專利名稱：一種中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飲用水的生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及通過中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水
的裝置。通過換熱器加熱飲用水達(dá)到沸點(diǎn)，特別適用于大型中央空調(diào)機(jī)組余熱回收。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的中央空調(diào)余熱回收裝置主要是為滿足賓館、酒店客房、餐廳、桑拿、泳池等 對熱水的需求而開發(fā)的余熱回收設(shè)備，供應(yīng)的熱水在5(TC左右，這些余熱回收設(shè)備較好地 解決了中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)洗浴熱水的場所。中國發(fā)明專利申請200510032362. X公開 了一種利用中央空調(diào)余熱加工熱水的方法，該方法包括如下步驟(l)在中央空調(diào)冷凝器 高溫區(qū)2處加裝一隔水器，隔水器包容高溫區(qū)50% 100%的冷凝管并形成獨(dú)立封閉的換 熱區(qū)間；(2)將隔水器輸出端管接熱水箱輸入端，熱水箱輸出端管接隔水器輸入端，使熱水 箱內(nèi)盛水由隔水器輸入端進(jìn)入冷凝器高溫區(qū)經(jīng)冷凝管散發(fā)之余熱加熱后，再由隔水器輸出 端返回?zé)崴湫纬裳h(huán)水加熱。該本法制取熱水，水溫5(TC以上，可滿足無地下熱水水源 城市三季熱水供應(yīng)。中國實用新型專利02282564. 9公開了一種中央空調(diào)余熱回收器，包括 閥門、管道、換熱器等部件組成，換熱器內(nèi)裝有空調(diào)余熱盤和加熱水盤管，加熱水盤管設(shè)置 于余熱盤管的內(nèi)部，兩端的進(jìn)出水管分別與生活熱水箱連接；空調(diào)余熱盤管的一端連接壓 縮機(jī)(或發(fā)生器)的出口，另一端連接冷凝器入口。在有中央空調(diào)的建筑內(nèi)安裝，可以加工 生活熱水、減少環(huán)境熱污染，增加經(jīng)濟(jì)效益。該裝置將蒸發(fā)器或發(fā)生器內(nèi)需要送冷凝器的熱 量，首先在回收器內(nèi)進(jìn)行熱利用，加熱生活用水，使進(jìn)入冷凝器的制冷劑溫度大大降低，即 使冷凝器負(fù)荷降低，制冷效果會明顯增加。冷凝器負(fù)荷降低可以大量節(jié)省由耗及水耗，從而 進(jìn)一步節(jié)省能源。該裝置由于用一般的換熱器利用空調(diào)預(yù)熱，加熱的熱水也不能沸騰，而引 用。同時，很多安裝中央空調(diào)機(jī)組的地方并不需要一般的熱水，如機(jī)場、車站、商場、會議中 心等，這些地方需要對來往的顧客通過飲用水(如免費(fèi)供應(yīng)開水)，如用上述中央空調(diào)機(jī)組 余熱回收方法或裝置，不能生產(chǎn)飲用水，達(dá)到了節(jié)能降耗、滿足顧客需要的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供在不改變現(xiàn)有中央空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)及 控制系統(tǒng)的條件下，高效利用空調(diào)余熱生產(chǎn)可直接飲用的飲用水的裝置。解決中央空調(diào)冷 水機(jī)組制冷時排出的熱量形成巨大的能源浪費(fèi)和嚴(yán)重的熱污染，而用電或鍋爐供應(yīng)開水需 要消耗大量燃料，造成能源的雙重浪費(fèi)和對環(huán)境的雙重污染的問題。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) —種中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，包括熱轉(zhuǎn)換器和保溫水箱；熱轉(zhuǎn)換器 安裝在中央空調(diào)的壓縮機(jī)與冷凝器之間，其中壓縮機(jī)的高壓端接蒸發(fā)器，壓縮機(jī)的低壓端 通過熱轉(zhuǎn)換器連接冷凝器，節(jié)流閥兩端分別與冷凝器和蒸發(fā)器連接；自來水管與熱轉(zhuǎn)換器 下端連接，出水管連接在熱轉(zhuǎn)換器上端，并與保溫水箱連接；所述熱轉(zhuǎn)換器包括不銹鋼外 殼、排氣管、導(dǎo)熱硅質(zhì)和第一保溫材料；不銹鋼外殼內(nèi)壁設(shè)有第一保溫材料，不銹鋼外殼中
