CN113803907A - 冷热同供一体设备 - Google Patents

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CN113803907A CN202111129370.1A CN202111129370A CN113803907A CN 113803907 A CN113803907 A CN 113803907A CN 202111129370 A CN202111129370 A CN 202111129370A CN 113803907 A CN113803907 A CN 113803907A
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cold
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袁博洪
孙少华
袁嘉驹
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Guangzhou Hstars Refrigeration Equipment Group Co ltd
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Guangzhou Hstars Refrigeration Equipment Group Co ltd
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Abstract

本发明提供冷热同供一体设备，包括一用以压缩制冷剂的压缩机、与所述压缩机连通的第一换热器、与所述第一换热器连通的节流元件以及与所述节流元件连通的第二换热器，所述第二换热器还与所述压缩机连通，所述第一换热器设有第一进水口和第一出水口，所述第一出水口连通一第一储水器，所述第一储水器上还连通一第一供水管道；所述第二换热器设有第二进水口和第二出水口，所述第二出水口连通一第二储水器，所述第二储水器上还连通一第二供水管道。本发明的特点是同时制备冷水和热水，降低能源损耗，实现节能减排。

Description

冷热同供一体设备
技术领域
本发明涉及制冷制热设备领域，具体涉及冷热同供一体设备。
背景技术
气候变化是人类面临的全球性问题。随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。世界各国以全球协约的方式减排温室气体，2020年中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，由此产生“碳达峰”和“碳中和”目标。2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构，因此各类工业企业应提高节能减排的意识。制冷设备行业现有的技术中，制备冷气或冷水的过程会产生大量的高温气体或高温液体，此类高温气体或高温液体通常没有直接利用，并且置于户外，使之自然冷却，造成了能源的浪费。
如专利申请号为CN202110420894.X的现有技术公开了一种节能冷水机组，该方案旨在蒸汽压缩制冷循环管路与冷却水循环管路的基础上耦合无需消耗电能的重力热管循环管路，充分利用自然冷源，实现机组能效提升；又如专利申请号为CN202021707565.0的现有技术公开了一种箱型水冷式冷水机组，包括机箱、第一底座以及第二底座。其中，机箱包括壳体、水泵、蒸发器、压缩机组以及冷凝器，能够通过循环制冷剂来实现制冷的目的。此二者均为冷水机组但对冷凝器散发的热量缺乏再次回收，因此，在需要热水或暖气时，又需要特意加热气体/液体，不符合节能减排的政策。
发明内容
本发明提供冷热同供一体设备，其特点是同时制备冷水和热水，降低能源损耗，实现节能减排。
其技术方案如下：
冷热同供一体设备，包括一用以压缩制冷剂的压缩机、与所述压缩机连通的第一换热器、与所述第一换热器连通的节流元件以及与所述节流元件连通的第二换热器，所述第二换热器还与所述压缩机连通，所述第一换热器设有第一进水口和第一出水口，所述第一出水口连通一第一储水器，所述第一储水器上还连通一第一供水管道；所述第二换热器设有第二进水口和第二出水口，所述第二出水口连通一第二储水器，所述第二储水器上还连通一第二供水管道；所述第一储水器顶部设有一泄压阀，阀体内设有一流道，所述流道沿着竖直方向设置且所述流道中部设有细杆，所述细杆固定连接一固定滑架，所述固定滑架内滑接一用于密封流道口的伞形密封件，所述固定滑架用于支撑伞形密封件；所述固定滑架上设有第一磁块，伞形密封件上设有第二磁块，所述第一磁块和所述第二磁块相互磁吸，所述流道内壁还有一曲形斜坡，所述曲形斜坡内放置一轻质小球。
进一步地，所述第一换热器包括第一壳体，所述第一壳体内设有用于制冷剂换热的第一换热管道，所述第一换热管道两端分别连接所述压缩机和所述节流元件，所述第二换热器包括第二壳体，所述第二壳体内设有用于制冷剂换热的第二换热管道，所述第二换热管道两端分别连接所述节流元件和所述压缩机。
