CN201973804U

CN201973804U - 中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式

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Publication number: CN201973804U
Application number: CN201120056925XU
Authority: CN
Inventors: 李瑞杰; 田伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-03-07

Abstract

本实用新型涉及一种中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，具有中央控制器自动控制系统、冷水机组及冷却塔、生活热水补水系统、热回收机组系统、恒温热水供应系统。本实用新型具有如下优点：1)本系统按季节分可以有两种运行模式制取生活热水：在春秋过渡季节，热回收系统在运行时一方面源源不断通过回收的热量制取生活热水，同时，还能生产基本上同样的冷量补充到原冷冻水系统中，其它制冷机组可以不运行或减少运行。夏季，该热回收系统与其它冷水机组并列运行，利用其它机组的冷却水预热保温水箱补水。2)通过设置两个保温水箱替换补水、加热及供水形成一套完整的热水加热及供应系统，提供稳定恒温的生活热水。3)经济性显著。

Description

中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式

技术领域：

本实用新型涉及一种中央空调加热和制冷的联合运行模式，更具体地说涉及一种中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式。

背景技术：

目前，对于宾馆、酒店、医院、高校和洗浴中心等一些公共建筑的夏季，一方面中央空调运行时向大气中直接或通过冷却塔排放出大量的冷凝热，另一方面，还需要通过燃油、燃气锅炉或电热水器等供应生活热水。如果能通过一套系统将这些冷凝热回收利用来制取生活热水，这样，不但减少了冷凝热的排放，减轻城市“热岛”效应，而且可以节省用于生产生活热水的油气等燃料，这将是一举两得的事情。现在，也有些厂家开始生产热回收式空调机组，还有的厂商试图通过机组回收空调冷却水中的热量，但都暴露出一些问题没能得到很好解决，因此没能大量推广。目前这些问题主要集中在：

1)回收热量加热生活热水的温度比较低达不到要求；

2)采用回收冷却水的冷凝热时，热回收系统必须寄生在其他机组上，且效率较低，经济性较差；

3)供应的热水温度起伏较大、不稳定等问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对现有技术不足之处而提供一种中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，春秋过渡季节需要制冷量较少时，则利用热回收机组制取恒温稳定的生活热水，并同时生产基本上同样的冷量补充到原冷冻水系统中。夏季进一步利用中央空调系统冷却水的冷凝热回对生活热水进行预热，再由热回收机组制取恒温稳定的生活热水，将中央空调系统放空排放的热、冷量均被充分利用，真正做到了零排放。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现：一种中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，具有中央控制器自动控制系统、冷水机组及冷却塔，其特征在于：还有生活热水补水系统、热回收机组系统、恒温热水供应系统；其中：

所述生活热水补水系统由连接市政供水管线、温度自立式调节阀MVT、板式热交换器HE、温度传感器T、电动阀MV1及电动阀MV2组成；市政供水管线经温度自立式调节阀MVT接入板式热交换器HE冷流侧进口端，电动阀MV1及电动阀MV2并联连接在板式热交换器HE冷流侧出口端，温度传感器T安装在板式热交换器HE冷流侧出口后管路上，板式热交换器HE热流侧进、出口通过管路与冷却塔进、出管路并联联接；

所述热回收机组系统系统由热回收机组、一组冷冻循环泵CP、一组循环加热泵HP、生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2、电动阀MV3、电动阀MV4、电动阀MV5、电动阀MV6组成；生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的进水端口分别连接生活热水补水系统的电动阀MV1、电动阀MV2出口端，生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的循环加热出水口端分别通过电动阀MV3、电动阀MV5经循环加热泵HP与热回收机组的冷凝器进水端口连接，热回收机组的冷凝器出水端口分别通过电动阀MV4及电动阀MV6与生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的循环加热进水端口连接，冷冻循环泵CP的进水端口与制冷机组分水器相连，冷冻循环泵CP的出水端口连接热回收机组的蒸发器进口端口，热回收机组的蒸发器出口端口与制冷机组集水器相连；

所述恒温热水供应系统由高位生活水箱TANK3、一组生活热水补水泵HSP、电动阀MV7、电动阀MV8组成；生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的出口水端口分别通过电动阀MV7、电动阀MV8与生活热水补水泵HSP连接，生活热水补水泵HSP的出水端口连接高位生活水箱TANK3。

所述水源热泵机组热回收系统的生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2分别设有水位计L1、水位计L2及温度变送器T1、温度变送器T2。

所述高位生活水箱TANK3设有水位计L3。

所述热回收机组系统系统的冷冻循环泵CP的进水端口与制冷机组分水器连接点、以及热回收机组的蒸发器出口端口与制冷机组集水器连接点并接有通往空调水系统的管道。

与现有技术相比，本实用新型提出的利用原有中央空调系统提供社区生活热水的经济运行模式，具有如下优点：

1)本系统按季节分可以有两种运行模式制取生活热水：

在春秋过渡季节，中央空调一般按部分负荷运行，该热回收系统在运行时一方面能源源不断通过回收的热量制取生活热水，同时，还能生产基本上同样的冷量补充到原冷冻水系统中，其它制冷机组可以不运行或减少运行。

