CN112303762A - 一种利用冷却水的热回收空调系统 - Google Patents

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CN112303762A CN202011184447.0A CN202011184447A CN112303762A CN 112303762 A CN112303762 A CN 112303762A CN 202011184447 A CN202011184447 A CN 202011184447A CN 112303762 A CN112303762 A CN 112303762A
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简健伟
赖建仁
王国祥
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DONGGUAN JUNKE AIR CONDITIONER MANUFACTURING CO LTD
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Abstract

本申请涉及一种利用冷却水的热回收空调系统，包括送风装置、冷凝装置、热回收装置及热交换装置，所述热交换装置包括第一导热件及第二导热件；所述冷凝装置包括蒸发器、压缩机及膨胀阀，所述蒸发器、压缩机、第一导热件及膨胀阀依次通过连接管连接以形成制冷回路，制冷回路内填充冷媒；所述热回收装置包括热回收盘管及循环水泵，所述热回收盘管、循环水泵及第二导热件依次通过连接管连接以形成制热回路，制热回路中填充有冷却水；所述送风装置包括安装壳体及风机，所述安装壳体具有进风口及出风口，所述蒸发器、热回收盘管及风机由进风口向出风口的方向依次设置于所述安装壳体内。本申请具有减少恒温除湿的空调机组的能源消耗的效果。

Description

一种利用冷却水的热回收空调系统
技术领域
本申请涉及温控技术领域，具体涉及一种利用冷却水的热回收空调系统。
背景技术
空调即空气调节器（Air Conditioner），是指用人工手段，对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备，一半包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。现在的空调已经不仅仅是用于空气温度调节，更是用于对空气温度的控制。对于能够实现温度控制的空调机组，其一般包括制冷装置和制热装置，由热冷装置和制热装置同时工作以达到稳定的温度值。普通恒温除湿的空调机组在制热装置中一般采用电加热作热补偿，这种方式比较耗能。
针对上述中的相关技术，发明人认为普通恒温除湿的空调机组存在有比较耗能的缺陷。
发明内容
为了减少恒温除湿的空调机组的能源消耗，本申请提供一种利用冷却水的热回收空调系统。
本申请提供的一种利用冷却水的热回收空调系统采用如下的技术方案：
一种利用冷却水的热回收空调系统，其包括送风装置、冷凝装置、热回收装置及热交换装置，所述热交换装置包括第一导热件及第二导热件；
所述冷凝装置包括蒸发器、压缩机及膨胀阀，所述蒸发器、压缩机、第一导热件及膨胀阀依次通过连接管连接以形成制冷回路，制冷回路内填充冷媒；
所述热回收装置包括热回收盘管及循环水泵，所述热回收盘管、循环水泵及第二导热件依次通过连接管连接以形成制热回路，制热回路中填充有冷却水；
所述送风装置包括安装壳体及风机，所述安装壳体具有进风口及出风口，所述蒸发器、热回收盘管及风机由进风口向出风口的方向依次设置于所述安装壳体内。
通过采用上述技术方案，制冷回路中，冷媒在蒸发器处吸收热量以降低安装壳体内的气体温度，制热回路中，冷却水在热回收盘管处排放热量以提高安装壳体内的气体温度，通过制冷回路和制热回路共同调节安装壳体中的气体温度，以使得安装壳体中的气体温度保持稳定，风机将安装壳体中温度稳定的空气吹入室内以对室内达到较好的控温效果。在热交换装置中，第一导热件中的冷媒与第二导热件中的冷却水通过热传递的方式进行热量交换，由于冷媒依次经过压缩机、第一导热件及膨胀阀，经过压缩机压缩的冷媒具有较高的热量，在热交换装置中主要由冷媒向冷却水传递热量。通过这种方式对冷媒排放的热量进行合理利用，并且使得冷却水不需要进行额外加热而能够升温，减少能源的消耗，提高能源利用率。当室外温度较低，且室内温度热负荷较大时，例如在秋冬季节的计算机房，单独启动热回收装置，此时热回收装置不与冷凝装置产生热交换，而热回收装置直接与大气进行热交换。热回收装置中的冷却水在循环至冷却器处时与大气进行热交换，冷却水中的热量排放至大气中，以此使得冷却水降温，降温后的冷却水循环至热回收盘管处时与室内空气进行热交换，冷却水将室内空气的热量吸收。冷却水在冷却器处排放热量并在热回收盘管处吸收热量，以此对室内进行降温，在冷却水对室内降温过程中，通过流量三通阀控制冷却水在热回收盘管处的流量，以此控制对室内温度的降温效果。在热回收装置对室内进行降温时，打开风机以提高气流的流动速度进而提高对室内的降温效率。
