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CN106123259A - 一种空调热能回收装置 - Google Patents

一种空调热能回收装置 Download PDF

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CN106123259A CN201610476600.4A CN201610476600A CN106123259A CN 106123259 A CN106123259 A CN 106123259A CN 201610476600 A CN201610476600 A CN 201610476600A CN 106123259 A CN106123259 A CN 106123259A
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曾毅
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种空调热能回收装置，至少包括：蒸发器、压缩机、第一热交换器、冷却塔、膨胀阀，由蒸发器、压缩机、第一热交换器、冷却塔、膨胀阀构成中央空调单元，其特征是：在第一热交换器和压缩机之间有第二热交换器，第二热交换器交换端连接蓄热水箱，蓄热水箱内有蓄热水。本发明使热交换器低温端温度降低，能够达到空调节电降排提高效率的目的。

Description

一种空调热能回收装置
技术领域
本发明涉及热能回收装置，特别是一种空调热能回收装置。
背景技术
空调在制冷过程中是利用制冷剂的蒸发（吸热）、压缩、冷凝（放热或散热），来达到对特定环境温度的调整。如图1所示，给出现有中央空调结构图，压缩机将蒸发器出来的低温低压气体进行压缩变成高温高压气体流经冷凝器（或热交换器），与冷却塔内的冷却水进行热交换，以使冷凝器重新输出低温低压液体，进入蒸发器，通过蒸发器使空调输出未端得到低温水输出。
在上述过程中，热交换器（冷凝器）冷却水的温度或冷凝器输出低温低压液体的温度决定着用电量，热交换器（冷凝器）冷却水的温度或冷凝器输出低温低压液体的温度越低，或者说调节温差量越小，用电量越小。调节温差量越大，用电量越大。
发明内容
本发明的目的是提供一种空调热能回收装置，以便使热交换器低温端温度降低，以达到空调节电降排提高效率的目的。
本发明的目的是这样实现的，一种空调热能回收装置，至少包括：蒸发器、压缩机、第一热交换器、冷却塔、膨胀阀，由蒸发器、压缩机、第一热交换器、冷却塔、膨胀阀构成中央空调单元，其特征是：在第一热交换器和压缩机之间有第二热交换器，第二热交换器交换端连接蓄热水箱，蓄热水箱内有蓄热水。
所述的蓄热水箱通过管道阀门组件与使用热水出口相通。
所述的蓄热水箱通过管道阀门组件与自来水相通，依据蓄热水箱的水位高低确定是否开启自来水阀门，水位低于低水位设定限时，开启自来水阀门；水位高于高水位设定限时，关闭自来水阀门。
所述的第二热交换器和第一热交换器封闭在一个壳体内。
所述的第二热交换器和第一热交换器各自封闭在一个壳体内。
所述的第二热交换器的容积为第一热交换器的1/4。
所述的第二热交换器和第一热交换器固定在一个壳体容积内，第二热交换器和第一热交换器分开运行；第一热交换器占壳体容积的3/4，第二热交换器占壳体容积的1/4。
所述的第一热交换器是风冷模块空调机组用的翅片式空气强对流热交换器。
本发明与现有技术比较：现有技术中第一热交换器通过第三水泵的循环，由冷却塔（或散热装置）把热量排放在大气中。本发明通过增加第二热交换器后，在原空调系统中，只是加大了空调的冷凝器容积体积，但对冷凝压力及冷凝温度影响不大，压缩机排气压力及温度不会产生变化，而增加第二组热交换器位置，在压缩机排气口处通过第二水泵循环，可把部分热量约15%通过用来加热生活热水在蓄热水箱内，随着生活热水水温的变化，回收热能逐步变化，当水温达到45℃时，回收热能下降，当水温较低时回收热能增加。剩余部分由第一热交换器通过第三水泵8的循环，由冷却塔（或散热装置把热量排放掉）。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是现有技术原理图；
图2是本发明实施例1结构示意图；
图3是本发明实施例2结构示意图；
图4是本发明实施例3结构示意图；
图5是第二热交换器和第一热交换器采用一个壳体容积的结构示意图。
图中，1.空调输出未端；2.第一水泵；3.蒸发器；4.压缩机；5.第二热交换器；6.第一热交换器；7.第二水泵；8.第三水泵；9.蓄热水箱；10.冷却塔；11.膨胀阀；12、壳体容积。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，一种空调热能回收装置，至少包括：蒸发器3、压缩机4、第一热交换器6、冷却塔10、膨胀阀11，蒸发器3回路的输出端与压缩机4的入口端管路连接，蒸发器3回路的输入端通过膨胀阀11与第一热交换器6的出口端管路连接，蒸发器3通过第一水泵2与空调输出未端1管路连接。由蒸发器3、压缩机4、第一热交换器6、冷却塔10、膨胀阀11构成中央空调单元，其中，在第一热交换器6和压缩机4之间有第二热交换器5，第二热交换器5交换端连接蓄热水箱9，蓄热水箱9内有蓄热水。
所述的蓄热水箱9通过管道阀门组件与使用热水出口相通。
所述的蓄热水箱9通过管道阀门组件与自来水相通，依据蓄热水箱9的水位高低确定是否开启自来水阀门，水位低于低水位设定限时，开启自来水阀门；水位高于高水位设定限时，关闭自来水阀门。
所述的第二热交换器5和第一热交换器6各自封闭在一个壳体内。
第二热交换器5的容积为第一热交换器6的1/4。
冷凝器的一般冷凝温度在40℃左右，压缩机的高压排气出口（冷凝器制冷剂入口）处，温度在45℃～50℃之间，在此处新增加第二热交换器5，第二热交换器5的容积为原容积的1/4，原冷凝器容积不变，在使用过程中新增加容积部分用来加热生活热水，原冷凝器继续冷凝制冷剂，第二热交换器5达到对空调热能的局部回收利用（加热生活热水温度可达50℃）。
实施例2
如图3所示，一种空调热能回收装置，至少包括：蒸发器3、压缩机4、第一热交换器6、冷却塔10、膨胀阀11，蒸发器3回路的输出端与压缩机4的入口端管路连接，蒸发器3回路的输入端通过膨胀阀11与第一热交换器6的出口端管路连接，蒸发器3通过第一水泵2与空调输出未端1管路连接。由蒸发器3、压缩机4、第一热交换器6、冷却塔10、膨胀阀11构成中央空调单元，其中，在第一热交换器6和压缩机4之间有第二热交换器5，第二热交换器5交换端连接蓄热水箱9，蓄热水箱9内有蓄热水；将第二热交换器5和第一热交换器6固定在一个壳体容积12内。
如图5所示，第二热交换器5和第一热交换器6分开运行。第一热交换器6占壳体容积12的3/4，第二热交换器5占壳体容积12的1/4，在新设计时，将原冷凝器容积增大1/4，增加的1/4处作为生活热水热交换器，也就是第二热交换器5：其余作为第一热交换器6，压缩机4和膨胀阀11在壳体容积12内形成通路。
实施例3
如图4所示，所述的第一热交换器6是风冷模块空调机组用的翅片式空气强对流热交换器。在风冷模块空调机组时，在压缩机4与翅片式空气强对流热交换器之间增加有第二热交换器5及水泵，第二热交换器5采用板式热交换器。其它结构与上述原理相同，可做到家用空调的热能回收。
本发明的工作原理是：压缩机将蒸发器出来的低温低压气体进行压缩变成高温高压气体首先流经第二热交换器5，在压缩机排气口处通过第二水泵7循环，可把部分热量约15%通过用来加热生活热水在蓄热水箱9内，随着生活热水水温的变化，回收热能逐步变化，当水温达到45℃时，回收热能下降，当水温较低时回收热能增加。剩余部分由第一热交换器6通过第三水泵8的循环，由冷却塔（或散热装置把热量排放掉）。
通过增加第二热交换器5实际上是使现有热交换器（冷凝器）冷却水的温度或冷凝器输出低温低压液体的温度越低，或者说调节温差量变小，因此可节约电量。
本发明通过对空调的热能回收，在空调使用期（每年全国平均为3.5月，即105天左右）每天空调运行约10小时，回收的热能按空调散热量15%计，对用户来说每年可节省生活热水的全部加热费用（即省电或天然气），提高了冷凝效率，降低了空调运行成本。因此每年节省的费用相当可观，其次也达到了节能减排的效果，下面以某医院中央空调系统改造为例：医院建筑面积67000m2，床位1500张，餐厅2个，洗衣房1间，消毒供应室1间，空调的装机容量（制冷量）约5828.8Kw，在没有加装热能回收前，全医院的生活热水由1台半吨燃气锅炉、热水循环泵、蓄热水箱供给，锅炉每天耗260m3天然气，费用为260×2.3=598元，空调运行期费用598×105=62790元。加装热能回收装置后，全医院的生活热水由热能回收交换器、热水循环泵、蓄热水箱供给，加装热交换器5台（每台主机1台），每台20000元共计100000元，热水循环泵5台，每台3500元共计17500元，加装改造后费用总计117500元。空调运行期费用无，由此可见改造费用2年可全部收回，生活热水后期运行无费用每年可节约燃气27300m3，是一项利国利民的好项目，可为国家节约大量的能源。
社会效益：
本发明可在原空调（包括家用空调）运行系统中，新增加一套换热装置，提高了冷凝效率，降低了空调运行成本。同时由于热能的回收，使得在空调使用期为广大用户节约了大量的生活热水加热费用，为国家节约了大量的能源、减少碳排放量、减少了环境污染，在全国范围内有上述案例类似情况的宾馆、医院、住宅数千万家，每年节约能源巨大，此项目是绿色环保节能的好项目，如能推广十分符合国家可持续发展战略的方针。

