CN1825016B - 包括夜冷回采的热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热回收系统，包括至少一个排气换热器(9)和至少一个大气换热器(3)，前者安装在尤其是一幢建筑物或建筑物部分的通风和/或空调技术设备的排气流(11)中，后者安装在此设备的进气流(22)中，其中，所述换热器(3、9)处于复合循环内，为了由大气(7)回采冷量，尤其是夜间冷量，可由复合循环分出至少一个分循环(I)，其中设有换热器之一(9)，尤其是一个排气换热器(9)，大气(7)可通过它流动，以使在此分循环(I)内冷却流体，此分循环(I)具有至少一个换热器(13)，借助它可将回采的冷量转移到一个冷却循环(16、17、23)内。此外本发明涉及一种在复合循环内借助热回收系统从大气(7)进行夜冷回采的方法，其中，大气(7)通过排气换热器(9)导引，以便借助在排气换热器(9)内的流体从大气(7)提取冷量，并且尤其是通过一个换热器(13)转移到一个冷却循环(16、17、23)中。

Description

包括夜冷回采的热回收系统
技术领域
本发明涉及一种热回收系统，包括至少一个排气换热器和至少一个大气换热器，前者安装在尤其是一幢建筑物或建筑物部分的通风和/或空调技术设备的排气流中，后者安装在此设备的进气流中，所述换热器处于复合循环内。
背景技术
在现在技术中已知，例如在建筑物内使用的通风和空调技术设备通常设计有热回收系统，其中，通过的排气中的热尤其在冬季通过热交换系统提供并在需要时输送给要加热的大气。为此有不同的系统。一种有利的已标准化的系统是复合循环系统。在这里一个换热器处于排气内，此所谓的排气换热器用于从用过的排气中吸收热量，以及一个换热器处于大气内，此所谓的大气换热器用于放出从排气中回收的热量。这些系统在现在技术中基本上仅用于热量回收。
作为附加功能，例如已知间接式绝热的蒸发冷却装置，其中，在需要制冷时为了冷却大气将废气/排气在一个用于水蒸发的设备内绝热冷却，以及通过复合循环系统将比较冷的排气传输给较热的大气。
这些有效的热交换系统同样可以实现另一些功能，这些功能可以综合在换热器本身内或复合循环系统内，例如组合在内的水一侧的再加热或再冷却、用于干燥冷却和干燥式冷回采的系统、在循环内提取冷量用于自由冷却和用于制冷机中间冷却、以及将自然存在的潜热和潜冷加入循环系统中用于加热和冷却空气。
为了在通风设备中节能的另一项重要的功能是所谓的夜冷冷却
Figure S06108870920060307D000011
也就是说，例如在夏季，此时夜间温度明显地低于白天的温度，在夜间通过通风技术设备将较冷的大气直接引入建筑物的房间里。在这种夜冷冷却时，投入使用的热回收系统可以保持处于被动状态，换句话说完全切断此热回收系统，或至少通过调整在复合循环内的循环水量降低热回收功率。
迄今通过现有的热回收系统不可能除了借助冷的大气夜冷冷却外尤其同时还能实施夜冷的回采，因为在接通的热回收系统中当从复合循环中提取夜间冷量时自动地重新将热量供给大气/进气。
发明内容
因此本发明的目的是以这样的方式设计在复合循环内的热回收系统，即，使得能够与夜冷冷却的同时实施夜冷回采，从而可以通过回采的冷量单独冷却例如建筑部分，必要时可以中间储存此冷量或也可以在白天峰值负荷的时间内一起利用此冷量。
为达到本发明的目的采取的措施是，对于按此类型包括复合循环的热回收系统，为了从大气回采冷量，尤其是夜间冷量，可由复合循环分出至少一个分循环，其中设有换热器之一，尤其是一个排气换热器，大气可通过它引导，以便将流体在此分循环内冷却，此分循环具有至少一个换热器，借助它可将所获得的冷量转移到一个冷却循环内。
因此本发明的重要特征在于将复合循环内存在的热回收系统设计为可将复合循环在两侧的换热器之间分开，由此至少得到一个分循环，其中只设复合循环的换热器之一。于是存在可能性，在复合循环内的热回收系统断开涉及热回收的功能以及在转换后用于冷量回采。
