WO2014111020A1 - 一种冷热平衡机组 - Google Patents

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巢民强
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深圳市庄合智能产业科技有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers

Definitions

  • the present invention belongs to the field of new energy and energy conservation and environmental protection, and particularly relates to the field of cold and heat balance units, and more particularly to a method for separating and balancing the cooling amount and heat in the system, without external In the state of heat exchange of the system, the synchronous output and the balance of the cooling capacity and heat, the operation of the cold and heat balance unit without energy waste.
  • An object of the present invention is to provide a cold and heat balance unit, in the heating, the cold source side of the cooling capacity may be transferred to the air or water or refrigerant through heat exchangers such as finned radiators or water circulation heat dissipation to It can be effectively utilized by cold terminals.
  • heat exchangers such as finned radiators or water circulation heat dissipation in air or water or refrigerant.
  • the aim is to solve: 1. The need for heat and the cooling and heat demand of the system at the same time; 2. Only the system with hot cooling capacity, but the need for cold heat in other adjacent systems; 3.
  • the invention can double the unit's cold and heat use efficiency, realize zero emission and save investment cost, and can be widely applied to various industries, and has far-reaching wide social value and economic value.
  • the present invention is achieved in this way.
  • a cold and heat balance unit wherein the compressor 1 is sequentially connected in series with a heat source side heat exchanger 2, a thermal expansion valve 3, a cold source side heat exchanger 4, and a gas-liquid separator 5, the heat source side
  • the water side inlet of the heat exchanger 2 is connected in series with the cooling circulating water pump 6, and the water side inlet of the cold source side heat exchanger 4 is connected in series with the refrigerating circulating water pump.
  • the heat source side heat exchanger 2 uses a plate heat exchanger, a tube type heat exchanger, and a shell and tube heat exchanger for cold water heat exchange.
  • the above-mentioned cold source side heat exchanger 4 adopts a plate heat exchanger for cold water heat exchange, a sleeve type heat exchanger, Shell and tube heat exchanger.
  • the heat source side heat exchanger 2 is connected to the heat source side water supply pipe, the heat source side cooling circulation water pump 6, the heat source side return water main pipe, and the corresponding heat source side application heat balance device.
  • the cold source side heat exchanger 4 is connected to the cold source side water supply pipe and the cold source side refrigerating circulation water pump 7
  • the circulating water source used in the heat source side heat exchanger 2 includes water in a common pipeline, water extracted from a well, a lake or a river, or water circulating in an underground coil, and may be other suitable heating. Refrigeration working fluid.
  • the present invention places the cold source side and the heat source side heat exchanger in the same system, and the cold source side and the heat source side need to be connected with the end equipment correspondingly using heat or cooling, when cooling is required.
  • the cold source side is used for the cooling end such as room cooling, and the heat on the heat source side can be used for heating at the heating end such as domestic hot water through a water storage tank or a steam generator, etc., when the heating is required, the heat source side is used for heating
  • the end is used for the purpose of raising the temperature, and the cold amount on the cold source side can be applied by ice storage or cold storage.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
  • the compressor 1 is sequentially connected in series with the heat source side heat exchanger 2, the thermal expansion valve 3, the cold source side heat exchanger 4, and the gas-liquid separator 5, and the heat source side heat exchange is performed.
  • the water side inlet of the device 2 is connected in series with the cooling circulating water pump 6, and the water side inlet of the cold source side heat exchanger 4 is connected in series with the refrigerating circulating water pump to form a system in which the refrigerant can be circulated, and the cooling and heating are completed and cooled.
  • the heat can be balanced by the end unit.
  • the heat source side heat exchanger 2 adopts a plate heat exchanger, a tube heat exchanger and a shell and tube heat exchanger for cold water heat exchange.
  • the heat source side heat exchanger 2 is connected to the end system to form a water path or a fluorine path system for heat exchange through a heat source side water supply pipe, a heat source side cooling circulating water pump, a heat source side return water main pipe, and a corresponding heat source side application heat balance device.
  • the cold source side heat exchanger 4 adopts a plate heat exchanger, a tubular heat exchanger and a shell and tube heat exchanger which exchange heat by cold water.
  • the cold source side heat exchanger 4 is connected to the end system to form a waterway system for heat exchange through a cold source side water supply pipe, a cold source side recirculation circulating water pump, a cold source side return water main pipe, and a corresponding cold source side application heat balance device. .
  • the circulating water source used by the heat source side heat exchanger 2 includes water in a common pipeline, water extracted from a water well, a lake or a river, or water circulating in an underground coil.
  • This embodiment has the following heat balance conditions.
  • the heat source side heat exchanger 2 is a plate heat exchanger
  • the cold source side heat exchanger 4 is a plate heat exchanger.
  • Heat balance condition Please refer to FIG. 1 , the heat source side of the heat balance unit and the heat source side are fully utilized, and no excess heat is used.
  • the main working process is as follows: After the unit is powered on, the compressor 1 compresses the refrigerant into the heat source. In the side heat exchanger 2, the cooling circulating water pump 6 is turned on, the cooling water exchanges heat with the refrigerant, the water temperature rises, the required heat is supplied, the condensation temperature of the refrigerant is lowered, and the refrigerant is condensed by the heat source side heat exchanger 2 and then enters the thermal expansion valve 3.
  • the refrigerating circulation water pump 7 is turned on, the chilled water exchanges heat with the refrigerant, the water temperature is lowered, the required cooling amount is provided, the evaporation heat absorption temperature of the refrigerant rises, and the refrigerant passes through the cold source side heat exchange.
  • the connecting pipe between the device 4 and the gas-liquid separator enters the gas-liquid separator 5, and the refrigerant passes through the gas-liquid separator 5 and returns to the compressor 1, and the system proceeds to the next cycle.

