CN115789927A - 中央空调的余热回收控制系统、方法和中央空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央空调的余热回收控制系统、中央空调及其余热回收方法，该装置包括：控制单元，在中央空调启动的情况下，控制中央空调的制冷系统运行；获取单元，获取冷却塔内液体的温度，并获取蓄热水箱内液体的温度；控制单元，还根据冷却塔内液体的温度，控制冷却塔的风扇的启闭；控制单元，还在冷却塔的风扇开启的情况下，根据蓄热水箱内液体的温度，控制膜式热渗透组件的启闭，以在膜式热渗透组件开启的情况下，使膜式热渗透组件，利用蓄热水箱内部的液体加热产生的蒸汽，推动发电机发电，实现对冷却塔的排气余热的回收利用。该方案，通过对中央空调中冷却塔的排气余热进行回收利用，不仅节约能源，还保护环境。

Description

中央空调的余热回收控制系统、方法和中央空调

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种中央空调的余热回收控制系统、中央空调及其余热回收控制方法，尤其涉及一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统、具有该余热回收控制系统的中央空调、以及该中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制方法。

背景技术

随着科学技术水平的提高，人们对不同场景下的室内空气质量要求也不断提高，这也大大促进了空调行业的发展，因此，不同类型的空调也应运用而生，以满足人们对不同场景下室内空气质量的调节需求。中央空调是空调行业的一大类别，现如今，数据中心、大型医院、轨道交通、工业建筑等已然成为中央空调行业开发研究的重点领域和市场。

在大型空调水系统中，冷却塔作为主要的末端用水设备，其作用就是将循环水中的热量经过塔内同空气热交换，温度降低后排至大气环境中。冷却塔处散热量较大，直接排放余热会造成能源浪费。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种中央空调的余热回收控制系统、中央空调及其余热回收方法，以解决中央空调中冷却塔的排气余热不仅浪费能源，还污染环境的问题，达到通过对中央空调中冷却塔的排气余热进行回收利用，不仅节约能源，还保护环境的效果。

本发明提供一种中央空调的余热回收控制系统中，所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统；所述制冷系统具有冷却塔；所述余热回收系统具有热管换热器、蓄热水箱、膜式热渗透组件和发电机；所述热管换热器，用于对所述冷却塔的排气余热的热量进行吸收；所述蓄热水箱，用于利用所述热管换热器吸收到的所述冷却塔的排气余热的热量，对所述蓄热水箱内部的液体进行加热；所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机发电；所述中央空调的余热回收控制系统，包括：控制单元，被配置为在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行；其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔内液体的温度升高；获取单元，被配置为获取所述冷却塔内液体的温度，并获取所述蓄热水箱内液体的温度；所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔内液体的温度，控制所述冷却塔的风扇的启闭；所述控制单元，还被配置为在所述冷却塔的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机发电，实现对所述冷却塔的排气余热的回收利用。

在一些实施方式中，所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔内液体的温度，控制所述冷却塔的风扇的启闭，包括：确定所述冷却塔内液体的温度是否大于或等于第一设定温度；若确定所述冷却塔内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔的风扇开启；若确定所述冷却塔内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

在一些实施方式中，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器、第一道间壁式换热器和第二道间壁式换热器，以及第一液泵和第二液泵；其中，所述蓄热水箱的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器的热流体流道和所述第二道间壁式换热器的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱的换热管路的第二端；所述膜接触器的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器的第一换热管路后，返回所述膜接触器的冷流体流道的输入端；所述膜接触器的冷流体流道的输出端，还经所述发电机后，返回至所述蓄热水箱的换热管路的第二端；所述控制单元，根据所述蓄热水箱内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，包括：确定所述蓄热水箱内液体的温度是否大于或等于第二设定温度；若确定所述蓄热水箱内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启；若确定所述蓄热水箱内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