为此，大气，尤其在夏季的夜间，通过此时已转换的分循环的其中一个换热器流动，为的是在分循环内冷却流体，如此获得的冷量便可以提供用于其他目的。在这里作为本发明提出权利要求的设计中，为此可以在形成的分循环内设另一个换热器，借助它可将所获得的冷量从此分循环取出以及可供用于其他目的。
因此所获得的从分循环转移到制冷循环内的冷量可以使用于冷却例如专门的建筑物部分/成套房屋部件，或也可以尤其储存在一个可设在此冷却循环中的冷储存器内后再使用，以便在白天峰值负荷的时间内可以补充冷却例如建筑物内的房间。
上述冷储存器可例如由一个容器构成，其中可储存较大容积的冷却流体，所以在需要制冷或冷却时可以从冷储存器的下部接头取出已冷却的流体，以及在实施冷却功能后将被加热的流体送回此冷储存器的上部区内。
上述按本发明的方面的要点仅在于，为了冷量回采，尤其夜间冷回采，为此目的使用热回收系统的两个换热器的至少一个。原则上为此目的既可以使用大气换热器也可以使用排气换热器。
在本发明的范围内重要的是，应确定基于这些构件在实施热回收时各自的功能给出选用的名称，在这里例如排气换热器和大气换热器。因此，作为大气换热器指的是复合循环系统中的那个在实施热回收时吸入的新鲜大气通过其流动的换热器。排气换热器指的是在实施热回收时来自建筑物经使用的排气通过其流动的那个换热器。换热器的这种命名也保持用于下面继续说明的冷回采功能。
按本发明一项优选的设计可以规定，热回收系统存在的复合循环，亦即两侧换热器之间的流体循环，可以分成两个分循环，其中，排气换热器设计在其中一个分循环内，以及大气换热器设在另一个分循环内，为了将大气直接导入例如在建筑物内或建筑物部分内的通风技术和/或空调技术设备中，大气换热器被大气流过，以及其中，为了由大气获得冷量排气换热器被大气流过。
同样可以规定，为了直接夜冷冷却引入建筑物内的大气经旁路在大气换热器旁流过。
按本发明的这些设计有突出的优点，通过存在的热回收系统在实施冷却作业时可以同时实现两种功能，亦即其一是通过在设备内直接引入冷的大气，尤其借助大气换热器或在大气换热器旁经过，直接冷却房间或建筑物，为此使用原则上存在的空气管路系统。
另一方面是为了直接的夜冷冷却作业还可以同时实施夜冷回采，亦即通过使冷的大气通过排气换热器流动，以及在此换热器的分循环内通过流体从大气取出冷量并经由设在此分循环内的其他换热器供给冷却循环。
因此，例如在夏季的夜间可以进行建筑物冷却以及另一方面可以同时或直接按需要提供冷量或储存起来，以便在需要时例如在白天提供这些冷量，或同样用于室内空气冷却，因为存在可能性将储存的冷量通过上述同一个换热器或通过另一个换热器供入此时正在运行的复合循环系统并因而供给大气换热器，或也可以在白天按需要供给其他目的使用，例如用于冷却建筑部分。
为了能尤其同时实施两种冷功能的可能性，亦即夜冷冷却和夜冷回采，按本发明的热回收系统的一项有利的设计可以规定，在复合循环内为实施热回收所需要的泵功率分配在两台泵内，它们分别设在分循环之一内，在这些分循环内可转换用于冷却作业。由此达到，在一种从普通的复合循环系统的热回收接通为冷作业时，两个存在的分循环有它们自己的泵，以便能彼此独立地维持这些循环。
在这里，基本上在冷却作业时需要一台泵主要用于获得冷量，以便保证流体通过被大气流过的排气换热器的循环。设在大气换热器分循环中的泵，可以例如按需投入使用，例如当大气应用于直接冷却房间时和需要再加热时，为此可以在大气换热器的此分循环内设一个用于加热大气的装置。此装置也可以涉及一种换热器。
正是还与所述的按需要再加热尤其夜间供给的大气相结合便可以使用上述冷储存器。
通过在需要时尤其在白天进行的从冷储存器提取冷量加热冷储存器。然后，按一种优选的设计可以例如在夜间取出在冷储存器内储存的热，以便将这些热量通过在储存器内的流体供给其他目的使用，尤其使用于加热大气，这些大气例如在夜间引入建筑物内用于直接的夜冷冷却。
为此，流体可以从冷储存器供给一个处于大气换热器的分循环内以及用作上述用于加热大气的装置的换热器，冷储存器然后作为组合式冷/热储存器。通过再加热大气，可以达到供给的大气期望的预定最低温度。
