CN215114136U - 一种能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能量回收装置，应用于余热空间、需热空间和需冷空间。能量回收装置包括：排风组件，设置在余热空间内，包括第一风机、第一换热构件；送风组件，设置在余热空间、需热空间或/和需冷空间内，包括第二风机、第二换热构件；制冷剂管道，用于制冷剂的传输；节流单元，设置在制冷剂管道上，用于将制冷剂转化为低温低压的状态；热泵，其一端通过制冷剂管道与第一换热构件连接，另一端通过制冷剂管道与第二换热构件连接。本实用新型可以让余热空间的排风中的能量被制冷剂吸收，通过制冷剂将冷能量传输到需冷空间或需热空间，使得排风中的能量得到回收、转移与再利用。

Description

一种能量回收装置

技术领域

本实用新型涉及能量回收的技术领域，尤其涉及一种能量回收装置。

背景技术

在高大空间的工业厂房和车间内，在冬季使用供暖系统时，大量热量聚集在车间顶部，此部分热能通过围护结构散放至室外，造成能量浪费。有工业烘炉、窑炉等加热车间冬季室内有大量的余热，这些热能通过排风机直接排出室外，没有得到充分利用，造成了能量浪费。但是，这类车间排放的热空气中往往含有污染性气体，直接将这些热空气排放至其他需要供热的车间内会造成空气污染。

现有技术无法对这些车间内的能量进行有效的回收利用。

实用新型内容

基于上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种能量回收装置，可以有效回收和再利用余热空间的能量。

为实现上述目的，本实用新型提供一种能量回收装置，应用于余热空间、需热空间和需冷空间，包括：

排风组件，设置在余热空间内，包括第一风机、第一换热构件；

送风组件，设置在余热空间、需热空间或/和需冷空间内，包括第二风机、第二换热构件；

制冷剂管道，用于制冷剂的传输；

节流单元，设置在制冷剂管道上，用于将制冷剂转化为低温低压的状态；

热泵，其一端通过制冷剂管道与第一换热构件连接，另一端通过制冷剂管道与第二换热构件连接。

可选地，排风组件设置在余热空间的上部，第一风机驱动余热空间的上部的热空气流经第一换热构件并向余热空间的排风口流动。

可选地，送风组件设置在余热空间的中部或下部，第二风机驱动余热空间的中部或下部的空气流经第二换热构件并向余热空间的送风口流动。

可选地，排风组件设置在余热空间的排风管道上，送风组件设置在需热空间或需冷空间的送风管道上。

可选地，排风组件还设置在空调设备的排风口处，送风组件还设置在空调设备的送风口处。

可选地，第一换热构件和第二换热构件均为换热盘管组件，换热盘管组件包括换热盘管和翅片，翅片设置在换热盘管上。

可选地，翅片包括多个子翅片，子翅片沿着换热盘管的方向间隔设置，换热盘管垂直穿过子翅片。

可选地，热泵包括压缩机和四通换向阀，四通换向阀包括四个端口，一个端口与压缩机的输出端连接，一个端口与压缩机的输入端连接，一个端口与第一换热构件连接，一个端口与第二换热构件连接。

可选地，第一风机位于第一换热构件的出风面上，第一风机转动时，驱动第一换热构件的背风面处的空气流经第一换热构件。

可选地，第二风机位于第二换热构件的出风面上，第二风机转动时，驱动第二换热构件的背风面处的空气流经第二换热构件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

对需冷空间进行供冷时，送风组件中的低温低压气态制冷剂向排风组件流动，经热泵处理后，低温低压气态制冷剂变为高温高压气态制冷剂，再流经第一换热构件，第一风机驱动温度相对较低的排风与第一换热构件中的高温高压气态制冷剂进行热量交换，高温高压气态制冷剂释放热量，变为高温高压液态制冷剂。高温高压液态制冷剂经过节流单元后变成低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂流入到送风组件的第二换热构件中，第二风机驱动温度相对较高的新风流经第二换热构件，与低温低压液态制冷剂进行热交换，低温低压液态制冷剂吸收热量，低温低压气态制冷剂，然后再流向排风组件。新风散发热量变为冷风，为需冷空间进行供冷。这期间，余热空间的排风中的冷量被高温高压气态制冷剂吸收，通过制冷剂将冷量传输到需冷空间或余热空间中需冷的区域，使得排风中的能量得到回收、转移与再利用。

