CN202133180U - 一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统 - Google Patents

一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统 Download PDF

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黄勇鹏
吴日才
占亚剑
朱超华
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Abstract

本实用新型公开了一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统,包括水源热泵空调机组、水源热泵热水机组、第一循环泵、第二循环泵、热水箱、太阳能集热器、冷却塔和连接点,所述水源热泵空调机组具有室外换热器,所述水源热泵热水机组包括冷凝器和蒸发器;所述热水箱具有上层热水区和下层温水区,所述上层热水区和下层温水区连通;通过蒸发器回收室外换热器的冷凝热水作为热源并输出冷量;通过冷凝器/太阳能集热器将热水箱的下层温水区的温水加热输出至热水箱的上层热水区。本实用新型将冷暖气的供应系统和冷热水供应系统一体化设计,并可回收空调冷凝热和利用太阳能进行冷暖气/冷热水供应。

Description

一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及能源回收装置,具体涉及一种回收空调冷凝热和利用太阳能的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,适合在别墅建筑中使用。

背景技术

[0002] 目前,在一些大型住宅区或别墅中,其冷暖气供应和生活热水供应采取的方案是分为两个独立的系统,即冷暖气供应采用家用中央空调系统,生活热水供应采用锅炉或燃气。在这种独立系统的方案下,制冷时的空调冷凝热没有回收直接就排向大气,这些低品位的能量对城市的热岛效应非常明显,在制取生活热水时,锅炉或燃气的加热消耗了大量的煤炭或石油天然气,排出的大量二氧化碳对大气的温室效应也非常显著,严重影响城市环境,同时也浪费了能源;而且,夏季太阳辐射强,大大增加了别墅的空调负荷,制冷系统往往会因为工况太恶劣而出现故障。

实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统,将冷暖气的供应系统和冷热水供应系统一体化设计,并可回收空调冷凝热和利用太阳能进行冷暖气/ 冷热水供应。

[0004] 本实用新型的目的通过以下技术方案实现:一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统,包括水源热泵空调机组、水源热泵热水机组、第一循环泵、第二循环泵、热水箱、太阳能集热器、冷却塔和连接点,所述水源热泵空调机组具有室外换热器,所述水源热泵热水机组包括冷凝器和蒸发器;所述热水箱具有上层热水区和下层温水区,所述上层热水区和下层温水区连通;所述室外换热器、连接点、冷却塔、第一循环泵依次循环连接构成换热环路; 所述室外换热器还与蒸发器、连接点依次连接构成热回收环路;所述热水箱的下层温水区、 第二循环泵、冷凝器、热水箱的上层热水区依次循环连接构成水源热泵热水机组加热环路; 所述冷凝器还与太阳能集热器、热水箱的上层热水区依次连接构成太阳能加热环路;通过蒸发器回收室外换热器的冷凝热水作为热源并输出冷量;通过冷凝器/太阳能集热器将热水箱的下层温水区的温水加热输出至热水箱的上层热水区。

[0005] 本实用新型所述蒸发器和连接点之间设有风机盘管。

[0006] 本实用新型所述第二循环泵的输出端与室外换热器的输入端连接。

[0007] 本实用新型所述冷凝器与热水箱的上层热水区之间设有第二截止阀,所述室外换热器与蒸发器之间设有第三截止阀,所述第二循环泵的输出端与室外换热器的输入端之间设有第七截止阀。

[0008] 本实用新型所述冷凝器与太阳能集热器之间设有第一截止阀,所述连接点与冷却塔之间设有第四截止阀,所述冷却塔与第一循环泵之间设有第五截止阀,所述室外换热器与连接点之间设有第八截止阀。

[0009] 本实用新型所述热水箱的下层温水区与第二循环泵之间设有第六截止阀。[0010] 本实用新型所述热水箱的上层热水区连接有取热水阀,所述热水箱的下层补水区连接有补水阀。

[0011] 与现有技术相比,本实用新型技术具有以下优点:

[0012] 1、将冷暖气供应系统和冷热水供应系统一体化设计,可回收冷暖气供应系统中的空调冷凝热后由冷凝器加热成热水从而减少低品位能量的排放,以保护环境;

[0013] 2、可利用太阳能加热用于提供热水,减少燃烧燃气而排放的二氧化碳;

[0014] 3、蒸发器输出冷量至风机盘管用于除湿,能量充分得到利用,达到节能目的;

[0015] 4、可根据季节及天气情况控制各个截止阀的开或关,以满足需要并保证节能。在夏季水源热泵空调机组制冷,太阳辐射强,空调机负荷加大,也就是进入室外换热器的水需吸收更多的热量,出来的水温温度高,这时通过串联的方式进入水源热泵热水机组的蒸发器(提供冷量),既可回收冷凝热,又可降低水源热泵空调机组的冷却水循环回路进入室外换热器的入口水温,从而改善制冷系统的工况。

