CN1619231A - 热泵锅炉冷气机 - Google Patents

Abstract

热泵锅炉冷气机是用自来水逐级进入储水冷凝交换器达到逐渐升温，温水达到55摄氏度用于洗、浴，热水达到80摄氏度用于需要开水的场所作为初级加温节约供热能源 60％代替了锅炉。压缩机产生的热通过安装在储水冷凝交换器里的冷凝器盘管逐级散到逆向流动含低温能的自来水里，冷凝器末端温度会降得很低，使制冷效率提高30％。可取消中央空调和大型冷库的冷却塔、水泵、冷却循环水。本设备使散热、用热部门各取所需趋利避害，是对外不排热的高效节能环保设备。它的普遍使用能减轻人类城市面临的四大灾害：空气污染、热岛效应、水质污染和缺水，还能减轻电网负荷减少火灾发生，根除内地水域的“水华”现象，减少沿海“赤潮”的发生，使人类生存条件焕然一新。

Description

热泵锅炉冷气机

技术领域    本发明热泵锅炉冷气机是以节能、环保为宗旨，充分利用环境温差调节供需平衡，避开现有制冷和供热设备的缺点，达到高效、节能、环保和全自动无人管理而设计的。

背景技术    现有制冷机是通过压缩机，把冷凝剂压入到冷凝器里，冷凝剂因高压产生高温将热传到冷凝器内壁上，冷凝器是用导温性能非常好的紫铜管制做，因此很快把热传到交换器里的冷却水里，冷却水被升温后经水泵被输送到冷却塔，冷却水在冷却塔里经过喷淋装置与风机强制送来的空气充分接触，通过蒸发把热带到空气中去，剩下的冷却水顺冷却塔底部经管道流回交换器再做下一次的加热、蒸发、散热、循环过程。冷却水通过蒸发散热，可比环境温度降低2-8度，可是外界环境越热人们越需要冷，夏天有些冷却塔在太阳暴晒下环境温度高达40-50度，散热条件非常差，即使蒸发散热效率再高冷却回水温度也高达30多度，为此设计安装制冷设备时要考虑这种极端情况，制冷设备功率、冷却水容量和流量都设计的余量很大，但这种极端情况一年又没几天，大量的能源就白白的损失掉了。

缺点：

1、水被蒸发掉要随时补加，浪费水。

2、设备运行时要经常加药灭藻和排污，每年要清洗冷却水管道、冷却塔及交换器，清洗时要用许多水和化学药剂，浪费水资源，污染水域环境。

3、冷却水经冷却塔把热及霉菌传递到空气当中，给周围环境带来热污染和集团菌(霉菌)污染。

4、循环水泵和冷却塔风机在夏季运行时要耗费许多电，加大了电网负荷，易造成电路过热发生火灾。

5、循环水泵和冷却塔风机在运行时产生很大噪音，污染周围环境。

6、使用空调降温时房顶上冷却塔环境温度最高，在这种情况下散热效果非常差，空调主机要选很大的功率，浪费资金。

7、一般制冷设备都在地下二或三层，冷却塔一般建在房顶上，占用了很大的地方，从地下到房顶上的管道也占据了很多宝贵的空间，在当今寸土寸金的建筑里是很不适宜的。

8、楼顶放置冷却塔，要承受几十吨重量压力及风压，所以建楼时要考虑增加承重能力，增加了建筑成本。

9、冷却塔安置在房顶上，冷却水难免会飞溅或滴漏出来，增加了补漏和屋顶防水维修的麻烦。

发明内容  本发明热泵锅炉冷气机就是为避开以上缺点而设计的；据了解，目前各大饭店在开启制冷机把热量散到空气当中时；饭店里的餐厅、食堂、开水房、洗衣房、浴室、游泳馆、理发店、美容院、客房等，为了制取热水又在耗费大量能源，而饭店里使用的自来水实际存在很多冷能却被白白的浪费掉了；如餐厅、食堂、开水房、洗衣房、浴室、游泳馆、理发店、美容院、客房热水都是用15度左右的自来水用能源加热到需要的温度后使用，而这一用热量往往大于冷却塔里散出的热量。

