CN206546046U - 一种用于空气调节的热能利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于空气调节的热能利用系统，系统包括有源流体回路、多个第一换热器和多个第二换热器，所述第一换热器安装在有源流体回路中，第一换热器与第二换热器相连；通过该系统，可以实现各个末端独立精确调节，而没有相互的影响。具有高效、舒适、环保、节能、灵活、简单，经济等特点，可以替代目前主流的各种空气调节系统，具有广阔的应用前景。

Description

一种用于空气调节的热能利用系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于空气调节的热能利用系统，尤其涉及一种带源的环路，且环路上连接有空气处理末端的空气调节系统及利用此系统进行空气调节的系统。

背景技术

目前主流空调系统主要有两种形式，其一为，VRV系统，以大金为典型代表；另一种为基于冷水机组的集中空调系统，以开利等公司为代表。

这两种主要系统各有其优缺点，但是两者均存在一些固有的缺陷。

以VRV为例，其最大的优点是在建筑使用率变化较大的情况下，如写字楼等，可以方便适应负荷的变化实现节能,即可以灵活开启建筑使用部分的空气调节，而关闭未使用建筑的空气调节功能。而其缺陷也是明显的，如控制调节复杂，系统容量有限，制冷剂的温度调节困难，各个空气处理末端很难满足空气精确调节的要求，氟里昂使用量大，安装要求高，系统成本高等。

传统的基于冷水机组的集中空调系统，其最大的优点是系统容量大，制冷机的COP高(但水泵，冷却塔能耗大)，可以满足空气精确调节的要求。但其致命的缺点包括系统复杂，需要配套的机房和冷却水系统，对于建筑使用率变化较大的情况，有大马拖小车的现象等；同时需要专业的运行维护人员等。

鉴于上述情况，需要开发一种系统简单、控制简化、灵活适应各种建筑和使用场合，既高效节能，又具有高舒适性和空气精确调节功能，同时经济实用、安装维护简单的新型空气调节系统

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种高效、舒适、环保、节能、灵活、简单，经济的热能利用系统，可以替代目前主流的各种空气调节系统，具有广阔的应用前景。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于空气调节的热能利用系统，所述系统包括有源流体回路、多个第一换热器和多个第二换热器，所述有源流体回路上具有一个或多个第一节点，所述第一换热器安装在第一节点处，第一换热器与第二换热器相连，其中第一换热器的第一通道与所述有源流体回路相连，第二通道与所述第二换热器的第一通道相连，待处理空气与所述第二换热器的第二通道相连。

进一步地，每个第一换热器与一个对应的第二换热器相连。

进一步地，第一换热器和第二换热器之间有多组连接。

进一步地，第一换热器具有多个第二通道，第二换热器具有多个第一通道，第一换热器的多个第二通道和第二换热器的多个第一通道通过管道串联成回路，且所述第二通道与第一通道交替排布。

进一步地，第一换热器和第二换热器通过多根换热管相连，所述换热管为热管、或内含换热介质的密封管。

进一步地，多个第一换热器和多个第二换热器连接成一个回路，且所述第一换热器和所述第二换热器交替排布。

进一步地，所述有源流体回路上具有压缩机、节流装置和冷凝器。

进一步地，所述系统包含多个有源流体回路，多个有源流体回路共用一个源。

进一步地，所述有源流体回路上还具有一个或多个第二节点，第二节点处设置有换热器。

本实用新型的有益效果在于：在克服上述系统缺点的同时，保留其优点，同时还具备其独特的优点，如基本不需要对系统的控制，各个末端可独立精确调节而没有相互的影响。

附图说明

图1为本实用新型的基本原理图；

图2为以热泵为源系统图；

图3为环路与处理末端有多组连结的系统图；

图4为多个末端相通的系统图；

图5为含有多个环路的系统图；

图6为处理末端与环路连接方式一；

图7为处理末端与环路连接方式二；

图8为图7的具体形式之一；

图9为图7的另一种具体形式。

具体实施方式

本发明提供一种用于空气调节的热能利用系统，该系统包括有源流体回路(有源的流体回路)，所述有源流体回路上具有一个或多个可以实现独立控制的第一节点，有源流体回路的流体A在第一节点处通过流体B与待处理空气或其他物质(水等)进行热量交换。通过该系统，基本不需要对系统的控制，各个第一节点独立控制。

