热装置3吸收的压缩机驱动模块4的热量也会进入第一回路5中。在此过程中，第一换热装置1可以对压缩机2外壳进行降温，第二换热装置3可以对压缩机驱动模块4进行降温，避免压缩机2以及压缩机驱动模块4的温度过高而损毁。而且第一回路5可以通过第一换热装置1和第二换热装置3分别吸收压缩机2外壳以及压缩机驱动模块4产生的热量，从而避免该部分热量自然散失，节约能量。

上述第一支路6的一端与上述第一回路5连通，这样第一回路5中的冷媒将能够进入第一支路6，从而将第一回路5中收集的热量带至第一支路6中，上述第一支路6的另一端与翅片换热器26的进口端连通，这样，第一支路6中的热量便可以达到上述翅片换热器26。而且在上述第一支路6上还安装有控制通断的第一阀门7，当冬季温度较低而在翅片换热器26表面产生霜时，便可以打开第一阀门7，使得第一支路6中的热量达到翅片换热器26，以给翅片换热器26进行除霜。

采用上述结构，本实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统，其能够收集压缩机2运行时，压缩机2外壳以及压缩机驱动模块4所产生的热量，并且能够使用该部分热量来对翅片换热器26进行除霜处理，因此，冷热水机组便不需要运行特定的除霜模式来对翅片换热器26进行除霜处理，从而使得冷热水机组能够一直保持很好的性能运转，进而提高用户体验感。

作为本实施例的一种具体实施方式，上述第一回路5由多根管道和三通阀门组成，上述第一支路6也是管道，该第一回路5上安装有第二三通阀21，上述第一支路6则通过第二三通阀21连通于上述第一回路5上。上述第一回路5上还安装有第三三通阀22，该第三三通阀22的进口端连接于上述第二三通阀21的一个出口端，上述第一换热装置1的进口端和第二换热装置3的进口端分别连接于上述第三三通阀22的两个出口端，上述第一回路5上还安装有第四三通阀23，该第四三通阀23具有两个进口端，上述第一换热装置1的出口端和第二换热装置3的出口端分别连接于上述第四三通阀23的两个进口端，而该第四三通阀23的出口端则与上述第二三通阀21的进口端相连，从而组成第一回路5。最佳地，上述第一阀门7为膨胀阀。

实施例2：

本实施例作为实施例1的一种更优实施方式，如图1所示，本实施例中提供的冷热水机组余热回收及利用的系统还包括水箱8和第三换热装置9，作为本实施例的一种最佳实施方式，本实施例中的水箱8为具有蓄热保温作用的箱体结构，其内部装有水，上述第三换热装置9安装在上述水箱8中，并且该第三换热装置9串联在上述第一回路5中。最佳地，该第三换热装置9的进口端与上述第四三通阀23的出口端连通，该第三换热装置9的出口端与上述第二三通阀21的进口端连通。

采用该种结构，上述第一换热装置1收集的热量以及第二换热装置3收集的热量进入第一回路5后，会随着第一回路5中冷媒的循环，而进入第三换热装置9，从而与水箱8中的水进行热量交换，以对压缩机2外壳以及压缩机驱动模块4更好地进行降温，上述水箱8的蓄热保温功能，则可以对交换至水箱8中水里面的热量进行暂存。

实施例3：

本实施例作为上述实施例的一种更优实施方式，如图1所示，本实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统还包括太阳能装置10，具体地，该太阳能装置10包括太阳能集热热管，用于吸收太阳能。

该太阳能装置10连通于上述第一回路5中，实际上，则是该太阳能装置10的太阳能集热热管连通于上述第一回路5中。具体地，该第一回路5中还安装有第五三通阀24，最佳地，该第五三通阀24具有两个进口端一个出口端，该第五三通阀24的一个进口端与上述第四三通阀23的出口端连通，该第五三通阀24的出口端与上述第三换热装置9的进口端连通，也即第五三通阀24安装在上述第四三通阀23与第三换热装置9之间。上述第一回路5中还安装有第一三通阀20，该第一三通阀20具有一个进口端和两个出口端，该第一三通阀20的进口端与上述第三换热装置9的出口端连通，该第一三通阀20的其中一个出口端与上述第二三通阀21的进口端连通，也即该第一三通阀20安装在第二三通阀21和第三换热装置9之间。上述太阳能集热热管的进口端则与上述第一三通阀20的另一个出口端连通，并且该太阳能集热热管的出口端则与上述第五三通阀24的另一个进口端连通。

采用上述结构，太阳能集热热管中也将流通冷媒，太阳能装置10收集的太阳能能量将加热流通在太阳能集热热管中的冷媒，而后该部分热量将进入第三换热装置9，并与水箱8中的水进行热量交换，部分热量暂存在水箱8中。

