CN112303868A - 空调室外机热量循环利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明空调室外机热量循环利用系统及方法涉及一种热能回收系统。其目的是为了提供一种热量利用率高、使用方便、节省能源的空调室外机热量循环利用系统及方法。本发明空调室外机热量循环利用系统包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统，室外机热量提取控制系统包括热交换设备，热交换设备的进水管道上安装有调节阀门，出水管道连接热水储水罐；热水分布控制系统包括主路电动阀和水泵，出水管道连接有若干条支路管道，每条支路管道上连接有一个分电动阀和一个分水箱；热水利用控制系统包括若干条用水支路，用水支路中进水支路一端连接分水箱，另一端连接中间水箱，出水支路一端连接中间水箱，另一端连接用水端。

Description

空调室外机热量循环利用系统及方法

技术领域

本发明涉及热能回收技术领域，特别是涉及一种对空调室外机热量进行循环利用的系统及方法。

背景技术

目前我们的空调大部分使用的是风机换热系统，空调在夏天制冷的时候会产生大量的热量，这些热量经过空调室外机通过风机利用空气进行散热，因此这些热量都白白的释放到了周围的空气中，使得原本很热的夏季的空气显得更加的炎热。同时由于夏季空气气温较高，通过空气的热交换效果就不是很好，带来了空调整体效能的下降，白白损耗了大量的电力。与此同时，在我们的日常生活中会遇到很多使用热水的情形，如家庭里冲澡等，这些热水一部分居民会通过太阳能等方式得到，但是还是有一些是通过煤气或者电加热方式取得，这样就出现这样一种现象：一些人的空调白白的向外释放着热量，而一些人又使用煤气或者电来加热水，从而造成了大量的资源浪费，居住环境也更加恶劣。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热量利用率高、使用方便、节省能源的空调室外机热量循环利用系统及方法。

本发明提供的一个技术方案，空调室外机热量循环利用系统，包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统，

所述室外机热量提取控制系统包括热交换设备，热交换设备设置在空调室内机和室外机连接的管道上，热交换设备连接有进水管道和出水管道，进水管道上安装有调节阀门，出水管道连接热水储水罐；

所述热水分布控制系统包括主路电动阀和水泵和水表，主路电动阀和水泵均安装在热水储水罐的出水管道上，出水管道连接有若干条支路管道，每条支路管道上连接有一个分电动阀、水表和一个分水箱；

所述热水利用控制系统安装在热水分布控制系统中每个分水箱一侧，包括若干条用水支路，用水支路包括进水支路和出水支路，其中进水支路一端连接分水箱，另一端连接中间水箱，出水支路一端连接中间水箱，另一端连接用水端。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述进水管道上设置有流量计，调节阀门位于流量计与热交换设备之间。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述热交换设备与空调室内机和室外机连接的管道上设置有第一温度传感器，出水管道上设置有第二温度传感器。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述热水储水罐中设置有水位计。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述每个分水箱内安装有一个分水位计。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述进水支路上由分水箱向中间水箱一侧依次安装有供水水表、供水单向阀和供水电动阀；所述出水支路上由中间水箱向用水端一侧依次安装有出水电动阀、出水单向阀和出水水表。供水水表和出水水表可以用流量计代替，用于计量。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述中间水箱内安装有水位计。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中所述室外机热量提取控制系统还包括热交换控制单元，所述热交换控制单元用于控制调节阀门；所述热水分布控制系统还包括控制板，所述控制板用于控制主路电动阀和水泵；所述热水利用控制系统还包括控制面板，所述控制面板用于控制用水支路的用水状态。

本发明空调室外机热量循环利用系统，其中还包括中央服务器，中央服务器通过有线或者无线网络连接热交换控制单元、控制板和控制面板。

本发明提供的另一个技术方案，空调室外机热量循环方法，其中包括以下步骤：

S10，在空调室内机和室外机连接的管道上设置热交换设备，对管道内的高温制冷剂进行换热；

S20，通过设置在空调管道上的第一温度传感器检测空调制冷状态，通过设置在热水储水罐中的水位计检测热水储水罐中的水位，当制冷状态正常且热水储水罐未满时，开启设置在热交换设备进水管道上的调节阀门，调节阀门打开后，冷水流过热交换设备进行换热，热水流出到热水储水罐，当上述两个条件中任意一个不满足时，调节阀门关闭，停止注水；