附图说明

[0016] 图1为本实用新型具体实施例的系统原理图。 具体实施方式

[0017] 如图1所示,一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统,包括水源热泵空调机组、水源热泵热水机组、第一循环泵P1、第二循环泵P2、热水箱、太阳能集热器、风机盘管、冷却塔和连接点。

[0018] 水源热泵空调机组具有室外换热器和室内机,室内机用于给室内提供冷气或暖气,室外换热器用于水源热泵空调机组内部制冷/制热循环的换热工作,室外换热器具有降温/加热效果;水源热泵热水机组包括由蒸发器、压缩机、冷凝器、毛细管的依次循环连接构成的内部加热循环回路;热水箱具有上层热水区和下层温水区,所述上层热水区和下层温水区连通,而上层热水区设有连通至外部的取热水阀,用于将热水分配至各个房间,下层温水区设有连通至外部的补水阀,外部自来水可直接注入至该温水区,热水区的热水通过热传递可加热温水区的温水,温水区的温水温度小于热水区的热水温度;蒸发器输出的冷流量输入风机盘管后,风机盘管向外部环境输出冷量转换成冷风用于除湿,同时风机盘管具有升温作用,可将蒸发器输出的冷量冷水升温后输出;风机盘管可安装在需要除湿的地方,如卫生间、浴室、阳台晾衣处等,以方便除湿。

[0019] 室外换热器、连接点、冷却塔、第一循环泵Pl依次循环连接构成换热环路;室外换热器还与蒸发器、风机盘管、连接点依次连接构成热回收环路;热水箱的下层温水区、第二循环泵P2、冷凝器、热水箱的上层热水区依次循环连接构成水源热泵热水机组加热环路; 冷凝器还与太阳能集热器、热水箱的上层热水区依次连接构成太阳能加热环路;通过蒸发器回收室外换热器的冷凝热水作为热源,并输出冷流量至风机盘管,由风机盘管输出干燥的冷气而用于除湿;通过冷凝器/太阳能集热器将热水箱的下层温水区的温水加热输出至热水箱的上层热水区。

[0020] 当水源热泵空调机组制冷时,室外换热器对其内部制冷循环具有制冷效果,对热回收环路和换热环路具有加热效果;当水源热泵空调机组制热时,室外换热器对其内部制热循环具有加热效果,对热回收环路和换热环路具有降温效果。

[0021] 第一循环泵Pl的工作功率由各安装室内机的房间内的温度控制,并对换热环路和热回收环路提供动力;第二循环泵P2的工作功率由热水箱的上层热水区内的热水温度控制,并对水源热泵热水机组加热环路和太阳能加热环路提供动力,还对热水箱的下层温水区的温水输出至室外换热器提供动力。

[0022] 第二循环泵P2的输出端与室外换热器的输入端连接,当外部环境温度低于10°C 时,可将热水箱下层温水区内已被上层热水加热的温水输出至室外换热器,以改善室外换热器的工况,提高效率。

[0023] 冷凝器与热水箱的上层热水区之间设有第二截止阀J2,所述室外换热器与蒸发器之间设有第三截止阀J3,所述第二循环泵P2的输出端与室外换热器的输入端之间设有第七截止阀J7,冷凝器与太阳能集热器之间设有第一截止阀J1,连接点与冷却塔之间设有第四截止阀J4,冷却塔与第一循环泵Pl之间设有第五截止阀J5,室外换热器与连接点之间设有第八截止阀J8,热水箱的下层温水区与第二循环泵P2之间设有第六截止阀J6。

[0024] 通过控制上述各个截止阀的开或关,以及控制水源热泵空调机组、水源热泵热水机组的启/停、两个循环泵的启/停来控制各个循环回路的工作,以适应不同环境温度的需求,并达到节能目的,具体控制方法如表1所示:

[0025] 表 1

[0026]

Figure CN202133180UD00051

[0027]〈一〉夏季运行时:

[0028] (1)在天气晴朗,有足够的太阳能时,水源热泵空调机组处于制冷状态,启动第一循环泵Pl和第二循环泵P2,通过第二截止阀J2关闭水源热泵热水机组加热环路,通过第三截止阀J3关闭热回收环路,通过第七截止阀J7截止热水箱向室外换热器输出温水,此时水源热泵热水机组处于停止工作状态;通过太阳能加热环路并由太阳能集热器对热水箱的温水进行加热而得到生活热水;室外换热器输出的冷凝热水通过冷却塔回收,并由冷却塔将冷凝热水降温至环境温度再循环输入至室外换热器。

[0029] (2)在阴雨天,太阳能不足的时候,水源热泵空调机组处于制冷状态,启动第一循环泵Pl和第二循环泵P2,通过第一截止阀Jl关闭太阳能集热器加热环路,通过第七截止阀 J7截止热水箱向室外换热器输出温水,通过第八截止阀J8关闭换热环路,水源热泵机组加热环路、热回收环路处于工作状态;室外换热器的冷凝热水输出至蒸发器,并使冷凝器得到热量而输出热水至热水箱;蒸发器同时输出冷流量至风机盘管用于除湿。[0030] < 二 >过渡季节(春季/秋季)运行时:

[0031] (1)在天气晴朗,有足够的太阳能时,水源热泵空调机组和水源热泵热水机组均处于关闭状态,即换热环路、热回收环路、水源热泵热水机组加热环路关闭,对应关闭相关截止阀,停止第一循环泵P1,启动第二循环泵P2 ;通过第一截止阀Jl和第六截止阀J6打开太阳能集热器加热环路,通过太阳能集热器将热水箱的温水加热至热水。

[0032] (2)在阴雨天,水源热泵空调机组处于关闭状态,启动第一循环泵Pl和第二循环泵P2,通过第一截止阀Jl关闭太阳能集热器加热环路,通过第五截止阀J5、第八截止阀J8 关闭换热环路,通过第七截止阀J7截止热水箱向室外换热器输出温水;室外换热器的冷凝热水输出至蒸发器,并使冷凝器得到热量而输出热水至热水箱;蒸发器同时输出冷流量至风机盘管用于除湿。

[0033]〈三〉冬季运行时:

[0034] (1)在天气晴朗,有足够的太阳能时,水源热泵空调机组处于制热状态,水源热泵热水机组开启,停止第一循环泵P1,启动第二循环泵P2,通过第二截止阀J2关闭水源热泵热水机组加热环路,通过第三截止阀J3、第四截止阀J4关闭换热回路、热回收环路;此时太阳能加热环路和水源热泵热水机组加热环路处于工作状态,通过太阳能集热器和冷凝器同时将热水箱的温水加热至热水,以保障生活热水的温度;当外部环境温度低于10°C时, 打开第七截止阀J7使热水箱向室外换热器输出温水,以保障水源热泵空调机在外部低于 10°C的寒冷环境下正常工作。

[0035] (2)在阴雨天,水源热泵空调机组处于制热状态,水源热泵热水机组开启,启动第一循环泵Pl和第二循环泵P2,通过第一截止阀Jl关闭太阳能集热器加热环路,热回收环路、换热环路、水源热泵热水机组加热环路处于工作状态;由于风机盘管的升温作用,冷却塔内的水为高于环境温度的温水,室外换热器通过吸收由冷却塔输入温水的热量来加热空气,蒸发器通过吸收由室外换热器输出的温水并输出冷流量值风机盘管用于除湿,同时冷凝器将由热水箱输出的温水加热至生活热水;当外部环境温度低于10°C时,打开第七截止阀J7使热水箱向室外换热器输出温水,以保障水源热泵空调机在外部低于10°C的寒冷环境下正常工作。

[0036] 在以上任何环境状态下,当热水箱存水不足时(如晚间),同时太阳能集热器已关闭时,此时打开补水阀,并启动水源热泵热水机组加热环路制取生活热水。

[0037] 本实用新型的实施方式不限于此,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下,本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均可实现本实用新型目的。

Claims (7)

1. 一种冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:包括水源热泵空调机组、水源热泵热水机组、第一循环泵、第二循环泵、热水箱、太阳能集热器、冷却塔和连接点,所述水源热泵空调机组具有室外换热器,所述水源热泵热水机组包括冷凝器和蒸发器;所述热水箱具有上层热水区和下层温水区,所述上层热水区和下层温水区连通;所述室外换热器、连接点、冷却塔、第一循环泵依次循环连接构成换热环路;所述室外换热器还与蒸发器、连接点依次连接构成热回收环路;所述热水箱的下层温水区、第二循环泵、冷凝器、热水箱的上层热水区依次循环连接构成水源热泵热水机组加热环路;所述冷凝器还与太阳能集热器、 热水箱的上层热水区依次连接构成太阳能加热环路;通过蒸发器回收室外换热器的冷凝热水作为热源并输出冷量;通过冷凝器/太阳能集热器将热水箱的下层温水区的温水加热输出至热水箱的上层热水区。
2.根据权利要求1所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:所述蒸发器和连接点之间设有风机盘管。
3.根据权利要求2所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:所述第二循环泵的输出端与室外换热器的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:所述冷凝器与热水箱的上层热水区之间设有第二截止阀,所述室外换热器与蒸发器之间设有第三截止阀,所述第二循环泵的输出端与室外换热器的输入端之间设有第七截止阀。
5.根据权利要求1至4任一项所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于: 所述冷凝器与太阳能集热器之间设有第一截止阀,所述连接点与冷却塔之间设有第四截止阀,所述冷却塔与第一循环泵之间设有第五截止阀,所述室外换热器与连接点之间设有第八截止阀。
6.根据权利要求5所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:所述热水箱的下层温水区与第二循环泵之间设有第六截止阀。
7.根据权利要求1所述的冷暖气/冷热水的一体化供应系统,其特征在于:所述热水箱的上层热水区连接有取热水阀,所述热水箱的下层补水区连接有补水阀。
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