Claims (8)

1.一种空调热能回收装置，至少包括：蒸发器（3）、压缩机（4）、第一热交换器（6）、冷却塔（10）、膨胀阀（11），由蒸发器（3）、压缩机（4）、第一热交换器（6）、冷却塔（10）、膨胀阀（11）构成中央空调单元，其特征是：在第一热交换器（6）和压缩机（4）之间有第二热交换器（5），第二热交换器（5）交换端连接蓄热水箱（9），蓄热水箱（9）内有蓄热水。
2.根据权利要求1所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的蓄热水箱（9）通过管道阀门组件与使用热水出口相通。
3.根据权利要求1所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的蓄热水箱（9）通过管道阀门组件与自来水相通，依据蓄热水箱（9）的水位高低确定是否开启自来水阀门，水位低于低水位设定限时，开启自来水阀门；水位高于高水位设定限时，关闭自来水阀门。
4.根据权利要求1所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的第二热交换器（5）和第一热交换器（6）封闭在一个壳体内。
5.根据权利要求1所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的第二热交换器（5）和第一热交换器(6)各自封闭在一个壳体内。
6.根据权利要求5所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的第二热交换器(5)的容积为第一热交换器(6)的1/4。
7.根据权利要求4所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的第二热交换器（5）和第一热交换器（6）固定在一个壳体容积内，第二热交换器（5）和第一热交换器（6）分开运行；第一热交换器（6）占壳体容积（12）的3/4，第二热交换器（5）占壳体容积（12）的1/4。
8.根据权利要求1所述的一种空调热能回收装置，其特征是：所述的第一热交换器（6）是风冷模块空调机组用的翅片式空气强对流热交换器。
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