通过所述的再加热再从冷/热储存器取出热量，由此冷却此储存器，获得并储存冷量。因此储存在冷储存器内的冷按一项优选的设计既可以源自于在直接的夜冷冷却时大气再加热的过程，也可以源自于上述借助排气换热器回采冷量的过程。
因此，在按本发明使用冷/热储存器时可以在白天/夜间作业时交替地储存冷量和热量。
假如上述功能看起来是多余的，则同样可以规定，对于热回收系统而言所需要的泵功率仅通过单一的泵实现，然而它在转换为冷却作业时无论如何设在规定用于回采冷量的分循环内。
在已存在热回收系统中通常规定使用鼓风装置，以促使空气通过尤其建筑物的通风技术和/或空调技术设备输送。在这里，鼓风机可以例如设在排气换热器的下游(排气换热器本身处于鼓风机吸气侧)，或也可以设在排气换热器的上游(排气换热器本身处于鼓风机的压力侧)。
因此热回收系统一项按本发明的设计可以规定，在排气换热器的下游设一鼓风机，借助它可吸入大气，其中，吸入的大气流可以分成第二空气分流和第一空气分流，第二空气分流通过大气换热器导入例如在建筑物或建筑物部分中的设备内，以及第一空气分流通过排气换热器向外导出，在这里尤其可以调整大气流在两个空气分流内的分配比例，这可以借助在各自的空气通道内相应的阀或活门规定。
因为在具有热回收系统的通风系统工作时通常由鼓风机吸入的大气流完全通过鼓风机和然后通过排气换热器导引，因此为了实现上述特征可以规定，在冷却作业时借助鼓风机输送的为直接冷却通过建筑物流动的第二空气分流，经由旁路在排气换热器旁流过，为的是能够使排气换热器仅仅加入冷的大气。
按本发明的另一项设计同样可以规定，在排气换热器的上游设一鼓风机，它在实施热回收时输送全部气流，以及它在冷却作业时输送全部用于直接冷却建筑物的大气流，其中，为排气换热器配设一个单独的鼓风机，它只输送用于回采冷量的大气流，所以两个大气输送量可以彼此独立地调整。这主要借助在各自鼓风机中相应的输送量调整装置实现。
附图说明
下面的附图表示本发明的两种实施例。其中：
图1具有热回收系统的通风设备处于冷却作业中，其中吸入的总大气流分成一方面用于直接冷却和另一方面用于冷量回采；
图2具有热回收系统的通风设备处于冷却作业中，其中用于直接冷却的大气流和用于回采冷量的大气流有各自独立的鼓风机。
具体实施方式
图1表示在复合循环中有热回收系统的通风设备，众所周知在复合循环中热回收系统包括一个排气换热器9和一个大气换热器3，也就是说，来自建筑物区域1的废气通过排气换热器9可以取出热量，由此将热量传输给流动的热载体介质，在这里承载着热量的流体借助在图中表示的泵12和19通过存在的复合循环导入大气换热器3中，在那里将回收的热传输给大气22。由此被冷却的流体然后在复合循环中经管路27返回排气换热器9。
在所述的工作期间，借助图中表示的处于排气换热器9下游的鼓风机31吸入大气22，大气22通过大气换热器3作为进气21导入建筑物区域1内，然后来自建筑物的相同量的废气2通过排气换热器9和鼓风机31向外导引。因此按现在技术存在可能性，可以在复合循环中实施普通的热回收作业。
按本发明，此存在的热回收系统可以转换，为的是例如在夏季工作时能在夜间实施冷却作业。为此，例如至少通过三通阀14，必要时同时通过三通阀18，在两个换热器3和9之间分解复合循环，从而在这种运行方式时一方面造成一个通过泵12、管路15、三通阀14、换热器13回到换热器9的分循环I，以及另一方面造成一个借助泵19、一个可能的加热/换热器20通过换热器3、管路区27和管路区28以及三通阀18回到泵的分循环II。
按本发明现在可以规定，使用分循环I以达到夜冷回采。为此借助鼓风机31吸入大气，其中，此全部100％大气流分成第一空气分流AU1为100-0％以及第二空气分流AU2为0-100％。在这里空气分流彼此的比例可以主要通过通风活门5调整。