优选的，所述第二导热件与所述蒸发器之间设置有分流三通阀，所述分流三通阀具有进水口、第一出水口及第二出水口，所述分流三通阀的进水口通过连接管连通于所述第二导热件，所述分流三通阀的第一出水口通过连接管连通于所述热回收盘管，所述分流三通阀的第二出水口通过连接管连通于循环水泵。
通过采用上述技术方案，制热回路中，冷却水在循环至分流三通阀时，冷却水从进水口进入分流三通阀并在分流三通的分流作用下从第一出水口和第二出水口流出，分流三通阀控制第一出水口的流量以达到控制冷却水向热回收盘管的流量，由此控制冷却水在热回收盘管处排放的热量，对安装壳体内的气体达到更好的温度控制效果。
优选的，所述安装壳体中设置有温度传感器以感应安装壳体中的温度并产生感应信号，所述温度传感器电连接有控制器以将感应信号传输给所述控制器，所述控制器与所述分流三通阀电连接以在接收到感应信号时控制所述分流三通阀的第一出水口和第二出水口的水流量的改变。
通过采用上述技术方案，由温度传感器感应安装壳体内的气体温度，控制器根据温度传感器感应到的温度而自动控制分流三通阀第一出水口和第二出水口的冷却水流量的改变，不需要手动对分流三通阀进行控制，使得分流三通阀对冷却水流量的控制稳定。
优选的，所述温度传感器与所述控制器之间电连接有控制电路，所述控制电路包括高温调节模块及低温调节模块，所述高温调节模块与所述低温调节模块并联后电连接于温度传感器与控制器之间；
所述高温调节模块包括第一比较器及第一三极管，所述第一比较器的正相输入端与所述温度传感器电连接，所述第一比较器的反相输入端电连接有高温基准模块，所述第一比较器的输出端电连接于所述第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极与控制器电连接；
所述低温调节模块包括第二比较器及第二三极管，所述第二比较器的反相输入端与所述温度传感器电连接，所述第二比较器的正相输入端电连接有低温基准模块，所述第二比较器的输出端电连接于所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与控制器电连接。
通过采用上述技术方案，由高温基准模块设定高温基准值，当温度传感器的感应信号值高于高温基准值时，控制器分流三通阀减少第一出水口的流量并增加第二出水口的流量，此时流向热回收盘管的冷却水流量减少，冷却水在热回收盘管处排放的总热量减少，使得安装壳体中的气体的温度下降；由低温基准模块设定低温基准值，当温度传感器的感应信号值低于低温基准值时，控制器分流三通阀增加第一出水口的流量并减少第二出水口的流量，此时流向热回收盘管的冷却水流量增加，冷却水在热回收盘管处排放的总热量增加，使得安装壳体中的气体的温度升高。
优选的，所述循环水泵与所述第二导热件之间设置有冷却器，所述循环水泵、冷却器及第二导热件依次通过连接管连接。
通过采用上述技术方案，在冷却水的循环过程中，冷却器对冷却水进行冷却以减少制热回路中冷却水的总热量，使得安装壳体中气体的温度能够达到更低的值。
优选的，所述循环水泵与所述第二导热件之间设置有连通于制热回路的加热器。
通过采用上述技术方案，在冷却水的循环过程中，加热器对冷却水进行加热以增加制热回路中冷却水的总热量，使得安装壳体中气体的温度能够达到更高的值。
优选的，所述冷却器处设置有冷风扇。
通过采用上述技术方案，冷风扇对冷却器进行风冷，进一步提高冷却器对冷却水的降温效果，使得安装壳中气体的温度能够到达更加低的值。
优选的，所述第一导热件与所述第二导热件相互紧贴以进行热交换，所述第一导热件内设置有冷媒流道，所述第二导热件内设置有冷却水流道，所述第一导热件与所述第二导热件包覆设置有保温套。
通过采用上述技术方案，保温套使得第一导热件和第二导热件不易与周围气体发生热交换，提高第一导热件与第二导热件的热交换效率。
优选的，所述安装壳体开设有排水孔。
通过采用上述技术方案，冷媒在蒸发器处吸收蒸发器周围气体中的热量时，气体的温度容易下降到露点温度以下，此时气体中的水蒸气容易凝结并在安装壳体内形成积水，进而对安装壳体及安装壳体内的部件造成不良影响，在安装壳体上开设排水孔以及时将安装壳体内的积水排出，减少安装壳体或安装壳体内的部件受到积水的不良影响的可能性。
