CN108731295B - 一种热回收燃气空调*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热回收燃气空调***，本发明的结构简单，造价低廉，且实用性强，***包括：制冷剂循环***、热回收***、冷却液循环***、除霜循环***与空调水循环***；与传统的空调***相比，此***能有效提高一次能源利用率，同时，在制冷工况下能充分回收制冷剂和发动机热量，特别适用于区分内区和外区的建筑结构中，另外，制热工况下除霜不影响制热效果，降低了水温波动，有效提高了室内舒适度，提高了其工作效率，节约了大量成本，适合推广使用。

Description

一种热回收燃气空调***

技术领域

本发明涉及一种空调***，特别涉及一种热回收燃气空调***，属于燃气空调应用技术领域。

背景技术

空调是一种用于给空间区域（一般为密闭）提供处理空气温度变化的机组。它的功能是对该房间（或封闭空间、区域）内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工艺过程的要求。目前建筑能耗中，空调能耗占据了很大部分，故如何提高空调能效、充分利用各种品位能源成为了空调研发的一个重要方向，也成为建筑节能的关键手段。同时，目前常用的电驱空调能效折算到一次能源利用率上还是相当低的，故如何提高空调机组的一次能源利用率、降低能源浪费也成了空调***开发的重中之重。目前的空调***除霜主要采用四通阀换向除霜，此除霜方式会降低使用侧的温度，造成了能源浪费，因此，一种热回收燃气空调***必将拥有良好的市场前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种热回收燃气空调***，使用方便，节约了大量的成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种热回收燃气空调***，包括：制冷剂循环***、热回收***、冷却液循环***、除霜循环***、空调水循环***，制冷剂循环***包括：压缩机、换热器、四通阀、四通阀A、翅片换热器、膨胀阀A和膨胀阀B、单向阀A和单向阀B、储液器、换热器、气液分离器，热回收***包括：热水箱、泵A、换热器、电磁阀C和电磁阀D、换热器C，冷却液循环***包括：发动机组件、泵B、三通阀A和三通阀B、换热器B和换热器C、散热组件，除霜循环***包括：换热器A、泵A、除霜组件，空调水循环***包括：换热器、空调末端、泵、电磁阀A和电磁阀B、换热器B和换热器A。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压缩机排气与换热器连接，换热器与四通阀的S口连接，所述四通阀的C口与翅片换热器连接，D口与气液分离器连接，E口与四通阀A的S口连接，所述四通阀A的C口经过单向阀与储液器连接，D口与气液分离器连接，E口与换热器连接，所述翅片换热器经过膨胀阀A和单向阀B与储液器连接，所述储液器经过膨胀阀B和单向阀A与换热器连接，所述气液分离器与压缩机吸气连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述泵A出口分两路分别与换热器和电磁阀D连接，所述换热器与电磁阀C连接，所述电磁阀C和电磁阀D汇合后与换热器C连接，所述换热器C与热水箱连接，所述热水箱与泵A进口连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述泵B出口分两路分别与三通阀B的C口和换热器C连接，所述三通阀B的A口与连接，B口与三通阀A的A口连接，所述发动机组件与泵B进口连接，所述换热器C与换热器B连接，所述换热器B分两路分别与三通阀A的B口和散热组件连接，所述散热组件与三通阀A的C口连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述泵A出口与除霜组件连接，所述除霜组件与换热器A连接，所述换热器A与泵A的入口连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述空调末端的空调水与泵入口连接，所述泵出口分路分别与换热器连接和电磁阀B连接，所述电磁阀B与换热器B连接，所述换热器B与换热器A连接，所述换热器A经电磁阀A与换热器汇合后与空调末端连接。

