CN1570501A - 空调冷冻系统的复合式热回收机组 - Google Patents

Abstract

一种空调冷冻系统的复合式热回收机组，主要包含有一压缩机，一对串联的冷凝器为第一冷凝器及第二冷凝器、至少两组分歧管路、以及相互并联的一冰水器及至少一对蒸发器；该一对串联的冷凝器分别热交换连接至一热水储水筒及一冷却水塔；可选择该第一冷凝器以热回收其热量至该热水储水筒或选择第二冷凝器但不同时提供热量，以及选择该冰水器或该一对蒸发器加入运转与否；不论空调冷冻系统的冷房负荷的大小及有无，均能保持提供稳定的热量至该热水储水筒，使其热水随时达到所需的温度，借此，通过一机组即可同时完善地兼具空调冷冻及热水供应。

Description

空调冷冻系统的复合式热回收机组

技术领域

本发明涉及一种空调冷冻系统的复合式热回收机组，能以系统规划、有效地回收该空调冷冻系统运转时所产生的热能，并加以运用，而兼具冷气空调及热能供应的效果。

背景技术

按空调机组的冷冻循环原理，是利用冷媒在绝对的气密系统中，使该冷媒在机组内部经过压缩、冷凝(散热)、降压以及蒸发(吸热)四个过程，来完成制冷或制热的目的。也就是说，冷媒在压缩机的压缩动力下，根据一定的程序重复往返冷凝和蒸发，而实现热的传递。因此，只要冷媒系统完成上述四个过程一次即为一次压缩循环，经过负载的需求而不断地作机组运转，来提供所需的热交换。

在冷媒上述运行过程当中，其中该冷媒蒸汽在经压缩机运转压缩后，其高压高温的冷媒气体将根据系统内部高低温差的关系挤入冷凝器中，当压缩机不断的运转压缩之际，其高压压力将逐渐增高，且其高压气态的温度也渐渐增加，直至冷凝器内的超热蒸汽温度超过该冷凝器外的冷却媒介(空气或水)的温度以后，热量即开始于该冷凝器通过冷却媒介的冷却而散热，于是该超热冷媒蒸汽由于其热量逐渐散失，也就慢慢凝成液体冷媒，再经过机组配套系统的控制而吸热蒸发，实现制冷或制热的热传递任务，并将该冷或热用之于所需的场所，而为人们创造出舒适的温度环境。

由于空调冷冻为人们带来了舒适的温度环境，因而，一般家用或商业空调，已是目前居家生活或商业活动当中不可或缺的一项必需品。但是越来越重视生活品质的现今社会，已非只有营造舒适的环境空间就可满足，其中，对于热水直接接触于身体的种种型态的温暖感受及享受，例如生活上最基本的个人身体卫生的热水洗涤，乃至时下流行的温水游泳池、SPA热水池、旅馆饭店热水冲浴等热水享受，同样为生活上所追求，且为其爱好者乐此不疲。

对于上述热水的热能来源，业者一般都是以瓦斯或重油等燃料来燃烧产生热量，但这会增加燃料成本及燃烧设备，进而增加费用支出，而且，燃烧的废气也会污染空气，造成公害。而上述空调冷冻系统，在其冷媒于高压高温气态加压至液态的冷却散热过程当中，一般商业空调的设计，也仅将其超热冷媒蒸汽的热量直接散播冷却于大气中，不但未能对该热能妥善运用，并造成对大气空气的污染，且冷却水蒸发散热该冷媒蒸汽的热量时，也相对增加该水资源的浪费。

也就是说，一般商业空调的设计将压缩的冷媒蒸汽所产生的热量直接散播冷却于大气中，只作单一制冷或制热效果，然后为了使用上的需要，再另外增设一套加温取热设备以供应热水，而白白地让上述冷媒热能散播于外，未能加以利用实在可惜，而且浪费成本，且污染空气。

