CN205664584U

CN205664584U - 冷热节能回收系统

Info

Publication number: CN205664584U
Application number: CN201620495270.9U
Authority: CN
Inventors: 王福玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-28
Filing date: 2016-05-28
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2026-05-28

Abstract

本实用新型涉及热泵机组全能量回收技术及其应用领域，具体为一种冷热节能回收系统，包括压缩机（1）；其特征在于：所述压缩机（1）的媒介出口连接冷凝器（2）的媒介进口，所述冷凝器（2）的媒介出口通过膨胀阀（3）连接蒸发器（4）的媒介进口，所述蒸发器（4）的媒介出口连接气液分离器（5）的媒介进口，所述气液分离器（5）的媒介出口连接压缩机（1）的媒介进口；所述冷凝器（2）通过换热管路释放热量形成热源；所述蒸发器（4）通过换热管路吸收热量形成冷源。本系统就有很好的节能效果。

Description

冷热节能回收系统

技术领域

本实用新型涉及热泵机组全能量回收技术及其应用领域，具体为一种冷热节能回收系统。

背景技术

随着经济的日益发展和人类生活水准的不断提高，空调的应用也越来越普及。而空调在适应经济发展和满足人类需求的同时，也给人类带来了巨大的能源消耗负担和其他如温室效应等负面影响，因此，减少空调的能源消耗，寻求空调可持续发展之路，已成为空调设计所面临的一个重要和首要的问题。

由于传统的热回收型冷水机组在应用过程中，较多采用串联型冷凝器，由于机组这样的结构设计的原因，热回收量一般最高仅为制冷负荷的30％至40％。而且，热回收量随着冷负荷的减少很快下降，不能相对稳定提供。此外，回收的热能一般均用于生活热水，由于生活热水使用上的不稳定性，热回收量也时有时无、时高时低，对机组的运行稳定造成不利影响。因此，此类热回收，虽亦为废热利用，具有一定的环保节能意义，但节省量较小，对系统稳定运行亦存在不利的影响。

目前，所有空调及制冷设备只利用了一侧的能源。例如，当空调或制冷系统在制冷时，室外的冷凝器散热器将要把室内蒸发器吸收的热量和压缩机本身产生的热量散到空气中去（此时室内才能达到制冷凉快的目的），当冬季采暖制热时与夏季制冷时流向相反（卡诺逆循环），所以不管它是在制冷还是在制热，都是利用了一侧的能量冷或热，那么就相当于只利用了一半的能量，另一半的能量则白白浪费。另外，现有的冷暖空调在制冷制热时是通过四通换向阀来实现，此种方式只实用于小型系统，且转换时对系统造成了极大的冲击，从而影响到了设备的使用寿命和工作效率。

发明内容

本实用新型是针对空调节能、减少空调热能消耗及相应的温室气体排放这一问题，提供一种新型热泵机组全能量回收方式，对进一步提升制冷制热空调的适用性及所具有的节能效果。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种冷热节能回收系统，包括压缩机；所述压缩机的媒介出口连接冷凝器的媒介进口，所述冷凝器的媒介出口通过膨胀阀连接蒸发器的媒介进口，所述蒸发器的媒介出口连接气液分离器的媒介进口，所述气液分离器的媒介出口连接压缩机的媒介进口；所述冷凝器通过换热管路释放热量形成热源；所述蒸发器通过换热管路吸收热量形成冷源。

循环时，压缩机将制冷媒介（例如氟利昂）压缩成高温高压的液态后进入冷凝器的管程，向热源传递热量，所述热源为高温储能箱，高温储能箱内流动有载冷介质，该载冷介质通过管路进入冷凝器的壳程，被加热后，返回高温储能箱内；然后，高温高压的制冷媒介释放热量后变为低温高压的液态，通过膨胀阀后，进入蒸发器的管程，吸收冷源的热量后变为低温低压的气态，所述冷源为低温储能箱，低温储能箱内同样流动有载冷介质，该载冷介质进入蒸发器的壳程，被媒介吸热后温度降低，返回低温储能箱内。

进一步的，所述高温储能箱通过换热管路与生活热水箱连接，返回高温储能箱内的高温载冷介质通过浸没在热水箱内的蛇形换热管路将生活用水加热，生活热水储存在生活热水箱内，用于洗澡、洗菜等多种用途。同理，所述低温储能箱通过换热管路与冷水箱连接，返回低温储能箱内的低温载冷介质继续循环通过浸没在冷水箱内的蛇形换热管路将冷水箱内的水降温，用于夏天冰镇啤酒等多种用途。