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Abstract

一种冷热平衡机组，包括压缩机（1）、热源侧换热器（2）、热力膨胀阀（3）、冷源侧换热器（4）和汽液分离器（5）；压缩机（1）用管道依次与热源侧换热器（2）、热力膨胀阀（3）、冷源侧换热器（4）、气液分离器（5）串联连接，热源侧换热器（2）水侧进口与冷却循环水泵（6）串联连接，冷源侧换热器（4）水侧进口与冷冻循环水泵（7）串联连接。该冷热平衡机组同步输出循环平衡的冷量和热量，提高机组冷热量使用效率。

Description

一种冷热平衡机组 技术领域
[0001] 本发明属于新能源与节能环保领域， 尤其涉及一种冷热平衡机组领 域， 更具体地说， 是一种涉及将***中的冷量和热量分离并平衡循环， 在 无与外界外***换热的状态下， 同步输出循环平衡的冷量和热量， 运行中 无能量浪费的冷热平衡机组。
[0002] 背景技术
[0003] 《"十二五" 国家战略性新兴产业发展规划》 中指出， 加快发展技 术成熟、 市场竟争力强的核电、 风电、 太阳能光伏和热利用、 页岩石、 生 物质发电、 地热和地温能、 沼气等新能源、 积极推进技术基本成熟、 开发 潜力大的新型太阳能光伏和热发电、 生物质气化、 生物燃料、 海洋能等可 再生能源技术的产业化， 实施新能源集成利用示范重大工程。 到 2015 年， 新能源占能源消费总量的比例提高到 4. 5%, 减少二氧化碳年排放量 4亿吨 以上。到 2015年，我国节能潜力超过 4亿吨标准煤，可带动上万亿元投资， 节能服务业总产值可突破 3000亿元。 但是， 新能源应用也面临节约成本和 保护环境的问题。 因此， 认清能源的本质是解决如何最有效地用物理或化 学的方式供应冷热电三种基本物质， 已成为新能源和节能环保技术和产业 发展的关键。
[0004] 传统热力和空调设备在供热或制冷时， 都只单向制热或制冷。 在制 热时， 置换出的冷量不但未得到有效利用还需要配置多种装置和适宜环境 来排放； 在制冷时， 置换出的冷量不但未得到有效利用还需要配置多种装 置和适宜环境来排放。 这样就出现了在工业、 商业、 国防、 种植养殖业和 居民生活中普遍现象： 一方面在制热热时流失大量的废冷冷需要耗资处置， 另一方面同时还需要耗费能源制冷热。 如能有效利用流失的冷热能量， 量 应用于工业生产及日常生活， 可以成倍提高能源使用效率， 大大降低能源 使用成本和生态环境损害。
[0005]发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种冷热平衡机组， 在制热时， 冷源侧的冷 量可能通过翅片散热器或水路循环散热等换热装置在空气或水中或冷媒中 传递到用冷的终端得到有效利用； 在制冷时， 热源侧的热量可能通过翅片 散热器或水路循环散热等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用热的终 端得到有效利用。旨在解决： 1、需要热量亦同时需要冷量的***冷热需求； 2、 只需要热冷量的***， 但相邻其他***需要冷热量的需求； 3、 在任意 用热冷端回收冷热量至本机组， 实现冷热循环往复利用。 本发明可以成倍 提高机组冷热量使用效率， 实现零排放， 节省投资成本， 可广泛应用于各 行各业， 具有深远广泛社会价值和经济价值
[0007] 本发明是这样实现的。
[0008] 一种冷热平衡机组， 其压缩机 1用管道依次与热源侧换热器 2、 热 力膨胀阀 3、 冷源侧换热器 4、 气液分离器 5串联连接， 所述热源侧换热器 2水侧进口与冷却循环水泵 6串联连接，所述冷源侧换热器 4水侧进口与冷 冻循环水泵串联连接。
[0009] 上述热源侧换热器 2采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、 壳管式换热器。
[0010] 上述冷源侧换热器 4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、 壳管式换热器。
[0011] 上述热源侧换热器 2连接热源侧供水管、 热源侧冷却循环水泵 6、 热源侧回水干管和相应热源侧应用热平衡设备。
[0012] 上述冷源侧换热器 4连接冷源侧供水管、 冷源侧冷冻循环水泵 7、
[0013] 上述热源侧换热器 2使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、 湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水， 也可以是其他合适的 制热制冷工质。
