CN214250050U - 热回收空调*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调技术领域，旨在解决现有的热回收空调***初创投资成本和运行成本均很高的问题，为此提供了一种热回收空调***，包括螺杆机组，其包括通过管路连接以形成冷媒循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，以及：热回收器，其与冷凝器物理连接；热水循环管路，其包括第一热水管路和第二热水管路，第一热水管路设置于热回收器的入口与用户端的出口之间，第二热水管路设置于热回收器的出口与用户端的入口之间，以在热回收器和用户端之间形成热水循环回路。本实用新型提供的热回收空调***，通过在热回收器与用户端之间利用管路直接构造出热水循环回路的方式，达到降低初创投资成本和运行成本的目的，同时简化了控制逻辑。

Description

热回收空调***

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及一种热回收空调***。

背景技术

在博物馆、机房、洁净厂房等对空间环境要求非常高的地方，通常采用空调***来为其营造高质量的室内环境。空调***主要包括冷水机组、空调机组等。冷水机组根据压缩机的类型不同可分为螺杆式冷水机组、涡旋式冷水机组、离心式冷水机组等，比较常见的是螺杆式冷水机组(以下简称螺杆机组)，因选用的压缩机为螺杆式压缩机而得名。空调机组是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理设备，其空气处理功能段主要有：空气混合均流段、过滤段、冷却段、加热段、去湿段、加湿段、风机段、消声段、热回收段等等，并且用户可根据实际需要进行功能段的选择性配置。

空调机组的加热段通常有蒸汽加热、电加热和热水加热三种形式，而热水加热方式又能够回收利用螺杆机组的废热，从而可以降低机组运行成本，避免能源浪费。现有的带热回收的空调***的热回收侧回收的热能通常储存在热水箱中，如图1中所示，螺杆机组中的压缩机的排气管路上连接有热回收器20，热回收器20与用户端之间通过管路、热水箱23等连接形成热水循环流路2。具体地，热水在热回收器20内与冷媒换热升温，在热回收器20与热水箱23之间通过第一热水循环管路22连接形成第一热水循环回路，在热水箱23和用户端之间通过第二热水循环管路24连接形成第二热水循环回路，在第一热水循环管路22上设置有第一水泵21，在第二热水循环管路24上设置有第二水泵25，各水泵用于促进各循环回路中的热水流通。当热水箱23中的水温达到目标水温后，关闭第一水泵21，保持第二水泵25持续运行。现有的带热回收的空调***虽然能够实现废热回收利用，但是热回收侧的零部件繁多，热水流路复杂，控制逻辑也很复杂，导致初创投资成本和运行成本均很高。

相应地，本领域需要一种新的热回收空调***来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的热回收空调***初创投资成本和运行成本均很高的问题，本实用新型提供了一种热回收空调***，该热回收空调***包括螺杆机组，所述螺杆机组包括通过管路连接以形成冷媒循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，所述热回收空调***还包括：热回收器，其与所述冷凝器物理连接；热水循环管路，其包括第一热水管路和第二热水管路，所述第一热水管路设置于所述热回收器的入口与用户端的出口之间，所述第二热水管路设置于所述热回收器的出口与所述用户端的入口之间，以在所述热回收器和所述用户端之间形成热水循环回路。

通过这样设置，即通过采用在热回收器与用户端之间利用管路直接构造出热水循环回路的方式，达到降低初创投资成本和运行成本的目的，同时简化了控制逻辑。

具体地，本实用新型中的用户端对热水的需求与常规情形中用户端对生活热水的需求不同，用户对生活热水的需求是阶段性的，其管路连接为开式***，本实用新型中构造的管路***，使得热水在用户端与热回收器之间以闭式循环的方式流通，可以提高***的热交换效率，热水吸收的热量可以直接供给用户端。与现有的配置了热水箱的方案相比，本实用新型的技术方案的控制逻辑更简单，管路连接也更简单，省去了热水箱和至少一个水泵，从而降低了初创投资成本，在运行过程中，节约了驱动水泵所需的电能消耗，从而降低了运行成本。

