CN1590891A - 有热回收装置的水源中央空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有热回收装置的水源中央空调系统，属于空调领域，本系统包括热泵机组，循环水泵，水处理器，热回收器，热补偿器，自控装置以及由适当管路，阀门配置，连接在一起。从地下水抽取的冷却水，经水处理器处理后进入热泵机组；从另一热泵机组出来的冷却水进入一封闭循环系统，该冷却水从热泵机组出来经热回收系统与生活用水进入热交换后，使生活用水温度提高供用户使用；冷却水再经一热补偿器和自控装置保证水温在一定的温度流回热泵机组。本系统增加了一套热回收系统和热补偿系统，充分利用了资源，降低了投入成本，提高了能效比，省去了现有技术的系统中，需要用生活热水时必需设置一台热泵机组，具有突出的实质性特点。

Description

有热回收装置的水源中央空调系统
技术领域
本发明涉及有热回收装置的水源中央空调系统，属于空调领域。
背景技术
通常的大型办公楼，宾馆等建筑，采用普通水源中央空调系统。这种系统由空调末端系统、水源热泵机组、水源水等部分组成。为用户供冷时，水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源热泵机组的冷却水转移到水源中去。在夏季如用户需要生活热水时，只能单独设置一台专门供应生活热水的水源热泵机组，从水源水中提取热能，通过水源热泵送到板式热交换器，加热生活用水，为用户提供生活用水，如图2所示。
发明内容
本发明的目的，是提供有热回收装置的水源中央空调系统，该系统在制冷的同时，将回流水源的冷却水的热量合理回收来加热生活用水，并且减少设备投入，降低成本
本发明的有热回收装置的水源中央空调系统的技术方案是：
有热回收装置的水源中央空调系统，由若干套水源热泵机组(1)、循环水泵(4)，(5)、水处理器(19)、电子水处理仪(3)、热回收器(16)、热补偿器(17)、空调水定压装置(18)、自控装置及适当管路，阀门配制等部件连接组成，水源用地下水，由供水管从水源抽取地下水经水处理器(19)，电子水处理仪(3)，进入热泵机组(1)；在热泵机组(1)中，经过与相关媒体的热交换，形成、冷却水；冷冻水经出水口A进入空调水供应管，供给制冷盘管，完成制冷功能；由定压罐6，补水水泵7，补水水箱8等组成的空调定压装置(18)，保持整个空调系统压力；冷却水经出水口C由回水管，流回水源；其特征在于，其中一套水源热泵机组(2)的冷却水，是封闭循环的，路程是：冷却水经出口C，经一电动三通阀(14)进入一热回收器(16)，该热回收器(16)由一热回收板式换热器(10)和热水泵(12)及适当阀门组成；冷却水在热回收板式换热器(10)中与生活用水进行热交换，使生活用水变成生活热水，供用户使用；经过热换的冷却水在板换水泵(9)作用下进入一热补偿器(17)；该热补偿器(17)由一板式换热器(11)和一电动调节阀构成，冷却水在板式换热器中与水源水进行热交换，在水源回水出口设一个电动调节阀，通过调节该调节阀的流量来控制热补偿器(17)出口处温度，达到冷却水进入热泵机组所需的温度；在热回收器的进口端装有一电动三通阀(14)，该三通阀的旁路(15)直接连通热回收器(16)出口，该三通阀受装在生活热水出口的温度传感器控制，通过控制旁通阀的开启来调节生活热水所需温度。
由于本发明在现有水源中央空调中增加了一套热回收装置，又省去了一台专门生产生活热水用的热泵机组，因此，既充分利用了资源，又降低了成本，据统计，与相同容量的无热回收的水源中央空调相比，减少费用约10％，能效比提高0.6，合计运行总费用也有所降低10％。
附图说明
图1是本发明的有热回收装置的水源中央空调系统的示意图。
图2是现有技术的没有热回收装置但又需要生活热水的水源中央空调系统示意图。
具体的实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细的叙述。
现以某实际工程为例，图1是有热回收装置的水源中央空调系统的示意图。
工程简介：本工程为办公、宾馆综合建筑，面积约23000m2；设置水源热泵中央系统，同时提供24小时生活热水。
水源水采用地下水，水温13-15℃，水源热泵机组承担公共建筑空调，同时对冷却系统进行热回收，提供生活热水。
设备包括
选择水源热泵机组(1)为SGHP1000共2台，机组(1)SCHP500共1台(2)，其中一台SCHP1000制冷量为888KW，功率145KW，制热量为931KW，功率241KW，单台SGHP500参数，制冷量344KW，功率121KW，制热量465KW，功率12KW，两台SHGP1000(1)夏季制冷，冬季供热，提供空调用水。
一台SGHP500(2)夏季制冷，提供空调用水的同时进行热回收提供生活热水，冬季提供生活用水。
空调循环水泵(5)3台，流量138m3/n，空调循环水泵(4)1台，流量43.5m3/n，有水处理器(19)由2台除沙器(13)，流量125m3/n，2台除污器组成。有热回收器(16)由一台板式热交换器(10)一台热回收循环水源(11)，自控装置，组成。有热补偿器(17)，由一台板式热交换器(10)，自控装置组成。
有必要的管路设备，泵、阀等将所有设备连接起来。
同时还有定压罐(6)，补给水泵(7)，补水水箱(8)等用于补充保持空调系统定压装置(18)。
制冷工况时，由水源循环水泵，从水井中抽取地下水经水源水供水管，进入水处理器(19)在水处理器(19)经除沙器，除污器后进入水源热泵机组(1)(2)的冷却水进口D。冷却水和冷冻水在机组中与相应设备进行充分热交换以后，冷冻水从A口出来，经空调水供水管进入空调用制冷盘管中制冷用。冷却水从C口出来经水源水回水管，回到水井。