[0014] 采用上述技术方案，本发明将冷源侧和热源侧换热器置于同一个系 统中， 冷源侧和热源侧需与连接相应使用热量或冷量的末端设备， 在需要 制冷时， 冷源侧用于制冷末端如房间制冷， 同时热源侧的热量可通过储水 箱或蒸汽发生器等设备用于制热端如生活热水等， 在需要制热时， 热源侧 用于制热末端以达到升高温度的目的， 同时冷源侧的冷量可通过冰蓄冷或 冷库等加以应用， 上述制冷或制热时， 冷量和热量充分利用， 冷热平衡无 浪费， 可达到机组利用的最佳状态， 最大程度的提高能效比， 降低初期投 资成本， 高效节能环保。
[0015] 附图说明
[0016] 图 1是本发明实施例提供的***原理图。
[0017] 具体实施方式
[0018] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附 图及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 [0019] 请参照图 1 , 其压缩机 1用管道依次与热源侧换热器 2、 热力膨胀 阀 3、 冷源侧换热器 4、 气液分离器 5串联连接， 所述热源侧换热器 2水侧 进口与冷却循环水泵 6 串联连接， 所述冷源侧换热器 4水侧进口与冷冻循 环水泵串联连接， 形成一个可使冷媒在其中循环运转的***， 完成制冷制 热并且冷热量都可通过末端设备平衡使用的机组。
[0020] 请参阅图 1 , 所述热源侧换热器 2采用冷水换热的板式换热器、 套 管式换热器、 壳管式换热器。 所述热源侧换热器 2 , 其通过热源侧供水管、 热源侧冷却循环水泵、 热源侧回水干管和相应热源侧应用热平衡设备连接 到末端***中组成水路或氟路***进行热量交换。
[0021] 请参阅图 1 , 所述冷源侧换热器 4采用冷水换热的板式换热器、 套 管式换热器、 壳管式换热器。 所述冷源侧换热器 4 , 其通过冷源侧供水管、 冷源侧冷冻循环水泵、 冷源侧回水干管和相应冷源侧应用热平衡设备连接 到末端***中组成水路***进行热量交换。
[0022] 请参阅图 1 , 所述热源侧换热器 2使用的循环水源包含共用管路中 的水、 从水井、 湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水。
[0023] 本实施例具有以下热平衡工况， 在这种工作状态中， 所述热源侧换 热器 2为板式换热器， 所述冷源侧换热器 4为板式换热器。
[0024] 热平衡工况： 请参阅图 1 , 热平衡机组中冷源侧和热源侧热量得到 充分利用， 无多余热量， 其主要工作过程如下： 机组接通电源后， 压缩机 1 压缩冷媒进入到热源侧换热器 2 中， 冷却循环水泵 6开启， 冷却水与冷媒 进行热交换， 水温上升， 提供所需热量， 冷媒冷凝温度降低， 冷媒经过热 源侧换热器 2冷凝后进入热力膨胀阀 3中， 通过热力膨胀阀 3节流， 节流 后冷媒进入冷源侧换热器 4 中蒸发， 冷冻循环水泵 7开启， 冷冻水与冷媒 进行热交换， 水温降低， 提供所需冷量， 冷媒蒸发吸热温度上升， 冷媒通 过冷源侧换热器 4与气液分离器间连接管进入气液分离器 5 中， 冷媒通过 气液分离器 5后回到压缩机 1中， ***进入到下一个循环。
[0025] 所述热平衡工况中， 冷却循环水泵 6、 冷冻循环水泵 7同时开启。
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡 在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包 含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1. 一种冷热平衡机组， 其特征在于： 压缩机（ 1 )用管道依次与热源侧换 热器（2 )、 热力膨胀阀 （3 )、 冷源侧换热器（4 )、 气液分离器（5 ) 串联连 接， 所述热源侧换热器（2 ) 水侧进口与冷却循环水泵（6 ) 串联连接， 所 述冷源侧换热器（4 ) 水侧进口与冷冻循环水泵（7 ) 串联连接。
2. 如权利要求 1所述的一种冷热平衡机组， 其特征在于： 所述热源侧换热 器采用冷水换热的板式换热器、 套管式换热器、 壳管式换热器。
3. 如权利要求 1所述的一种冷热平衡机组， 其特征在于： 所述冷源侧换热 器采用冷水换热的板式换热器、 套管式换热器、 壳管式换热器。
4. 如权利要求 2所述的一种冷热平衡机组， 其特征在于： 所述热源侧换热 器连接热源侧供水管、 热源侧冷却循环水泵、 热源侧回水干管和相应热源 侧应用热平衡设备。
5. 如权利要求 3所述的一种冷热平衡机组， 其特征在于： 所述冷源侧换热 器连接冷源侧供水管、 冷源侧冷冻循环水泵、 冷源侧回水干管和相应冷源 侧应用热平衡设备。
6. 如权利要求 2所述的一种冷热平衡机组， 其特征在于： 所述热源侧换热 器使用的循环水源包含共用管路中的水、 从水井、 湖泊或河流中抽取的水 或地下盘管中循环流动的水； 也可以是其他制冷制热工质。
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