CN1561442A - 环境调节设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环境调节设备，此环境调节设备包括装有第一介质的第一回路(11)，装有第二介质的第二回路(12)，以及形为热泵(1)的、位于第一回路(11)与第二回路(12)之间的第一连接机构，热泵(1)的输入侧连接至第一回路，而其输出侧则连接至第二回路。当第一介质和第二介质在它们相应的回路(11、12)中循环期间，热泵(1)用于在其输入侧从第一介质吸收热能，在其输出侧向第二介质发射热能。第一回路至少包括一件第一部件(21)，用于在第一介质与第二介质之间传送热能。设备包括第二连接机构(30)，它位于第一回路(11)与第二回路(12)之间，用于在第二回路(12)与第三介质之间通过第一热能传送部件(21)传送热能。

Description

环境调节设备
发明的技术领域及现有技术
本发明涉及根据所附独立权利要求的前序部分提出的环境调节设备。
为了加热房屋和建筑物，以及提供热水，包括应用矿物燃料进行运行的加热锅炉的环境调节设备已应用了很长时间。还知道在环境调节设备中包括一台热泵作为加热锅炉的补充，以便减少矿物燃料的应用。在后一类型的加热设备中，热泵主要用于夏季以满足出现的加热要求，而加热锅炉满足冬季加热要求的主要部分，热泵对加热的贡献要小于夏季。
将热泵连同附属于泵的、用于在不同介质之间传送热能的部件设置于环境调节设备中是相当昂贵的，这就是要尽可能有效地利用包括在环境调节设备的热泵及其相关联设备的经济重要性。
发明的内容
本发明的目的是提出一种上述那种环境调节设备，与现有技术相比，它更有效地利用环境调节设备的部件，以便获得更好的运行效益；以及更好地利用已使用的能源。
此目的根据发明的第一方面，通过提出一种环境调节设备而达到，这种环境调节设备具有权利要求1所述的特点。
得益于位于第一回路与第二回路之间的第二连接机构，它用于通过第一热能传送部件在第二回路与第三介质之间传送热能，从而能更有效地利用第一热能传送部件。
根据本发明的较优实施例，应用了第二连接机构它借助第一热能传送部件，通过将热能剩余传送给第三介质，从而能取走第二回路中的热能过剩。
因此，除了用于将热能从第三介质传送至第一介质外，它能通过第一热能传送部件将第二回路中的热能剩余传送给第三介质。同时，由于第一热能传送部件被利用得更为有效，就没有必要装备任何部件用以将第二回路中的热能传送给第三介质以外的任何其它介质，以便能取走存在于第二回路中的热能。
根据发明的另一较优实施例，应用了第二连接机构，用于使热能能从第三介质通过第一热能传送部件和第一回路直接传送至第二回路，而不应用热泵。
这样，应用这一方法，热能从第三介质可以直接被第二回路吸收以便用于加热目的，而不需使用热泵。这有助于减少热泵的使用，有益于设备的运行效益。
根据发明的较优实施例，第三介质具有热发射以及热贮存性能。这样就可将通过第一热能传送部件从第二回路传送来的剩余热能贮存在第三介质中。此被贮存的热能然后可用不同方法加以利用。例如，当由于运行状态改变，产生需要为了加热目的应用热泵时，被贮存的能量可通过第一热能传送部件传送给第一介质，并被热泵重新用于加热目的。这造成热泵为获得加热而需加入的功要少于来自第二回路的热能没有预先贮存在第三介质的情况。如果希望的话，贮存在第三介质中的热能也可直接用于加热目的，而不应用热泵。这是通过将贮存于第三介质中的热能借助第一热能传送部件和第一回路通过第二连接机构传送至第二回路而获得的。
此目的根据本发明的第二方面，通过提出一种环境调节设备而达到，这种环境调节设备具有如权利要求8所述的特点。
多亏在第一回路中设置了第二热能传送部件，得以在通过第一热能传送部件传送的能量之外，能将更多的热能传送给第一介质，这改进了热泵的效率。此外，现有的能源被有效地利用，因为冷却室内空气可对加热，例如加热提供热水作出贡献。
根据发明的较优实施例，在第一回路中与第一热能传送部件相串联地布置了第二热能传送部件，且沿着流动方向，布置在第一热能传送部件之后。
这样，冷却室内空气可借助第三介质而实现，因为它比室内空气冷。在有利的环境下，例如在夏季时，热泵为冷却室内空气而进行的运行从而可消除。