夏季，该热回收系统与其它冷水机组并列运行，利用其它机组的冷却水预热保温水箱补水。

2)平稳恒温供应热水

本设计通过设置两个保温水箱替换补水、加热及供水形成一套完整的热水加热及供应系统，能够提供稳定恒温的生活热水，相对于现有的空调热回收生产的热水随保温水箱水量的补充水温产生冷热波动，这一系统显得更加完善。

3)经济性显著提高

本系统经过一年多连续运行、观察、计量显示，经济性能比现有的热回收及传统锅炉加热生产热水显著提高；而且，经过不断地调试改善，系统趋于完善稳定，充分利用控制系统，设置多个加热热水温度值，譬如，在8月份45℃，6、7、9月份50℃，5、10月份55℃，使节能效果更加显著。

附图说明：

图1为本实用新型实施例经济运行模式系统示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对具体实施方式作详细说明：

图1给出了本实用新型实施例经济运行模式的系统示意图。图中，一种利用原有中央空调系统提供社区生活热水的经济运行模式，具有：中央控制器自动控制系统1、制冷机组2及冷却塔3、生活热水补水系统4、热回收机组系统5、恒温热水供应系统6。

所述生活热水补水系统4由连接市政供水管线、温度自立式调节阀MVT、板式热交换器HE、温度传感器T、电动阀MV1及电动阀MV2组成。市政供水管线经温度自立式调节阀MVT接入板式热交换器HE冷流侧进口端，电动阀MV1及电动阀MV2并联连接在板式热交换器HE冷流侧出口端，温度传感器T安装在板式热交换器HE冷流侧出口后管路上，板式热交换器HE热流侧进、出口通过管路与冷却塔并联联接。在夏季生活补水经板式热交换器与制冷机组的冷却水热交换，进行预热，在其他季节生活补水则通过板式热交换器的旁通阀直接进入水源热泵机组热回收系统的生活热水箱，温度传感器T与温度自立式调节阀MVT配合协调使用。

所述热回收机组系统5由热回收机组、一组冷冻循环泵CP、一组循环加热泵HP、生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2、电动阀MV3、电动阀MV4、电动阀MV5及电动阀MV6组成；生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的进水端口分别连接生活热水补水系统的电动阀MV1、电动阀MV2出口端，生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的循环加热出水口端分别通过电动阀MV3、电动阀MV5经循环加热泵HP与热回收机组的冷凝器进水端口连接，热回收机组的冷凝器出水端口分别通过电动阀MV4及电动阀MV6与生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的循环加热进水端口连接，冷冻循环泵CP的进水端口连接制冷机组分水器，冷冻循环泵CP的出水端口连接热回收机组的蒸发器进口端口，热回收机组的蒸发器出口端口连接制冷机组集水器。所述生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2分别设有水位计L1、水位计L2及温度变送器T1、温度变送器T2。所述热回收机组系统的冷冻循环泵CP的进水端口与制冷机组分水器连接点及热回收机组的蒸发器出口端口与制冷机组集水器连接点并接有通往空调水系统管道。该系统设置了双生活水箱替换使用，当一个生活热水箱因用户过度使用水温下降时可自动切换成另一个生活热水箱供热，被切换下的生活热水箱通过热回收机组再次加热，等待下一次的切换，这一点对系统能否提供恒温稳定的生活热水非常重要。在常规的地源热泵空调技术中，通常是利用地表或浅层的水源作为热源，其温度为12℃～15℃，而现有中央空调冷冻水的回水温度为12℃～18℃，利用中央空调冷冻水的回水作为热源生产热水的效果要好于地源热泵，而且经过热提取后生产基本上同样的冷量的冷冻水补充到原冷冻水系统中，这样便可以做到中央空调空系统放空的冷、热量都得到利用，真正达到节能减排的目的。

所述恒温热水供应系统由高位生活水箱TANK3、一组生活热水供应水泵HSP、电动阀MV7、电动阀MV8组成；生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2的出口水端口分别通过电动阀MV7、电动阀MV8与生活热水供应水泵HSP连接，生活热水供应水泵SP1/SP2的出水端口连接高位生活水箱TANK3。所述高位生活水箱TANK3设有水位计L3。

本实用新型的节能运行模式是这样工作的：

春秋季过渡季节运行模式：

在春秋季过渡季节，空调制冷量需求不大时，原有中央空调机组少部分运行，这时热回收机组保持独立运行，生活热水补水系统的温度自立式调节阀MVT处于常开状态，生活补水通过板式热交换器的旁通阀直接进入热回收机组系统的生活热水箱。首先，安装于生活热水箱TANK1上的水位开关L1将低水位的信号传输给中央控制器自动控制系统，中央控制器自动控制系统通过指令打开进水电动阀MV1，于是生活热水箱TANK1开始补水，当水位达到设定的高水位时，水位开关L1将高水位信号传输给中央控制器自动控制系统，中央控制器自动控制系统关闭电动阀MV1；然后根据同样的程序给生活热水箱TANK2补水，据此程序交替给两个水箱补水。