进一步地，所述第一进水口和所述第一出水口位于所述第一壳体上，所述第二进水口和所述第二出水口位于所述第二壳体上。
进一步地，所述第一壳体内壁、所述第一换热管道外壁、所述第二壳体内壁和所述第二换热管道外壁上均设有防腐蚀涂层。
进一步地，所述第一供水管道和所述第二供水管道上均设有水泵。
进一步地，所述压缩机连通一四通阀的两个端口，所述第一换热器连通所述四通阀的一端口，所述第二换热器连通所述四通阀的一端口。
进一步地，所述第一储水器上连通一第一辅助管道，所述第一辅助管道的另一端连通所述第二供水管道。
进一步地，所述第二储水器上连通一第二辅助管道，所述第二辅助管道的另一端连通所述第一供水管道。
进一步地，所述第一辅助管道上和所述第二辅助管道上均设有节流阀。
本发明提供的有益效果是：
设备工作时，压缩机吸入低温低压制冷剂气体，压缩成高温高压制冷剂气体，并送入第一换热器，高压高温气体经第一换热器冷却后，制冷剂气体冷凝为常温高压制冷剂液体，常温高压制冷剂液体流入节流元件后，节流成为低温低压湿蒸汽，湿蒸汽流入第二换热器中吸热，之后制冷剂再流入压缩机中，开始下一个制冷循环。第一换热器的冷却形式为：经过第一进水口向第一换热器中通入流动水，流动水带走高温高压制冷剂气体的热量，使之冷却，而流动水变成热水，热水经过第一出水口通入第一储水器中储放；第二换热器的蒸发形式为：经过第二进水口向第二换热器内通入流动水，蒸发管道内的低温湿蒸汽带走流动水的热量，使之冷却，流动水变成冷水，冷水经过第二出水口通入第二储水器中储放。使用热水时，通过第一供水管道供应热水，使用冷水时，通过第二供水管道供应冷水。第一储水器内大量储存热水时气压上升，气压过大时，气体会顶开轻质小球并顶开密封件从而泄压，泄压过程中轻质小球会随着气流不停地撞击在曲形斜坡上，发出响声，提醒人员储水器正处于泄压状态。第一储水器内的气压未达到阈值时，第一磁块和第二磁块相互磁吸，封闭阀体；气压超出阈值时，伞形密封件被顶起，第一磁块和第二磁块脱离吸引，待气压降低，伞形密封件再沿着固定滑架落下，第一磁块和第二磁块再次磁吸。因此本发明在制备冷水的同时，也制备热水，降低能源损耗，实现节能减排，对热水贮存具有安全防护功能。
附图说明
此处的附图，示出了本发明所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本发明的技术方案、原理及效果。
除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。
图1是本发明实施例一连接示意图；
图2是本发明实施例二连接示意图；
图3是本发明实施例三连接示意图；
图4是本发明实施例四连接示意图；
图5是本发明第一储水器横剖示意图。
附图标记说明：
10、压缩机；20、第一换热器；201、第一壳体；202、第一换热管道；203、第一进水口；204、第一出水口；205、第一储水器；206、第一供水管道；207、第一辅助管道；30、膨胀阀；40、第二换热器；401、第二壳体；402、第二换热管道；403、第二进水口；404、第二出水口；405、第二储水器；406、第二供水管道；407、第二辅助管道；50、四通阀；601、阀体；602、固定滑架；603、细杆；604、密封件；605、轻质小球；606、流道；607、第一磁块；608、第二磁块。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明技术方案的现实场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。
毫无疑义，与本发明的目的相违背，或者明显矛盾的技术内容或技术特征，应被排除在外。
如图1至图5所示，在实施例一中，冷热同供一体设备，包括一用以压缩制冷剂的压缩机10、与所述压缩机10连通的第一换热器20、与所述第一换热器20连通的节流元件以及与所述节流元件连通的第二换热器40，所述第二换热器40还与所述压缩机10连通，所述第一换热器20设有第一进水口203和第一出水口204，所述第一出水口204连通一第一储水器205，所述第一储水器205上还连通一第一供水管道206；所述第二换热器40设有第二进水口403和第二出水口404，所述第二出水口404连通一第二储水器405，所述第二储水器405上还连通一第二供水管道206，所述节流元件为膨胀阀30。
设备工作时，压缩机10吸入低温低压制冷剂气体，压缩成高温高压制冷剂气体，并送入第一换热器20，高压高温气体经第一换热器20冷却后，制冷剂气体冷凝为常温高压制冷剂液体，常温高压制冷剂液体流入膨胀阀30后，节流成为低温低压湿蒸汽，湿蒸汽流入第二换热器40中吸热，之后制冷剂再流入压缩机10中，开始下一个制冷循环。第一换热器20的冷却形式为：经过第一进水口203向第一换热器20中通入流动水，流动水带走高温高压制冷剂气体的热量，使之冷却，而流动水变成热水，热水经过第一出水口204通入第一储水器205中储放；第二换热器40的蒸发形式为：经过第二进水口403向第二换热器40内通入流动水，蒸发管道内的低温湿蒸汽带走流动水的热量，使之冷却，流动水变成冷水，冷水经过第二出水口404通入第二储水器405中储放。使用热水时，通过第一供水管道206供应热水，使用冷水时，通过第二供水管道406供应冷水。因此本发明在制备冷水的同时，也制备热水，降低能源损耗，实现节能减排。