本发明的更多优点及优异的特征将由以下说明及其余的从属权利要求变得更为清晰。
附图概述
以下是参照附图进行的本发明较优实施例的详细说明，其中：
图1是表示根据本发明第一实施例提出的环境调节设备的示意图；
图2是表示根据本发明第二实施例提出的环境调节设备的示意图；而
图3是表示根据本发明第三实施例提出的环境调节设备的示意图。
发明的较优实施例的详细说明
图1中十分示意地表示了按本发明第一实施例提出的环境调节设备。设备包括热泵1，其输入侧连接至装有第一介质的第一回路11。此外，热泵1在其输出侧连接至装有第二介质的第二回路12。例如，回路12装着水而回路11装着乙撑二醇/水混合物。当然这仅是一种可能的组合，适合此目的可在回路中循环的其它可选择的介质也可应用。一台常规的循环泵13布置在回路12中，常规的循环泵14布置在回路11中，用于循环各自回路中的介质。
在第一介质循环于第一回路11和第二介质循环于第二回路12期间，热泵用于在其输入侧从第一介质中吸收热能，而在其输出侧向第二介质发射热能。
除热泵1之外，通常还有某种其它热量产生组件2，例如应用诸如油或气的矿物燃料进行运行的加热锅炉，包含于设备中。组件2连接至一个系统，用于通过回路12加热房屋和提供热水。系统示意地用方框3表示，包括例如散热片和热水提供位置。
因此，热泵1以及热产生组件2将热能传送给第二回路12中的第二介质，由此，它们也通过系统3参与加热房屋和提供热水。
热泵1包括蒸发器15、冷凝器16和压缩机17，并按以下的常规方法运行。通过与第一回路11中介质的热交换，热泵的介质通过蒸发器15吸收热能。功通过压缩机17而加入，从而热泵的介质的压力和温度增加。然后，在冷凝器16中，热能通过热交换发射给第二回路12中的第二介质，接着，在压力和温度下降期间，热泵的介质回转至蒸发器15。
但是，为了热泵1得以工作，必须将能量传送给回路11中的介质。为此目的，在回路11中布置了第一部件21，用于在第一介质与第三介质之间传送热能。第三介质各种可想像的、但决不对发明构成限制的实例，包括室外空气、来自通风设备的空气、岩石和地下水。例如，热能传送部件21设置成热交换器的形式，它调节成可在第一介质与第三介质之间进行热交换。调节依赖很多因素，相应介质的凝聚态是至关重要的。
如最初已提到的，热泵连同附属于此的设备是相当贵的投资。因此，希望尽可能有效地利用热泵和附属于此的设备。
在环境调节设备运行期间，由于设备周围环境中的温度变化会产生不同的运行状态。例如，在夏季通常在回路12中产生热能过剩，它必须取走。这例如可能通过在回路12中布置一个部件用于在第二介质和某个其它又一介质之间传送能量而达到。但是，根据图1所示的发明的实施例，设备包括处于第一回路11与第二回路12之间的连接机构30，用于通过第一热能传送部件在第二回路与第三介质之间传送热能。此连接机构30最好包括热交换器，在本实例中用于能借助第一热能传送部件21，通过将热能过剩传送给第三介质而取走第二回路12中的热能过剩。在此实施例中，连接机构30包括热交换器38，它通过两根导管33和34连接至回路11。导管33连接至回路11相对第一热能传送部件21而言为上游的部位，而导管34连接至其相对第一热能传送部件21而言为下游的部位。此外，另外两根导管35和36将热交换器38连接至回路12。最好还设置控制第一介质和第二介质进出连接机构30的循环的装置。例如，根据此实施例，在导管33中设置了常规的循环泵31，在导管34中设置了阀部件32。当欲将热能传送于第二回路12与第一回路11之间时，阀部件32被适当地打开，泵31适当地起动。在热能不需在回路11、12之间传送的运行状态，阀部件32被关闭，泵31不用于循环第一介质。在此运行状态下，泵31最好关闭。此外，最好在回路12中设置阀部件37。阀部件37被适当地控制，从而当在回路11、12之间传送热能时，第二介质在此实施例中得以循环至连接机构30，通过导管36和35流通至热交换器38，当在回路11、12之间热能不需传送时，它使第二介质不能有一点流通至连接机构30。