在一些实施方式中，所述第一道间壁式换热器的第二换热管路的进口，与外部的自来水管相连通；所述第一道间壁式换热器的第二换热管路的出口，连通生活用水管路。

在一些实施方式中，所述第一道间壁式换热器和所述第二道间壁式换热器，均采用显热换热器。

与上述系统相匹配，本发明再一方面提供一种中央空调，包括：以上所述的中央空调的余热回收控制系统。

与上述中央空调相匹配，本发明再一方面提供一种中央空调的余热回收控制方法中，所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统；所述制冷系统具有冷却塔；所述余热回收系统具有热管换热器、蓄热水箱、膜式热渗透组件和发电机；所述热管换热器，用于对所述冷却塔的排气余热的热量进行吸收；所述蓄热水箱，用于利用所述热管换热器吸收到的所述冷却塔的排气余热的热量，对所述蓄热水箱内部的液体进行加热；所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机发电；中央空调的余热回收控制方法，包括：在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行；其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔内液体的温度升高；获取所述冷却塔内液体的温度，并获取所述蓄热水箱内液体的温度；根据所述冷却塔内液体的温度，控制所述冷却塔的风扇的启闭；在所述冷却塔的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机发电，实现对所述冷却塔的排气余热的回收利用。

在一些实施方式中，根据所述冷却塔内液体的温度，控制所述冷却塔的风扇的启闭，包括：确定所述冷却塔内液体的温度是否大于或等于第一设定温度；若确定所述冷却塔内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔的风扇开启；若确定所述冷却塔内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

在一些实施方式中，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器、第一道间壁式换热器和第二道间壁式换热器，以及第一液泵和第二液泵；其中，所述蓄热水箱的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器的热流体流道和所述第二道间壁式换热器的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱的换热管路的第二端；所述膜接触器的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器的第一换热管路后，返回所述膜接触器的冷流体流道的输入端；所述膜接触器的冷流体流道的输出端，还经所述发电机后，返回至所述蓄热水箱的换热管路的第二端；根据所述蓄热水箱内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，包括：确定所述蓄热水箱内液体的温度是否大于或等于第二设定温度；若确定所述蓄热水箱内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启；若确定所述蓄热水箱内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

由此，本发明的方案，通过在中央空调制冷系统的基础上，设置膜式热渗透发电系统；膜式热渗透发电系统具有热管换热器，热管换热器设置在中央空调制冷系统中冷却塔的上方，利用热管换热器回收冷却塔的排气余热的热量；膜式热渗透发电系统还具有模式热渗透发电组件，利用模式热渗透发电组件，基于热管换热器回收的热量进行发电，实现对冷却塔的排气余热的回收利用，从而，通过对中央空调中冷却塔的排气余热进行回收利用，不仅节约能源，还保护环境。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的中央空调的余热回收控制系统的一实施例的结构示意图；

图2为中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的一实施例的结构示意图；

图3为中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法的一实施例的流程示意图；

图4为本发明的余热回收方法的一实施例的流程示意图；

图5为本发明的方法中控制冷却塔的风扇的启闭的一实施例的流程示意图；

图6为本发明的方法中控制膜式热渗透组件的启闭的一实施例的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-蒸发器；2-压缩机；3-冷凝器；4-第一道液泵；5-冷却塔；6-热管换热器；7-蓄热水箱；8-第二道液泵；9-发电机；10-膜接触器；11-冷却水出口；12-第一道间壁式换热器；13-冷却水进口；14-第二道间壁式换热器；15-第三道液泵；a-膨胀阀；b-第一道阀门；c-第二道阀门；d-第三道阀门；e-第四道阀门。

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到，在中央空调的能源消耗中，冷却塔的能源消耗占比中央空调的能源消耗8％，如果能将大型的中央空调中冷却塔的排气余热回收利用，将大大提高中央空调的能源利用率，还能降低大型建筑物的能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存。因此，本发明的方案，提供一种中央空调的控制系统，具体是一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，以将大型的中央空调中冷却塔的排气余热回收利用，将大大提高中央空调的能源利用率，还能降低大型建筑物的能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存。

