CN201363834Y - 蓄能型冷热水空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄能型冷热水空调系统，包括：冷热水机组，具有提供冷水或热水的换热器；蓄能系统，具有与换热器连接的蓄能室；用户末端，与蓄能室和换热器并联连接；水泵；第一阀组，用于水泵的进水侧与换热器及蓄能室选择性地连通；以及第二阀组，用于水泵的出水侧与蓄能室及用户末端选择性地连通。本实用新型的空调系统管路和控制简单，制冷剂充注量少，冷热媒介在各回路封闭循环，对外界无排泄污染，符合环保要求。

Description

蓄能型冷热水空调系统

技术领域

本实用新型属于暖通技术领域，尤其涉及一种蓄能型冷热水空调系统。

背景技术

我国冰蓄冷空调技术发展于20世纪80年代中期，实际应用的均为大型冰蓄冷中央空调系统，在该类系统中，所蓄能量直接用于冷却空调载冷剂，实现制冷/供暖。

现有的蓄能技术管路复杂多变，需要很多辅助设备，适应性也比较差。例如中国发明专利ZL200610034853.2公开了一种冰蓄冷机组、使用该冰蓄冷机组的空调系统及其控制方法。其管路和控制都很复杂，所需的蓄能室造价昂贵，制冷剂的控制阀门多达八九个，该系统采用制冷剂直接蒸发或者冷却进行能量交换，因此制冷剂的充注量很高，与目前国家要求提前限制氟利昂的要求不相符。

鉴于此，有待于对现有技术加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制冷剂充注量少、结构简单的蓄能型冷热水空调系统。

为此，本实用新型提供了一种蓄能型冷热水空调系统，其包括：冷热水机组，具有提供冷水或热水的第二换热器；蓄能系统，具有与第二换热器连接的蓄能室；用户末端，与蓄能室和第二换热器并联连接；水泵；第一阀组，用于水泵的进水侧与第二换热器及蓄能室选择性地连通；以及第二阀组，用于水泵的出水侧与蓄能室及用户末端选择性地连通。

其中，上述水泵的出水侧还设有止逆阀。

其中，上述第一阀组为第一两位三通阀，其中，第一两位三通阀具有第一端口、第二端口、以及与第一端口、第二端口选择性连通的第三端口，其中，第一端口与第二换热器连通，第二端口与蓄能室连通，第三端口与与水泵的进水侧相连通。

其中，上述第一阀组包括两个两位两通阀，即第一两位两通阀和第二两位两通阀，其中，第一两位两通阀连接在水泵进水侧与第二换热器之间，第二两位两通阀连接在水泵的进水侧与蓄能室之间。

其中，上述第二阀组为第二两位三通阀，第二阀组为第二两位三通阀，其中，第二两位三通阀具有第一端口、第二端口以及与第一端口和第二端口选择性连通的第三端口，其中，第一端口与蓄能室连通，第二端口与用户末端连通，第三端口与水泵的出水侧连通。

其中，上述第二阀组包括两个两位两通阀，即第三两位两通阀和第四两位两通阀，其中，第三两位两通阀连接在水泵出水侧与蓄能室之间，第四两位两通阀连接在水泵出水侧与用户末端之间。

其中，上述第一阀组或第二阀组为比例调节式两位三通阀。

其中，上述冷热水机组还包括压缩机、汽液分离器、四通阀、第一换热器以及连接在第一换热器与第二换热器之间的制冷部件组，制冷部件组包括并联的第一单向阀支路、储液罐支路及第二单向阀支路，第一单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第一单向阀与第三单向阀，第一单向阀的制冷剂流入端连接第一换热器，第二单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第四单向阀与第二单向阀，第四单向阀的制冷剂流入端连接第二换热器，储液罐支路包括依次连接的储液罐、过滤器、节流阀，储液罐的另一端与第一单向阀和第四单向阀的制冷剂截止端连接，节流阀的另一端与第二单向阀和第三单向阀的制冷剂流入端连接，第一换热器连接至第一单向阀与第三单向阀之间的管路，第二换热器连接至第四单向阀与第二单向阀之间的管路。

本实用新型在原有冷热水机组的基础上，主要增加了蓄能系统。在电价高峰期，用冷热水机组制冷或制热，在蓄能室以冰水或热水的形式储存起来，从而降低空调系统的运行费用。而系统管路和控制简单，仅增加不超过四个的水路阀门和一个蓄能室，成本较低，且阀门开关组合少：普通模式包括正常制冷和正常制热，储能模式包括蓄冷和蓄热，释能模式包括释冷和释热。运行释能模式时，冷热水机组可以停机不运行，此外，本空调系统的冷热媒介在各回路封闭循环，相对隔离，对外界无排泄污染，符合环保要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本实用新型的附图示出了本实用新型的优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。图中：

