CN201021855Y

CN201021855Y - 复叠耦合式高温热回收空调机组

Info

Publication number: CN201021855Y
Application number: CNU2006201656752U
Authority: CN
Inventors: 蔡湛文; 唐小卫
Original assignee: GUANGDONG SIUKONDA AIR CONDITIONING CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG SIUKONDA AIR CONDITIONING CO Ltd
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2016-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种复叠耦合式高温热回收空调机组，包括耦合连接的第一级制冷系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机连接的换热器、第一级热力膨胀阀、蒸发器；所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压缩机连接的热回收器、第二级热膨胀阀、换热器；耦合式换热器可为第一级制冷系统的冷凝器及第二级制冷系统的蒸发器。即耦合式换热器实现了第一级制冷系统的冷凝热向第二级制冷系统的蒸发器传递。本实用新型在制取高温热水时，第一级制冷系统降低冷凝温度，降低压缩机能耗，提高能效比EER值10～20％。二级制冷系统冷凝温度维持较高冷凝温度，回收全部冷凝排放热。

Description

复叠耦合式高温热回收空调机组

技术领域

本实用新型涉及一种制冷装置，特别涉及一种复叠耦合式高温热回收空调机组。

背景技术

能源问题是一个世界性的问题，中国是一个能源短缺的国家，同时又是个能源消费大国。经济增长和城市化快速发展对能源供应和利用方式提出了严峻挑战。我国的电力需求近几年出现历史上罕见的持续高速增长，供需矛盾突出。截止到2005年2月底，用电平均增长速度连续22个月超过18％。其中，空调作为用电大户，占全国耗电量的23％左右，而且由于空调用电时间集中，加重了高峰用电负荷。大力发展节能环保绿色产品，推进建筑节能，对于解决中国能源问题有着重要意义。故党中央将“能源开发与节约并举，节约第一”作为当今社会发展的战略国策，各企业均围绕此中心点发展。

随着人们生活水平的不断提高，高层建筑的大量兴建，新建的高层建筑必然要加装空调系统。但使用普通的集中空调系统总是有相当多的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，并且存在对周围环境的热污染。从节能的角度看，对于高层建筑来说，建筑物又需要大量的生活热水供应，如果能将冷凝热全部或部分回收来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以节省不少的能源。空调热回收机组就可以实现这一功能。但过去的水冷单级热回收机组由于冷凝温度低，回收的温度低，回收的热量少，回收的生活热水应用受限制，而复叠耦合式高温热回收空调机组由于采用两级制冷系统复叠，第一级制冷系统提供蒸发器空调用的7℃冷水，供空调制冷使用，冷凝器的高温气体作为第二级制冷系统的蒸发器热源，第二级制冷机组的冷凝器加热自来水，得到70℃左右的生活热水。由于采用了两级制冷压缩系统，故可以得到较高的回收水温和100％的全部冷凝热的热回收量，因此，适合用在对回收水温较高的应用场所，它的实用性较广。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构合理，功能完善、优化，可提供较高水温的热水(70℃左右)；热回收率高、压缩机能耗低、可提高综合能效比的复叠耦合式高温热回收空调机组。本实用新型在对现有技术的改进上，实现了二次能源的利用，降低了能耗，可实现全废热回收，具有较高的实用价值。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

复叠耦合式高温热回收空调机组，包括耦合连接的第一级制冷系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机连接的换热器、第一级热力膨胀阀、蒸发器；所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压缩机连接的热回收器、第二级热膨胀阀、换热器。

所述换热器为耦合式。

所述换热器为壳管式。

所述耦合式换热器为第一级制冷系统的冷凝器。

所述耦合式换热器为第二级制冷系统的蒸发器。

本实用新型采用上述技术方案后，可以达到以下有益效果：

1、解决了冷凝热量的全部回收问题。本实用新型采用复叠式的制冷技术，提高第二级冷凝器的冷凝温度(75℃左右)，而只要回收的热水温度不高于70℃(5℃的传热温差)，就可以在冷凝温度下进行全部换热，即实现了全部冷凝热的回收。实现了热量由第一级向第二级制冷系统的升温转移。

2、解决了在较低冷凝温度下制取高温热水问题。普通的单级热回收机组，由于采用单级压缩制冷系统，受压缩机电机的工作特性限制，压缩机的压缩比有限，压缩机只能在较低的冷凝温度(约40℃)下工作，只能回收出水温度低于冷凝的热水(低于40℃)，如果要回收高温热水，这时的热回收量急剧下降到10％左右，且冷凝温度和压缩机排气温度急剧上升，这样压缩机的功耗会上升，影响压缩机的工作寿命。本实用新型通过二级制冷系统的压缩机提升，把低温热源的热量逐步升温转移，避免了一级压缩机的压缩比过大，排气温度过高的问题，避免了在较高冷凝温度下，压缩机过载、过热问题，从而实现可靠、安全的高温水的热回收功能。

