CN108286763A - 一种能量梯级利用的空调*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能量梯级利用的空调***，第一表冷器设在全新风管道、第二表冷器设在回风管道；压缩机出口依次连通于热水换热器热侧通道、四通阀一的第一接口，四通阀一的第二接口依次连通于加热器热侧通道、节流装置、四通阀二的第三接口，四通阀二的第二接口依次连通于第一表冷器、第二表冷器、四通阀二的第四接口，四通阀二的第一接口连通于四通阀一的第四接口，四通阀一的第三接口连通于压缩机进口；室外机换热器并联连接于加热器热侧管道两端，加热器冷侧管道一端连通于水箱，加热器冷侧管道另一端连通于水箱进水管。本发明利用第一表冷器对全新风进行制冷或制热，利用第二表冷器对回风进行预冷或预热，利用加热器对水箱进水进行预热。

Description

一种能量梯级利用的空调***
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种能量梯级利用的空调***。
背景技术
随着我国经济的高速发展，城市商业繁荣，且城市土地日趋短缺，大型公共建筑和城市综合体数量越来越多，规模越来越大，目前的城市综合体，大部分含酒店、餐厅、娱乐场所（洗浴中心、桑拿等）、高级公寓、游泳馆、超市、购物中心、写字楼等，大型城市综合体的能耗越来越高，这些场所均同时需要用到大量的热水和空调制冷用冷水，传统上采取供冷供热独立设置的方式，制冷产生的大冷量冷凝热需要散放到大气中，造成严重的环境污染，而同时，又采用锅炉生产大量的热水，此种能源利用方式，未考虑能源互补和梯级利用的问题，能耗高。
大型城市综合体最耗能的两个方面是：生产高温热水，一般采用电或燃气锅炉，需要消耗大量的能源，同时产生大量的废气污染环境。生产空调用冷媒水，一般采用冷水机组制冷，需要消耗大量的能源，同时产生大量的废热，污染环境。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种能量梯级利用的空调***，有效利用中低品位的冷热源，大幅度的提高能量的利用率。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种能量梯级利用的空调***，包括压缩机、位于水箱的热水换热器、节流装置、四通阀一、四通阀二、水箱进水管、室外机换热器，还包括设置在全新风管道的第一表冷器、设置在回风管道的第二表冷器、加热器；所述压缩机出口依次连通于热水换热器的热侧通道、四通阀一的第一接口，四通阀一的第二接口依次连通于加热器的热侧通道、节流装置、四通阀二的第三接口，四通阀二的第二接口依次连通于第一表冷器、第二表冷器、四通阀二的第四接口，四通阀二的第一接口连通于四通阀一的第四接口，四通阀一的第三接口连通于压缩机的进口；所述室外机换热器并联连接于加热器的热侧管道两端，加热器的冷侧管道一端连通于水箱，加热器的冷侧管道另一端连通于水箱进水管。
所述的能量梯级利用的空调***中，还包括气液分离器；所述气液分离器的一端连通于压缩机的进口，气液分离器的另一端连通于四通阀一的第三接口。
所述的能量梯级利用的空调***中，所述节流装置为膨胀阀。
所述的能量梯级利用的空调***中，还包括机油分离器和机油罐；所述机油分离器的制冷剂进口连通于压缩机的出口，机油分离器的制冷剂出口连通于热水换热器的热侧通道，机油分离器的机油出口连通于机油罐的进口，机油罐的出口连通于压缩机的机油进口。
所述的能量梯级利用的空调***中，还包括过滤器；所述过滤器分别设置在节流装置的两端。
所述的能量梯级利用的空调***中，还包括旁通阀；所述旁通阀的两端分别连接于热水换热器的热侧通道的两端。
有益效果：