关于热回收器，其本质上也是一种冷凝器，热回收器与冷凝器有多种连接结构形式，例如与冷凝器为分体并联连接结构，或者与冷凝器为分体串联连接结构，又或者与冷凝器为一体并联连接结构等。无论热回收器采用并联还是串联的连接结构，热回收器与冷凝器内均配置有冷媒流通管路，区别在于热回收器内与冷媒进行换热的是用于供给用户端的热水，冷凝器内与冷媒进行换热的是来自冷却塔内的冷却水。当采用分体并联连接结构时，热回收量大，可实现全热回收。当采用分体串联连接结构时，热回收器主要用于吸收压缩机的排气散热，热回收量相对较低。当采用一体并联连接结构时，即热回收器与冷凝器制成为一体结构，对于冷媒而言整体为一个冷凝器，但从水侧来看，有两组并联的水盘管，其中一组盘管用于流通供给用户端的热水，另一组盘管用于流通冷却水，当盘管面积足够大时可实现全热换热。可以理解的是，由于螺杆机组在运行过程中压缩机排气会产生大量的热量，冷媒在冷凝器中冷凝也会产生大量的热量，当热回收器与冷凝器并联连接时，热水既可以吸收压缩机的排气废热，又可以吸收冷媒的冷凝放热，从而实现全热回收。

可以理解的是，由于热回收器、第一热水管路、用户端和第二热水管路之间连接形成了热水循环回路，因此理论上用户端用水为非消耗式用水，水仅作为传热介质流通，但是为了防止实际应用中可能出现的漏水、排水等情形，还可以在第一热水管路或第二热水管路上连接补水管路/排水管路。此外，热回收器中可以布置面积足够大的并列设置的若干换热盘管，这样可以通过控制接通不同面积的换热盘管来调节换热量，进而调节热水的温度。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述热回收空调***还包括阀门组件，所述阀门组件包括第一阀门和第二阀门，其中，所述第一阀门设置于所述第一热水管路和所述第二热水管路之间，所述第二阀门设置于所述第二热水管路上靠近所述热回收器的出口的一侧，从而在所述第一阀门打开、所述第二阀门关闭的情形下，所述第一热水管路、所述第二热水管路与所述用户端借助所述第一阀门形成热水自循环回路。

通过这样设置，能够实现供给至用户端的热水水温的精确控制。

具体地，在初始换热阶段，关闭第一阀门且打开第二阀门，使得第二热水管路接通，热水在第一热水管路和第二热水管路中流通；当热水水温达到目标水温后，打开第一阀门同时断开第二阀门，使得第一热水管路中的热水不再经过热回收器而直接进入到第二热水管路中，实现热水旁通，不再进入热回收器与冷媒换热。

可以理解的是，第一阀门和第二阀门的类型有多种，例如可以为截止阀、闸阀、球阀、蝶阀等等。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述第一阀门为蝶阀；并且/或者

所述第二阀门为蝶阀。

这样，提供了第一阀门和第二阀门的一种具体形式，通过采用蝶阀，无论是电动还是手动，均能在控制流体通断的同时实现流量的调节，从而可以进一步实现热水水温的精确控制。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述热回收空调***包括水泵，所述水泵设置于所述第一热水管路或所述第二热水管路上。

这样，提供了热水循环回路中实现热水循环的一种方式。可以理解的是，对于用户端来说，水泵可以设置在出水管路上，即第一热水管路上，也可设置在回水管路上，即第二热水管路上，通常设置在回水管路上。相对用户端来说，出水管路指热水流出用户端的热水流通管路，回水管路指热水流向用户端的热水流通管路。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述水泵设置于所述第一热水管路靠近所述用户端的一侧或设置于所述第二热水管路靠近所述用户端的一侧。

通过这样设置，有利于在设置第一阀门和第二阀门的情形下实现热水循环小***的热水自循环。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述第二热水管路上还连接有温度传感器。

通过这样设置，可以准确地判断输向用户端的热水水温是否达到目标水温。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述热回收空调***包括空调机组，所述空调机组包括加热器，所述用户端为所述加热器。

可以理解的是，空调机组为组合式空调机组，其包括若干功能段，其中加热段的加热方式也有多种，通过回收压缩机的排气废热获得的热水加热空气的方式能够节约能源，降低空调机组的运行成本。加热器用于加热空调机组处理空气过程中产生的低温空气。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述空调机组还包括表冷器，所述表冷器与所述蒸发器之间通过冷冻水循环管路连接并形成冷冻水循环回路。