第一节点处的热量交换通过第一换热器和第二换热器实现，如图1所示，空调系统含有源流体回路10(A流体回路)，A流体回路也可为多个，如图5所示，回路中含源，回路上的第一节点处嵌入第一换热器(A流体/B流体换热器14)，A流体位于该第一换热器的第一通道中，第二该换热器的第二通道(含B流体)与第二换热器(B流体/空气换热器)的第一通道相连，B流体/空气换热器的第二通道为待处理空气；B流体从A流体获取热源或冷源后，与待处理空气进行再换热。B流体/空气换热器可以有不同形式，对应不同的空气处理末端，如对应空调箱AC 22，对应风机盘管FC 24，对应辐射板RP 23等。

需要说明的是，图中显示的是一个第一换热器与一个第二换热器相连，事实上，一个第一换热器也可以与多个第二换热器相连。

图中的源可为热源、冷源或冷热源，如锅炉、冷水机组或热泵等，对应的A流体可为蒸汽，冷水或者制冷剂，如氟里昂，源的种类不同，可以实现不同的空气能量调节功能，热源制热，冷源制冷，冷热源两只都可以。

图中，A流体/B流体换热器14的第二通道与B流体/空气换热器第一通道通过管道20相连，流体B依靠泵21来驱动。也可以是其他连接方式，如只有一个连接管，也可以不依靠泵来驱动。

需要说明的是，A流体、B流体是不混合的，只通过换热器14换热，A流体只是在环路10中流动，不进入到B流体/空气换热器，同时，环路10上流动的A流体，并不是一定需要其全流量通过所有换热器14，可以采用旁路使得部分A流体通过换热器14，图中未表示旁路。此外，换热器14中也可以设置旁路，使得部分流体流过。

由于A流体、B流体不混合，当各个B流体/空气换热器中的B流体不连通时，各个B流体/空气换热器中的B流体的流量及其温度均可以独立调节，而不会像常规空调系统一样，不同空气处理末端的流量和温度在调节过程会产生相互的干扰，这是本系统与现有系统相比的独特优势。

另外一个独特优势是，与环路相连的B流体/空气换热器可以是其他形式的B流体换热器，其对应的也可以不是空气处理末端，如可以是B流体/水换热器，对应的是热水加热器，还可以加热板，用于卫生间的毛巾的干燥，也可以是加热器用于衣物的干燥，甚至可以是冷却垫、或者冷却板置于床上或者椅子上等。

由于A流体、B流体不混合，与环路相连的B流体换热器可以是即插即用的形式，而不会干扰环路系统，这样使得从环路获得热量、获取冷量都非常灵活方便，通过B流体换热器实现的相关功能及其能力也非常容易进行变换，同时也有利于能量的综合利用，如可以方便的利用空调系统制冷产生的冷凝热获得卫生热水。这也是本系统的一个独特优势。

图2、图3中，采用压缩式热泵为源，A流体为制冷剂，如氟里昂，其B流体可以为单相流体，也可以为多相流体，包括氟利昂等，一种典型的情况为单相流体，即水，压缩式热泵为源，其可以为热源只制热，也可以为冷源只制冷，还可以是冷热源，制冷制热可以转换，图中未显示转换机构，如四通阀。

压缩式热泵，包括压缩机11、节流装置12、冷凝器13及其他制冷附件等(由于是公知的现有技术，图中未显示)。

以制冷情形为例说明其工作原理，空气处理末端中的B流体/空气换热器将空气冷却，其热量转递给水，水通过泵21的驱动循环，将热量转递给制冷剂，制冷剂蒸发后经过环路制冷剂管进入到压缩机11，再经过冷凝器13冷凝放热，然后再经过节流装置12再次循环进入换热器14。