本发明所达到的有益效果是：本发明的结构简单，造价低廉，且实用性强，1、充分回收发动机缸套热、烟气热、制冷释放到环境中的热制取热水，降低能源的浪费；2、合理协调制冷量和热水量之间的关系（制冷+热水工况下，热水为主或制冷为主）；3、维持回发动机冷却液的温度恒定，保障发动机稳定可靠运行；4、实现***除霜时继续制热，且制热量不出现衰减；5、***直接采用燃气或燃油发动机驱动压缩机，少去了中间很多的能量传输损耗，同时回收了大量废热和烟气冷凝热，大大提高了一次能源利用率，节约了大量的成本，使用简单方便，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的主观结构示意图；

图2是本发明的制冷剂循环***制冷结构示意图；

图3是本发明的制冷剂循环***制热结构示意图；

图4是本发明的制冷剂循环***热水结构示意图；

图5是本发明的热回收***结构示意图；

图6是本发明的冷却液循环***结构示意图；

图7是本发明的除霜循环***结构示意图；

图8是本发明的空调水循环水结构示意图；

图中：1、压缩机；2、换热器；3、四通阀；4、四通阀A；5、翅片换热器；6、散热组件；7、除霜组件；8、单向阀；9、膨胀阀A；10、膨胀阀B；11、单向阀A；12、单向阀B；13、储液器；14、气液分离器；15、换热器；16、空调末端；17、泵；18、电磁阀A；19、电磁阀B；20、泵A；21、换热器A；22、换热器B；23、换热器C；24、热水箱；25、泵A；26、三通阀A；27、三通阀B;28、泵B；29、发动机组件；30、电磁阀C；31、电磁阀D。

实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-8所示，本发明提供一种热回收燃气空调***，包括：制冷剂循环***、热回收***、冷却液循环***、除霜循环***、空调水循环***，制冷剂循环***包括：压缩机1、换热器2、四通阀3、四通阀A4、翅片换热器5、膨胀阀A9和膨胀阀B10、单向阀A11和单向阀B12、储液器13、换热器15、气液分离器14，热回收***包括：热水箱24、泵A25、换热器2、电磁阀C30和电磁阀D31、换热器C23，冷却液循环***包括：发动机组件29、泵B28、三通阀A26和三通阀B27、换热器B22和换热器C23、散热组件6，除霜循环***包括：换热器A21、泵A20、除霜组件7，空调水循环***包括：换热器15、空调末端16、泵17、电磁阀A18和电磁阀B19、换热器B22和换热器A21。

为了使该种热回收燃气空调***，使用方便，工作效率高，所述压缩机1排气与换热器2连接，换热器2与四通阀3的S口连接，所述四通阀3的C口与翅片换热器5连接，D口与气液分离器14连接，E口与四通阀A4的S口连接，所述四通阀A4的C口经过单向阀8与储液器13连接，D口与气液分离器14连接，E口与换热器15连接，所述翅片换热器5经过膨胀阀A9和单向阀B12与储液器13连接，所述储液器13经过膨胀阀B10和单向阀A11与换热器15连接，所述气液分离器14与压缩机1吸气连接，所述泵A25出口分两路分别与换热器2和电磁阀D31连接，所述换热器2与电磁阀C30连接，所述电磁阀C30和电磁阀D31汇合后与换热器C23连接，所述换热器C23与热水箱24连接，所述热水箱24与泵A25进口连接，所述泵B28出口分两路分别与三通阀B27的C口和换热器C23连接，所述三通阀B27的A口与连接，B口与三通阀A26的A口连接，所述发动机组件29与泵B28进口连接，所述换热器C23与换热器B22连接，所述换热器B22分两路分别与三通阀A26的B口和散热组件6连接，所述散热组件6与三通阀A26的C口连接，所述泵A20出口与除霜组件7连接，所述除霜组件7与换热器A21连接，所述换热器A21与泵A20的入口连接，所述空调末端16的空调水与泵17入口连接，所述泵17出口分2路分别与换热器15连接和电磁阀B19连接，所述电磁阀B19与换热器B22连接，所述换热器B22与换热器A21连接，所述换热器A21经电磁阀A18与换热器15汇合后与空调末端16连接。