本发明目的是这样实现的：将现有制冷机的冷凝交换器、水泵、冷却塔、风机、冷却水、全部省略不用，取而代之的是3个特制的储水冷凝交换器，储水冷凝交换器壳体是用不锈钢制做，壳体下端中部是进水口兼排污口、边上是三个交换器壳体支撑脚，上端中部是出水口，上部三分之一至五分之一处开始往里缩至顶端出水口。内置无缝紫铜管制做的冷凝器盘管，确保无泄露、耐腐蚀，此罐还兼储水保温。3个特制的储水冷凝交换器串联地接在制冷机散热端，自来水逐级引入到3个特制的储水冷凝交换器里，先利用15度左右的自来水里的冷能冷却制冷机，水在储水冷凝交换器里与冷凝器盘管里的制冷剂是逐级逆向流动被加热代替热水锅炉的，在冷却制冷机的过程中水被提高到一定温度，分别为：高温80度供给餐厅、食堂、开水房及蒸气作为它们用热水的初级加热；中温55度供给洗衣房、浴室、游泳馆、理发店、美容院、客房温水；低温25度流入原凉水管道；这样即省去了制冷机散热系统的耗电、耗水和热污染，又减少了用热部门的能源消耗，还消除了夏季自来水管道上的凝结水对内装修的破坏。它的核心技术就是利用自来水里15度低温冷能，通过储水冷凝交换器代替原有制冷机的散热系统，同时储水冷凝交换器也相当于用热水部门的热水锅炉，使散热和用热部门各取所需，趋利避害，保持冷、热平衡。本设计能提高制冷机效率30％，把废热充分利用节约供热能源60％，还可节水20％；是对外不排热的高效节能、环保的理想设备。

本设备的好处是：

1、把制冷设备要废弃的热全部利用起来，避免了热污染。

2、节省了用热水部门使用的燃料。

3、用热水直接做饭、烧开水可节省时间和能源。

4、用温水洗涤衣物、炊具比用凉水洗节省30％-50％的洗涤灵、洗衣粉还节省10％-30％的水。

5、减掉了水泵、风机没有了电耗、维修、减小了电网负荷，降低了因电网负荷大引起火灾的可能。

6、去掉了水泵、风机消除了噪音污染。

7、不用冷却循环水，节水、免清洗、消灭了集团病(霉菌)源。

8、夏天；房顶太阳暴晒下的冷却塔环境温度可达40-50度，热交换能力非常差，而自来水温度基本恒定在15度左右，用它代替循环水，冷、热交换效率将大大提高，从而在设计、购置制冷设备时可选功率小30％的规格。

9、省去了冷却塔、管道、水泵和风机节省了大量宝贵的空间和投资。

热泵锅炉制冷机普遍适用医院、制药厂、食品厂、肉联厂、茶叶厂、冷库、饭店、餐馆、食堂、洗浴中心、游泳馆、理发店、美容院、学校、住宅小区、机关大院等。热泵锅炉制冷机的普遍使用，能减轻人类城市面临的四大灾害：空气污染、热岛效应、水质污染和缺水，还能减轻电网负荷减少火灾发生，根除内地水域的“水华”现象，减少沿海“赤潮”的发生。

附图说明  下面结合附图对本发明作祥细说明：

图1、现有制冷机及散热系统示意图

图2、储水冷凝交换器示意图

图3、热泵锅炉冷气机俯视图

图4、热泵锅炉冷气机示意图

1、热储水冷凝交换器

2、温储水冷凝交换器

3、凉储水冷凝交换器

4、储水冷凝交换器支撑脚

5、储水冷凝交换器冷凝器盘管

6、储水冷凝交换器进水口

7、储水冷凝交换器出水口

8、蒸发交换器

9、节流阀

10、压缩机

11、冷冻水进口

12、冷冻水出口

13、蒸发器初端

14、蒸发器末端

15、自来水管道

16、25度凉水管道

17、55度温水管道

18、80度热水管道

19、凉水管道

20、温水管道

21、现有制冷机冷凝交换器

22、冷却水循环泵

23、冷却塔

24、风机

25、喷淋装置

26、现有制冷机冷凝器

具体实施方式  现有制冷机散热过程：

如图1现有制冷机及散热系统示意图，现有制冷机是通过压缩机10，把冷凝剂压入到冷凝器26里，冷凝剂因高压产生高温将热传到冷凝器内壁上，冷凝器是用紫铜制做的导温性能非常好很快把热传到冷凝交换器21内的冷却水里，冷却水被升温后经冷却水循环泵22被输送到冷却塔23里，冷却水在冷却塔里经过喷淋装置25喷出，与风机24强制送来的空气充分接触，通过蒸发把热带到空气中去，剩下的冷却水顺冷却塔底部经管道流回交换器21，再作下一次的加热、蒸发、散热、循环过程；被冷却的冷凝器26末端与节流阀9相连，节流阀9的另一端是蒸发器初端13，蒸发器初端13通入蒸发交换器8，蒸发器末端14从蒸发交换器8的另一端出来接到压缩机10上使冷凝剂形成闭路循环；高压冷凝剂被节流阀减压后温度会降得很低，通过蒸发器吸收大量的热，使蒸发交换器8内的冷冻水降温后经冷冻水出口12供给用户使用，用过后升温的冷冻水经冷冻水进口11再流回交换器8内再作下一次的降温循环。