如图1所示，接下来对第一换热器进行详细描述，所述第一换热器20包括第一壳体201，所述第一壳体201内设有用于制冷剂换热的第一换热管道202，所述第一换热管道202两端分别连接所述压缩机10和所述膨胀阀30，所述第一进水口203和所述第一出水口204位于所述第一壳体201上。第一换热器20起到冷凝作用时，流动水从第一进水口203进入第一壳体201内，制冷剂位于第一换热管道202内，流动水与制冷剂换热：制冷剂冷却，制冷剂流向膨胀阀30，流动水升温为热水，热水从第一出水口204流至第一储水器205中。
如图1所示，接下来对第二换热器进行详细描述，所述第二换热器40包括第二壳体401，所述第二壳体401内设有用于制冷剂换热的第二换热管道402，所述第二换热管道402两端分别连接所述膨胀阀30和所述压缩机10，所述第二进水口403和所述第二出水口404位于所述第二壳体401上。第二换热器40起到蒸发作用时，流动水从第二进水口403进入第二壳体401内，制冷剂位于第二换热管道402内，流动水与制冷剂换热：制冷剂吸热蒸发，制冷剂流向压缩机10，流动水放热为冷水，冷水从第二出水口404流至第二储水器405中。
所述第一壳体201内壁、所述第一换热管道202外壁、所述第二壳体401内壁和所述第二换热管道402外壁上均设有防腐蚀涂层。流动水含有的盐分和无机物容易对管道产生锈蚀，在管道表面涂覆防腐蚀涂层能有效避免管道腐蚀。
所述第一供水管道206和所述第二供水管道406上均设有水泵。供水时，第一供水管道206上的水泵抽取第一储水器205中的水供应外部，第二供水管道406上的水泵抽取第二储水器405中的水供应外部。
如图2所示，在实施例二中，结合实施例一方案的基础上，所述压缩机10连通一四通阀50的两个端口，所述第一换热器20连通所述四通阀50的一端口，所述第二换热器40连通所述四通阀50的一端口。四通阀50的作用是改变制冷剂流向，从而调换制冷位置和制热位置。当四通阀50决定将制冷剂送入第一换热器20中时，则实现如实施例一所述的制冷过程，即第一换热器20起到冷凝作用，且第一储水器205中收集热水；第二换热器40起到蒸发作用，且第二储水器405中收集冷水。
当四通阀50决定将制冷剂送入第二换热器40中时，则实现与实施例一相反的制冷过程，即第二换热器40起到冷凝作用，且第二储水器405中收集热水；第一换热器20起到蒸发作用，且第一储水器205中收集冷水，具体过程如下：
设备工作时，压缩机10吸入低温低压制冷剂气体，压缩成高温高压制冷剂气体，并送入四通阀50中，制冷剂气体通入第二换热器40，高压高温气体经第二换热器40冷却后，制冷剂气体冷凝为常温高压制冷剂液体，常温高压制冷剂液体流入膨胀阀30后，节流成为低温低压湿蒸汽，湿蒸汽流入第一换热器20中吸热，之后制冷剂再流入压缩机10中，开始下一个制冷循环。第二换热器40的冷却形式为：经过第二进水口403向第二换热器40中通入流动水，流动水带走高温高压制冷剂气体的热量，使之冷却，而流动水变成热水，热水经过第二出水口404通入第二储水器405中储放；第一换热器20的蒸发形式为：经过第一进水口203向第一换热器20内通入流动水，蒸发管道内的低温湿蒸汽带走流动水的热量，使之冷却，流动水变成冷水，冷水经过第一出水口204通入第一储水器205中储放。使用热水时，通过第二供水管道406供应热水，使用冷水时，通过第一供水管道206供应冷水。从而，在第一储水器205和第二储水器405安装完成后，通过改变四通阀50阀位，可以实现冷水供应和热水供应的相互调换。
如图3所示，在实施例三中，结合实施例一方案的基础上，所述第一储水器205上连通一第一辅助管道207，所述第一辅助管道207的另一端连通所述第二供水管道406。所述第二储水器405上连通一第二辅助管道407，所述第二辅助管道407的另一端连通所述第一供水管道206。所述第一辅助管道207上和所述第二辅助管道407上均设有节流阀。本实施例以第一储水器205储存热水且第二储水器405储存冷水为说明，当第一供水管道206对外供应热水且需要适当降低水温时，可以通过第二辅助管道407引用第二储水器405中的冷水，用以中和第一供应管道的水温，且第二辅助管道407的节流阀控制冷水流量以达到最佳水温；当第二供水管道406对外供应冷水且需要适当升高水温时，可以通过第一辅助管道207引用第一储水器205中的热水，用以中和第二供水管道406的水温，且第一辅助管道207的节流阀控制热水流量以达到最佳水温。
如图4所示，在实施例四中，结合实施例一方案的基础，所述压缩机10连通一四通阀50的两个端口，所述第一换热器20连通所述四通阀50的一端口，所述第二换热器40连通所述四通阀50的一端口。所述第一储水器205上连通一第一辅助管道207，所述第一辅助管道207的另一端连通所述第二供水管道406。所述第二储水器405上连通一第二辅助管道407，所述第二辅助管道407的另一端连通所述第一供水管道206。所述第一辅助管道207上和所述第二辅助管道407上均设有节流阀。四通阀50的作用是改变制冷剂流向，从而调换制冷位置和制热位置；第一辅助管道207和第二辅助管道407用以微调出水时的温度。