可以理解的是，表冷器通常用于对空气进行除湿，通过低温的冷冻水将表冷器的表面温度降低至露点以下以使空气中的水分冷凝。经表冷器除湿后的空气温度较低，通常低于室内空间所需的温度，此时空气可经过加热器升温后再经出风口排出至室内，因此在空调机组的送风方向上，表冷器可以设置在加热器的上游，空气由空调机组的进风口进入空调机组内以后，经各功能段处理后形成恒温恒湿的空气，并由出风口排出至室内。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述热回收空调***还包括冷却塔，所述冷凝器与所述冷却塔之间通过冷却水循环管路连接并形成冷却水循环回路。

这样，利用冷却水来吸收冷凝器中冷媒冷凝时排放的热量，然后通过冷却塔释放到环境中。

对于上述的热回收空调***，在一种可能的实施方式中，所述热回收器与所述冷凝器并联。

具体地，冷凝器包括冷却水盘管和冷媒盘管，热回收器包括热水盘管和冷媒盘管，冷凝器中的冷媒盘管与热回收器中的冷媒盘管并联连接到冷媒循环回路中或者为同一根冷媒盘管。这样，通过将热回收器与冷凝器并联设置，热水盘管既可以吸收冷媒放热，也可以吸收压缩机排气废热，从而可以提高废热的回收率，实现全热回收。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的热回收空调***，附图中：

图1为现有的热回收空调***的结构示意图；

图2为本实用新型的热回收空调***的实施例1；

图3为本实用新型的热回收空调***的实施例2；

附图标记列表：

1、冷媒循环回路；10、压缩机；11、冷媒管路；12、冷凝器；13、膨胀阀；14、蒸发器；2、热水循环流路；20、热回收器； 21、第一水泵；22、第一热水循环管路；23、热水箱；24、第二热水循环管路；25、第二水泵；26、热水循环管路；260、第一热水管路； 261、第二热水管路；27、温度传感器；28、阀门组件；280、第一阀门；281、第二阀门；3、组合式空调机组；30、进风口；31、表冷器； 32、加热器；33、出风口；4、冷冻水循环回路；40、冷冻水循环管路； 41、冷冻水水泵；5、冷却水循环回路；50、冷却水循环管路；51、冷却水水泵；52、冷却塔。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。在本实用新型的描述中，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；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还需要说明的是，本实用新型中的“热水”并不表示其温度需要很高，一些情形下如空调***整体停机的情形下，热水温度会恢复至常温，本实用新型中采用“热水”一词是为了与冷冻水、冷却水进行区分。本实用新型中的“初创投资成本”是指空调***在安装阶段的初始投资成本。本实用新型中的“目标水温”指***设定的热水需要达到的目标温度。

此外，本实用新型中的用户端为组合式空调机组，组合式空调机组主要适用于各种洁净厂房的空气净化***，如工业电子厂、精密机械制造厂、纺织车间、汽车喷涂车间、食品厂、纯水车间、医院手术部等多种场合。组合式空调机组本身不带冷、热源，是以冷、热水为媒介，用以完成对空气的过滤、加热、冷却、加湿、除湿、消声、热回收、新风处理和新、回风混合等功能，具体的功能段可根据实际需要进行选择性配置。本实用新型实施例中仅对加热和除湿功能进行描述，但是这并不表示该空调机组不能实现除加热和除湿外的其他功能。