本发明在使用时，制冷剂在压缩机1中被压缩成高温高压制冷剂蒸汽由排气口排出进入换热器2，若为制冷工况时，制冷剂经过换热器2（换热器中无水流过）进入四通阀3的S口，若为制冷+热水（制冷为主）工况是，制冷剂在换热器2中与进入换热器中的水换热后进入四通阀3的S口；制冷剂经四通阀3的C口进入翅片换热器5中与室外空气换热冷凝成高压制冷剂液体经单向阀B12进入储液器13；储液器13中的制冷剂液体经膨胀阀B10节流降压后成低压制冷剂液体进入换热器15；所述低压制冷剂液体在换热器15中蒸发吸收空调水的热量后成低温低压制冷剂蒸汽经四通阀A4的E口和D口进入气液分离器14，同时达到降低空调水温度的目的；制冷剂在气液分离器14中实现气液分离，气态制冷剂进入压缩机继续循环。

请参考图3，制冷剂在压缩机1中被压缩成高温高压制冷剂蒸汽由排气口排出进入换热器2，若为制冷工况时，制冷剂经过换热器2（换热器中无水流过）进入四通阀3的S口，并经E口进入四通阀A4的S口，然后通过E口进入换热器15；制冷剂在换热器15中与空调水换热冷凝成高压制冷剂液体经单向阀A11进入储液器13，同时空调水吸热升温用于用户采暖；储液器13中的制冷剂液体经膨胀阀A9节流降压后成低压制冷剂液体进入翅片换热器5；所述低压制冷剂液体在翅片换热器5中蒸发吸收室外空气的热量后成低温低压制冷剂蒸汽经四通阀3的C口和D口进入气液分离器14；制冷剂在气液分离器14中实现气液分离，气态制冷剂进入压缩机继续循环。

请参考图4，制冷剂在压缩机1中被压缩成高温高压制冷剂蒸汽由排气口排出进入换热器2，制冷剂在换热器2中与进入换热器中的水换热冷凝成高压制冷剂液体后进入四通阀3的S口，并经E口进入四通阀A4的S口，然后通过C口经单向阀8进入储液器13；储液器13中的制冷剂液体分两种情况：一种是仅为热水工况，膨胀阀B10全关，制冷剂液体经膨胀阀A9节流降压后成低压制冷剂液体进入翅片换热器5中蒸发吸收室外空气的热量后成低温低压制冷剂蒸汽经四通阀3的C口和D口进入气液分离器14，并在气液分离器14中实现气液分离，气态制冷剂进入压缩机继续循环；另一种是热水+制冷（热水为主）工况，制冷剂液体分两路：一路经膨胀阀B10节流降压后成低压制冷剂液体进入换热器15中蒸发吸收空调水的热量后成低温低压制冷剂蒸汽经四通阀A4的E口和D口进入气液分离器14，同时达到降低空调水温度的目的；另一路经膨胀阀A9节流降压后成低压制冷剂液体进入翅片换热器5中蒸发吸收室外空气的热量后成低温低压制冷剂蒸汽经四通阀3的C口和D口进入气液分离器14，制冷剂在气液分离器14中实现气液分离，气态制冷剂进入压缩机继续循环。两路的制冷剂流量则根据热水需求量和制冷需求量有控制器控制膨胀阀A9和膨胀阀B10进行综合调节。