作为优选，至少一个第一换热器和至少一个第二换热器中，B流体多次流过，实现与待处理空气的多次换热，以节省流量。

图3中，B流体多次流过第一换热器与第二换热器，实现与待处理空气的多次换热。图6中B流体一个循环只有一组(两次)温度变化，即由t1到t2,再由t2到t1，空气与A流体制冷剂之间只有一次换热。图7中显示了两组温度变化，实际上可以有多组，如10组。

图8为图7的一种具体情况，第一换热器具有多个第二通道141，第二换热器具有多个第一通道231，第一换热器的多个第二通道141和第二换热器的多个第一通道231通过管道20串联成回路，且所述回路中，第二通道与第一通道交替排布；对比图8与图6，同样的流量，多组温度变化，意味B流体循环交换的热量可以是多倍，简单的类比，如果是10组变化，其转递的热量可以是一组的10倍，而如是同样的热量，同理，多组情况下的流量可以是一组情况下流量的1/10。

图9为图7的另一种具体情况，采用多根热管40并联连接A流体/B流体换热器与B流体/空气换热器，还有一种方式，如太阳能真空管和水箱的连接方式，上面提到的两种并联方式，可以不依靠外界动力，如泵的驱动，而通过密度差等实现自然循环。

将本系统与常规的冷水机系统比较，其优越性更容易理解。常规系统中，一个空气处理末端，如一个风机盘管，假定其制冷量为5kW,冷冻水温度为7℃—12℃，温差为5℃，需要的冷冻水流量约为860kg/h,而对应的本系统，同样冷量的风机盘管，如果按照图8所示的多组连接为10组，其所需要的流量为86kg/h,这意味着驱动泵的体积，重量、耗电等数量级的下降，本系统中泵21的物理存在与原来常规的冷水机系统中与风机盘管配套的阀门相当，相当于可以忽略泵21的存在。

还可以在上述回路上设置多个第二节点，在第二节点处，A流体通过换热器直接与待处理空气、其它物质(水等)进行交换。

对于其中几个多个末端无需要独立调节设置的情况，可以将多个末端中的B流体连通，即，将多个第一换热器和多个第二换热器连接成一个回路，且回路中，将第一换热器和第二换热器交替排布，图4显示了一种连通的情况，B流体靠泵驱动，在循环过程中交替的通过A流体/B流体换热器和B流体/空气换热器。

图1至图4均显示为只有一个环路，实际上可以采用多个环路，图5显示了两个环路，即在图3的基础上增加了环路30，及相关的换热器。

Claims (9)

1.一种用于空气调节的热能利用系统，其特征在于，所述系统包括有源流体回路、多个第一换热器和多个第二换热器，所述有源流体回路上具有一个或多个第一节点，所述第一换热器安装在第一节点处，第一换热器与第二换热器相连，其中第一换热器的第一通道与所述有源流体回路相连，第二通道与所述第二换热器的第一通道相连，待处理空气与所述第二换热器的第二通道相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个第一换热器与一个或多个对应的第二换热器相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个第一换热器和一个第二换热器之间有多组连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于,第一换热器具有多个第二通道，第二换热器具有多个第一通道，第一换热器的多个第二通道和第二换热器的多个第一通道通过管道串联成回路，且所述回路中，第二通道与第一通道交替排布。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于,第一换热器和第二换热器通过多根换热管相连，所述换热管为热管、或内含换热介质的密封管。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个第一换热器和多个第二换热器连接成一个回路，且所述回路中，第一换热器和所述第二换热器交替排布。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有源流体回路上具有压缩机(11)、节流装置(12)和冷凝器(13)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包含多个有源流体回路，多个有源流体回路共用一个源。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述有源流体回路上还具有一个或多个第二节点，第二节点处设置有换热器。