3心為空心結(jié)構(gòu)，與壓縮機(jī)連接的排氣管位于空心結(jié)構(gòu)中部，排氣管外周涂有導(dǎo)熱硅質(zhì)，空心
結(jié)構(gòu)為下大上小的錐形結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的容量控制在4 6升的范圍，熱交換器空心結(jié)構(gòu)上
頂面的直徑和下底面的直徑比例為1 : 2 3;空心結(jié)構(gòu)上、下部密封。 為進(jìn)一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述的熱轉(zhuǎn)換器為食品級不銹鋼換熱器。 所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置還包括第二閥門和過濾器，保溫水箱
通過第二閥門與過濾器連接，過濾器與飲用水出水口連接。 所述的溫水箱內(nèi)壁與第二保溫材料相連。 所述的過濾器為不銹鋼絲網(wǎng)或者陶瓷過濾器。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果 本發(fā)明通過熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)設(shè)置錐形的空心結(jié)構(gòu)，并且將空心結(jié)構(gòu)的容量控制在4 6升的范圍，熱交換器空心結(jié)構(gòu)上頂面的直徑和下底面的直徑比例為1 : 2 3，使通過熱 交換器加熱的自來水達(dá)到沸騰，滿足飲用要求。本發(fā)明對于機(jī)場、車站、商場等地方的人流 量大，一般要求免費(fèi)向公眾提供開水(飲用水)，滿足公眾的需要，并且安裝了中央空調(diào)，應(yīng) 用本發(fā)明的裝置既可有效地促進(jìn)壓縮機(jī)排氣管的散熱，降低了壓縮機(jī)的排氣口溫度，降低 了壓縮機(jī)的排氣壓力，使壓縮機(jī)工作在正常工作狀態(tài)(排氣溫度、壓力保持最佳工況)，達(dá)
到中央空調(diào)壓縮機(jī)節(jié)能降耗的效果(冷凝溫度降低rc，空調(diào)電耗降低4x);又可低成本
滿足公眾飲水要求。本發(fā)明裝置是一種節(jié)能而又實用的加熱裝置。


圖1為中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置的示意圖。
圖2為帶有圖1裝置的中央空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為帶有控制裝置的中央空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并 不局限于具體實施方式
表述的范圍。 如圖1所示，一種中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，包括熱轉(zhuǎn)換器8、保溫水 箱12、第二閥門13和過濾器14 ;熱轉(zhuǎn)換器8安裝在中央空調(diào)的壓縮機(jī)與冷凝器之間，其中 壓縮機(jī)1的高壓端接蒸發(fā)器4，壓縮機(jī)1的低壓端通過熱轉(zhuǎn)換器8連接冷凝器2，節(jié)流閥5兩 端分別與冷凝器2和蒸發(fā)器4連接；自來水管10通過第一閥門9與熱轉(zhuǎn)換器8下端連接， 出水管連接在熱轉(zhuǎn)換器8上端，并與保溫水箱12連接，保溫水箱12通過第二閥門13與過 濾器14連接，過濾器14與飲用水出水口 15連接。溫水箱12內(nèi)壁優(yōu)先選用與第二保溫材 料23相連。中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置還包括電加熱器11，電加熱器11設(shè)置在 連接熱轉(zhuǎn)換器8與保溫水箱12的管道上，通過對來自熱轉(zhuǎn)換器8的水進(jìn)一步進(jìn)行電加熱， 確保進(jìn)入保溫水箱12沸騰，適于飲用。過濾器14選用不銹鋼絲網(wǎng)或者陶瓷過濾器，在不銹 鋼飲用水保溫箱的出口位置安裝過濾器14，目的是滿足飲用水的水質(zhì)要求。
