CN201028886Y - 一种能量再利用及节能型冷热水机系统 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种能量再利用及节能型冷热水机系统，主要由一个冷热水机系统1、热回收换热器2、蓄热水箱3、水位控制器4、电磁冷水阀5、电磁热水阀6、生活热水系统7、控制系统8、热回收水泵9、温度传感器10及相应连接的管道组成。其中热回收换热器可根据不同空调模式要求，通过控制系统8控制热回收水泵9的开停对蓄热水箱中的水进行蓄热，从而实现制冷、制热、制生活热水综合应用目的。本系统还可通过对冷热水机组进行模块化组合，满足大型场合的需求。本系统以低成本实现了节能、舒适、延长使用寿命的功能。
Description
技术领域
本发明属于制冷热水系统控制方法及系统组成，特别是一种节能、能量再利用的制冷、制热、制生活热水的综合应用系统。
技术背景
目前，当今大型商用/民用建筑中，空调能耗约占整个建筑能耗40％，所以如何合理减少空调能耗和能量的再利用是一个设计者日益关注的问题。传统的水系统中央空调，紧限于单纯的制冷或制热功能，往往有大量能量浪费。而根据已建成的建筑物的空调冷(热)负荷和生活热水系统分析，不难发现有以下一些基本特点：1)空调年运行负荷率低，一般达到设计负荷50％以下的运行时间占全年运行时间70％；2)能量回收功能较差，往往在制冷的同时排放大量的热量，耗电量同时增加；3)生活热水系统多数采用锅炉、管道蒸汽或辅助电加热等低能耗设备。
能量再利用及节能空调技术中，采用能量再利用及节能系统供冷及供热水被逐渐普遍采用的主要原因在于它的技术优势，同时，在初投资或在运行费用上亦有它的经济优势。它的适应性亦很广，可用于不同大小，不同类型的区域供冷、供暖、供生活热水系统中。其优点：1)高效节能：其能效比可达3-7，尤其是采用制冷热回收模式时，可得到基本免费的生活热水。2)热水稳定：无论空调是否开放以及季节如何变化，均可得到稳定的生活热水。3)安全可靠：产生热水的能量是依靠电能驱动热泵系统从空气中吸取热量，完全实现水电分离。4)组合灵活：根据空调负荷及热水用量，可实现多个模块组合；5)绿色环保：因能量来源于空气，所以对环境无任何污染，充分体现节能环保目的。6)控制先进：采用网络控制、液晶显示，可实现自动开、关机，自动除霜，故障自动报警等功能。
适用场合：由于空调与生活热水系统相结合，因此它最适合在需供冷、供暖、供生活热水的场所。显著节省了投资总额，不但适用于新建项目，也适合应用于改造项目。只需在原系统中添加生活热水系统所需的管路即可，对原有系统没有任何影响。
国内许多空调在节能技术上做出了可喜的成果。如地源热泵技术、热泵制热水技术、热回收技术等均得到很好的利用。但是存在这样几个问题：1)地源热泵技术未考虑到能量的回收和生活热水问题；2)热泵制热水技术没有考虑制冷与供暖问题；3)热回收技术未考虑到一年四季热水的稳定供应问题。
发明内容
本专利实用新型的目的是提供一种能供冷、供暖并同时能稳定供应生活热水的空调系统。包括至少含有冷热水机系统1、蓄热水箱3、生活热水系统7、控制系统8、热回收水泵9及相应连接的管道组成，其特征在于：其中蓄热水箱3分别接有电磁冷水阀5、电磁热水阀6、水位控制器4、温度传感器10；冷热水机系统1中冷热水机组的压缩机排气口接有热回收换热器2；控制系统8有五种运行模式供选择。
夏季(制冷状态)：全开电磁冷水阀5，关闭电磁热水阀6，冷水机系统启动，热回收水泵9启动，从而在制冷同时把水箱3中水加热，得到免费的生活热水。
过度季节(制热水状态，空调不开放)，利用热泵热水器模式产生热水，全开电磁冷水阀5，关闭电磁热水阀6，冷水机系统启动(空调水系统关闭)，热回收水泵9启动，从而把水箱3中水加热，得到性价比较高的生活热水。