1.在热交换装置中，第一导热件中的冷媒向第二导热件中的冷却水传递热量，由此使得冷却水不需要进行额外加热而能够升温，减少能源的消耗，提高能源利用率；
2.当室外温度较低，且室内温度热负荷较大时，单独启动热回收装置，冷却水在冷却器处排放热量并在热回收盘管处吸收热量，以此对室内进行降温，在冷却水对室内降温过程中，通过流量三通阀控制冷却水在热回收盘管处的流量，以此控制对室内温度的降温效果，同时在热回收装置对室内进行降温时，可以打开风机以提高气流的流动速度进而提高对室内的降温效率；
3.冷却水在循环至分流三通阀时，冷却水从进水口进入分流三通阀并在分流三通的分流作用下从第一出水口和第二出水口流出，分流三通阀控制第一出水口的流量以达到控制冷却水向热回收盘管的流量，由此控制冷却水在热回收盘管处排放的热量，对安装壳体内的气体达到更好的温度控制效果；
4.分别设定高温基准值和低温基准值，高温基准值大于低温基准值，当温度传感器的感应信号值高于高温基准值时，控制器控制分流三通阀减少第一出水口的流量并增加第二出水口的流量，当温度传感器的感应信号值低于低温基准值时，控制器控制分流三通阀增加第一出水口的流量并减少第二出水口的流量，由此控制第一出水口和第二出水口的冷却水流量的改变，使得分流三通阀对冷却水流量的控制稳定，进而达到更好的控温效果。
附图说明
图1是本申请实施例1中送风装置、冷凝装置及热回收装置的关系视图。
图2是本申请实施例1中的控制电路。
图3是本申请实施例2中热回收装置的视图。
图4是本申请实施例3中热回收装置的视图。
附图标记说明：1、送风装置；11、风机；12、安装壳体；121、排水孔；123、进风口；124、出风口；2、冷凝装置；21、蒸发器；22、压缩机；23、膨胀阀；3、热回收装置；31、热回收盘管；32、循环水泵；33、冷却器；331、冷风扇；34、加热器；35、分流三通阀；4、热交换装置；41、第一导热件；42、第二导热件；5、控制电路；51、高温调节模块；52、低温调节模块。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种利用冷却水的热回收空调系统。
实施例1
一种利用冷却水的热回收空调系统，参照图1，包括送风装置1、冷凝装置2、热回收装置3及热交换装置4。送风装置1包括安装壳体12及风机11，安装壳体12具有进风口123及出风口124，风机11设置于安装壳体12内以驱使安装壳体12内的空气形成由进风口123向出风口124流通的气流。
热交换装置4包括第一导热件41及第二导热件42，第一导热件41连接于冷凝装置2，第二导热件42连接于热回收装置3，第一导热件41与第二导热件42相互紧贴并固定连接以使得热回收装置3与冷凝装置2产生热交换。第一导热件41内设置有冷媒流道，第二导热件42内设置有冷却水流道。本实施例中，第一导热件41为金属板，第二导热件42也为金属板，第一导热件41与第二导热件42可以是一体成型或焊接固定，以使得第一导热件41和第二导热件42具有较高的热交换效率。第一导热件41与第二导热件42包覆设置有保温套以减少第一导热件41与第二导热件42的热量或冷量损失，提高第一导热件41和第二导热件42的热传递效果。
冷凝装置2包括依次设置的蒸发器21、压缩机22及膨胀阀23。蒸发器21、压缩机22、第一导热件41及膨胀阀23依次通过连接管连接以形成制冷回路，制冷回路内填充冷媒，冷媒在制冷回路中循环。冷媒在第一导热件41处排放热量并在蒸发器21处吸收热量。
热回收装置3包括依次设置的热回收盘管31、循环水泵32、冷却器33及分流三通阀35。热回收盘管31、循环水泵32、冷却器33、第二导热板及分流三通阀35依次通过连接管连接以形成制热回路，制热回路中填充有冷却水，冷却水在制热回路中循环。冷却水在第一导热件41处吸收热量并在热回收盘管31处排放热量。在冷却水的循环过程中，冷却器33对冷却水进行冷却以减少制热回路中冷却水的总热量。分流三通阀35具有进水口、第一出水口及第二出水口，分流三通阀35的进水口通过连接管连通于第二导热件42，分流三通阀35的第一出水口通过连接管连通于热回收盘管31，分流三通阀35的第二出水口通过连接管连通于循环水泵32。冷却水在循环至分流三通阀35时，冷却水从进水口进入分流三通阀35并在分流三通的分流作用下从第一出水口和第二出水口流出。分流三通阀35控制循环至热回收盘管31的冷却水流量，由此控制冷却水在热回收盘管31处排放的热量。