本发明提供了一种能量梯级利用的空调***，设置了加热器、第一表冷器和第二表冷器，将第一表冷器设置在全新风管道内，将第二表冷器设置在回风管道内，加热器的冷侧通道连接有水箱进水管，在夏季，第一表冷器对全新风进行除湿降温，以达到送风温度要求，第二表冷器对回风进行预冷，通过加热器对水箱进水进行预热，实现了中低品位冷源、热源的有效利用，提供了生活热水和制冷；在冬季，第一表冷器对全新风进行加热升温，第二表冷器对回风进行预热，通过室外机换热器来对制冷剂进行吸热蒸发。
附图说明
图1为本发明提供的能量梯级利用的空调***的连接示意图。
图2为本发明提供的能量梯级利用的空调***在夏季运行的工作原理示意图。
图3为本发明提供的能量梯级利用的空调***在冬季运行的工作原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种能量梯级利用的空调***，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供了一种能量梯级利用的空调***，包括压缩机1、位于水箱10的热水换热器、节流装置7、四通阀一3、四通阀二17、水箱进水管14、室外机换热器4，以及设置在全新风管道15的第一表冷器8、设置在回风管道16的第二表冷器9、加热器6；压缩机1的出口依次连通于热水换热器的热侧通道、四通阀一3的第一接口，四通阀一3的第二接口依次连通于加热器6的热侧通道、节流装置7、四通阀二17的第三接口，四通阀二17的第二接口依次连通于第一表冷器8、第二表冷器9、四通阀二17的第四接口，四通阀二17的第一接口连通于四通阀一3的第四接口，四通阀一3的第三接口连通于压缩机1的进口；室外机换热器4并联连接于加热器6的热侧管道两端，加热器6的冷侧管道一端连通于水箱，加热器6的冷侧管道另一端连通于水箱进水管14。
进一步地，该能量梯级利用的空调***还包括气液分离器2；气液分离器2的一端连通于压缩机1的进口，气液分离器2的另一端连通于四通阀一3的第三接口。通过气液分离器2的作用，实现气液分离，避免液态制冷剂或机油进入压缩机1，发生压缩机1液击现象，损坏压缩机1的气阀。
具体地，节流装置7为膨胀阀。热水换热器为螺旋管式换热器，完全浸入在水箱10的水中。
进一步地，该能量梯级利用的空调***还包括机油分离器18和机油罐19；机油分离器18的制冷剂进口连通于压缩机1的出口，机油分离器18的制冷剂出口连通于热水换热器的热侧通道，机油分离器18的机油出口连通于机油罐19的进口，机油罐19的出口连通于压缩机1的机油进口。在压缩机1运行过程中，必须使用机油进行润滑，可是存在密封性问题，机油始终会泄露出来，与制冷剂混合，通过机油分离器18的分离作用，将机油回收，输送至压缩机1的机油进口，补充机油量，减少油耗，而且能够提高制冷剂的换热效率。
进一步地，该能量梯级利用的空调***还包括过滤器11和过滤器12；过滤器11和过滤器12分别设置在节流装置7的两端。过滤器11和过滤器12的设置是用于对进入节流装置7的制冷剂进行过滤，吸附制冷剂混有的水分，防止节流装置7发生冰堵事故。
进一步地，该能量梯级利用的空调***还包括旁通阀13；旁通阀13的两端分别连接于热水换热器的热侧通道的两端。当水箱10中水位达到最高设定值，且温度满足最高温设定值，则热水换热器不需继续运行，通过开启旁通阀13，关闭热水换热器进口前的控制阀，实现热水换热器的旁通。
具体地，水箱10内设置有液位传感器和温度传感器，水箱进水管14设置有控制阀，加热器6和室外机换热器4的进口端均设置有电磁阀，液位传感器、温度传感器、控制阀和电磁阀均电性连接于控制***。当液位过高，则关闭控制阀，停止加热器6的工作，切换成室外机换热器4工作，通过风机5的作用，加强制冷剂与外界空气的换热效果。