冬季，供暖的同时产生生活热水，此时由于空调负荷加大，可通过增加辅助电加热器或其它辅助热源来弥补，也可利用夜间电价低或空调不用时将冷水加热蓄热，尽可能避开空调热水与生活热水同时使用。
水位控制器4含有补水、检测水位等功能，可根据水箱中水位情况进行补水，当水箱中水达到最低水位时打开电磁冷水阀5进行补水，达到最高水位时关闭电磁冷水阀5。
温度传感器10用来检测水箱中水温，结合控制系统8控制热回收水泵9和电磁热水阀6：当水箱中水温低于设定温度时，关闭电磁热水阀6，开启热回收水泵9；当水箱中水温达到设定温度时，开启电磁热水阀6供给热水系统7，关闭热回收水泵9节能。
控制系统8执行5种运行运行模式：制冷热回收模式；热泵热水器模式；制热热回收模式；制冷模式；制热模式。
附图说明
附图是系统图。
1冷水机系统，2热回收换热器，3蓄热水箱， 4水位控制器，5电磁冷水阀，6电磁热水阀，7生活热水系统，8控制系统，9热回收水泵，10温度传感器及相应连接的管道组成。其中，冷热水机系统1主要包括压缩机11，风侧换热器12，膨胀阀13，水侧换热器14。
具体实施方式
其中热回收换热器2接在压缩机11排气口处，制冷热回收模式运行时，利用卡诺循环原理，制冷剂通过压缩机11做功首先流过热回收换热器2，此时开启热回收水泵9对蓄热水箱3中冷水进行加热，当水温升至设定温度时(40～70℃)，关闭热回收水泵9；被冷却后的制冷剂继续流入风侧换热器12，通过膨胀阀13节流，进入水侧换热器14吸收热量制取7℃(可设定)的空调冷冻水，此时由于冷凝温度下降，所以功率也随着降低。
热泵热水器模式运行时，利用逆卡诺循环原理，制冷剂通过压缩机11做功首先流过热回收换热器2，此时开启热回收水泵9对蓄热水箱3进行加热，当水温升至设定温度时(40～70℃)，关闭热回收水泵9；被冷却后的制冷剂继续流入水侧换热器14(此时空调水系统关闭)，通过膨胀阀13节流，进入风侧换热器12吸收环境中热量，此时由于蒸发温度较高，所以能效比大大提高，可达到3-7。
制热热回收模式运行时，利用逆卡诺循环原理，制冷剂通过压缩机11做功首先流过热回收换热器2，此时开启热回收水泵9对蓄热水箱3进行加热，当水温升至设定温度时(40～70℃)，关闭热回收水泵9；被冷却后的制冷剂继续流入水侧换热器14(此时空调水系统开启)继续排放热量制取40℃(可设定)的空调热水，通过膨胀阀13节流，进入风侧换热器12吸收环境中热量，此时因空调负荷加大，可通过增加辅助电加热器或其它辅助热源来弥补，也可利用夜间电价低或空调不用时将冷水加热蓄热。
制冷热模式运行时，利用卡诺循环原理，制冷剂通过压缩机11做功首先流过热回收换热器2，此时关闭热回收水泵9，制冷剂继续流入风侧换热器12，通过膨胀阀13节流，进入水侧换热器14吸收热量制取7℃(可设定)的空调冷冻水(此时空调水系统开启)，从达到空调制冷和制生活热水目的。
制热模式运行时，利用逆卡诺循环原理，制冷剂通过压缩机11做功首先流过热回收换热器2，此时关闭热回收水泵9，制冷剂继续流入水侧换热器14(此时空调水系统开启)，排放热量制取40℃(可设定)的空调热水，通过膨胀阀13节流，进入风侧换热器12吸收环境中热量，从达到空调制热目的。
Claims (1)
1.一种能量再利用及节能型冷热水机系统，包括至少含有冷热水机系统(1)、蓄热水箱(3)、生活热水系统(7)、控制系统(8)、热回收水泵(9)及相应连接的管道组成，其特征在于：其中蓄热水箱(3)分别接有电磁冷水阀(5)、电磁热水阀(6)、水位控制器(4)、温度传感器(10)；冷热水机系统(1)中冷热水机组的压缩机排气口接有热回收换热器(2)；控制系统(8)有五种运行模式供选择，即制冷热回收模式、热泵热水器模式、制热热回收模式、制冷模式、制热模式。
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