实施例1

参照图2所示，本实施例提供的热回收空调***包括螺杆机组、冷却塔52、组合式空调机组3等。

螺杆机组包括通过冷媒管路11连接以形成冷媒循环回路 1的压缩机10、冷凝器12、膨胀阀13和蒸发器14。其制冷原理为：由蒸发器14输出的气态冷媒经压缩机10绝热压缩后升温升压，变为高温高压气态冷媒；高温高压气态冷媒进入冷凝器12中等压冷凝后变为中/低温液态冷媒，该过程放热，释放的热量包括压缩机10的排气废热和冷媒的冷凝放热，该热量通过与冷凝器12连接的冷却水管路中的冷却水吸收并转移至冷却塔52中，经冷却塔52释放到外部环境中；中/低温液态冷媒经膨胀阀13膨胀到低压，变成气液混合物，低温低压下的液态冷媒在蒸发器14中吸收被冷物质的热量，重新变成气态冷媒，该过程吸热，被冷物质为冷冻水；气态冷媒经冷媒管路11重新进入压缩机10，开始新的循环。本实用新型中的空调***，在冷凝器12 与冷却塔52之间通过冷却水循环管路50连接并形成冷却水循环回路 5，冷却水循环管路50上连接有冷却水水泵51。冷却塔52是用水作为循环冷却剂，从冷凝器12中吸收热量后排放至大气中，以降低水温的装置，其利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证***的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。

本实用新型中的热回收空调***还包括热回收器20和热水循环管路26。参照图2所示，热回收器20与冷凝器12并联连接，热水循环管路26包括第一热水管路260和第二热水管路261，第一热水管路260设置于热回收器20的入口与用户端的出口之间，第二热水管路261设置于热回收器20的出口与用户端的入口之间，在第二热水管路261上设置有第二水泵25，用于促使热水流通。第二水泵25设置于第二热水管路261靠近用户端的一侧。为获知输向用户端的热水水温是否达到了目标水温，在第二热水管路261上还连接有温度传感器27，温度传感器27设置在第二热水管路261上靠近用户端的一侧。连接状态下的第一热水管路260、热回收器20、第二热水管路261和用户端之间形成了热水循环回路，即热水的大循环回路。

本实施例中的用户端为组合式空调机组3的加热器32，该加热器32具有热水入口和热水出口，加热器32用于加热空调机组产生的冷空气。空调机组内还设置有表冷器31，表冷器31与蒸发器14 之间通过冷冻水循环管路40连接并形成冷冻水循环回路4，冷冻水循环管路上连接有冷冻水水泵41，冷冻水水泵41可以连接到表冷器31 的回水管路或出水管路上，本实施例中的冷冻水水泵41连接到了出水管路上。表冷器31内流通有冷冻水，因此表冷器31的温度较低，主要用于实现空调机组的除湿功能，具体为冷冻水使得表冷器31的表面温度降低至露点以下，湿度较高的空气经过表冷器31后湿度降低，水蒸气冷凝析出，空气温度降低，低温的冷空气经过加热器32加热后温度回升，然后再经机组的出风口33排放至室内，当然在排放至室内之前还可以经过其他处理。在空调机组的送风方向上，表冷器31可以设置在加热器32的上游，空气由空调机组的进风口30进入空调机组内以后，经各功能段处理后形成恒温恒湿的空气，并由出风口33排出至室内。

可以理解的是，本实施例中的第二水泵25和温度传感器 27还可以设置在第二热水管路261的其他位置，或者设置在第一热水管路260上的任意位置。

本实施例中的空调***的热回收侧具体的热回收过程为：

开启第二水泵25使热水在热水循环回路中开始流通，同时启动冷冻水水泵41，然后开启螺杆机组使压缩机10开始运行，压缩机10输出的高温气态冷媒与热水在热回收器20内换热使得热水温度升高，当温度传感器27检测到热水水温高于热水目标水温与开泵温差的和时开启冷却水水泵51，当热水水温低于热水目标水温与停泵温差的差时关闭冷却水水泵51，空调***要求热水要维持在一个温度范围内，通常目标温度即该温度范围的中间值。当热水水温进入要求的温度范围内则维持冷却水水泵51目前的状态不变。例如***要求加热器 32的进水温度在40℃-50℃之间，目标水温设置为45℃，开泵温差设置为5℃，停泵温差设置为5℃；当热水出水温度＞50℃时开启冷却水水泵51；当热水出水温度＜40℃时关闭冷却水水泵51；当40℃≤热水出水温度≤50℃，保持冷却水水泵51当前的运行状态。其中，热水出水温度指由热回收器20输出的热水的温度。

本实用新型提供的热回收空调***，通过采用在热回收器 20与用户端之间利用管路直接构造出热水循环回路的方式，达到降低初创投资成本和运行成本的目的，同时简化了控制逻辑。