如图2所示，在夏季运行时，制冷剂从压缩机1出来后进入机油分离器18，完成制冷剂和机油的分离，然后进入热水换热器与水箱10中的水进行换热，生产热水；接着经过四通阀一3流向加热器6，在加热器6中制冷剂对水箱进水进行预热，预热后的水流入水箱10内补充水量，而制冷剂流出后经过节流装置7的节流作用降压降温，再通过四通阀二17流到第一表冷器8，在全新风管道15内制冷剂对全新风进行除湿降温，随后，制冷剂流向第二表冷器9，在回风管道16内对回风进行预冷，最后经气液分离器2回到压缩机1进口，这样形成了工作循环。从压缩机1出来的高温高压气态制冷剂，在热水换热器中将高品位的热量传递给水箱10中的生活用水，提供大量的生活热水，制冷剂所携带的中低品位热量，在加热器6中得到有效回收利用，将热量传递给水箱进水，完成水箱进水的预热工作，气液混合状态制冷剂在第一表冷器8中将高品位的冷量用于全新风的除湿降温中，提供低湿低温的全新风，而制冷剂剩余的中低品位的冷量，在第二表冷器9中实现其价值，对回风进行预冷。若是热水换热器停止工作，则加热器6必须切换成室外机换热器4工作。在夏季，该能量梯级利用的空调***提供了大量的生活热水和完成了制冷工作。
如图3所示，在冬季运行时，制冷剂从压缩机1出来进入热水换热器，进行生活热水的生产工作，先后通过四通阀一3和四通阀二17，流进第一表冷器8，对全新风进行升温，随后制冷剂流向第二表冷器9，对回风进行预热；制冷剂将热量传递给全新风和回风后冷凝成液态，接着通过节流装置7流至室外机换热器4，吸收外界空气的热量蒸发，变成气态制冷剂，最后经气液分离器2回至压缩机1的进口，完成一次工作循环。在冬季，该能量梯级利用的空调***提供了大量的生活热水和完成了采暖工作。
综上所述，本发明提供了一种能量梯级利用的空调***，设置了加热器、第一表冷器和第二表冷器，将第一表冷器设置在全新风管道内，将第二表冷器设置在回风管道内，加热器的冷侧通道连接有水箱进水管，在夏季，第一表冷器对全新风进行除湿降温，以达到送风温度要求，第二表冷器对回风进行预冷，通过加热器对水箱进水进行预热，实现了中低品位冷源、热源的有效利用，提供了生活热水和制冷；在冬季，第一表冷器对全新风进行加热升温，第二表冷器对回风进行预热，通过室外机换热器来对制冷剂进行吸热蒸发。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种能量梯级利用的空调***，包括压缩机、位于水箱的热水换热器、节流装置、四通阀一、四通阀二、水箱进水管、室外机换热器，其特征在于，还包括设置在全新风管道的第一表冷器、设置在回风管道的第二表冷器、加热器；所述压缩机出口依次连通于热水换热器的热侧通道、四通阀一的第一接口，四通阀一的第二接口依次连通于加热器的热侧通道、节流装置、四通阀二的第三接口，四通阀二的第二接口依次连通于第一表冷器、第二表冷器、四通阀二的第四接口，四通阀二的第一接口连通于四通阀一的第四接口，四通阀一的第三接口连通于压缩机的进口；所述室外机换热器并联连接于加热器的热侧管道两端，加热器的冷侧管道一端连通于水箱，加热器的冷侧管道另一端连通于水箱进水管。
2.根据权利要求1所述的能量梯级利用的空调***，其特征在于，还包括气液分离器；所述气液分离器的一端连通于压缩机的进口，气液分离器的另一端连通于四通阀一的第三接口。
3.根据权利要求1所述的能量梯级利用的空调***，其特征在于，所述节流装置为膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的能量梯级利用的空调***，其特征在于，还包括机油分离器和机油罐；所述机油分离器的制冷剂进口连通于压缩机的出口，机油分离器的制冷剂出口连通于热水换热器的热侧通道，机油分离器的机油出口连通于机油罐的进口，机油罐的出口连通于压缩机的机油进口。
5.根据权利要求1所述的能量梯级利用的空调***，其特征在于，还包括过滤器；所述过滤器分别设置在节流装置的两端。
6.根据权利要求1所述的能量梯级利用的空调***，其特征在于，还包括旁通阀；所述旁通阀的两端分别连接于热水换热器的热侧通道的两端。
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