请参考图5，所示为热回收***，***包括：热水箱24、泵A25、换热器2、电磁阀C30和电磁阀D31、换热器C23，所述泵A25出口分两路分别与换热器2和电磁阀D31连接；所述换热器2与电磁阀C30连接；所述电磁阀C30和电磁阀D31汇合后与换热器C23连接；所述换热器C23与热水箱24连接；所述热水箱24与泵A25进口连接。如是完成热回收***，此***能有效回收发动机的缸套水、烟气、制冷工况下制冷剂的热量，此***主要用于制取热水，热水箱24中的水经泵A25后分两路，当需回收制冷剂中热量时（电磁阀D31关闭，电磁阀C30打开），进入换热器2吸收制冷剂热量升温后进入换热器C23中继续吸收冷却液热量升温，最后回到热水箱24；当不需要回收制冷剂中热量时（电磁阀D31打开，电磁阀C30关闭），热水箱来的水直接进入换热器C23中吸收冷却液热量升温后回到热水箱24。热水箱中的热水可用于生活热水，也可用于其他采暖或预加热等用途。当热水箱24中的水到达设定温度时，则控制泵A25停止运行，温度降低时则启动泵A25继续回收热量。

请参考图6，所示为冷却液循环***，***包括：发动机组件29（含发动机和烟气热回收装置等）、泵B28、三通阀A26和三通阀B27、换热器B22和换热器C23、散热组件6，所述泵B28出口分两路分别与三通阀B27的C口和换热器C23连接；所述三通阀B27的A口与发动机组件29连接，B口与三通阀A26的A口连接；所述发动机组件29与泵B28进口连接；所述换热器C23与换热器B22连接；所述换热器B22分两路分别与三通阀A26的B口和散热组件6连接；所述散热组件6与三通阀A26的C口连接。如是完成冷却液循环***，在发动机组件29中吸收热量升温后的冷却液经泵B28后分成两路：当温度低于回发动机冷却液设定温度时，冷却液直接经过三通阀B27的C口和A口回到发动机；当温度高于回发动机冷却液设定温度时，通过调节三通阀B27的比例，调节分别从C口和B口进入三通阀B27的流量，最终目的是使回发动机冷却液的温度维持在设定值。冷却液进入换热器C23和换热器B22放热温度降低，经过放热后的冷却液分两路：当温度低于回发动机冷却液设定温度时，控制三通阀A26的A口和B口接通，冷却液经过三通阀A26和三通阀B27的B口与三通阀B27的C口来的高温冷却液混合至回发动机冷却液设定温度后进入发动机组件29继续吸热；当温度高于回发动机冷却液设定温度时，则控制三通阀A26的A口和C口接通，冷却液则进入散热组件6向环境放热后经过三通阀A26和三通阀B27的B口与三通阀B27的C口来的高温冷却液混合至回发动机冷却液设定温度后进入发动机组件29继续吸热，此***主要是将发动机的缸套水和烟气中的热量带出并向热回收***、除霜循环***、环境放热，使回发动机的冷却液温度控制在有利于发动机高效运转的温度，提高发动机运行的可靠性和经济性。

请参考图7，所示为除霜循环***，***包括：换热器A21、泵A20、除霜组件7，所述泵A20出口与除霜组件7连接；所述除霜组件7与换热器A21连接；所述换热器A21与泵A20的入口连接。如是完成除霜循环***，当***达到除霜条件时，泵A20启动。在换热器A21中，除霜水吸收经过换热器B22加热的空调水的热量升温后经过泵A20进入除霜组件7中，在除霜组件7中除霜水加热通过翅片换热器5的空气，使其温度升高后回到换热器A21继续循环。加热后的空气在翅片换热器5的换热过程中达到了除霜的目的，由此可知，***除霜时仍在进行制热，故并不会因为除霜而影响***的制热性能。有效保证了***除霜时的制热量不衰减