熱轉(zhuǎn)換器8包括不銹鋼外殼18、排氣管、導(dǎo)熱硅質(zhì)19和第一保溫材料20 ;不銹鋼 外殼18內(nèi)壁設(shè)有第一保溫材料20，不銹鋼外殼18中心為空心結(jié)構(gòu)，與壓縮機(jī)1連接的排 氣管位于空心結(jié)構(gòu)中部，排氣管外周涂有導(dǎo)熱硅質(zhì)19，空心結(jié)構(gòu)為下大上小的錐形結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的容量控制在4 6升的范圍，熱交換器空心結(jié)構(gòu)上頂面的直徑和下底面的直徑比 例為l : 2 3;空心結(jié)構(gòu)上下部密封，下部通過排氣管與壓縮機(jī)1連接，來自蒸發(fā)器制冷 劑21經(jīng)壓縮機(jī)1泵入排氣管，在熱轉(zhuǎn)換器8內(nèi)與空腔內(nèi)的自來水進(jìn)行熱交換，成為進(jìn)入冷 凝器的制冷劑22，流入冷凝器2。因為溫度與水流量成反比關(guān)系，所以熱交換器上面的直徑 和下面的直徑比例為l : 2-3，以便滿足熱量的要求。為降低接觸熱阻，在不銹鋼換熱器內(nèi) 殼與壓縮機(jī)排氣管外表面涂上良好的導(dǎo)熱材料(如導(dǎo)熱硅質(zhì)19)。自來水在該換熱器中持 續(xù)不斷的流動，被來自壓縮機(jī)排氣管外表面的熱量加熱。第一保溫材料和第二保溫材料可 選用聚氯乙烯保溫材料，熱轉(zhuǎn)換器8選用食品級不銹鋼換熱器。為保持熱轉(zhuǎn)換器8及管路 的衛(wèi)生，需要定期(如2 3天)進(jìn)行沖洗，故不銹鋼換熱器內(nèi)表面盡量光潔。
熱交換器空心結(jié)構(gòu)上頂面的直徑和下底面的直徑比例為l : 2 3，其原因是根據(jù) 如下公式 Q吸CXMXAt
= CX p XLXSXvX A t
= CX p XLX Ji Xr2XvX A t
上式中符號的意義如下
At——水的進(jìn)出口溫差，°C ;
C——水的比熱，kj/kg °C ;
p——水的密度，kg/m3 ;
L——熱交換器的長度，m ; S——熱交換器中空心結(jié)構(gòu)任一橫截面的截面積，m2 ;
r—熱交換器中空心結(jié)構(gòu)任一橫截面的半徑，m ;
v——水的流速，m/s。 當(dāng)半徑r = 1單位長度變?yōu)?/2單位長度時，如果Q"亙定，則理論上水溫可升高 4倍，實際上由于水的流動狀態(tài)及熱阻的關(guān)系。換熱器中水的溫升足以達(dá)到沸點(diǎn)。
如圖2、3所示，帶有圖l所示的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置中央空調(diào)還 包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、旁通閥3、蒸發(fā)器4、節(jié)流閥5、冷凍泵6、空調(diào)末端裝置7、熱轉(zhuǎn)換器 8、冷卻塔16和冷卻泵17。其中，空調(diào)末端裝置7和旁通閥3相并聯(lián)，兩并聯(lián)端中的一端直 接接入蒸發(fā)器4，另一端通過冷凍泵6接入蒸發(fā)器4，構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。冷卻塔16的一 端直接連接冷凝器2，另一端通過冷卻泵17連接冷凝器2，構(gòu)成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。