S30，将热水储水罐的热水通过支路管道输送到各支路管道连接分水箱中，通过在分水箱中安装分水位计，检测分水箱中的水位；

S40，将分水箱中的热水通过用水支路输送到用水端，通过用水支路中的中间水箱两端安装的供水水表和出水水表体现此用水端的供水量和用水量，通过中间水箱两端安装的供水电动阀和出水电动阀实现中间水箱的自动补水或手动补水。

本发明空调室外机热量循环利用系统及方法与现有技术不同之处在于，本发明空调室外机热量循环利用系统是利用空调制冷时排出的余热加热冷水，并将加热后的热水进行综合利用输送给需要热水的人和单位的一整套控制系统。本发明空调室外机热量循环利用系统包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统，其中室外机热量提取控制系统可以将空调系统中的预热收集起来进行换热，将水加热后，配合热水分布控制系统和热水利用控制系统将水输送到有需要的地方。

在空调余热对水进行加热后，本系统设置了分水箱对热水进行了分流，满足条件的热水将被按需装入分水箱中，适用于不同的场合。进入分水箱后的热水则可以根据使用者的操作，进行放水和补水，并且通过各系统中控制单元的数据反馈，保证每个用户用到的水都是符合要求的热水。

本发明空调室外机热量循环利用系统在运行过程中可以对空调余热充分的利用，通过对余热的利用，减少了人们日常对其他能源的消耗，起到了节能的效果。

下面结合附图对本发明的空调室外机热量循环利用系统及方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明空调室外机热量循环利用系统中室外机热量提取控制系统的系统流程图；

图2为本发明空调室外机热量循环利用系统中热水分布控制系统的系统流程图；

图3为本发明空调室外机热量循环利用系统中热水利用控制系统的系统流程图；

图中标记示意为：1-热交换控制单元；2-流量计；3-调节阀门；4-热交换设备；5-第一温度传感器；6-第二温度传感器；7-水位计；8-热水储水罐；

21-主路电动阀；22-控制板；23-分水位计；24-分水箱；25-分电动阀；26-支路管道；27-水泵；

31-控制面板；32-中间水箱；33-用水支路；34-供水单向阀；35-供水水表；36-供水电动阀；37-出水电动阀；38-用水端；39-出水水表；40-出水单向阀。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明空调室外机热量循环利用系统包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统。室外机热量提取控制系统用于最大化的吸收空调的余热并产生及存储热水，热水分布控制系统用于将热水分布到不同的分水箱24中，热水利用控制系统用于分配分水箱24中的热水。

如图1所示，室外机热量提取控制系统包括热交换设备4。热交换设备4设置在空调室内机和室外机连接的管道上，用于在空调向室外散热时与管道中的高温制冷剂进行换热。热交换设备4上设置有进水口和出水口，进水口和出水口连接进水管道和出水管道。热交换设备4在与空调管道热换时，将会对流经热交换设备4的低温水进行加热。进水管道上设置有流量计2，流量计2用于检测通过进水管道中的流量。流量计2与进水口的进水管道上安装有调节阀门3，在本实施例中，调节阀门3选用调节型电动阀。调节阀门3用于控制进水管道的进水状态。热交换设备4与空调室内机连接的管道上和出水管道上分别设置有第一温度传感器5和第二温度传感器6。两个温度传感器分别用于检测两个管路中的气体和液体的温度。出水管道的另一端连接有热水储水罐8，热水储水罐8用于盛装经热交换设备4换热后的热水。热水储水罐8中设置有水位计7，水位计7用于显示热水储水罐8中的水位高度。流量计2、第一温度传感器5、第二温度传感器6和水位计7采集的信号均通过有线或无线信号传输到热交换控制单元1中。热交换控制单元1同时通过有线或无线信号控制调节阀门3的工作状态。