图1示出了根据本实用新型第一实施例的蓄能型冷热水空调系统的结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型第二实施例的蓄能型冷热水空调系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例，对本实用新型进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型第一实施例的蓄能型冷热水空调系统的结构示意图。如图1所示，蓄能型冷热水空调系统10包括冷热水机组10A、蓄能系统10B、用户末端10C。下面对各部分的结构进行说明。

冷热水机组10A包括压缩机11、汽液分离器22、四通阀12、第一换热器13、第二换热器21以及连接在第一换热器13与第二换热器21之间的制冷部件组，所述制冷部件组包括并联的第一单向阀支路、储液罐支路及第二单向阀支路。

其中，所述第一单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第一单向阀14与第三单向阀15，第一单向阀14的制冷剂流入端连接第一换热器13。

第二单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第四单向阀19与第二单向阀20，第四单向阀19的制冷剂流入端连接第二换热器21。

储液罐支路包括依次连接的储液罐16、过滤器17、节流阀18，储液罐16的另一端与第一单向阀14和第四单向阀19的制冷剂截止端连接，节流阀18的另一端与第二单向阀20和第三单向阀15的制冷剂流入端连接，第一换热器13连接至第一单向阀14与第三单向阀15之间的管路，第二换热器21连接至第四单向阀19与第二单向阀20之间的管路。

当冷热水机组在制冷水时，系统中的制冷剂由压缩机11排出并经过四通阀12、第一换热器13、第一单向阀14、储液罐16、过滤器17、节流阀18、第二单向阀20、第二换热器21、四通阀12、汽液分离器22、再吸入压缩机11，形成制冷循环。

当冷热水机组在制热水时，系统中的制冷剂由压缩机11排出并顺序经过四通阀12、第二换热器21、第四单向阀19、储液罐16、过滤器17、节流阀18、第三单向阀15、第一换热器13、四通阀12、汽液分离器22再吸入压缩机11，形成制热循环。

储液罐16用于将系统制热时比制冷时多出的一部分制冷剂存储起来，以确保机组的可靠运行。过滤器17用于过滤冷媒，节流阀18用于节流。第二换热器21用于冷媒与水的热量交换，以便向蓄能系统10B和/或用户末端10C提供冷水或热水。这些部件的作用和结构在本领域是公知的，在此不作赘述。

上述冷热水机组10A是以蒸汽压缩式制冷机组来描述的，当然也可以是吸收式制冷机组，或者是其它机组，只要具有能够提供冷水或热水的换热器即可。

蓄能系统10B用于在电网低谷时蓄热或蓄冷，用电高峰期利用储存能量供热或供冷，充分利用峰谷电价的差额降低空调系统的运行费用，实现电力负荷“移峰填谷”的作用。

该蓄能系统包括与第二换热器21并联的蓄能室27、第一阀组23、第二阀组26、具有水泵24和逆止阀25的泵水管路。

其中，蓄能室可以多种多样，比如蓄能水池、保温水箱等。蓄能材料也不限于水、甘油，还包括高温相变蓄能材料。蓄能室的内部换热盘管也可以采用多种类型，如采用微通道换热器、螺旋盘管换热器或翅片管换热器。蓄冷形式可以包括显热蓄冷和潜热蓄冷，当采用动态制冰或者显热蓄冷时，蓄能室内可以不采用换热盘管，仅用保温水箱或水池即可。

其中，第一阀组23具有与第二换热器21接通的第一端口A、与蓄能室27接通的第二端口B，以及与第一端口A和第二端口B选择性连通的第三端口O。第二阀组26具有与蓄能室27接通的第一端口M、与用户末端28、29接通的第二端口N、以及与第一端口M、第二端口N选择性连通的第三端口O。

其中，具有水泵24和逆止阀25的泵水管路位于第一、第二阀组23、26的第三端口O之间，促使管路中的热水或冷水流动。水泵24和止逆阀25的安装方式视水系统的流向要求而定。

用户末端10C具有多个并联的用户端28、29，该用户端28、29通常是室内机，当然也可以是其它的冷热水取用设备。

在本实施例中，第一阀组23和第二阀组26为两位三通阀，其控制方法如下：

运行模式	AO	BO	OM	ON
					普通模式	开	关	关	开
储能模式	开	关	开	关
					释能模式	关	开	关	开

通过以上表格，可以看出，通过阀门不同端口的开关组合，实现了正常制冷或正常制热(普通模式)、蓄冷或蓄热(蓄能模式)、以及释冷或释热(释能模式)六种运行模式的运行，运行释能模式时，冷热水机组可以停机不运行。

当第一阀组23采用比例调节式两位三通阀时，系统还具有部分普通模式和部分释能模式同时运行的特性，此时AO(端口A和端口O之间)和BO(端口B和端口O之间)同时打开、或者采用比例调节，以控制普通模式和释能模式的分配比例。