因此，若能有效地回收空调冷冻系统中高压高温冷媒蒸汽所产生的热能，以供热水的热能来源，将是节省能源及避免污染空气的最佳方式。

目前业界已有提案设计关于空调冷冻系统的热回收装置，其主要将空调机组的冷凝器设计成一热交换装置，并将流经该冷凝器的冷却水回收至一热水储水筒备用，如此循环运转，使得该热水储水筒的温度逐渐提高，而可供应热水使用。

然而，上述现有的热回收装置，其设计使用上仍有不完备之处，现有热回收装置中，当其空调冷冻系统的冷房负荷满载时，能源源不断地自该系统的冷凝器吸取大量的热能，转换成所需温度的热水，以供使用；但当冷房负荷需求减小甚至无负荷时，其产生的热能也相应减少，因此所回收的热量仅能满足热水的部分制热需求，甚至完全不能满足热水的制热需求，因此，仍必须以燃料燃烧的方式加热其热水以达到其所需的温度，因而，仍无法以一套空调机组即实现其完全兼具空调冷冻及完整热水供应的功能。

综上可知，所述现有技术的空调冷冻系统的热回收装置，在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明目的在于提供一种空调冷冻系统的复合式热回收机组，主要包含有一压缩机，一对串联的冷凝器为第一冷凝器及第二冷凝器、至少两组分歧管路、以及相互并联的一冰水器及至少一对蒸发器；该一对串联的冷凝器连接于上述压缩机及上述分歧管路之间，且这些冷凝器分别以循环管路连接至热水储水筒及冷却水塔，以各作不同用途的热交换；该多组分歧管路的第一组分歧管路分别连接至上述冰水器及其中一蒸发器，第二组分歧管路则分别连接至上述冰水器及另一蒸发器，上述冰水器及蒸发器的输出端则连接至压缩机，而构成一循环管路。

在需回收经压缩后的高温高压的冷媒蒸汽的热量时，激活热水储水筒的水循环管路而选择对第一冷凝器进行热交换，而将该冷凝器内的上述热量回收至该热水储水筒并加热该槽内的水，使其逐渐变成所需温度的热水。就另一方冷媒低温段的吸热(释冷)蒸发而言，此时，若冷房负荷需求大能满足热水储水筒制热需求时，则仅并入上述冰水器运转即可，以该冰水器释放冷媒的低温至各冷房，并吸收各冷房足够的热度，以进行下一循环的压缩；若冷房负荷需求较小仅能满足热水储水筒部分制热需求时，则同时并入该冰水器及上述其中一蒸发器运转，以同时对上述冰水器及该蒸发器足够释冷及足取热，而维持满足对热水储水筒的制热需求；若冷房负荷过小甚至无负荷而不能满足热水储水筒的制热需求时，则同时并入上述一对蒸发器运转，以同时对该对蒸发器足够释冷及足够取热，而维持满足对热水储水筒的制热需求。借此，本发明不论冷房负荷的大小及有无，均能保持提供稳定的热量至热水储水筒，使其热水随时达到所需的温度，因此，以本发明机组，即同时完善地兼具空调冷冻及热水供应的功能，而不需辅予任何的燃烧设备及燃料成本。

在热水需求温度已达到时，则关闭热水储水筒的水循环管路，并激活冷却水塔的水循环管路，因而选择对第二冷凝器进行热交换，而将该冷凝器内的高温高压冷媒蒸汽的热量回收至冷却水塔并散播于大气之中，另外，并将冰水器并入运转，以该冰水器释放冷媒的低温至各冷房，并吸收各冷房足够的热度。此即回复成一般的空调冷冻的运作模式。

附图简要说明

下面结合附图，通过对本发明的较佳实施例的详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组的组成图；

图2为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组的组成方块示意图；

图3为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组在冷房负荷需求大时的机组运转流程方块示意图；

图4为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组在冷房负荷需求小时的机组运转流程方块示意图；

图5为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组在冷房负荷需求过小甚至无负荷时的机组运转流程方块示意图；

图6为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组在热水需求温度已达到时的机组运转流程方块示意图；