室外机热量提取控制系统工作时，通过第一温度传感器5检测空调的制冷状态，通过水位计7检测热水储水罐8中的水位。当空调未正常制冷或者储水箱满时，循环检测这两个状态，直到空调正常制冷并且储水箱不满两个条件同时满足时，开启新的循环，即控制调节阀门3开启到一个位置，通常为阀门的三分之一或四分之一的角度，然后检测通过流量计2的流量。在检测流量计2流量的同时，仍需时刻检测空调制冷状态及储水箱水位，两个条件有一个不满足时则终止检测流量计2的流量，关闭调节阀门3。当流量达到流量计2的预设值时，第二温度传感器6检测出水温度，如果出水温度高于预设值则增大调节阀门3打开的角度，一次可以调整5～10°，如果温度低于预设值则减小阀门的角度，如果在正常范围内则无操作。流量计2清零后会继续循环检测流量。

如图2所示，热水分布控制系统包括主路电动阀21和水泵27，主路电动阀21和水泵27均安装在热水储水罐8的出水管道上，出水管道连接有若干条支路管道26。在本实施例中，支路管道26有三条。每条支路管道26上连接有一个分电动阀25和一个分水箱24。分电动阀25用于控制分水箱24的进水状态。每个分水箱24内安装有一个分水位计23。热水储水罐8中的水位计7和每个分水位计23采集的信号均通过有线或无线信号传输到控制板22中，控制板22可以通过有线或无线信号控制主路电动阀21、分电动阀25和水泵27的工作状态。当热水储水罐8满时，根据各分水箱24的水量情况依次补水，当某一个分水箱24水量低于预设值，例如50％，且热水储水罐8内有热水时，就打开该分水箱24连接的分电动阀25，给分水箱24补水。

如图3所示，热水利用控制系统安装在热水分布控制系统中每个分水箱24一侧，具体包括若干条用水支路33。用水支路33包括进水支路和出水支路，其中进水支路一端连接分水箱24，另一端连接中间水箱32，进水支路上由分水箱24向中间水箱32一侧依次安装有供水水表35、供水单向阀34和供水电动阀36。出水支路一端连接中间水箱32，另一端连接用水端38，出水支路上由中间水箱32向用水端38一侧依次安装有出水电动阀37、出水单向阀40和出水水表39。中间水箱32上安装有控制面板31。控制面板31从供水水表35处获得供水量数据，从出水水表39处获得用水量数据，并显示在控制面板31的显示屏上。控制面板31控制供水电动阀36和出水电动阀37的工作状态，用户可以通过控制面板31控制进水支路供水以及出水支路用水。当用户供水量大于用水量时用户才有权使用热水，供水时供水电动阀36和出水电动阀37打开。用水支路33上都有单向阀防止水倒流。中间水箱32内可以安装水位计，以便于在控制面板31上显示当前中间水箱32内的水位情况。供水水表35和出水水表39也可以选择流量计，用于对水进行计量。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，还包括中央服务器。

当系统为单机系统或者空调数量较少时，可以不需要与中央服务器进行连接通信，但是如果空调数量较多时为了便于管理可以在系统中增设中央服务器。

中央服务器通过有线或者无线网络连接各系统中的控制单元，如室外机热量提取控制系统中的热交换控制单元1、热水分布控制系统中的控制板22和热水利用控制系统中的控制面板31。中央服务器采集各个单元的相关数据并进行统计分析。采集的数据为系统内所有可以量化的数据，包括各个水箱的水位，每个用户的供水水表35信息及用水水表信息，每台空调的工作状态及出水温度及水量，每一个水箱实时地入水量及出水量信息。通过这些信息可以得出每个用户每天的热水使用量，每个水箱每天热水的需求量等等。

根据数据分析可以设定一些报警信息等方便管理。同时可以通过小程序或者app更方便的跟工作人员进行信息的互动，使工作人员更方便使用。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于，本实施例是一种空调室外机热量循环方法。循环方法包括以下步骤：

S10，在空调室内机和室外机连接的管道上设置热交换设备4，对管道内的高温制冷剂进行换热；

S20，通过设置在空调管道上的第一温度传感器5检测空调制冷状态，通过设置在热水储水罐8中的水位计7检测热水储水罐8中的水位，当制冷状态正常且热水储水罐8未满时，开启设置在热交换设备4进水管道上的调节阀门3，调节阀门3打开后，冷水流过热交换设备4进行换热，热水流出到热水储水罐8，当上述两个条件中任意一个不满足时，调节阀门3关闭，停止注水；