进一步的，所述高温储能箱的载冷介质进口和载冷介质出口分别通过切换阀连接空调末端；用于冬天室内供暖。所述低温储能箱的载冷介质进口和载冷介质出口分别通过切换阀连接空调末端；用于夏天室内制冷。

进一步的，所述冷凝器的制冷媒介进出口两端并联辅助风冷冷凝器；所述蒸发器的媒介进出口两端并联辅助风冷蒸发器。辅助风冷蒸发器在冷热源使用负荷不平衡时启动。

基于压缩制冷或制热的工作原理，以常规的热泵机组为例，夏季热泵机组在蒸发器一侧制冷剂蒸发吸热制冷的同时，在冷凝器一侧制冷剂则在冷凝放热，而且其放热量大于蒸发器的吸热量，新的热回收方式目标就是为了回收冷凝器100％的放热量以供再利用，从而可节省相应的空调热能消耗，减少因空调而产生的对大气环境的温室气体排放；或者是冬季热泵机组在冷凝器一侧制冷剂冷凝放热制热的同时，在蒸发器一侧制冷剂则在蒸发吸热，新的能量回收方式目标就是为了回收蒸发器100%的吸热量以供再利用。新的热泵机组（冷热节能回收系统）的回收方式基于对冷凝器及蒸发器的再设计，将常规冷凝器及蒸发器同时并联一组风冷型冷凝器及风冷型蒸发器，从这样的结构形式可以看出，任一组冷凝器及蒸发器，只要配置足够的热交换面积，都有可能吸收全部的冷凝负荷及蒸发负荷。也因此，能量回收量将不受冷负荷或者热负荷变化的影响。新热泵机组全能量回收技术具体控制运行方式如下：

冬季制热工况：当冬季热水供水水温达不到50度时热泵机组启动，同时蒸发器侧进行冷回收，如果冷回收量已达到设定值，则启动并联的辅助蒸发器吸收空气中的热量直至热水水温达到设定值，然后停机。

夏季制冷工况：当夏季冷冻水供水水温达不到7度时热泵机组启动，同时热泵机组冷凝器侧进行热回收，如果热回收量已达到设定值，则启动并联的辅助冷凝器散发所吸收的热量排放至大气中直至达到设定值，然后停机。

本系统全天候冷热水恒温，一机同时满足冬季采暖、夏季制冷、生活用冷热水等多种工况。本系统在制冷时同时回收热量，制热时同时回收冷量，系统运行时冷暖转换达到了几乎没有液、气、压力对系统的冲击，整个系统运行时非常平稳，从而提高了整个系统的使用寿命。在整个系统正常运行时冷、热能量使用处于平衡时此系统真正达到了“零”能量的浪费。

常规制冷系统在制冷时所排放的热量至少是所产生冷量的1.15到1.3倍浪费掉的能量非常可观，而新型热泵机组在制冷或制热的同时，由于冷凝负荷或蒸发负荷被部分或全部回收利用，为用户提供了热能或冷量，节省了相应的用户能量消耗，因此，新型热泵机组提供的效能包括两部分：是制冷量与制热量之和。

因此，其综合能系数COP当100％热回收时：

COP=（QL+QLN）/W；

式中，QL为制冷量，QLN为热回收量，即100％冷凝负荷，W为机组耗电量。

当以某一百分比C％热回收时：

COP=（QL+C％×QLN）/W。

由此可见，新型热泵机组的综合性能系数COP最高可以是冷水机组的制冷性能系数与热泵的制热性能系数之和，其综合性能系数COP之高，反映出其显著的节能意义。即使是部分热回收，节能效果仍然十分可观。

本实用新型设计合理、结构简单，一机同时满足冬季采暖、夏季制冷、生活用冷热水等多种工况，具有很好的节能效果，市场应用前景广阔。

附图说明

图1表示本实用新型的连接示意图。

图中，1-压缩机，2-冷凝器，3-膨胀阀，4-蒸发器，5-气液分离器，6-辅助风冷冷凝器，7-辅助风冷蒸发器，8-高温储能箱，9-生活热水箱，10-低温储能箱，11-冷水箱，12-切换阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种冷热节能回收系统，如图1所示，包括压缩机1；所述压缩机1的制冷媒介出口连接冷凝器2的制冷媒介进口（管程进口），所述冷凝器2的制冷媒介出口（管程进口）通过膨胀阀3连接蒸发器4的制冷媒介进口（管程进口），所述蒸发器4的制冷媒介出口（管程进口）连接气液分离器5的制冷媒介进口，所述气液分离器5的制冷媒介出口连接压缩机1的制冷媒介进口。