根据本发明的实施例，提供了一种中央空调的余热回收控制系统。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统。所述制冷系统具有冷却塔5。所述余热回收系统具有热管换热器6、蓄热水箱7、膜式热渗透组件和发电机9。所述热管换热器6，设置在所述冷却塔5的排气处，用于对所述冷却塔5的排气余热的热量进行吸收。所述蓄热水箱7，用于利用所述热管换热器6吸收到的所述冷却塔5的排气余热的热量，对所述蓄热水箱7内部的液体进行加热。所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱7内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机9发电。

具体地，图2为中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的一实施例的结构示意图。如图2所示的中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，包括：中央空调制冷系统和膜式热渗透发电系统。中央空调制冷系统，用于正常制冷。膜式热渗透发电系统，用于对中央空调制冷系统正常制冷过程中冷却塔5的排气余热进行回收，膜式热渗透组件两端存在温差，且两端流体存在压力差，流体在压力差作用下流经发电机9，流体的动能推动发电机9再转化为电能。

所述中央空调的余热回收控制系统，包括：获取单元和控制单元。

其中，控制单元，被配置为在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行。其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔5内液体的温度升高。

获取单元，被配置为获取所述冷却塔5内液体的温度，如冷却塔5内液体温度T_冷却；并获取所述蓄热水箱7内液体的温度，如蓄热水箱7内液体温度T蓄热。

所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔5内液体的温度，控制所述冷却塔5的风扇的启闭。

在一些实施方式中，所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔5内液体的温度，控制所述冷却塔5的风扇的启闭，包括：

所述控制单元，具体还被配置为确定所述冷却塔5内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

所述控制单元，具体还被配置为若确定所述冷却塔5内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔5的风扇开启，当然，若所述冷却塔5的风扇已处于开启状态，则维持所述冷却塔5的风扇的开启状态。

所述控制单元，具体还被配置为若确定所述冷却塔5内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔5的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔5内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

具体地，图3为中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法的一实施例的流程示意图。如图3所述的中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法，包括：

步骤1、用户启动中央空调制冷系统，以使中央空调制冷系统运行。

步骤2、压缩机2启动，制冷工质在冷凝器3中放热、在蒸发器1中吸热，给冷却塔5内的液体加热。同时，蒸发器1内部温度降低，中央空调吹出冷风，提供冷量。

步骤3、判断冷却塔5内的液体温度T_冷却是否大于或等于第一设定温度T₁：若是则控制冷却塔5的风扇启动，将冷却塔5的排气余热的热量散发到热管换热器6并执行步骤4，否则控制冷却塔5的风扇不启动或停止运转，并返回步骤3，等待冷却塔5内液体温度T_冷却上升。

所述控制单元，还被配置为在所述冷却塔5的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱7内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱7内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机9发电，实现对所述冷却塔5的排气余热的回收利用。

本发明的方案，提供一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，在中央空调中冷却塔的上方加装热管换热器，将利用热管换热器将冷却塔的排气余热回收至蓄热水箱中，再利用膜式热渗透发电系统基于蓄热水箱中收集的余热发电。其中，在冷却塔5内部装有风机部件，风机部件能把空气经冷却塔顶部缺口吹至大气环境中，在冷却塔5顶部缺口上方安装热管换热器6，使得吹出的空气能经过热管换热器6即可。这样，利用中央空调中冷却塔的排气余热，进行膜式热渗透发电，将大型的中央空调中冷却塔的排气余热回收，利用中央空调排气余热进行膜式热渗透发电，将大大提高中央空调的能源利用率，还降低了中央空调冷却塔排气温度，进而能降低大型建筑物的能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存。

在一些实施方式中，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器10、第一道间壁式换热器12和第二道间壁式换热器14，以及第一液泵和第二液泵。第一液泵如第二道液泵8，第二液泵如第三道液泵15。其中，所述蓄热水箱7的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器10的热流体流道和所述第二道间壁式换热器14的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱7的换热管路的第二端。所述膜接触器10的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器14的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器12的第一换热管路后，返回所述膜接触器10的冷流体流道的输入端。所述膜接触器10的冷流体流道的输出端，还经所述发电机9后，返回至所述蓄热水箱7的换热管路的第二端。