根据本发明的较优实施例，第三介质具有热发射和热贮存性能，这是十分有益的，因为这就可能将从第二回路12传送来的过剩热量贮存在第三介质中。然后，被贮存的热能在运行状态改变时，能例如被热泵1重新用于加热目的，也即当热泵被起动用于加热目的。在此情况，压缩机17加入的加热用的功必须比不发生先前这样的能量贮存情况有相应的减少。根据本发明的较优实施例，第三介质是地下水，最好是岩石水，它具有所述性能。在某些情况，例如，在秋季，贮存在第三介质中的热能可能大得足以满足系统3中出现的加热要求。根据本发明的较优实施例，连接机构30能用于将热能从第三介质通过第一热能传送部件21和第一回路11直接传送至第二回路。由此，如果希望这样做的话，贮存在第三介质中的热能可为了加热目的，不应用热泵1，而直接通过连接机构30传送至第二回路12。
图2中示意地展示了本发明提出的环境调节设备的第二实施例。此实施例在设计和功能方面相当相似于图1中所示的实施例，但没有连接机构30和由其提供的可能性。同一部件由同一标号指示，因此它们将不再详细地加以说明。
按照此实施例，第一回路至少包括一件第二部件22，该第二部件22例如形为可适当应用的热交换器，用于在第一介质与室内空气之间传送热能。第二热能传送部件22用于将热能从室内空气传送给第一介质。由此，热泵1也可用于冷却室内空气，而不仅是用于通过系统3加热室内空气和提供热水。当在系统3中存在加热要求时，热泵1为此目的而运行，结果，可通过热能传送部件22将热能从室内空气传送给回路11中的第一介质，同时满足冷却室内空气的要求。例如，在夏季时，可借助冷却室内空气而提供热水。
根据本发明的较优实施例，第二热能传送部件22与第一热能部件21串联地布置在第一回路11中，并沿着流动方向，布置在第一热能部件21之后。这样，在有利的温度条件期间，例如在夏季时，使第一介质在回路11中循环可能就足以冷却室内空气，因为第三介质冷于室内室气。这样，热泵就不必为冷却室内空气而运行，这能节约能量，因为只要运行泵14使第一介质在回路11中循环就足够了。根据本发明的较优实施例，第三介质是地下水，最好是岩石水，夏季时，其温度显著低于室内空气的温度。最好还设置一种装置，用于控制第二介质通过第二热能传送部件的流量。在图2所示的实施例中，此控制装置是阀部件25，当室内空气要冷却时，它很合适地使第一介质得以通过热能传送部件22而循环，在相反情况，就不允许有这样的循环。
图3中展示了发明的环境调节设备的第三实施例，它具有第一实施例的特点，也具有第二实施例的特点。因而获得了与相应实施例相关联的优点的组合。
此外，此实施例在一些情况下是优异的，例如，当冷却室内空气的需要要大于存在于系统3中的加热需要时。这时，如果热泵1为冷却目的而运行，在回路12中可能产生热量剩余，这必须取走。这可能通过例如在回路12中设置一件部件(未表示)，用于在第二介质与某个其它介质之间传送能量而达到。然而根据本发明，设备包括位于第一回路11与第二回路12之间的连接机构30，用于通过第一热能传送部件21在第二回路与第三介质之间传送热能，诸如以上参考图1已描述的。此连接机构30最好包括热交换器，在此实例中，用于能借助第一热能传送部件21通过将剩余热能传送给第三介质，从而取走第二回路12中剩余的热能。
还是如上所述的，根据本发明的较优实施例，第三介质具有热发射和热贮存性能。这是十分优异的，因为可能将由于通过热泵冷却室内空气而在第二回路中产生的剩余热量贮存在第三介质中。然后，如上所述，当运行状态改变时，被贮存的热量可直接重新应用，或借助热泵用于加热目的。
展示于图3中的设备能十分有效地使用包括在设备中的部件。根据以上已描述的，设备的运行可根据加热和/或冷却的现有要求而加以调节，因此，应用的能源被有效地加以利用。
因此，总的说来，设备中包括的热泵能方便地既用于冷却，又用于加热的目的。此外，两条回路11和12之间的连接机构30提供了通过同样一件热能传送部件21交替地在设备中热泵1的冷凝器一侧取走剩余热能，和在设备中热泵1的蒸发器一侧从第三介质吸收热能的可能性。通过布置第三介质的热量贮存，从第二回路取走的剩余热能可直接利用或通过热泵1用于加热目的。
当然，本发明决不是限制于上述实施例，而是对本技术的技术人员来讲有很多对其进行修改的可能性，只要不偏离本发明的基本思想。