在这里可以看出，空气分流AU1从外部通过活门5吸入排气换热器9，以及在那里将其一起导引的夜冷释放给热载体流体，然后热载体流体通过分循环I将分量在换热器13内释放给冷循环16、17、23。这些因此转移到冷循环内的冷量可以供其他目的使用，例如通过循环接头24和25用于直接的构件冷却。
同样可以规定，借助冷储存器23冷却大量流体，它可以在需要时，必要时也在白天，使用于冷却。在这里例如冷量也可以通过换热器13或另一个换热器引回复合循环内以及通过大气换热器3在白天释放给热的进气。为了在这里防止部分冷量还通过排气换热器9直接向外排出，按一种运行方式可以规定，如在这里用符号13表示的也在循环II内设一个例如作为换热器20的换热器，以保证储存的冷只供给此循环。同样，与在这里表示的不同，换热器13也可以安置在泵的前面，为的是当冷量必要时通过换热器20送回复合循环系统中时，冷量首先进入大气换热器内。
在这里可以看出，0-100％的大气分流AU2可直接通过大气换热器3导入建筑物1，相同量的废气流2沿方向4通过瓣阀5借旁路29在排气换热器9旁经过导向鼓风机31，从而使两个分流AU1和AU2重新统一成总的空气流。
因此由图1可以看出，通过一个按标准在复合循环内设置的热回收系统以及其中存在的部件可以实现一种设计，其中同时可以进行既夜冷冷却也夜冷回采和尤其储存这些冷量。在这里本发明的核心思想主要在于，可以分割复合循环，以便通过热回收系统的两个换热器导引冷的大气以及将这些冷量供给不同的使用目的，一方面直接冷却建筑物和另一方面回采储存冷量。
图2表示的基本上是图1中同一个热回收系统和具有相同的部件，但是在这里与图1的区别是设有鼓风机33，它布置在排气换热器的上游，以及在热回收作业时输送100％的循环空气量。
为了使此热回收系统能实施按本发明的冷却作业，在这里按图2规定，在排气换热器9与鼓风机33之间设截止器5a，所以在截止器5a下游和在排气换热器9上游的大气7可以供入排气换热器9内，它借助一单独的风扇或鼓风机6输送。
因此当鼓风机33与排气换热器9之间借助活门系统5a截止时，保证由鼓风机33输送的空气量与通过鼓风机6输送的大气量无关。与已针对图1说明的一样，借助由鼓风机6输送的大气量，在通过阀14和必要时还通过三通阀18转换后，在分循环I内造成夜冷回采。
因此与也在图1中说明的一样可以同时还实施一种直接的夜间冷却作业，因为按图2现在可以借助鼓风机33将独立的大气22通过大气换热器3直接抽入建筑物的房间1中。然后，此冷的新鲜进气以相同的量作为被加热的废气2通过活门系统5b作为排气4直接向外导出。
在按图1和图2所示的两种按本发明的设计中可以规定，在分循环II内各设一加热装置20，以便必要时对于过冷的大气22可通过在大气换热器3内与在分循环II内被输送的流体进行热交换加热大气22，以及只有在这之后才供给房间1。所述的加热装置可以涉及一种换热器，这种换热器如上所述也可以与冷/热储存器23结合使用。
同样可以看出，在按图1的设计和按图2的设计中，在排气换热器的上游均可以设一蒸发装置8，以便补充地也达到排气的绝热冷却。因此尤其也可以在冷却作业时，尤其在夜间，还附加地绝热冷却供入的大气，以便接着在被此大气7流过的排气换热器9内从大气7取出冷量。
借助按本发明的设计因而例如同样可以保证，在设备白天运行时在整个复合循环内借助排气绝热的蒸发冷却进行大气的冷却，此外在峰值负荷时存在可能性，将冷储存器23中储存的冷量或引入复合循环系统中或通过单独的管路24、25供给需要制冷的建筑物或建筑部分。
显然，按图1和图2的两种设计中均存在按本发明的可能性，将存在的热回收系统从热回收的功能转换为实施冷却作业的功能，其中既可以实施直接冷却，也可以实现回采冷量和必要时储存冷量。

Claims (13)

1.热回收系统，包括至少一个排气换热器(9)和至少一个大气换热器(3)，排气换热器安装在通风和/或空调技术设备的排气流(11)中，大气换热器安装在此设备的进气流(22)中，其中，大气换热器和排气换热器(3、9)处于复合循环内，其特征为：为了由大气(7)回采冷量，由复合循环分出至少一个分循环(I)，在该分循环中设有排气换热器(9)，其中，为了绝热冷却，大气(7)通过一个蒸发装置(8)并且接着通过排气换热器导引，以便在此分循环(I)内冷却流体，其中回采的冷量转移到一个冷却循环(16、17、23)内，并且分循环(I)具有至少一个第三换热器(13)，借助该第三换热器，回采的冷量转移到冷却循环(16、17、23)内。