S30，将热水储水罐8的热水通过支路管道26输送到各支路管道26连接分水箱24中，通过在分水箱24中安装分水位计23，检测分水箱24中的水位；

S40，将分水箱24中的热水通过用水支路33输送到用水端38，通过用水支路33中的中间水箱32两端安装的供水水表35和出水水表39体现此用水端38的供水量和用水量，通过中间水箱32两端安装的供水电动阀36和出水电动阀37实现中间水箱32的自动补水或手动补水。

本发明空调室外机热量循环利用系统及方法是利用空调制冷时排出的余热加热冷水，并将加热后的热水进行综合利用输送给需要热水的人和单位的一整套控制系统。本发明空调室外机热量循环利用系统包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统，其中室外机热量提取控制系统可以将空调系统中的预热收集起来进行换热，将水加热后，配合热水分布控制系统和热水利用控制系统将水输送到有需要的地方。

在空调余热对水进行加热后，本系统设置了分水箱对热水进行了分流，满足条件的热水将被按需装入分水箱中，适用于不同的场合。进入分水箱后的热水则可以根据使用者的操作，进行放水和补水，并且通过各系统中控制单元的数据反馈，保证每个用户用到的水都是符合要求的热水。

本发明空调室外机热量循环利用系统在运行过程中可以对空调余热充分的利用，通过对余热的利用，减少了人们日常对其他能源的消耗，起到了节能的效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：包括室外机热量提取控制系统、热水分布控制系统和热水利用控制系统，

所述室外机热量提取控制系统包括热交换设备，热交换设备设置在空调室内机和室外机连接的管道上，热交换设备连接有进水管道和出水管道，进水管道上安装有调节阀门，出水管道连接热水储水罐；

所述热水分布控制系统包括主路电动阀和水泵，主路电动阀和水泵均安装在热水储水罐的出水管道上，出水管道连接有若干条支路管道，每条支路管道上连接有一个分电动阀和一个分水箱；

所述热水利用控制系统安装在热水分布控制系统中每个分水箱一侧，包括若干条用水支路，用水支路包括进水支路和出水支路，其中进水支路一端连接分水箱，另一端连接中间水箱，出水支路一端连接中间水箱，另一端连接用水端。

2.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述进水管道上设置有流量计，调节阀门位于流量计与热交换设备之间。

3.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述热交换设备与空调室内机和室外机连接的管道上设置有第一温度传感器，出水管道上设置有第二温度传感器。

4.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述热水储水罐中设置有水位计。

5.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述每个分水箱内安装有一个分水位计。

6.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述进水支路上由分水箱向中间水箱一侧依次安装有供水水表、供水单向阀和供水电动阀；所述出水支路上由中间水箱向用水端一侧依次安装有出水电动阀、出水单向阀和出水水表。

7.根据权利要求6所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述中间水箱内安装有水位计。

8.根据权利要求1所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：所述室外机热量提取控制系统还包括热交换控制单元，所述热交换控制单元用于控制调节阀门；所述热水分布控制系统还包括控制板，所述控制板用于控制主路电动阀和水泵；所述热水利用控制系统还包括控制面板，所述控制面板用于控制用水支路的用水状态。

9.根据权利要求8所述的空调室外机热量循环利用系统，其特征在于：还包括中央服务器，中央服务器通过有线或者无线网络连接热交换控制单元、控制板和控制面板。

10.一种空调室外机热量循环方法，其特征在于：包括以下步骤：

S10，在空调室内机和室外机连接的管道上设置热交换设备，对管道内的高温制冷剂进行换热；

S20，通过设置在空调管道上的第一温度传感器检测空调制冷状态，通过设置在热水储水罐中的水位计检测热水储水罐中的水位，当制冷状态正常且热水储水罐未满时，开启设置在热交换设备进水管道上的调节阀门，调节阀门打开后，冷水流过热交换设备进行换热，热水流出到热水储水罐，当上述两个条件中任意一个不满足时，调节阀门关闭，停止注水；

S30，将热水储水罐的热水通过支路管道输送到各支路管道连接分水箱中，通过在分水箱中安装分水位计，检测分水箱中的水位；

S40，将分水箱中的热水通过用水支路输送到用水端，通过用水支路中的中间水箱两端安装的供水水表和出水水表体现此用水端的供水量和用水量，通过中间水箱两端安装的供水电动阀和出水电动阀实现中间水箱的自动补水或手动补水。

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