蒸发器21和热回收盘管31均设置于安装壳体12内，蒸发器21、热回收盘管31及风机11由进风口123向出风口124依次设置。冷媒在制冷回路中循环至蒸发器21处时吸收蒸发器21周围空气中的热量以对安装壳体12中的空气进行降温，冷却水在制热回路中循环至热回收盘管31时向热回收盘管31周围的空气传递热量以对安装壳体12中的空气进行升温，由此使得安装壳体12中的空气温度稳定，风机11将安装壳体12中的温度稳定的空气吹入室内以对室内达到较好的控温效果。安装壳体12底部开设有排水孔121，排水孔121位于蒸发器21的正下方，安装壳体12内积存的水从排水孔排出，减少安装壳体12内的部件受积水的影响。
参照图1和图2，安装壳体12中设置有温度传感器以感应安装壳体12中的温度并产生感应信号，温度传感器电连接有控制器以将感应信号传输给控制器，控制器与分流三通阀35电连接以在接收到感应信号时控制分流三通阀35的第一出水口和第二出水口的水流量的改变。温度传感器与控制器之间电连接有控制电路5，控制电路5包括高温调节模块51及低温调节模块52，高温调节模块51与低温调节模块52并联后电连接于温度传感器与控制器之间。高温调节模块51包括第一比较器及第一三极管，第一比较器的正相输入端与温度传感器电连接，第一比较器的反相输入端电连接有高温基准模块，第一比较器的输出端电连接于第一三极管的基极，第一三极管的集电极与控制器电连接。高温基准模块包括可调电阻，通过调整高温基准模块的可调电阻的阻值以设定高温基准值，当温度传感器的感应信号值高于高温基准值时，控制器分流三通阀35减少第一出水口的流量并增加第二出水口的流量。低温调节模块52包括第二比较器及第二三极管，第二比较器的反相输入端与温度传感器电连接，第二比较器的正相输入端电连接有低温基准模块，第二比较器的输出端电连接于第二三极管的基极，第二三极管的集电极与控制器电连接。低温基准模块包括可调电阻，通过调整低温基准模块的可调电阻的阻值以设定低温基准值，当温度传感器的感应信号值低于低温基准值时，控制器分流三通阀35增加第一出水口的流量并减少第二出水口的流量。需要注意的是，高温基准值须要大于低温基准值以保障控制电路5的控制功能稳定。
实施例2
实施例2相比实施例1的不同之处在于，参照图3，循环水泵32与第二导热件42之间设置有加热器34而不存在冷却器33，加热器34对制热回路中的冷却水进行加热，使得冷却水具有更高的热量。相比实施例1，本实施例对温度控制的上限值和下限值都更高。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于，参照图4，循环水泵32与第二导热件42之间还设置有加热器34，冷却器33与加热器34通过连接管依次串联于循环水泵32与第二导热件42之间，加热器34可对制热回路中的冷却水进行加热。本实施例中，需要注意的是，加热器34与冷却器33不同时使用，避免加热器34与冷却器33同时工作而使得对冷却水的加热和冷却效果相互抵消而导致的能源浪费。相比实施例1，本实施例对温度控制的上限值更高，温度控制范围更大；相比实施例2，本实施例对温度控制的下限值更低，温度控制范围更大。
本申请一种利用冷却水的热回收空调系统的实施原理为：制冷回路中，冷媒在蒸发器21处吸收热量以降低安装壳体12内的气体温度，制热回路中，冷却水在热回收盘管31处排放热量以提高安装壳体12内的气体温度，制冷回路和制热回路共同调节安装壳体12中的气体温度，以使得安装壳体12中的气体温度保持稳定，风机11将安装壳体12中温度稳定的空气吹入室内以对室内达到较好的控温效果。在热交换装置4中，第一导热件41中的冷媒与第二导热件42中的冷却水通过热传递的方式进行热量交换，由于冷媒依次经过压缩机22、第一导热件41及膨胀阀23，经过压缩机22压缩的冷媒具有较高的热量，在热交换装置4中主要由冷媒向冷却水传递热量。通过这种方式对冷媒排放的热量进行合理利用，并且使得冷却水不需要进行额外加热而能够升温，减少能源的消耗，提高能源利用率。
当室外温度较低，且室内温度热负荷较大时，例如在秋冬季节的计算机房，单独启动热回收装置3，此时热回收装置3不与热回收装置4产生热交换，而热回收装置3直接与大气进行热交换。热回收装置3中的冷却水在循环至冷却器33处时与大气进行热交换，冷却水中的热量排放至大气中，以此使得冷却水降温，降温后的冷却水循环至热回收盘管31处时与室内空气进行热交换，冷却水将室内空气的热量吸收。冷却水在冷却器33处排放热量并在热回收盘管31处吸收热量，以此对室内进行降温，在冷却水对室内降温过程中，通过分流三通阀35控制冷却水在热回收盘管31处的流量，以此控制对室内温度的降温效果。在热回收装置3对室内进行降温时，打开风机11以提高气流的流动速度进而提高对室内的降温效率。
对于实施例1，安装壳体12内的气体稳定温度能够达到更低值，适合用于环境温度较高而室内温度需要降低的地域或场景。