当第二阀组26采用比例调节式两位三通阀时，系统还具有部分普通模式和部分储能模式同时运行的特性，此时OM(端口M和端口O之间)和ON(端口N和端口O之间)同时打开、或者采用比例调节，以控制普通模式和储能模式的分配比例。

图2示出了根据本实用新型第二实施例的蓄能型冷热水空调系统的结构示意图。本实施例与第一实施例不同之处在于，第一阀组23由两个两位两通阀23A、23B构成，第二阀组26由两个两位两通阀26A、26B构成，两个两位两通阀共同所起的作用与第一实施例中的两位三通阀相同，在此不再赘述。

本领域技术人员容易理解，在本实用新型的蓄能型冷热水空调系统中，不局限于上述部件，也可以有其它部件，例如控制第一阀组和第二阀组的控制器，以及检测蓄能室和用户末端的温度传感器等。

另外，蓄能系统和冷热水机组也可以形成一体式装置，或者把蓄能系统中的水泵和阀门整合进冷热水机组内部。对于风冷冷热水机组，利用蓄能室内的热水进行除霜(热水除霜模式)与储能模式相同。

通过以上描述可以看出，本实用新型在原有冷热水机组的基础上，主要增加了蓄能系统。在用电低谷时，用冷热水机组制冷或制热，在蓄能室以冰水或热水的形式储存起来，在用电高峰时释放储存的能量，从而降低空调系统的运行费用。而系统管路和控制简单，仅增加不超过四个的水路阀门和一个蓄能室，成本较低，且阀门开关组合少：普通模式包括正常制冷和正常制热，储能模式包括蓄冷和蓄热，释能模式包括释冷和释热。运行释能模式时，冷热水机组可以停机不运行，此外，本空调系统的冷热媒介在各回路封闭循环，相对隔离，对外界无排泄污染，符合环保要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，包括：

冷热水机组，具有提供冷水或热水的第二换热器；

蓄能系统，具有与所述第二换热器连接的蓄能室；

用户末端，与所述蓄能室和所述第二换热器并联连接；

水泵，具有进水侧和出水侧；

第一阀组，用于所述水泵的进水侧与所述换热器及所述蓄能室选择性地连通；以及

第二阀组，用于所述水泵的出水侧与所述蓄能室及所述用户末端选择性地连通。

2.根据权利要求1所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，所述水泵的出水侧还设有止逆阀。

3.根据权利要求1所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，所述第一阀组为第一两位三通阀，其中，

所述第一两位三通阀具有第一端口、第二端口、以及与所述第一端口、第二端口选择性连通的第三端口，其中，

所述第一端口与所述第二换热器连通，

所述第二端口与所述蓄能室连通，

所述第三端口与所述水泵的进水侧相连通。

4.根据权利要求1所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，

所述第一阀组包括第一两位两通阀和第二两位两通阀，其中，

所述第一两位两通阀连接在所述水泵进水侧与所述第二换热器之间，

所述第二两位两通阀连接在所述水泵的进水侧与所述蓄能室之间。

5.根据权利要求3或4所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，所述第二阀组为第二两位三通阀，其中，

所述第二两位三通阀具有第一端口、第二端口以及与所述第一端口和第二端口选择性连通的第三端口，其中，

所述第一端口与所述蓄能室连通，

所述第二端口与所述用户末端连通，

所述第三端口与所述水泵的出水侧连通。

6.根据权利要求3或4所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，

所述第二阀组包括第三两位两通阀和第四两位三通阀，其中，

所述第三两位两通阀连接在所述水泵的出水侧与所述蓄能室之间，

所述第四两位两通阀连接在所述水泵的出水侧与所述用户末端之间。

7.根据权利要求1所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，

所述第一阀组或第二阀组为比例调节式两位三通阀。

8.根据权利要求1所述的蓄能型冷热水空调系统，其特征在于，所述冷热水机组还包括：通过管路连接的压缩机、汽液分离器、四通阀、第一换热器以及连接在所述第一换热器与所述第二换热器之间的制冷部件组，其中，

所述制冷部件组包括：并联的第一单向阀支路、储液罐支路、以及第二单向阀支路，其中，

所述第一单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第一单向阀与第三单向阀，所述第一单向阀的制冷剂流入端连接所述第一换热器，

所述第二单向阀支路包括串联连接的导通方向相同的第四单向阀与第二单向阀，所述第四单向阀的制冷剂流入端连接所述第二换热器，

所述储液罐支路包括依次连接的储液罐、过滤器及节流阀，所述储液罐的另一端与第一单向阀和第四单向阀的制冷剂截止端连接，所述节流阀的另一端与第二单向阀和第三单向阀的制冷剂流入端连接。

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