具体地，在图2所示的例子中，中央空调制冷系统，包括：蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、第一道液泵4、冷却塔5，以及膨胀阀a和第一道阀门b。蒸发器1的输出口，连通至压缩机2的吸气口。压缩机2的排气口，经冷凝器3的第一换热管路和膨胀阀a后，连通至蒸发器1的输入口。冷却塔5的输出口，经第一道阀门b、冷凝器3的第二换热管路和第一道液泵4后，连通至冷却塔5的输入口，冷却塔5的输入口连通至冷却塔5内部的喷淋管。冷却塔5的输出口位于冷却塔5的底部，冷却塔5的输入口位于冷却塔5的侧部且靠近冷却塔5的顶部处。

膜式热渗透发电系统，包括：热管换热器6、蓄热水箱7、第二道液泵8、发电机9、膜接触器10、第一道间壁式换热器12、第二道间壁式换热器14、第三道液泵15，以及第二道阀门c、第三道阀门d和第四道阀门e。热管换热器6设置在冷却塔5的上方，具体是位于冷却塔5的外侧顶部。热管换热器6作为蓄热水箱7的第一换热部，与蓄热水箱7中的第二换热部换热。蓄热水箱7中的第二换热部的输出口，经第二道液泵8后输入至膜接触器10的第一输入口。膜接触器10的第一输出口，经第二道间壁式换热器14的第一换热管路和第二道阀门c后，连通至蓄热水箱7中的第二换热部的输入口。膜接触器10的第二输出口，经第四道阀门e、第三道液泵15、第二道间壁式换热器14的第二换热管路、第一道间壁式换热器12的第一换热管路后，连通至膜接触器10的第二输入口。第一道间壁式换热器12的第一换热管路的输入口，作为冷却水进口13。第一道间壁式换热器12的第一换热管路的输出口，作为冷却水出口11。膜接触器10的第二输出口与第四道阀门e之间的管路，经第三道阀门d后连接至发电机9。蒸汽推动发电机9转动发动后，回到蓄热水箱7的第二换热部换热。

相应地，所述控制单元，根据所述蓄热水箱7内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，包括：

所述控制单元，具体还被配置为确定所述蓄热水箱7内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

所述控制单元，具体还被配置为若确定所述蓄热水箱7内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启。

所述控制单元，具体还被配置为若确定所述蓄热水箱7内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱7内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

参见图2所示的例子，在中央空调制冷系统运行中，压缩机2在外部输入功作用下，将低压气态工质压缩变成高压高温气体。高压气体工质在冷凝器3中冷凝变成过冷液体，向冷源放出热量。高压液态工质通过膨胀阀a，降压变成低压湿蒸气(具体是气液混合物)。低压湿蒸气在蒸发器1中蒸发变成过热气体，从室内环境中吸取热量。冷却塔5则将制冷工质在冷凝器3放出的热量散发到大气中。

在膜式热渗透发电系统运行中，以冷却塔5的排气余热作为热源，以自来水作为冷源，驱动膜式热渗透发电系统运行。热管换热器6的热端吸收来自冷却塔5的热量，热管换热器6内的工质吸热而蒸发汽化，蒸汽在微小压差下流向热管换热器6的冷凝段或冷端放出热量凝结成液体，液体在重力的作用下流回热管换热器6的蒸发段。如此循环不断，冷却塔5的排气余热就转移到蓄热水箱7中。膜接触器10的左边流道为热流体流道(即膜接触器10的第一输入口与膜接触器10的第一输出口之间的流道)，右边流道为冷流体流道(即膜接触器10的第二输入口与膜接触器10的第二输出口之间的流道)，在膜接触器10的热渗透过程中，疏水膜利用温度梯度驱动蒸汽，来克服液压差，而蒸汽会从热流体流道流入冷流体流道一侧，由此产生的压力流可用于驱动发电机9，从而实现低温发电的功能，有效地将热能转化为电能。第二道间壁式换热器14的作用是对膜接触器10中冷流体流道输出端和热流体流道输出端流出的流体进行换热，提高了膜式热渗透发电系统的能源利用率。具体地，膜接触器10热流体流道流出的水在第二道间壁式换热器14中吸收来自冷流体流道输出端的热量，随后流回蓄热水箱7中继续吸热。其中，第二道间壁式换热器14可以提高膜接触器10两端的流体温差，两端温差越大，两端的压力差也会越大，流经发电机9的流体会更多，发电效率得到提高，此处利用的能源分别是冷却塔回收的余热以及流经冷却水出口11或冷却水进口13的冷却水。