例如，可以设置与第二热能传送部件22相平行的多件热能传送部件，诸如在图3中由部件42展示的。这时，最好还设置阀部件26，用以控制第一介质出入部件42的循环。阀部件26例如可以用控制阀部件25的相同方法加以控制。
此外，还可以设置与第一热能传送部件21相平行的若干热能传送部件，诸如在图3中由部件39展示的。还可能利用来自加热锅炉的烟道气体，用于加热第一回路11中的第一介质。这在图1-3中由导管24表示，它连接至热能传送部件23，而热能传送部件23连接至第一回路11。这时，合适的是在回路11中布置阀部件28，用于在欲利用烟道气体加热第一介质时，控制第一介质至部件23的循环，在相反情况，则阻止这样的循环。
当若干热能传送部件布置在第一回路中时，最好在第一回路11中布置阀部件27用于控制第一介质的循环。阀部件27最好这样地控制循环，从而当欲通过所述部件21，将能量吸收至第一介质时，使循环得以通过第一热能传送部件21(可能有更多与此部件21相平行的热能传送部件)而进行，而当不需通过部件21在第一介质与第三介质之间进行热能传送时，则阻止这样的循环。

Claims (10)

1.环境调节设备，此环境调节设备包括装有第一介质的第一回路(11)，装有第二介质的第二回路(12)，以及形为热泵(1)的、位于第一回路(11)与第二回路(12)之间的第一连接机构，热泵(1)的输入侧连接至第一回路，而其输出侧则连接至第二回路，当第一介质和第二介质在它们相应的回路(11、12)中循环期间，热泵(1)用于在其输入侧从第一介质吸收热能，在其输出侧向第二介质发射热能，第一回路至少包括一件第一部件(21)，用于在第一介质与第三介质之间传送热能，其特征在于，设备包括第二连接机构(30)，它位于第一回路(11)与第二回路(12)之间，用于在第二回路(12)与第三介质之间通过第一热能传送部件(21)传送热能，第二连接机构(30)包括热交换器(38)。
2.如权利要求1所述的环境调节设备，其特征在于，第二连接机构(30)用于能借助第一热能传送部件(21)通过将剩余热能传递给第三介质，从而取走第二回路(12)的剩余热能。
3.如权利要求1或2所述的环境调节设备，其特征在于，第二连接机构(30)用于能通过第一热能传送部件(21)和第一回路(11)将热能从第三介质直接传送至第二回路(12)，而不应用热泵(1)。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的环境调节设备，其特征在于，第三介质具有热发射及热贮存性能。
5.如权利要求4所述的环境调节设备，其特征在于，第三介质是地下水，最好是岩石水。
6.如任一前述权利要求所述的环境调节设备，其特征在于，第一回路(11)至少包括一件第二部件(22)，用于在第一介质与室内空气之间传送热能，还在于，第二热能传送部件(22)用于将热能从室内空气传送至第一介质，用以冷却室内空气。
7.如权利要求6所述的环境调节设备，其特征在于，第二热能传送部件(22)与第一热能传送部件(21)串联地布置在第一回路(11)中，且沿着流动方向，位于第一热能传送部件(21)之后。
8.环境调节设备，此环境调节设备包括装有第一介质的第一回路(11)、装有第二介质的第二回路(12)，以及形为热泵(1)的、位于第一回路(11)与第二回路(12)之间的连接机构，热泵(1)的输入侧连接至第一回路，而其输出侧则连接至第二回路，当第一介质和第二介质在它们相应的回路(11、12)中循环期间，热泵(1)用于在其输入侧从第一介质吸收热能，在其输出侧向第二介质发射热能，第一回路至少包括一件第一部件(21)，用于在第一介质与第三介质之间传送热能，其特征在于，第一回路(11)至少包括一件第二部件(22)，用于在第一介质和室内空气之间传送热能，还在于，第二热能传送部件(22)用于将热能从室内空气传送至第一介质，用以冷却室内空气。
9.如权利要求8所述的环境调节设备，其特征在于，第二热能传送部件(22)与第一热能传送部件(21)串联地布置在第一回路(11)中，且沿着流动方向，位于第一热能传送部件(21)之后。
10.如权利要求8或9所述的环境调节设备，其特征在于，第三介质是地下水，最好是岩石水。
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