如图1所示，所述冷凝器2通过换热管路释放热量形成热源，该热源具体采用具有载冷介质的高温储能箱8，高温储能箱8的换热管路分别连接冷凝器2的壳程进口和壳程出口；所述高温储能箱8通过换热管路与生活热水箱9连接，即生活热水箱9的水通过位于高温储能箱8内的蛇形换热管路后被加热。

如图1所示，所述蒸发器4通过换热管路吸收热量形成冷源；该冷源采用具有载冷介质的低温储能箱10，低温储能箱10的换热管路分别连接蒸发器4的壳程进口和壳程出口；低温储能箱10通过换热管路与冷水箱11连接，即低温储能箱内的低温载冷介质流入位于冷水箱内的蛇形管路后将常温水降温。

如图1所示，所述高温储能箱8的介质进口和介质出口分别通过切换阀12连接空调末端；例如，冬天关闭低温储能箱的进出口切换阀，打开高温储能箱的进出口切换阀连接空调末端，进行供暖。所述低温储能箱10的介质进口和介质出口分别通过切换阀12连接空调末端；例如，夏天时打开低温储能箱的进出口切换阀，关闭高温储能箱的进出口切换阀连接空调末端，进行制冷。

如图1所示，因为高温储能箱内的载冷介质吸热到一定程度饱和后不再吸热，为了防止热源端满负荷后无法蓄积多余热量，所述冷凝器2的媒介进出口两端并联辅助风冷冷凝器6，通过阀门控制，由压缩器出来的高温高压媒介通过辅助风冷冷凝器散热，防止热源端过载。同理，因为低温储能箱内的载冷介质放热到一定程度后不再放热，为了防止冷源端满负荷后无法释放多余热量，所述蒸发器4的媒介进出口两端并联辅助风冷蒸发器7，通过阀门控制，经过冷凝器后的低温高压媒介通过辅助风冷冷凝器散热，防止冷源端过载。

具体实施时，所述冷凝器2为板式冷凝器，所述蒸发器4为板式蒸发器。

下面以酒店为例进行说明。

某酒店使用面积1500m²，其中客房标间有35间，每间有18到20m²，餐厅约700m²，厨房约100m²；在正常夏季运营时空调所需的制冷量约265KW，那么它在制冷的同时向大气排放的热量就约有304.75KW—397.5KW白白浪费掉，且对周围大气造成了热污染。

房间内的洗浴用水按每人每天100kg热水计算（由15℃—55℃）所需的热量约372.16KW；厨房洗碗，洗菜等用热水按每天4吨计算所需热量为123KW。其中，房间的洗浴用热水，厨房用热水还需另为的能源来加热，它所需的总热量为：496.16KW。

在用本系统时只需要一套原来配置冷量的空调系统就可以为其在制冷的同时免费提供了304.75KW—397.5KW的热量。以此来计算就此一项就为本酒店节约了大笔的能源支出的费用和设备多种类的管理维护费用还减少了对大气的热污染等问题的一定程度的解决。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。

Claims

1.一种冷热节能回收系统，包括压缩机（1）；其特征在于：所述压缩机（1）的媒介出口连接冷凝器（2）的媒介进口，所述冷凝器（2）的媒介出口通过膨胀阀（3）连接蒸发器（4）的媒介进口，所述蒸发器（4）的媒介出口连接气液分离器（5）的媒介进口，所述气液分离器（5）的媒介出口连接压缩机（1）的媒介进口；所述冷凝器（2）通过换热管路释放热量形成热源；所述蒸发器（4）通过换热管路吸收热量形成冷源。

2.根据权利要求1所述的冷热节能回收系统，其特征在于：所述热源为具有载冷介质的高温储能箱（8），所述冷源为具有载冷介质的低温储能箱（10）。

3.根据权利要求2所述的冷热节能回收系统，其特征在于：所述高温储能箱（8）通过换热管路与生活热水箱（9）连接；所述低温储能箱（10）通过换热管路与冷水箱（11）连接。

4.根据权利要求3所述的冷热节能回收系统，其特征在于：所述高温储能箱（8）的介质进口和介质出口分别通过切换阀（12）连接空调末端；所述低温储能箱（10）的介质进口和介质出口分别通过切换阀（12）连接空调末端。

5.根据权利要求1所述的冷热节能回收系统，其特征在于：所述冷凝器（2）为板式冷凝器，所述蒸发器（4）为板式蒸发器。

6.根据权利要求1至5任一所述的冷热节能回收系统，其特征在于：所述冷凝器（2）的媒介进出口两端并联辅助风冷冷凝器（6）；所述蒸发器（4）的媒介进出口两端并联辅助风冷蒸发器（7）。