对需热空间进行供热时，经节流单元处理后的低温低压液态制冷剂流入到排风组件的第一换热构件中，第一风机驱动温度相对较高的排风与第一换热构件中的低温低压液态制冷剂进行热量交换，低温低压液态制冷剂吸收了排风中的热量后，再流入到热泵中，变为高温高压气态制冷剂。然后，高温高压气态制冷剂流入到送风组件的第二换热构件中，第二风机驱动温度相对较低的新风流经第二换热构件，与流高温高压气态制冷剂进行热交换，高温高压制冷剂释放热量后流入到节流单元中转化为低温低压液态制冷剂，再流向排风组件。新风吸收热量变为热风，为需热空间提供热量。这期间，余热空间的排风中的热量被低温低压液态制冷剂吸收，通过制冷剂将热量传输到需热空间或余热空间中需热的部分，使得排风中的能量得到回收、转移与再利用。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例供冷时的制冷剂循环示意图；

图2是本实用新型实施例供热时的制冷剂循环示意图；

图3是本实用新型实施例的安装位置示意图一；

图4是本实用新型实施例的安装位置示意图二；

图5是本实用新型实施例的安装位置示意图三；

图6是本实用新型实施例的安装位置示意图四；

图7是本实用新型实施例的换热盘管组件的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本实用新型实施例提供一种能量回收装置，应用于余热空间A、需热空间B和需冷空间C，如图1至5所示，能量回收装置包括：

排风组件1，设置在余热空间A内，包括第一风机11、第一换热构件12；

送风组件2，设置在余热空间A、需热空间B或/和需冷空间C内，包括第二风机21、第二换热构件22；

制冷剂管道3，用于制冷剂的传输；

节流单元4，设置在制冷剂管道3上，用于将制冷剂转化为低温低压的状态；

热泵5，其一端通过制冷剂管道3与第一换热构件12连接，另一端通过制冷剂管道3与第二换热构件22连接。

采用上述结构，如图1、4和5所示，对需冷空间C进行供冷时，送风组件2中的低温低压气态制冷剂向排风组件1流动，经热泵5处理后，低温低压气态制冷剂变为高温高压气态制冷剂，再流经第一换热构件12，第一风机11驱动温度相对较低的排风与第一换热构件12中的高温高压气态制冷剂进行热量交换，高温高压气态制冷剂释放热量，变为高温高压液态制冷剂。高温高压液态制冷剂经过节流单元4后变成低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂流入到送风组件2的第二换热构件22中，第二风机21驱动温度相对较高的新风流经第二换热构件22，与低温低压液态制冷剂进行热交换，低温低压液态制冷剂吸收热量变为低温低压气态制冷剂，然后再流向排风组件1。新风散发热量变为冷风，为需冷空间C进行供冷。这期间，余热空间A的排风中的冷量被高温高压气态制冷剂吸收，通过制冷剂将冷量传输到需冷空间C或余热空间A中需冷的部分，使得排风中的能量得到回收、转移与再利用。

如图2、3和5所示，对需热空间B进行供热时，经节流单元4处理后的低温低压液态制冷剂流入到排风组件1的第一换热构件12中，第一风机11驱动温度相对较高的排风与第一换热构件12中的低温低压液态制冷剂进行热量交换，低温低压液态制冷剂吸收了排风中的热量后，再流入到热泵5中，变为高温高压气态制冷剂。然后，高温高压气态制冷剂流入到送风组件2的第二换热构件22中，第二风机21驱动温度相对较低的新风流经第二换热构件22，与流高温高压气态制冷剂进行热交换，高温高压制冷剂释放热量后流入到节流单元4中转化为低温低压液态制冷剂，再流向排风组件1。新风吸收热量变为热风，为需热空间B提供热量。这期间，余热空间A的排风中的热量被低温低压液态媒吸收，通过制冷剂将热量传输到需热空间B或余热空间A中需热的部分，使得排风中的能量得到回收、转移与再利用。

本实施例中，余热空间A可以为产热的室内空间，例如有锅炉的工厂车间，或者也可以为由供暖设备供暖的室内空间。需冷空间C可以为需要供冷的空间，需热空间B为需要供热的空间。

制冷剂又称为冷媒或雪种，本实施例中制冷剂可以为氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物)，共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等。