而且，太阳能集热热管中的热量也将能用于位于外机的翅片换热器26除霜，这样，本实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统具有两个能给翅片换热器26除霜的热量来源，其一便是上述太阳能装置10吸收的太阳能，另一个是上述第一换热装置1吸收的压缩机2外壳热量和第二换热装置3吸收的压缩机驱动模块4的热量。具体使用时，优先使用上述太阳能装置10吸收的太阳能对翅片换热器26进行除霜，当夜晚没有光照或者光照不足时，则能使用上述第一换热装置1吸收的压缩机2外壳热量和第二换热装置3吸收的压缩机驱动模块4的热量对翅片换热器26进行除霜，进一步节省能源，而且能更好地满足对翅片换热器26的除霜要求。

作为本实施例的一种最佳实施方式，本实施例中，上述第一回路5上还设有工质泵19，该工质泵19安装在第三换热装置9和第一三通阀20之间，从而将第三换热装置9中的冷媒输送至第一回路5中循环。还包括电源，该电源与工质泵19电连接，以驱动工质泵19运行。

实施例4：

本实施例作为上述实施例的一种更优实施方式，如图1所示，本实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统还包括第四换热装置11和第二回路12，上述第四换热装置11通过该第二回路12与上述水箱8内部连通，具体地，该第四换热装置11串联在上述第二回路12中，水箱8中的水将能够进入上述第二回路12中，并到达上述第四换热装置11。

冷热水机组还包括套管换热器13(也即冷凝器)，该第四换热装置11设置在上述套管换热器13上，以用于与套管换热器13进行热量交换。

采用该种结构，夏季，环境温度高时，套管换热器13运行所产生的热量将与第四换热装置11进行热量交换，从而对套管换热器13进行水冷，并且进入第四换热装置11中的热量最终经第二回路12进入水箱8中进行暂存；冬季，环境温度低时，第四换热装置11则可以将暂存在水箱8中的热量输送至套管换热器13处，用于套管换热器13保温，避免热量较快地散失；同时，在机组运行的特殊条件下，对套管换热器13进行防冻保护。因此，本实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统可以利用太阳能装置10、第一换热装置1和第二换热装置3收集的热量加热水箱8中的水，也即转移至水箱8中的水里面，随后再将该部分热量转移至套管换热器13进行防冻保护。

作为本实施例的一种最佳实施方式，本实施例中，在上述第二回路12中还安装有水泵18，水泵18与上述电源也电连接，当电源给水泵18供电时，水泵18将水箱8中的水输送至第二回路中。

实施例5：

本实施例作为上述实施例的一种更具体实施方式，如图1所示，本实施例中提供的冷热水机组余热回收及利用的系统还包括第二支路14，第二支路14的一端与套管换热器13的出口连通且该第二支路14的另一端与翅片换热器26的进口连通，而且该第二支路14上设有控制通断的第二阀门15。最佳地，本实施例中的第二阀门15为膨胀阀。

上述翅片换热器26的出口端则通过管路以及四通阀门与压缩机2的吸气口连通。而且该翅片换热器26的出口端还与太阳能集热热管或者第三换热装置9装置连通。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例中，在上述太阳能集热热管的出口端与第五三通阀24的进口端之间还设有第六三通阀25，该第六三通阀25具有两个进口端和一个出口端，上述翅片换热器26的出口端则与该第六三通阀25的其中一个进口端连通，太阳能集热热管的出口端与第六三通阀25的另一个进口端连通，第六三通阀25的出口端则连接于上述第五三通阀24的一个进口端上。

实施例6：

本实施例作为上述实施例的一种具体实施方式，本实施例中，上述第一换热装置1和/或第二换热装置3和/或第三换热装置9和/或第四换热装置11为铜管，第一换热装置1缠绕在压缩机2外壳外，第二换热装置3则嵌装在压缩机驱动模块4的背板里面，第三换热装置9安装在水箱8中的水里面，第四换热装置11则缠绕在套管换热器13的外壳外。

采用该种结构，则可以使得第一换热装置1/或第二换热装置3和/或第三换热装置9和/或第四换热装置11均能够对相应位置进行良好的热换效果。

实施例7：

本实施例作为上述实施例的一种更优实施方式，本实施例中，在上述第一换热装置1和/或第四换热装置11外还包括有保温层16，该保温层16能够保温，其由保温材料制成，比如棉花。

采用该种结构，则可以减少压缩机2外壳产生的热量散失，也可以减少套管换热器13产生的热量散失。

实施例8：

本实施例作为上述实施例的更有实施方式，本实施例中，在上述套管换热器13的外壳和/或压缩机2的外壳上还设有温度传感器17，以用于检测套管换热器13外壳以及压缩机2外壳的温度。