对于实施例2，安装壳体12内的气体稳定温度能够达到更高值，适合用于环境温度较低而室内温度需要升高的地域或场景。
对于实施例3，安装壳体12内的气体稳定温 度具有更大的范围值，其适用于环境温度变化较大的地域或场景。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：包括送风装置(1)、冷凝装置(2)、热回收装置(3)及热交换装置(4)，所述热交换装置(4)包括第一导热件(41)及第二导热件(42)；
所述冷凝装置(2)包括蒸发器(21)、压缩机(22)及膨胀阀(23)，所述蒸发器(21)、压缩机(22)、第一导热件(41)及膨胀阀(23)依次通过连接管连接以形成制冷回路，制冷回路内填充冷媒；
所述热回收装置(3)包括热回收盘管(31)及循环水泵(32)，所述热回收盘管(31)、循环水泵(32)及第二导热件(42)依次通过连接管连接以形成制热回路，制热回路中填充冷却水；
所述送风装置(1)包括安装壳体(12)及风机(11)，所述安装壳体(12)具有进风口(123)及出风口(124)，所述蒸发器(21)、热回收盘管(31)及风机(11)由进风口(123)向出风口(124)的方向依次设置于所述安装壳体(12)内。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述第二导热件(42)与所述蒸发器(21)之间设置有分流三通阀(35)，所述分流三通阀(35)具有进水口、第一出水口及第二出水口，所述分流三通阀(35)的进水口通过连接管连通于所述第二导热件(42)，所述分流三通阀(35)的第一出水口通过连接管连通于所述热回收盘管(31)，所述分流三通阀(35)的第二出水口通过连接管连通于循环水泵(32)。
3.根据权利要求2所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述安装壳体(12)中设置有温度传感器以感应安装壳体(12)中的温度并产生感应信号，所述温度传感器电连接有控制器以将感应信号传输给所述控制器，所述控制器与所述分流三通阀(35)电连接以在接收到感应信号时控制所述分流三通阀(35)的第一出水口和第二出水口的水流量的改变。
4.根据权利要求3所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述温度传感器与所述控制器之间电连接有控制电路(5)，所述控制电路(5)包括高温调节模块(51)及低温调节模块(52)，所述高温调节模块(51)与所述低温调节模块(52)并联后电连接于温度传感器与控制器之间；
所述高温调节模块(51)包括第一比较器及第一三极管，所述第一比较器的正相输入端与所述温度传感器电连接，所述第一比较器的反相输入端电连接有高温基准模块，所述第一比较器的输出端电连接于所述第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极与控制器电连接；
所述低温调节模块(52)包括第二比较器及第二三极管，所述第二比较器的反相输入端与所述温度传感器电连接，所述第二比较器的正相输入端电连接有低温基准模块，所述第二比较器的输出端电连接于所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述循环水泵(32)与所述第二导热件(42)之间设置有冷却器(33)，所述循环水泵(32)、冷却器(33)及第二导热件(42)依次通过连接管连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述循环水泵(32)与所述第二导热件(42)之间设置有连通于制热回路的加热器(34)。
7.根据权利要求5所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述冷却器(33)处设置有冷风扇(331)。
8.根据权利要求1所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述第一导热件(41)与所述第二导热件(42)相互紧贴以进行热交换，所述第一导热件(41)内设置有冷媒流道，所述第二导热件(42)内设置有冷却水流道，所述第一导热件(41)与所述第二导热件(42)包覆设置有保温套。
9.根据权利要求1所述的一种利用冷却水的热回收空调系统，其特征在于：所述安装壳体(12)开设有排水孔(121)。
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