在图2所示的例子中，在中央空调中冷却塔5的上方加装热管换热器6，还增加了将余热转化为电能的膜式热渗透发电系统。在膜式热渗透发电系统中，膜接触器10作为膜式热渗透组件，使蒸汽可通过膜，形成流量压力差，推动发电机9发电。

如图3所述的中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法，还包括：

步骤4、热管换热器6吸热后，加热蓄热水箱7中的水。

步骤5、判断蓄热水箱7内的液体温度T_蓄热是否大于或等于第二设定温度T₂：若是则控制第二道液泵8和第三道液泵15正常运行并执行步骤6，否则控制第二道液泵8和第三道液泵15停机并返回步骤5。

步骤6、流体流过膜接触器10中的疏水膜，推动发电机9发电。当然，发电机9发电得到的电能，可以先储存在预先设置的蓄电池中，供用电设备使用。并且，生活用水在第一道间壁式换热器12中吸热升温。从而，实现对回收的余热的利用。

在一些实施方式中，所述第一道间壁式换热器12的第二换热管路的进口，与外部的自来水管相连通。所述第一道间壁式换热器12的第二换热管路的出口，连通生活用水管路。具体地，参见图2所示的例子，第一道间壁式换热器12是膜式热渗透发电系统的冷端，膜式热渗透发电系统的热端是从第二道间壁式换热器14流出的流体。自来水从冷却水进口13流入，与来自膜接触器10冷流体流道的水进行热交换，随后从冷却水出口11流出，可为用户提供温热水。

在一些实施方式中，所述第一道间壁式换热器12和所述第二道间壁式换热器14，均采用显热换热器。参见图2所示的例子，第一道间壁式换热器12和第二道间壁式换热器14采用的是显热交换器，只能进行显热交换，以确保膜接触器10中冷流体流道输出端和热流体流道输出端流出的流体只进行换热而不产生质量转移。这里，明确只进行热量交换二不产生质量转移，是为了确保这整个系统能正常运行，如果第一道间壁式换热器12和第二道间壁式换热器14都可以产生质量转移情况，那膜接触器10两端就可能不存在压差或者压差会变得很小，从而流体无法推动发电机9发电。

本发明的方案提供的一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，在中央空调中冷却塔的上方加装热管换热器，将利用热管换热器将冷却塔的排气余热回收至蓄热水箱中，再利用膜式热渗透发电系统，将蓄热水箱中收集的余热转化为电能，向用户供电。这样，利用中央空调中冷却塔的排气余热来发电，提高了能源利用率，也保护了环境。

采用本发明的技术方案，通过在中央空调制冷系统的基础上，设置膜式热渗透发电系统。膜式热渗透发电系统具有热管换热器，热管换热器设置在中央空调制冷系统中冷却塔的上方，利用热管换热器回收冷却塔的排气余热的热量。膜式热渗透发电系统还具有模式热渗透发电组件，利用模式热渗透发电组件，基于热管换热器回收的热量进行发电，实现对冷却塔的排气余热的回收利用，从而，通过对中央空调中冷却塔的排气余热进行回收利用，不仅节约能源，还保护环境。

根据本发明的实施例，还提供了对应于中央空调的余热回收控制系统的一种中央空调。该中央空调可以包括：以上所述的中央空调的余热回收控制系统。

由于本实施例的中央空调所实现的处理及功能基本相应于装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

采用本发明的技术方案，通过在中央空调制冷系统的基础上，设置膜式热渗透发电系统。膜式热渗透发电系统具有热管换热器，热管换热器设置在中央空调制冷系统中冷却塔的上方，利用热管换热器回收冷却塔的排气余热的热量。膜式热渗透发电系统还具有模式热渗透发电组件，利用模式热渗透发电组件，基于热管换热器回收的热量进行发电，实现对冷却塔的排气余热的回收利用，能降低大型建筑物的能耗和污染排放，节约资源、保护环境。