3、废热回收率高。本实用新型100％热回收冷凝排放热；同类产品只能回收10％冷凝热。

4、降低了能耗。本实用新型由于采用两级压缩，降低了第一级制冷系统的冷凝温度，因此大大降低了压缩机能耗，可以提高能效比EER值10～20％。同类产品只能提高EER值5～10％。

5、降低了用户设备投资成本。本实用新型为实现余热再利用提供了途径，减少电能的消耗，实现能源的可持续发展。由于热回收量大且温度较高，用户在购置复叠式高温热回收机组后，完全不用再购置锅炉，故大幅度降低了投资成本，具有广阔的市场经济效益。

6、延长了使用寿命。本实用新型大幅度提高工作效率后，可缩短必要工作时间，使机器磨损率降低，保养时间增加，故可延长空调机组的使用寿命。

7、降低了消费成本。本实用新型将空调冷水机组排出的余热进行二次利用，提高水温，降低了压缩机的排气温度和冷凝压力，既实现了能源的二次回收，又降低了空调的电耗，使消费者降低了消费成本。

附图说明

图1为现有技术的工作原理图；

图2为本实用新型的工作原理图；

附图标记说明

a、第一级压缩机 b、冷凝器 c、热回收器

d、第一级热力膨胀阀 e、蒸发器 f、换热器 g、第二级压缩机 h、第二级热力膨胀阀 1、自来水进 2、热回收热水出 3、蒸发器进水 4、蒸发器出水 5、冷凝器进水6、冷凝器出水

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1

图1为现有技术的工作原理图。在图1中，压缩机a与冷凝器b、热回收器c连接，然后再与热力膨胀阀d、蒸发器e连接；冷凝水5进入冷凝器b运作，冷凝水6排出空调机外，在冷凝器b的后方只设置了一级热回收器c，当回收水温高于冷凝温度(一般40℃)时，只能回收冷凝热中的显热(约占全部冷凝热的10～15％)，这时有85～90％的冷凝热要排入大气中，造成了能量浪费和大气的热污染。

参见图2

图2为本实用新型的工作原理图。在图2中，复叠耦合式高温热回收空调机组包括耦合连接的第一级制冷系统、第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括：与第一级制冷压缩机a连接的耦合式换热器器f、热力膨胀阀d、壳管式蒸发器e；所述第二级制冷系统包括：与第二级制冷压缩机g连接的壳管式热回收器c、热力膨胀阀h，耦合式换热器f(作为第一级制冷系统的冷凝器、第二级制冷系统的蒸发器)，将第一级制冷系统与第二级制冷系统耦合连接，所述第一级制冷系统的制冷剂于壳程冷凝，第二级制冷系统的制冷剂于管程蒸发，实现了热量由第一级制冷系统向第二级制冷系统的升温转移。

其工作流程为：空调使用时，机组第一级制冷系统提供7～12□的冷冻循环水供空调系统，同时第二级制冷系统通过耦合式换热器f，吸收第一级制冷系统排出的热量，经过第二级制冷系统的压缩、升温至排气温度约110℃，冷凝温度约75℃、冷凝压力约22kgf/cm²，热回收系统利用第二级制冷机排出的废热加热20℃的自来水，分别提供70℃左右生活卫生热水，机组的总能效比达7.0W/W以上(机组制冷量+机组回收热量与输入电功率的比值)。

其工作原理与常规的制冷原理相同。压缩机排出的高温高压的气体进入耦合式换热器，在耦合式换热器内放热，作为第二级制冷系统蒸发器的热源。第二级制冷系统的冷凝器作为热回收器，回收了全部的冷凝热量，提高70℃左右的高温卫生热水。

Claims

1.复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：包括耦合连接的第一级制冷系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机(a)连接的换热器(f)、第一级热力膨胀阀(d)、蒸发器(e)；所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压缩机(g)连接的热回收器(c)、第二级热力膨胀阀(h)、换热器(f)。

2.根据权利要求1所述的复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：所述换热器(f)为耦合式。

3.根据权利要求1所述的复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：所述换热器(f)为壳管式。

4.根据权利要求1所述的复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：所述换热器(f)为第一级制冷系统的冷凝器(b)。

5.根据权利要求1所述的复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：所述换热器(f)为第二级制冷系统的蒸发器(e)。