在系统另有一组水源热泵机组(2)，该机组所用的冷却水是一个封闭的循环系统，在冷却水从该机组C口出来流经一个由热回收板式热交换器和热循环水泵和控制装置组成的热回收器(16)，冷却水在热回收板式热交换器10中与生活用水进行热交换后使生活用水温度提高，供用户使用。该冷却水从热回收板式热交换器出来以后进入一个由热补偿板式热交换器(11)和自控装置组成的热补偿器(17)，在板式热交换器(11)中与由水源水进行充分热交换后，再经一组水泵(9)回到热泵机组2的入口B，进行再循环。在热回收板式热交换器(10)的进口处装有电动三通调节阀，阀旁通道是直连热补偿板式热交换器(11)进口处，所述旁通阀受装在生活热水出口上温度传感器控制，根据生活热水出口水温要求来控制旁通阀的开启。
在热补偿板式热交换器的出口处安装有一个温度传感器，该温度传感器控制着装在水源回水通道上的电动调节阀，通过控制电动调节阀开启，来控制水源回水的流量来保证却水的回水温。
本发明带有热回收装置水源的中央空调与不带热回收的水源中央空调相比，具有明显的特点，首先节约了可贵的资源，另外，从成本上、投入上都有明显的优势，在设备上少了一台专门供应热水的热泵。
就容量相同的两组系统相比，结果如下。
1.能效比相比，见表1、表2
2.就初投资相比，见表3、表4
3.运行费用相比，见表5、表6
初投资及运行费用分析见表(7)
1)能效比分析
有热回收系统
表1
季节系统名称     水源热泵中央空调热回收系统    备注
    夏季     冬季
最大供冷量Kw     2120     0
最大供热量Kw     0     1862
最大生活热水量Kw     465     465
空调主机耗电量Kw     121     482
热水主机耗电量Kw     121     121
主机总耗电量Kw     411     603
空调水泵耗电量Kw     51.5     51.5
热水泵耗电量Kw     8     8
潜水泵耗电量Kw     37     37
系统总耗电量Kw     507.5     699.5
空调系统能效比     4.2     3.3
热水系统能效比     3.6     3.6
系统综合能效比     5.1     3.3
无热回收系统
表2
季节系统名称     水源热泵中央空调系统 备注
    夏季     冬季
最大供冷量Kw     2057     0
最大供热量Kw     0     1862
最大生活热水量Kw     465     465
空调主机耗电量Kw     338     482
热水主机耗电量Kw     121     121
主机总耗电量Kw     459     603
空调水泵耗电量Kw     51.5     51.5
热水泵耗电量Kw     8     8
潜水泵耗电量Kw     37     37
系统总耗电量Kw     555.5     699.5
空调系统能效比     4.8     3.3
热水系统能效比     3.6     3.6
系统综合能效比     4.5     3.3
2)初投资
有热回收的系统初投资
表3
  设备名称     型号     数量   单位     单价(万元)     合价(万元)
  水源热泵机组     SGHP1000     2     台     98     196
  水源热泵机组     SGHP500     1     台     49     49
  空调循环水泵     KQL125/170-22/2     3     台     0.968     2.904
  空调循环水泵     KQL80/170-7.5/2     1     台     0.415     0.415
  热媒水泵     KQL80/110-4/2     2     台     0.305     0.61
  板换水泵     KQL80/110-4/2     2     台     0.305     0.61
  潜水泵     250QJR125-32/2     5     台
  机房工程安装     15
  合计     264.539
无热回收的系统初投资
表4
  设备名称     型号     数量     单位     单价(万元)     合价(万元)
  水源热泵机组     SGHP1000     2     台     98     196
  水源热泵机组     SGHP500     1     台     49     49
  水源热泵机组     SGHP300     1     台     25     25
  空调循环水泵     KQL125/170-22/2     3     台     0.968     2.904
  空调循环水泵     KQL80/170-7.5/2     1     台     0.415     0.415
  热媒水泵     KQL80/110-4/2     2     台     0.305     0.61
  板换水泵     KQL80/110-4/2     2     台     0.305     0.61
  潜水泵     250QJR125-32/2     5     台
  机房工程安装     15
  合计     289.539
说明：以上数据均参考市场标准报价。
3)运行费用
计算依据
(1)空调系统设定夏季运行3个月，每天运行12小时，运行平均负荷系数50％；
(2)空调系统设定冬季运行3个月，每天运行16小时，运行平均负荷系数50％；
(3)生活热水系统运行12个月，每天运行6小时；
(4)电价按照0.6元/Kwh计算。
计算表格如下
有热回收系统
表5