实施例9：

本实施例作为上述实施例提供的冷热水机组余热回收及利用的系统的具体使用方法实施例，具体如下：

夏季高温环境下，冷热水机组制冷运行，压缩机驱动模块4驱动压缩机2工作，压缩机2外壳和压缩机驱动模块4产生热量，工质泵19运行并将第三换热装置9中的冷媒输送进入第一回路5，冷媒依次经过第一三通阀20、第二三通阀21和第三三通阀22后进入第一换热装置1和第二换热装置3，第一换热装置1将压缩机2外壳的热量收集，第二换热装置3将压缩机驱动模块4的热量收集，随后依次经过第四三通阀23和第五三通阀24后流回第三换热装置9并与水箱8中的水进行热量交换，此状态下，水箱8中的水为冷水，从而实现对压缩机2外壳以及压缩机驱动模块4的冷却降温，水箱8蓄存热量；

冬季低温环境中，冷热水机组制热运行，压缩机驱动模块4驱动压缩机2工作，压缩机2外壳和压缩机驱动模块4产生热量并分别通过第一换热装置1和第二换热装置3换热作用进入第一回路5，而后经过第一支路6对翅片换热器26进行除霜，而在白天光照充足时，则使用太阳能装置10收集的太阳能，对翅片换热器26进行除霜。

冬季低温环境条件下，当冷热水机组故障停机，或用户强制长时间关机时，通过检测套管换热器13出水温度，当出水温度低于某设定值时，则表明套管换热器13存在水温过低，被冻坏的危险，此时可利用水箱8中蓄存的热量，通过水泵18泵送循环至第二回路12以及第四换热装置11中，从而实现对套管换热器13的加热防冻循环。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于，包括：

第一换热装置，所述第一换热装置设置于压缩机外壳上，用于和所述压缩机外壳进行热交换；

第二换热装置，所述第二换热装置设置于压缩机驱动模块上，用于和所述压缩机驱动模块进行热交换；

第一回路，所述第一换热装置和所述第二换热装置均分别连通于所述第一回路中；

第一支路，所述第一支路的一端与所述第一回路连通且该第一支路的另一端与翅片换热器的进口连通，所述第一支路上设有控制通断的第一阀门，所述第一支路用于所述翅片换热器除霜；

还包括水箱和第三换热装置，所述第三换热装置设置于所述水箱中且该第三换热装置串联于所述第一回路中；

还包括太阳能装置，所述太阳能装置连通于所述第一回路中；

所述翅片换热器的出口与所述太阳能装置或者所述第三换热装置连通；

还包括工质泵，所述第一回路中设有冷媒，所述工质泵设于所述第一回路上，所述工质泵用于驱动冷媒在所述第一回路中循环流动；

夏季炎热环境下，使用第一换热装置将压缩机外壳的热量吸收，使用第二换热装置将压缩机驱动模块的热量吸收，并使用第一回路将第一换热装置和第二换热装置吸收的热量转移至第三换热装置，第三换热装置与水箱中的水进行热交换，以对压缩机外壳以及压缩机驱动模块进行降温冷却；

冬季寒冷环境下，使用第一换热装置将压缩机外壳的热量吸收，使用第二换热装置将压缩机驱动模块的热量吸收，并使用第一回路将第一换热装置和第二换热装置吸收的热量转移至第三换热装置，第三换热装置与水箱中的水进行热交换，以对压缩机外壳以及压缩机驱动模块进行降温冷却，第一回路中的热量经第一支路到达翅片换热器，以对翅片换热器进行除霜，当光照充足时，太阳能装置收集的热量经第一回路以及第一支路后达到翅片换热器并对翅片换热器进行除霜；

所述太阳能装置包括太阳能集热热管，所述太阳能集热热管的出口端与所述第三换热装置的进口端之间还设有第六三通阀，该第六三通阀具有两个进口端和一个出口端，翅片换热器的出口端则与第六三通阀的其中一个进口端连通，太阳能集热热管的出口端与第六三通阀的另一个进口端连通。

2.根据权利要求1所述的一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于：还包括第四换热装置和第二回路，所述第四换热装置通过所述第二回路与所述水箱内部连通，所述第四换热装置设置在套管换热器上，用于与所述套管换热器进行热交换。

3.根据权利要求2所述的一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于：所述第一换热装置和/或所述第二换热装置和/或所述第三换热装置和/或所述第四换热装置为铜管。

4.根据权利要求3所述的一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于：所述第一换热装置和/或所述第四换热装置外包裹有保温层。

5.根据权利要求4所述的一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于：所述套管换热器的外壳和/或所述压缩机的外壳上设有温度传感器。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的一种冷热水机组余热回收及利用的系统，其特征在于：还包括水泵，所述水箱中设有水，所述水泵设于所述第二回路上，所述水泵用于将所述水箱中的水输送至所述第二回路中。

7.一种冷热水机组余热回收及利用的系统的使用方法，其特征在于，包括权利要求2所述的冷热水机组余热回收及利用的系统，该使用方法包括以下步骤：

冬季寒冷环境下，使用第二回路将水箱中的水循环至第四换热装置处，以对第四换热装置进行加热保温。