第一储水器205的内壁、第二储水器405的内壁、第一辅助管道207的内壁和第二辅助管道407的内壁上均设有保温层，保温层用于隔绝冷水/热水与外界的热传导，避免温度变化，维持水温。
如图5所示，所述第一储水器205顶部设有一种泄压阀，阀体601内设有一流道606，该流道606沿着竖直方向设置，且流道606中间通过细杆603设有一固定滑架602，该固定滑架602内滑接一用于密封阀口的伞形密封件604，固定滑架602用于支撑伞形密封件604，且固定滑架602上设有第一磁块607，伞形密封件604上设有第二磁块608；流道606内壁还有一曲形斜坡，该曲形斜坡上放置一轻质小球605。第一储水器205内大量储存热水时，储水器内气压上升，为避免气压过大发生爆炸而设置泄压阀。储水器内气压过大时，气体会顶开轻质小球605并顶开密封件604，从而泄压，泄压过程中，轻质小球605会随着气流不停地撞击在曲形斜坡上，发出响声，提醒人员储水器正处于泄压状态，切勿靠近。
第一储水器205内的气压未达到阈值时，第一磁块607和第二磁块608相互磁吸，封闭阀体601；气压超出阈值时，伞形密封件604被顶起，第一磁块607和第二磁块608脱离吸引，待气压降低，伞形密封件604再沿着固定滑架602落下，第一磁块607和第二磁块608再次磁吸。
以上实施例的目的，是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本发明的保护范围。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.冷热同供一体设备，其特征在于，包括一用以压缩制冷剂的压缩机、与所述压缩机连通的第一换热器、与所述第一换热器连通的节流元件以及与所述节流元件连通的第二换热器，所述第二换热器还与所述压缩机连通，其特征在于，所述第一换热器设有第一进水口和第一出水口，所述第一出水口连通一第一储水器，所述第一储水器上还连通一第一供水管道；所述第二换热器设有第二进水口和第二出水口，所述第二出水口连通一第二储水器，所述第二储水器上还连通一第二供水管道；
所述第一储水器顶部设有一泄压阀，阀体内设有一流道，所述流道沿着竖直方向设置且所述流道中部设有细杆，所述细杆固定连接一固定滑架，所述固定滑架内滑接一用于密封流道口的伞形密封件，所述固定滑架用于支撑伞形密封件；所述固定滑架上设有第一磁块，伞形密封件上设有第二磁块，所述第一磁块和所述第二磁块相互磁吸，所述流道内壁还有一曲形斜坡，所述曲形斜坡内放置一轻质小球。
2.根据权利要求1所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一换热器包括第一壳体，所述第一壳体内设有用于制冷剂换热的第一换热管道，所述第一换热管道两端分别连接所述压缩机和所述节流元件，所述第二换热器包括第二壳体，所述第二壳体内设有用于制冷剂换热的第二换热管道，所述第二换热管道两端分别连接所述节流元件和所述压缩机。
3.根据权利要求2所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一进水口和所述第一出水口位于所述第一壳体上，所述第二进水口和所述第二出水口位于所述第二壳体上。
4.根据权利要求2所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一壳体内壁、所述第一换热管道外壁、所述第二壳体内壁和所述第二换热管道外壁上均设有防腐蚀涂层。
5.根据权利要求1至4任一项所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一供水管道和所述第二供水管道上均设有水泵。
6.根据权利要求1至4任一项所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述压缩机连通一四通阀的两个端口，所述第一换热器连通所述四通阀的一端口，所述第二换热器连通所述四通阀的一端口。
7.根据权利要求1至4任一项所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一储水器上连通一第一辅助管道，所述第一辅助管道的另一端连通所述第二供水管道。
8.根据权利要求7所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第二储水器上连通一第二辅助管道，所述第二辅助管道的另一端连通所述第一供水管道。
9.根据权利要求8任一项所述的冷热同供一体设备，其特征在于，所述第一辅助管道上和所述第二辅助管道上均设有节流阀。
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