    序号     设备名称     数量     功率Kw   全年总运行天数     时间h     总耗电量Kwh
    1     水源热泵机组SGHP1000     2     145   90     12     156600
    2     水源热泵机组SGHP500     1     121   360     6     130680
    3     水源热泵机组SGHP1000     2     241   冬季   90     14     347040
    4     空调循环水泵KQL125/170-22/2     2     22   90     14     27720
    5     空调循环水泵     1     7.5   360     6     4725
    6     热媒水泵     1     4   360     6     4320
    7     板换水泵     1     4   90     14     4320
    8     潜水泵     2     18.5     46620
    9     全年总耗电量     722025
    10     全年总运行费用     43.32
无热回收系统
表6
    序号     设备名称     数量   功率Kw   全年总运行天数     时间h     总耗电量Kwh
    1     水源热泵机组     2   145   夏季   90     12     156600
    2     水源热泵机组     1   121   全年   360     6     130680
    3     水源热泵机组     1   48   夏季   90     12     25920
    水源热泵机组     1   241   冬季   90     16     347040
    水源热泵机组     2   77   冬季   90     16     55440
    4     空调循环水泵     1   22   90     14     27720
    5     空调循环水泵     1   7.5   90     14     4725
    6     热媒水泵     1   4   90     14     4320
    7     板换水泵     1   4   90     14     4320
    8     潜水泵     2   18.5   90     14     46620
    9     全年总耗电量     803385
    10     全年总运行费用     48.20
初投资及运行费用分析见下表：
表7
    项目分类     初投资(万元)     综合能效比     全年总运行费用(万元)
    水源中央空调热回收系统     265     5.1     43.32
    水源中央空调无热回收系统     290     4.5     48.20
综论
由上述可知，对于此项目水源中央空调热回收系统不仅初投资比一般水源中央空调热回收系统要低35万元，而且能效经提高0.6，年运行费用要低4.88万元。
因此，水源中央空调热回收从经济性，节能性，高效性，可靠性等各方面都有明显的优点，因此本系统是具有突出实质性特点的发明，具有新颖性和创造性、实用性，任何与本发明构思相同的技术方案都在本权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.有热回收装置的水源中央空调系统，由若干套水源热泵机组(1)、循环水泵(4)，(5)、水处理器(19)、电子水处理仪(3)、热回收器(16)、热补偿器(17)、空调水定压装置(18)、自控装置及适当管路，阀门配制等部件连接组成，水源用地下水，由供水管从水源抽取地下水经水处理器(19)，电子水处理仪(3)，进入热泵机组(1)；在热泵机组(1)中，经过与相关媒体的热交换，形成、冷冻水和冷却水；冷冻水经出水口A进入空调水供应管，供给制冷盘管，完成制冷功能；空调定压装置(18)，保持整个管网压力；冷却水经出水口C由回水管，流回水源；其特征在于，其中一套水源热泵机组(2)的冷却水，是封闭循环的，路程是：冷却水经出口C，经一电动三通阀(14)进入一热回收器(16)，冷却水在热回收板式换热器(10)中与生活用水进行热交换，使生活用水变成生活热水，供用户使用；经过热换的冷却水在板换水泵(9)作用下进入一热补偿器(17)；冷却水在热补偿器中的板式换热器(11)中与水源水进行热交换，在水源回水出口安装一个电动调节阀，通过调节该调节阀的流量来控制热补偿器(17)出口处温度，达到冷却水进入热泵机组所需的温度；在热回收器的进口端装有一电动三通阀(14)，该三通阀的旁路(15)直接连通热回收器(16)出口，该三通阀受装在生活热水出口的温度传感器控制，通过控制该旁通阀的开启来调节生活热水所需温度。
2.按照权利要求1所述的有热回收装置的水源中央空调系统，其特征在于，所述水处理器，由除沙器和除污器组成。
3.按照权利要求1所述的有热回收装置的水源中央空调系统，其特征在于，所述的空调水定压装置，由定压罐6，补水水泵7，补水水箱以及必要的管件阀门连接而成。
4.按照权利要求1所述的有热回收装置的水源中央空调系统，其特征在于，所述的热回收器是由一热回收板式换热器，热水泵以及适当管件、阀门连接而成。
5.按照权利要求1所述的有热回收装置的水源中央空调系统，其特征在于，所述的热补偿器由一热补偿板式换热器和一温度调节阀和适当管件连接而成。
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