制冷剂管道3采用具有良好导热性的材料制成，例如铜管。

节流单元4的入口处压力大，出口处压力小，从而使高温高压的制冷剂从节流单元4入口进入后，在节流单元4出口处压力变小，转化为低温低压的液态制冷剂。节流单元4可以选为膨胀阀，膨胀阀除了可以节流降压和调节制冷剂流量外，还可以防止湿压缩和液击，保护压缩机，防止压缩机异常过热。本实施例中膨胀阀优选为双流向热力膨胀阀，其出口和入口可以随着制冷剂在制冷剂管道3中的流向适应性改变。

本实施例的一种实施方式中，如图5所示，排风组件1设置在余热空间A的上部，第一风机11驱动余热空间A的上部的热空气流经第一换热构件12并向余热空间A的排风口流动。温度越高，空气的密度越小，因此余热空间A的热空气一般都聚集在上部。这样，第一换热构件12可以充分的与余热上部的热空气充分接触，对上部的热空气的能量进行回收再利用。

进一步地，送风组件2设置在余热空间A的中部或下部，第二风机21驱动余热空间A的中部或下部的空气流经第二换热构件22并向余热空间A的送风口流动。这样可以将余热空间A上部的热量转移到下部加以利用。

在本实施例的一种实施方式中，排风组件1还可以设置在余热空间A的排风管道上，送风组件2设置在需热空间B或需冷空间C的送风管道上。这样余热空间A排风中的热量被回收，然后再转移到需热空间B进行供热，或者排风中的冷量被回收转移到需冷空间C进行供冷。

在本实施例的一种实施方式中，如图6所示，排风组件1还可以设置在空调设备D的排风口D1处，送风组件2还设置在空调设备D的送风口D2处。空调设备D为直流式空调设备D，用于供冷或供暖。

当空调设备D供暖时，其排风口D1的排风为温度较低的冷风，送风口D2的新风为温度较高的热风。第一换热构件12中的高温高压液态制冷剂与温度较低的排风进行热交换，制冷剂释放热量后流入到热泵5，经热泵5处理后变为高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂流入到第二换热构件22中，送风口D2的新风与高温高压气态制冷剂进行热交换。高温高压气态制冷剂释放热量，变为高温高压液态制冷剂，流向排风组件1。新风吸收热量变为热风，帮助空调设备D为需热空间B供暖，减小了空调设备D供暖的负荷，排风中的能量得到回收利用，节省了空调设备D的能源消耗。

当空调设备D供冷时，其排风口D1的排风为温度较高的热风，送风口D2的新风为温度较低的冷风。送风组件2中的低温低压气态制冷剂向排风组件1流动，经热泵5处理后，低温低压气态制冷剂变为高温高压气态制冷剂，再流经第一换热构件12，第一风机11驱动温度相对较低的排风与第一换热构件12中的高温高压气态制冷剂进行热量交换，高温高压气态制冷剂释放热量，变为高温高压液态制冷剂。高温高压液态制冷剂经过节流单元4后变成低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂流入到送风组件2的第二换热构件22中，第二风机21驱动温度相对较高的新风流经第二换热构件22，与低温低压液态制冷剂进行热交换，低温低压液态制冷剂吸收热量变为低温低压气态制冷剂，然后再流向排风组件1。送风口D2处的新风散发热量变为冷风。这样帮助空调为需冷空间C进行供冷，减小了空调设备D供冷的负荷，排风中的能量得到回收利用，节省了空调设备D的能源消耗。

本实施例的一种实施方式中，第一换热构件12和第二换热构件22均为换热盘管组件E，如图7所示，换热盘管组件E包括换热盘管E1和翅片E2，翅片E2设置在换热盘管E1上。翅片E2可以增加与空气接触的面积，提升换热盘管E1的热交换效率。

翅片E2包括多个子翅片E21，子翅片E21沿着换热盘管E1的方向间隔设置，换热盘管E1垂直穿过子翅片E21。这样在空气流过换热盘管E1和翅片E2时，可以与空气充分的接触，进一步提升换热盘管E1的热交换效率。

本实施例中的一种实施方式中，换热盘管E1为波浪形结构，这种结构可以增长制冷剂在制冷剂管道中的流动路径，增加制冷剂管道与外部空气的接触面积，延长制冷剂与空气进行热交换的时间，使换热盘管E1热交换效率更高。

本实施例中，热泵5包括压缩机51和四通换向阀52，四通换向阀52包括四个端口，一个端口与压缩机51的输出端连接，一个端口与压缩机51的输入端连接，一个端口与第一换热构件12连接，一个端口与第二换热构件22连接。压缩机51可以将低压的气态制冷剂转化为高压的气态制冷剂。通过对四通换向阀52的四个阀口进行控制，可以调整制冷剂在制冷剂管道3中的流向。