根据本发明的实施例，还提供了对应于中央空调的一种中央空调的余热回收控制方法，如图4所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统。所述制冷系统具有冷却塔5。所述余热回收系统具有热管换热器6、蓄热水箱7、膜式热渗透组件和发电机9。所述热管换热器6，设置在所述冷却塔5的排气处，用于对所述冷却塔5的排气余热的热量进行吸收。所述蓄热水箱7，用于利用所述热管换热器6吸收到的所述冷却塔5的排气余热的热量，对所述蓄热水箱7内部的液体进行加热。所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱7内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机9发电。中央空调的余热回收控制方法，包括：步骤S110至步骤S140。

在步骤S110处，在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行。其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔5内液体的温度升高。

在步骤S120处，获取所述冷却塔5内液体的温度，如冷却塔5内液体温度T_冷却；并获取所述蓄热水箱7内液体的温度，如蓄热水箱7内液体温度T_蓄热。

在步骤S130处，根据所述冷却塔5内液体的温度，控制所述冷却塔5的风扇的启闭。

在一些实施方式中，步骤S130中根据所述冷却塔5内液体的温度，控制所述冷却塔5的风扇的启闭的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图5所示本发明的方法中控制冷却塔的风扇的启闭的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S130中控制冷却塔的风扇的启闭的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。

步骤S210，确定所述冷却塔5内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

步骤S220，若确定所述冷却塔5内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔5的风扇开启，当然，若所述冷却塔5的风扇已处于开启状态，则维持所述冷却塔5的风扇的开启状态。

步骤S230，若确定所述冷却塔5内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔5的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔5内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

具体地，图3为中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法的一实施例的流程示意图。如图3所述的中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法，包括：

步骤1、用户启动中央空调制冷系统，以使中央空调制冷系统运行。

步骤2、压缩机2启动，制冷工质在冷凝器3中放热、在蒸发器1中吸热，给冷却塔5内的液体加热。同时，蒸发器1内部温度降低，中央空调吹出冷风，提供冷量。

步骤3、判断冷却塔5内的液体温度T_冷却是否大于或等于第一设定温度T₁：若是则控制冷却塔5的风扇启动，将冷却塔5的排气余热的热量散发到热管换热器6并执行步骤4，否则控制冷却塔5的风扇关闭并返回步骤3。

在步骤S140处，在所述冷却塔5的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱7内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱7内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机9发电，实现对所述冷却塔5的排气余热的回收利用。

本发明的方案，提供一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，在中央空调中冷却塔的上方加装热管换热器，将利用热管换热器将冷却塔的排气余热回收至蓄热水箱中，再利用膜式热渗透发电系统基于蓄热水箱中收集的余热发电。这样，利用中央空调中冷却塔的排气余热，进行膜式热渗透发电，将大型的中央空调中冷却塔的排气余热回收，利用中央空调排气余热进行膜式热渗透发电，将大大提高中央空调的能源利用率，还降低了中央空调冷却塔排气温度，进而能降低大型建筑物的能耗和污染排放，节约资源、保护环境，实现建筑与自然和谐共存。

在一些实施方式中，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器10、第一道间壁式换热器12和第二道间壁式换热器14，以及第一液泵和第二液泵。第一液泵如第二道液泵8，第二液泵如第三道液泵15。其中，所述蓄热水箱7的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器10的热流体流道和所述第二道间壁式换热器14的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱7的换热管路的第二端。所述膜接触器10的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器14的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器12的第一换热管路后，返回所述膜接触器10的冷流体流道的输入端。所述膜接触器10的冷流体流道的输出端，还经所述发电机9后，返回至所述蓄热水箱7的换热管路的第二端。

相应地，步骤S140中根据所述蓄热水箱7内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图6所示本发明的方法中控制膜式热渗透组件的启闭的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S140中控制膜式热渗透组件的启闭的具体过程，包括：步骤S310至步骤S330。