图7为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组相关连的系统连接示意图。

具体实施方式

下文，将详细描述本发明。

图1为本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组的组成图，图2为该复合式热回收机组的组成方块示意图。如上述图所示，本发明空调冷冻系统的复合式热回收机组A，主要包含有一压缩机1，一对串联的冷凝器为第一冷凝器2及第二冷凝器3、至少两组分歧管路4，5、以及相互并联的一冰水器6及至少一对蒸发器为第一蒸发器7及第二蒸发器8。

就冷媒的连接管路而言，上述一对串联的冷凝器2，3连接于上述压缩机1及上述分歧管路4，5之间，且第一冷凝器2及第二冷凝器3分别以循环管路连接至热水储水筒21及冷却水塔31，以各作不同用途的热交换。上述两组分歧管路的第一组分歧管路4的输出端分别连接至上述冰水器6及第一蒸发器7，而第二组分歧管路5的输出端则分别连接至上述冰水器6及第二蒸发器8，上述冰水器及蒸发器的输出端则连接至压缩机1，而构成一循环管路。该冰水器6并连通至各冷房。

图3为本发明复合式热回收机组在冷房负荷需求大时的机组运转流程方块示意图。如图所示，在使用空调冷冻系统中，若需回收经压缩后的高温高压的冷媒蒸汽的热量时，激活热水储水筒21的泵22(请参考图7)而激活该热水储水筒21的水循环管路，因而选择了对与该热水储水筒21连接的第一冷凝器2进行热交换(此时的第二冷凝器3因未施行热交换作用，因而仅作为冷媒通路而已)，而在该第一冷凝器2内将该高温高压冷媒蒸汽的热量回收至该热水储水筒21并加热该槽内的水，使其逐渐变成所需温度的热水。就冷媒低温段的吸热(释冷)蒸发而言，此时，若冷房负荷需求大，能满足热水储水筒21制热需求时，则如图3所示，仅并入上述冰水器6运转即可，以该冰水器6释放冷媒的低温至各冷房，并吸收各冷房足够的热度，以进行下一循环的压缩，如此循环运转，以第一冷凝器2高温高压冷媒的蒸汽所产生的热气加热热水储水筒21的热水，满足该热水储水筒21的制热需求。

图4为本发明复合式热回收机组在冷房负荷需求小时的机组运转流程方块示意图。若冷房负荷需求较小仅能满足热水储水筒21部分制热需求时，则如图4所示，本发明机组同时并入冰水器6及第一蒸发器7运转，以低温冷媒同时对冰水器6及该第一蒸发器7足够释冷及足够取热，以进行下一循环的压缩，而维持满足对热水储水筒21的制热需求。

图5为本发明复合式热回收机组在冷房负荷需求过小甚至无负荷时的机组运转流程方块示意图。若冷房负荷过小甚至无负荷而不能满足热水储水筒21的制热需求时，则如图5所示，本发明机组同时并入上述一对蒸发器即第一蒸发器7及第二蒸发器8运转，以同时对该对蒸发器足够释冷及足够取热，以进行下一循环的压缩，而维持满足对热水储水筒21的制热需求。

综上可知，在本发明中不论冷房负荷的大小及有无，本发明复合式热回收机组A均能保持提供稳定的热量至热水储水筒，使其热水随时达到所需的温度，因此，以本发明机组，即同时完善地兼具空调冷冻及热水供应的功能，而不需辅予任何的燃烧设备及燃料成本。

图6为本发明复合式热回收机组在热水需求温度已达到时的机组运转流程方块示意图。在热水需求温度已达到时，则如图6并请一并猜参考第7图所示，本发明机组会自动关闭热水储水筒21的泵22，并自动切换激活冷却水塔31的泵32，而激活该冷却水塔31的水循环管路，因而选择了对与该冷却水塔31连接的第二冷凝器3进行热交换(此时的第一冷凝器2因未施行热交换作用，因而仅作为冷媒通路而已)，而将该第二冷凝器3内的高温高压冷媒蒸汽的热量回收至该冷却水塔31并散播于大气的中；另外，并将上述冰水器6并入运转，以该冰水器6释放冷媒的低温至各冷房，并吸收各冷房足够的热度。此即回复成一般的空调冷冻的运作模式。