四通换向阀52的四个端口分别为第一端口52a、第二端口52b、第三端口52c及第四端口52d。压缩机51包括制冷剂入口51a和制冷剂出口51b。

如图1所示，当对需冷空间C进行供冷时，切换四通换向阀52，使四通换向阀52的第一端口52a和第二端口52b连通，第三端口52c和第四端口52d连通，压缩机51的制冷剂入口51a通过制冷剂管道3与第二换热构件22的制冷剂出口连通，压缩机51的制冷剂出口51b通过制冷剂管道3与第一换热构件12的制冷剂入口连通。制冷剂依次流过第二换热构件22、压缩机51、第一换热构件12、节流单元4、再回到第二换热构件22中。

如图2所示，当对需热空间B进行供热时，切换四通换向阀52，使四通换向阀52的第一端口52a和第四端口52d连通，第三端口52c和第二端口52b连通，压缩机51的制冷剂入口51a通过制冷剂管道3与第一换热构件12的制冷剂出口连通，压缩机51的制冷剂出口51b通过制冷剂管道3与第二换热构件22的制冷剂入口连通。使制冷剂依次流过第一换热构件12、压缩机51、第二换热构件22、节流单元4、再回到第一换热构件12中。

本实施例中，第一风机11位于第一换热构件12的出风面上，第一风机11转动时，驱动第一换热构件12的背风面处的空气流经第一换热构件12。这样可以通过第一风机11抽取排风向第一换热构件12流动，使第一换热构件12与排风充分接触，提升换热效率。

第二风机21位于第二换热构件22的出风面上，第二风机21转动时，驱动第二换热构件22的背风面处的空气流经第二换热构件22。这样可以通过第二风机21抽取新风向第二换热构件22流动，使第二换热构件22与新风充分接触，提升换热效率。

本实施例中，制冷剂又称为制冷剂或雪种，可以为氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物)，共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种能量回收装置，应用于余热空间、需热空间和需冷空间，其特征在于，包括：

排风组件，设置在所述余热空间内，包括第一风机、第一换热构件；

送风组件，设置在所述余热空间、需热空间或/和所述需冷空间内，包括第二风机、第二换热构件；

制冷剂管道，用于制冷剂的传输；

节流单元，设置在所述制冷剂管道上，用于将所述制冷剂转化为低温低压的状态；

热泵，其一端通过所述制冷剂管道与所述第一换热构件连接，另一端通过所述制冷剂管道与所述第二换热构件连接。

2.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述排风组件设置在所述余热空间的上部，所述第一风机驱动所述余热空间的上部的热空气流经所述第一换热构件并向所述余热空间的排风口流动。

3.根据权利要求2所述的能量回收装置，其特征在于，所述送风组件设置在所述余热空间的中部或下部，所述第二风机驱动所述余热空间的中部或下部的空气流经所述第二换热构件并向所述余热空间的送风口流动。

4.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述排风组件设置在所述余热空间的排风管道上，所述送风组件设置在所述需热空间或所述需冷空间的送风管道上。

5.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述排风组件还设置在空调设备的排风口处，所述送风组件还设置在所述空调设备的送风口处。

6.根据权利要求1-5任一项所述的能量回收装置，其特征在于，所述第一换热构件和所述第二换热构件均为换热盘管组件，所述换热盘管组件包括换热盘管和翅片，所述翅片设置在所述换热盘管上。

7.根据权利要求6所述的能量回收装置，其特征在于，所述翅片包括多个子翅片，所述子翅片沿着所述换热盘管的方向间隔设置，所述换热盘管垂直穿过所述子翅片。

8.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述热泵包括压缩机和四通换向阀，所述四通换向阀包括四个端口，一个所述端口与所述压缩机的输出端连接，一个所述端口与所述压缩机的输入端连接，一个所述端口与所述第一换热构件连接，一个所述端口与所述第二换热构件连接。

9.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述第一风机位于所述第一换热构件的出风面上，所述第一风机转动时，驱动所述第一换热构件的背风面处的空气流经所述第一换热构件。

10.根据权利要求1所述的能量回收装置，其特征在于，所述第二风机位于所述第二换热构件的出风面上，所述第二风机转动时，驱动所述第二换热构件的背风面处的空气流经所述第二换热构件。

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