步骤S310，确定所述蓄热水箱7内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

步骤S320，若确定所述蓄热水箱7内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启。

步骤S330，若确定所述蓄热水箱7内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱7内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

具体地，如图3所述的中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统的余热回收方法，还包括：

步骤4、热管换热器6吸热后，加热蓄热水箱7中的水。

步骤5、判断蓄热水箱7内的液体温度T_蓄热是否大于或等于第二设定温度T₂：若是则控制第二道液泵8和第三道液泵15正常运行并执行步骤6，否则控制第二道液泵8和第三道液泵15停机并返回步骤5。

步骤6、流体流过膜接触器10中的疏水膜，推动发电机9发电。当然，发电机9发电得到的电能，可以先储存在预先设置的蓄电池中，供用电设备使用。

本发明的方案提供的一种中央空调中冷却塔的排气余热回收发电控制系统，在中央空调中冷却塔的上方加装热管换热器，将利用热管换热器将冷却塔的排气余热回收至蓄热水箱中，再利用膜式热渗透发电系统，将蓄热水箱中收集的余热转化为电能，向用户供电。这样，利用中央空调中冷却塔的排气余热来发电，提高了能源利用率，也保护了环境。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述中央空调的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

采用本实施例的技术方案，通过在中央空调制冷系统的基础上，设置膜式热渗透发电系统。膜式热渗透发电系统具有热管换热器，热管换热器设置在中央空调制冷系统中冷却塔的上方，利用热管换热器回收冷却塔的排气余热的热量。膜式热渗透发电系统还具有模式热渗透发电组件，利用模式热渗透发电组件，基于热管换热器回收的热量进行发电，实现对冷却塔的排气余热的回收利用，利用中央空调排气余热进行膜式热渗透发电，将大大提高中央空调的能源利用率，还降低了中央空调冷却塔排气温度。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种中央空调的余热回收控制系统，其特征在于，所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统；所述制冷系统具有冷却塔(5)；所述余热回收系统具有热管换热器(6)、蓄热水箱(7)、膜式热渗透组件和发电机(9)；所述热管换热器(6)，用于对所述冷却塔(5)的排气余热的热量进行吸收；所述蓄热水箱(7)，用于利用所述热管换热器(6)吸收到的所述冷却塔(5)的排气余热的热量，对所述蓄热水箱(7)内部的液体进行加热；所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱(7)内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机(9)发电；

所述中央空调的余热回收控制系统，包括：

控制单元，被配置为在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行；其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔(5)内液体的温度升高；

获取单元，被配置为获取所述冷却塔(5)内液体的温度，并获取所述蓄热水箱(7)内液体的温度；

所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔(5)内液体的温度，控制所述冷却塔(5)的风扇的启闭；

所述控制单元，还被配置为在所述冷却塔(5)的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱(7)内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱(7)内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机(9)发电，实现对所述冷却塔(5)的排气余热的回收利用。

2.根据权利要求1所述的中央空调的余热回收控制系统，其特征在于，所述控制单元，还被配置为根据所述冷却塔(5)内液体的温度，控制所述冷却塔(5)的风扇的启闭，包括：

确定所述冷却塔(5)内液体的温度是否大于或等于第一设定温度；

若确定所述冷却塔(5)内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔(5)的风扇开启；

若确定所述冷却塔(5)内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔(5)的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔(5)内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

3.根据权利要求1或2所述的中央空调的余热回收控制系统，其特征在于，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器(10)、第一道间壁式换热器(12)和第二道间壁式换热器(14)，以及第一液泵和第二液泵；其中，所述蓄热水箱(7)的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器(10)的热流体流道和所述第二道间壁式换热器(14)的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱(7)的换热管路的第二端；所述膜接触器(10)的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器(14)的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器(12)的第一换热管路后，返回所述膜接触器(10)的冷流体流道的输入端；所述膜接触器(10)的冷流体流道的输出端，还经所述发电机(9)后，返回至所述蓄热水箱(7)的换热管路的第二端；