2.按照权利要求1所述的热回收系统，其特征为：冷却循环(16、17、23)具有一个冷储存器(23)，在需要时从冷储存器取出冷却的流体。
3.按照权利要求1所述的热回收系统，其特征为：复合循环分成两个分循环(I、II)，其中，排气换热器(9)设置在其中一个分循环(I)内，而大气换热器(3)设置在另一个分循环(II)内，并且其中，为了将大气直接导入设备内，大气换热器(3)被大气流过，并且其中，为了由大气(7)回采冷量，排气换热器(9)被大气(7)流过。
4.按照权利要求3所述的热回收系统，其特征为：在复合循环内为实施热回收所需要的泵功率分配到两台泵(12、19)上，它们分别设置在分循环(I、II)之一内。
5.按照权利要求3或4所述的热回收系统，其特征为：在大气换热器(3)的分循环(II)内设有一个用于加热循环流体的装置(20)，以便在大气换热器(3)内对供入的大气(22)进行加热。
6.按照权利要求1所述的热回收系统，其特征为：排气换热器(9)的下游设有一个鼓风机(31)，借助它吸入大气(22、7)，其中，吸入的总大气流(22、7)分成一个第二空气分流(AU2)和一个第一空气分流(AU1)，第二空气分流(AU2)通过大气换热器(3)导入设备内，而第一空气分流(AU1)通过排气换热器(9)向外导出，其中，调整大气流(22、7)到两个空气分流内的分配比例。
7.按照权利要求6所述的热回收系统，其特征为：通过设备导引的第二空气分流(AU2)经由一个旁路(29)在排气换热器(9)旁流过。
8.按照权利要求1所述的热回收系统，其特征为：排气换热器(9)的上游设有一个鼓风机(33)，它在实施热回收时输送全部气流(22、11)，以及它在实施冷却作业时输送全部用于直接冷却建筑物的大气流(22)，其中，排气换热器(9)配设有一个单独的鼓风机(6)，它只输送用于回采冷量的大气流(7)，使得两个大气输送量(22、7)彼此独立地调整。
9.用于借助热回收系统从大气(7)进行夜冷回采的方法，其中，将一个大气换热器和一个排气换热器设置在复合循环内，其特征为：为了在夜间由大气(7)回采冷量，由复合循环分出至少一个分循环(I)，在该分循环中设置排气换热器(9)，并且为了绝热冷却大气(7)，大气(7)通过一个蒸发装置(8)导引并且接着通过排气换热器(9)导引，以便借助在排气换热器(9)内的流体从大气(7)取出冷量，并且将冷量转移到一个冷却循环(16、17、23)中。
10.按照权利要求9所述的夜冷回采方法，其特征为：通过一个设置在分循环(I)中的第三换热器(13)将冷量转移到冷却循环(16、17、23)中。
11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征为：复合循环分成两个各自独立的分循环(I、II)，其中，通过其中一个分循环(I)进行夜冷回采，而通过另一个分循环(II)借助大气换热器(3)进行一种控制/调整最低温度的夜冷冷却。
12.按照权利要求9或10所述的方法，其特征为：在冷却循环(16、17、23)内设置一个热/冷储存器(23)，将在夜间回采的冷量储存在其中，且在需要时提取储存的冷量。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征为：在需要时从热/冷储存器(23)提取通过取出冷量而储存在储存器(23)中的热量，用于加热通过大气换热器(3)供入的大气(22)，以便达到要求的最低进气温度，使得储存器(23)在白天和夜间工作时交替地用作冷储存器和热储存器。
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