本发明热泵锅炉冷气机的目的是这样实现的：将现有制冷机的冷凝交换器、水泵、冷却塔、风机、冷却水全部省略不用，取而代之的是3个特制的储水冷凝交换器。储水冷凝交换器的构造如图2储水冷凝交换器示意图：储水冷凝交换器壳体是用不锈钢制做，壳体下端中部是进水口兼排污口6、边上是三个交换器壳体支撑脚4，上端中部是出水口7，上部三分之一至五分之一处开始往里缩至顶端出水口7(1是为了罐体稳定；2是为了把热水聚在一个点上及时流走。)，内置厚壁无缝紫铜管或不锈钢管制做的冷凝器盘管5，确保无泄露、不腐蚀，此罐还兼储水。

热泵锅炉冷气机热回收过程：如图3热泵锅炉制冷机俯视图：把温度15度左右的自来水管道15，接到凉储水冷凝交换器3的进水口6上，自来水进入凉储水冷凝交换器3与交换器里的冷凝器盘管5充分接触产生冷热交换，温度升高后从出水口7流出，通过设计计算使这一出口水温达到25度左右，引到25度凉水管道16中供用户使用。另一支路通过凉水管道19与温储水冷凝交换器2的进水口6相接，25度左右自来水进入温储水冷凝交换器2与交换器里的冷凝器盘管5充分接触温度进一步升高后从出水口7流出，通过设计计算使这一出口7的水温达到55度左右，引到55度温水管道17中供用户使用；另一支路通过温水管道20与储水冷凝交换器1的进水口6相接，55度温水进入热储水冷凝交换器1与交换器里的冷凝器盘管充分接触温度升的更高从出水口7流出，通过设计计算使这一出口7水温达到70-80度左右，引到热水管道18中供用户使用，热储水冷凝交换器1的壳体外做保温使热不外散，这样储水冷凝交换器1就相当于一个热水锅炉。

热泵锅炉冷气机的每1个压缩机及各自的冷凝器盘管、节流阀和蒸发器都各自组成独立的闭路循环系统；也可以几个压缩机共用1套冷凝器盘管、节流阀和蒸发器组成共同的闭路循环系统；为了表示的更清楚请参考：图4、热泵锅炉冷气机示意图。

热泵锅炉冷气机散热降温过程：制冷压缩机10把冷凝剂压入到储水冷凝交换器冷凝器盘管5里，冷凝剂因高压产生高温将热传到冷凝器5的内壁上，冷凝器5是用厚壁无缝紫铜管、钛管或不锈钢管制做的导温性能非常好，因此很快把热传到外表面，温度可达90-100度，先通过热储水冷凝交换器1与55度左右自来水进行冷热交换，产生70-80度左右的热水；再通过温储水冷凝交换器2与25度左右自来水进行交换产生55度左右的温水；再通过凉储水冷凝交换器3与15度左右自来水进行交换产生25度左右的凉水。这时冷凝器5的末端实际上是浸泡在20度左右的自来水里，冷却条件要好的多，完全符合制冷机的要求，与现有制冷机组冷却塔里30多度的冷却循环水相比效率要提高很多且不受气候变化影响比较稳定，使用者可以自己控制。

Claims (10)

1、热泵锅炉冷气机是由1个压缩机、节流阀、蒸发交换器、3个储水冷凝交换器组成，其特征是：自来水通过管道逐级进入下端是进水口兼排污口的储水冷凝交换器，储水冷凝交换器内置铜管制做的冷凝器盘管，压缩机产生的热通过冷凝器盘管逐级散到水里，水热后从交换器顶端出水口流出。

2、根据权利要求1所述其特征在于：冷气机散热部分也可以由2个或4个储水冷凝交换器组成。

3、根据权利要求1、2所述其特征在于：储水冷凝交换器壳体是用不锈钢、碳钢内渡膜、玻璃钢、钛合金钢制做，储水冷凝交换器内置的冷凝器盘管是用无缝紫铜管、不锈钢管、铝合金管或钛合金管制做。

4、根据权利要求1所述其特征在于：储水冷凝交换器壳体内的冷凝器盘管可以是1个或几个组成1排。

5、根据权利要求1所述其特征在于：制冷机组产生的热是由含低温能的自来水冷却。

6、根据权利要求1所述其特征在于：热泵锅炉冷气机的压缩机可以是1个、2个或数个组成1组。

7、根据权利要求1所述其特征在于：每1个压缩机及各自的冷凝器盘管、节流阀和蒸发器都各自组成独立的闭路循环系统。

8、根据权利要求1所述其特征在于：几个压缩机共用1套冷凝器盘管、节流阀和蒸发器组成共同的闭路循环系统。

9、根据权利要求1所述其特征在于：储水冷凝交换器上部顶端是出水口，壳体下端是进水口兼排污口。

10、根据权利要求1所述其特征在于：热储水冷凝交换器壳体外有保温层。

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