然后，安装于生活热水箱TANK1上的温度变送器T1将低温度的信号传输给中央控制器自动控制系统，中央控制器自动控制系统打开加热循环电动阀MV3、MV4，同时，循环加热水泵HP、冷冻循环泵CP启动运行，经过延迟设定的时间一般设为30s，热回收机组开始运行，于是，生活热水箱TANK1开始加热。该热回收机组通常出水温度热水侧比进水温度高出5℃，当生活热水箱TANK1中的水温达到设定的高水温时，温度变送器T1将信号传输给中央控制器自动控制系统，这时电动阀MV3、MV4关闭，电动阀MV5、MV6打开，根据同样的程序给生活热水箱TANK2加热，当两个热水箱内热水的温度均达到设定的高温值时，中央控制器自动控制系统发出指令停止热回收机组运行；同时，循环加热水泵HP、冷冻循环泵CP经过设定延时3～5min停止运行，按此程序交替给两个水箱内的生活用水加热。

恒温热水供应系统通常在屋面设置高位水箱TANK3或利用变频泵提供生活热水，根据高位热水箱TANK3水位计L3低水位信号，中央控制器自动控制系统打开生活热水供水电动阀MV7并启动生活热水补水泵HSP为TANK3补水。当生活热水箱TANK1内的水位降低到设定的低水位时，中央控制器关闭电动阀MV7并打开电动阀MV8，开始从另一生活热水箱TANK2为TANK3提供生活热水，按此程序交替由两个水箱提供稳恒的生活用热水。

整个系统就在中央控制盘自动控制系统的控制下进行有条不紊的切换运行，无需用人员看管。

夏季并行运行模式：

在夏季空调制冷量需求大时，原有空调系统包括制冷机组、冷却塔及循环泵系统全面运行，由于进入冷却塔系统需要冷却的冷却水温度约为35～38℃，而生活水箱的补水温度约为20～30℃，这样可以通过板式热交换器免费对生活水箱补水进行预热。这时生活热水补水系统的温度自立式调节阀MVT根据安装于板式热交换器HE后管路上的温度传感器T来自立调节开启度，生活补水流经板式热交换器即可发生充分热交换。热交换后的热水进入生活热水箱TANK1或TANK2，其后面的程序和前述运行模式的情况一致。

经济及社会效益分析：

本系统已经在上海**医院运行将近两个空调季节，该系统生活热水用水量为每天80～140T，生产热水温度为45℃～60℃，通过对运行数据的实时计量计算，进行了静态经济性分析。改造前后运行数据实时检测统计表如下：

改造前(2008年)锅炉用气量分析

改造后(2009年)系统用电量分析

本记录表中改造前2008年天然气用量及费用为由院方提供，改造后2009年的用电量及费用为由院方及改造方共同记录。从上表中分析可知，每年空调季节静态直接节省运行费用387,565.20元-134,877.27元＝252,687.93元，运行费用节省率为65.20％。由于医院的业务量不断增长，2008年门诊人数1,646,243.00人，出院人数43,738.00人，2009年门诊人数1,757,006.00人，出院人数47,514.00人，分别增长了6.73％和8.63％，动态计算的费用节省率更高一些。如果综合考虑到补充到中央空调冷冻水系统的制冷量，所生产的冷量为制热量的87％左右，空调季节的费用节省率超过100％。该系统投资约76万，投资回收期为3.2年，设计使用寿命为12年，综合效益明显。

利用燃油燃气等一次性能源生产生活热水，随着这些燃料供应的紧张，价格日趋升高。与此同时国家正大力发展水电、风电、太阳能发电等绿色可再生能源，本实用新型响应国家倡导节能减排等的号召，前述项目改造后利用电能高效制取上述热水，不但可以减少空调的排热量，减轻城市热岛效应，直接节省运行费用，而且减少CO2，SO2等大气污染物的排量，该技术取得了实质性的进步，具有显著的经济和社会推广价值。

以上结合附图和实施例作了说明，上述实施例并不构成对本实用新型的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，具有中央控制器自动控制系统、冷水机组及冷却塔，其特征在于：还有生活热水补水系统、热回收机组系统、恒温热水供应系统；其中：

2.根据权利要求1所述的中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，其特征在于，所述水源热泵机组热回收系统的生活热水箱TANK1、生活热水箱TANK2分别设有水位计L1、水位计L2及温度变送器T1、温度变送器T2。

3.根据权利要求1或2所述的中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，其特征在于，所述高位生活水箱TANK3设有水位计L3。

4.根据权利要求1或2所述的中央空调热回收生产及供应生活热水的节能运行模式，其特征在于，所述热回收机组系统系统的冷冻循环泵CP的进水端口与制冷机组分水器连接点、以及热回收机组的蒸发器出口端口与制冷机组集水器连接点并接有通往空调水系统的管道。