实施例2

为了能够更精准地控制进入用户端的热水的温度，在热水水温进入到加热器32的要求温度范围内时停止换热升温，本实施例提供了一种能够精准控制热水温度的热回收空调***，该空调***是在实施例1的基础上加装两个阀门以控制热水流量和流向。

具体地，参照图3所示，在实施例1的结构的基础上，本实施例中的热回收空调***还包括阀门组件28，阀门组件28包括第一阀门280和第二阀门281，第一阀门280连接第一热水管路260和第二热水管路261，第二阀门281设置于第二热水管路261上靠近热回收器20的出口的一侧，从而在第一阀门280打开、第二阀门281关闭的情形下，第一热水管路260、第二热水管路261与用户端借助第一阀门 280形成热水自循环回路，即热水的小循环回路。第一阀门280和第二阀门281采用电动蝶阀，可以同时实现关断和流量调节的功能。

具体的控制逻辑如下：

关闭第一阀门280且打开第二阀门281以接通第二热水管路261，开启第二水泵25使热水在热水循环回路中开始流通，同时启动冷冻水水泵41，然后开启螺杆机组使压缩机10开始运行，压缩机 10输出的高温气态冷媒与热水在热回收器20内换热使得热水温度升高，当温度传感器27检测到热水水温高于热水目标水温与开泵温差的和时开启冷却水水泵51，一定时间如30s后，开启第一阀门280同时关闭第二阀门281，第一水泵21保持运行状态，使得热水旁通进入小循环回路中持续流通，此时热回收器20内热水不再吸热升温，冷凝器12通过冷却水降温。当温度传感器27检测到热水温度降低并超出要求的温度范围后重新开启第二阀门281并关闭第一阀门280，使热水进入大循环回路中流通。

需要说明的是，本实用新型中的小循环回路指热水在第一热水管路260、第一阀门280、第二热水管路261和用户端之间流通，大循环回路指热水在第一热水管路260、热回收器20、第二热水管路 261和用户端之间流通。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热回收空调***，其特征在于，所述热回收空调***包括螺杆机组，所述螺杆机组包括通过管路连接以形成冷媒循环回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，

所述热回收空调***还包括：

热回收器，其与所述冷凝器物理连接；

热水循环管路，其包括第一热水管路和第二热水管路，所述第一热水管路设置于所述热回收器的入口与用户端的出口之间，所述第二热水管路设置于所述热回收器的出口与所述用户端的入口之间，以在所述热回收器和所述用户端之间形成热水循环回路。

2.根据权利要求1所述的热回收空调***，其特征在于，所述热回收空调***还包括阀门组件，所述阀门组件包括第一阀门和第二阀门，

其中，所述第一阀门设置于所述第一热水管路和所述第二热水管路之间，所述第二阀门设置于所述第二热水管路上靠近所述热回收器的出口的一侧，从而在所述第一阀门打开、所述第二阀门关闭的情形下，所述第一热水管路、所述第二热水管路与所述用户端借助所述第一阀门形成热水自循环回路。

3.根据权利要求2所述的热回收空调***，其特征在于，所述第一阀门为蝶阀；并且/或者

所述第二阀门为蝶阀。

4.根据权利要求3所述的热回收空调***，其特征在于，所述热回收空调***包括水泵，所述水泵设置于所述第一热水管路或所述第二热水管路上。

5.根据权利要求4所述的热回收空调***，其特征在于，所述水泵设置于所述第一热水管路靠近所述用户端的一侧或设置于所述第二热水管路靠近所述用户端的一侧。

6.根据权利要求5所述的热回收空调***，其特征在于，所述第二热水管路上还连接有温度传感器。

7.根据权利要求6所述的热回收空调***，其特征在于，所述热回收空调***包括空调机组，所述空调机组包括加热器，所述用户端为所述加热器。

8.根据权利要求7所述的热回收空调***，其特征在于，所述空调机组还包括表冷器，所述表冷器与所述蒸发器之间通过冷冻水循环管路连接并形成冷冻水循环回路。

9.根据权利要求7所述的热回收空调***，其特征在于，所述热回收空调***还包括冷却塔，所述冷凝器与所述冷却塔之间通过冷却水循环管路连接并形成冷却水循环回路。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的热回收空调***，其特征在于，所述热回收器与所述冷凝器并联。

Images