所述控制单元，根据所述蓄热水箱(7)内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，包括：

确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度是否大于或等于第二设定温度；

若确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启；

若确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

4.根据权利要求3所述的中央空调的余热回收控制系统，其特征在于，所述第一道间壁式换热器(12)的第二换热管路的进口，与外部的自来水管相连通；所述第一道间壁式换热器(12)的第二换热管路的出口，连通生活用水管路。

5.根据权利要求3或4所述的中央空调的余热回收控制系统，其特征在于，所述第一道间壁式换热器(12)和所述第二道间壁式换热器(14)，均采用显热换热器。

6.一种中央空调，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的中央空调的余热回收控制系统。

7.一种中央空调的余热回收控制方法，其特征在于，所述中央空调，具有制冷系统和余热回收系统；所述制冷系统具有冷却塔(5)；所述余热回收系统具有热管换热器(6)、蓄热水箱(7)、膜式热渗透组件和发电机(9)；所述热管换热器(6)，用于对所述冷却塔(5)的排气余热的热量进行吸收；所述蓄热水箱(7)，用于利用所述热管换热器(6)吸收到的所述冷却塔(5)的排气余热的热量，对所述蓄热水箱(7)内部的液体进行加热；所述膜式热渗透组件，用于利用所述蓄热水箱(7)内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机(9)发电；中央空调的余热回收控制方法，包括：

在所述中央空调启动的情况下，控制所述中央空调的制冷系统运行；其中，在所述中央空调的制冷系统运行的过程中，所述冷却塔(5)内液体的温度升高；

获取所述冷却塔(5)内液体的温度，并获取所述蓄热水箱(7)内液体的温度；

根据所述冷却塔(5)内液体的温度，控制所述冷却塔(5)的风扇的启闭；

在所述冷却塔(5)的风扇开启的情况下，根据所述蓄热水箱(7)内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，以在所述膜式热渗透组件开启的情况下，使所述膜式热渗透组件，利用所述蓄热水箱(7)内部的液体加热产生的蒸汽，推动所述发电机(9)发电，实现对所述冷却塔(5)的排气余热的回收利用。

8.根据权利要求7所述的中央空调的余热回收控制方法，其特征在于，根据所述冷却塔(5)内液体的温度，控制所述冷却塔(5)的风扇的启闭，包括：

确定所述冷却塔(5)内液体的温度是否大于或等于第一设定温度；

若确定所述冷却塔(5)内液体的温度大于或等于第一设定温度，则控制所述冷却塔(5)的风扇开启；

若确定所述冷却塔(5)内液体的温度小于第一设定温度，则控制所述冷却塔(5)的风扇关闭，并返回，以继续确定所述冷却塔(5)内液体的温度是否大于或等于第一设定温度。

9.根据权利要求7或8所述的中央空调的余热回收控制方法，其特征在于，所述膜式热渗透组件，包括：膜接触器(10)、第一道间壁式换热器(12)和第二道间壁式换热器(14)，以及第一液泵和第二液泵；其中，所述蓄热水箱(7)的换热管路的第一端，通过所述第一液泵、所述膜接触器(10)的热流体流道和所述第二道间壁式换热器(14)的第一换热管路后，返回至所述蓄热水箱(7)的换热管路的第二端；所述膜接触器(10)的冷流体流道的输出端，经所述第二液泵、所述第二道间壁式换热器(14)的第二换热管路、所述第一道间壁式换热器(12)的第一换热管路后，返回所述膜接触器(10)的冷流体流道的输入端；所述膜接触器(10)的冷流体流道的输出端，还经所述发电机(9)后，返回至所述蓄热水箱(7)的换热管路的第二端；

根据所述蓄热水箱(7)内液体的温度，控制所述膜式热渗透组件的启闭，包括：

确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度是否大于或等于第二设定温度；

若确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度大于或等于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均开启，以使所述膜式热渗透组件开启；

若确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度小于第二设定温度，则控制所述第一液泵和所述第二液泵均关闭，以使所述膜式热渗透组件关闭，并返回，以继续确定所述蓄热水箱(7)内液体的温度是否大于或等于第二设定温度。

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