上述第一冷凝器2及第二冷凝器3热交换施行的选择采用，以及冰水器6、第一蒸发器7、第二蒸发器8的加入运转与否，检测热水储水筒21的温度而以计算机自动切换控制。

另外，如上述图1所示，在分歧管路当中设有膨胀阀91，以提供自动排气及管路系统热胀冷缩的作用；在管路各段必要位置设有电磁阀92，以控制管路开启及闭合之用；在冷凝器2，3至膨胀阀91的高压冷媒管路设有高压控制器93；在冰水器6及一对蒸发器7，8回流至压缩机1的低压冷媒管路则设有低压控制器94及防冰冻温度控制器95。

图7为本发明复合式热回收机组相关连的系统连接示意图。显示本发明复合式热回收机组A其中第一冷凝器2及第二冷凝器3分别热交换连接至一热水储水筒21及一冷却水塔31，冰水器6连接至各冷房设备101，以提供低温冷媒的低温至各该冷房设备并进行热交换；而上述热水储水筒21所储存的热水则可供被随时取用，例如可供淋浴102、SPA103、热水龙头104，以及通过热交换装置105供三温暖106、温水游泳池107、吸收式冷冻机108等使用。

综上所述，本发明提供一种空调冷冻系统的复合式热回收机组，不论冷房负荷的大小及有无，均能有效地回收该空调冷冻系统运转时所产生的热能，保持提供稳定的热量至热水储水筒，并加以运用，而兼具冷气空调及稳定供应热水的功能。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1、一种空调冷冻系统的复合式热回收机组，回收空调冷冻系统中经压缩后的高温高压冷媒蒸汽的热量，其特征在于，该复合式热回收机组至少包含有：

一压缩机；

一对串联的冷凝器为第一冷凝器及第二冷凝器，分别连接于该压缩机及下述该分歧管路之间，且该第一冷凝器热交换连接至一热水储水筒，该第二冷凝器热交换连接至一冷却水塔；

至少两组分歧管路，其中，第一组分歧管路的输出端分别连接至下述该冰水器及下述该第一蒸发器，第二组分歧管路则分别连接至该冰水器及下述该第二蒸发器；

一冰水器，该冰水器的输出端连接至该压缩机，且该冰水器热交换连接至各冷房；以及

至少一对蒸发器为第一蒸发器及第二蒸发器，该对蒸发器的输出端连接至该压缩机。

2、根据权利要求1所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，在需回收经压缩后的高温高压冷媒蒸汽的热量以加热热水储水筒的温度时，激活该热水储水筒的水循环管路而选择了对该第一冷凝器进行热交换，在此时，其冷房负荷需求大时，选择该冰水器并入运转；其冷房负荷需求较小时，则同时选择该冰水器及该第一蒸发器并入运转；其冷房无负荷时，则同时选择该第一蒸发器及该第二蒸发器并入运转；在热水需求温度已达到时，则关闭该热水储水筒的水循环管路，并切换开启该冷却水塔的水循环管路，而选择了对该第二冷凝器进行热交换，并选择该冰水器并入运转。

3、根据权利要求2所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，该第一冷凝器及该第二冷凝器热交换施行的选择采用，以及该冰水器、该第一蒸发器、该第二蒸发器的加入运转与否，以检测热水储水筒的温度而以计算机自动切换控制。

4、根据权利要求1所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，该分歧管路当中设有膨胀阀。

5、根据权利要求4所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，在该机组冷媒管路的各段必要位置各设有电磁阀。

6、根据权利要求4所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，该冷凝器至该膨胀阀的高压冷媒管路设有高压控制器。

7、根据权利要求4所述空调冷冻系统的复合式热回收机组，其特征在于，该冰水器及该一对蒸发器回流至该压缩机的低压冷媒管路设有低压控制器及防冰冻温度控制器。

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