请参考图8，所示为空调水循环***，***包括：换热器15、空调末端16、泵17、电磁阀A18和19、换热器B22和21，所述空调末端16的空调水与泵17入口连接；所述泵17出口分2路分别与换热器15连接和电磁阀B19连接；所述电磁阀B19与换热器B22连接；所述换热器B22与换热器A21连接；所述换热器A21经电磁阀A18与换热器15汇合后与空调末端16连接。实现了通过空调水对用户侧进行制冷或制热的目的，制冷时（电磁阀A18和19始终关闭）：空调水在空调末端16吸收热量后经泵17进入换热器15降温，降温后的空调水继续进入空调末端吸收热量，制热时：空调水在空调末端16释放热量后经泵17分两路：一路进入换热器15中吸收热量后回到空调末端16放热（电磁阀A18和19关闭时，只存在此路）；另一路经过电磁阀B19后进入换热器B22吸收热量升温，升温的空调水经过换热器A21和电磁阀A18与在换热器15中吸收热量的空调水汇合后回到空调末端放热，除霜时：（电磁阀A18和19始终打开）：空调水在空调末端16释放热量后经泵17分两路：一路进入换热器15中吸收热量；另一路经过电磁阀B19后进入换热器B22吸收热量升温，升温的空调水在换热器A21向除霜水放热，放热后经电磁阀A18与在换热器15中吸收热量的空调水汇合后回到空调末端放热。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种热回收燃气空调***，其特征在于，包括：制冷剂循环***、热回收***、冷却液循环***、除霜循环***、空调水循环***，制冷剂循环***包括：压缩机（1）、第一换热器（2）、四通阀（3）、四通阀A（4）、翅片换热器（5）、膨胀阀A（9）和膨胀阀B（10）、单向阀A（11）和单向阀B（12）、储液器（13）、第二换热器（15）、气液分离器（14），热回收***包括：热水箱（24）、泵C（25）、第一换热器（2）、电磁阀C（30）和电磁阀D（31）、换热器C（23），冷却液循环***包括：发动机组件（29）、泵B（28）、三通阀A（26）和三通阀B（27）、换热器B（22）和换热器C（23）、散热组件（6），除霜循环***包括：换热器A（21）、泵A（20）、除霜组件（7），空调水循环***包括：第二换热器（15）、空调末端（16）、泵（17）、电磁阀A（18）和电磁阀B（19）、换热器B（22）和换热器A（21）；

所述压缩机（1）排气 与第一换热器（2）连接，第一换热器（2）与四通阀（3）的S口连接，所述四通阀（3）的C口与翅 片换热器（5）连接，D口与气液分离器（14）连接，E口与四通阀A（4）的S口连接，所述四通阀A （4）的C口经过单向阀（8）与储液器（13）连接，D口与气液分离器（14）连接，E口与第二换热器 （15）连接，所述翅片换热器（5）经过膨胀阀A（9）和单向阀B（12）与储液器（13）连接，所述储 液器（13）经过膨胀阀B（10）和单向阀A（11）与第二换热器（15）连接，所述气液分离器（14）与 压缩机（1）吸气连接；

所述泵C（25）出口分两路分别与第一换热器（2）和电磁阀D（31）连接，所述第一换热器（2）与电磁阀C（30）连接， 所述电磁阀C（30）和电磁阀D（31）汇合后与换热器C（23）连接，所述换热器C（23）与热水箱 （24）连接，所述热水箱（24）与泵C（25）进口连接；

所述泵B（28）出口分两路分别与三通阀B（27）的C口和换热器C（23）连接，所述三通阀B（27）的A口与连接，B口与 三通阀A（26）的A口与发动机组件冷却液出口连接，所述发动机组件（29）与泵B（28）进口连接，所述换热器C（23）与换 热器B（22）连接，所述换热器B（22）分两路分别与三通阀A（26）的B口和散热组件（6）连接，所 述散热组件（6）与三通阀A（26）的C口连接；

所述泵A（20）出口与除霜组件（7）连接，所述除霜组件（7）与换热器A（21）连接，所述换热器A（21）与泵A（20）的入 口连接；

所述空调末端（16）的 空调水与泵（17）入口连接，所述泵（17）出口分两路分别与第二换热器（15）连接和电磁阀B （19）连接，所述电磁阀B（19）与换热器B（22）连接，所述换热器B（22）与换热器A（21）连接，所 述换热器A（21）经电磁阀A（18）与第二换热器（15）汇合后与空调末端（16）连接。

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