蒸發(fā)器4 的制冷劑流通管的進(jìn)出口上分別設(shè)有第一溫度傳感器K1和第二溫度傳感器K2，冷凝器2的 制冷劑流經(jīng)管的進(jìn)出口分別設(shè)有第三溫度傳感器K3和第四溫度傳感器K4 ;保溫水箱12和 電加熱器11之間的管道上設(shè)有第五溫度傳感器K5 ;旁通閥3兩端分別設(shè)有第一壓力傳感 器Ll和第二壓力傳感器L2 ;第一溫度傳感器Kl、第二溫度傳感器K2、第三溫度傳感器K3、 第四溫度傳感器K4、第五溫度傳感器K5、第一壓力傳感器Ll和第二壓力傳感器L2分別與 可編程控制器PLC連接，可編程控制器PLC分別與電源Power和可觸摸屏0連接；可編程控 制器PLC還分別通過第一變頻器Sl、第二變頻器S2和第三變頻器S3分別與冷凍泵6、冷卻 泵17和冷卻塔16。第一溫度傳感器K1、第二溫度傳感器K2、第三溫度傳感器K3、第四溫度 傳感器K4和第五溫度傳感器K5采集溫度信息送往可編程控制器PLC進(jìn)行分析處理運(yùn)算， 第一壓力傳感器Ll和第二壓力傳感器L2采集壓力信息，送往可編程控制器PLC進(jìn)行分析處理運(yùn)算，可編程控制器PLC輸出的變頻控制指令分別經(jīng)第一變頻器Sl、第二變頻器S2來
調(diào)控冷凍泵6和冷卻泵17的運(yùn)行頻率，可編程控制器PLC輸出的變頻控制指令經(jīng)第三變頻
器S3控制冷卻塔16風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使冷卻塔16處于最佳工況，達(dá)到節(jié)能之目的。 本發(fā)明的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置既可安在現(xiàn)有中央空調(diào)中，也可安
在待裝的中央空調(diào)中，對已經(jīng)安裝使用的現(xiàn)有中央空調(diào)，在不改變原有中央空調(diào)硬件和控
制系統(tǒng)參數(shù)的條件下，加裝一套中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置及控制系統(tǒng)即可。對
于計劃新安裝的中央空調(diào)，可以在安裝中央空調(diào)機(jī)組的同時安裝中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲
用水的裝置及控制系統(tǒng)。 對于機(jī)場、車站、商場等地方的人流量大，在條件許可的情況下，免費(fèi)向公眾提供 開水(飲用水)，以便滿足公眾的需要。現(xiàn)在的機(jī)場、車站、商場等地方均安裝使用了中央 空調(diào)，這些地方的中央空調(diào)機(jī)組制冷量一般在300 1000冷噸，甚至更大的制冷量(1冷噸 =3. 517Kw)，其排放的廢熱等于制冷量與壓縮機(jī)發(fā)熱量之和，該廢熱如果排放到空間，會對 周圍環(huán)境造成熱污染，導(dǎo)致周圍環(huán)境溫度升高，引起冷凝器的散熱效果下降，使冷凝溫度升 高，則引起壓縮機(jī)的排氣溫度及壓力升高，使空調(diào)系統(tǒng)的制冷量減少，同時能耗增加。中央 空調(diào)壓縮機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時排氣管表面的溫度(即排氣管溫度，排氣管溫度通常比氣缸排氣 溫度低10 4(TC，正常狀態(tài)下氣缸排氣溫度在15(TC以內(nèi)，)為110°C 120°C。如果壓縮 機(jī)排氣管溫度不超過12(TC，即為正常工作狀態(tài)，壓縮機(jī)排氣管溫度超過12(TC，系統(tǒng)會報 警、停機(jī)，此時需要維修。而在壓縮機(jī)排氣管與冷凝器之間的排氣管上加裝余熱回收換熱器 后，可有效地促進(jìn)壓縮機(jī)排氣管的散熱，降低了壓縮機(jī)的排氣口溫度，同時降低了壓縮機(jī)的 排氣壓力，使壓縮機(jī)工作在正常工作狀態(tài)(排氣溫度、壓力保持最佳工況)，達(dá)到中央空調(diào)
壓縮機(jī)節(jié)能降耗的效果(冷凝溫度降低rc，空調(diào)電耗降低4^ )。
權(quán)利要求
一種中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，包括熱轉(zhuǎn)換器和保溫水箱；熱轉(zhuǎn)換器安裝在中央空調(diào)的壓縮機(jī)與冷凝器之間，其中壓縮機(jī)的高壓端接蒸發(fā)器，壓縮機(jī)的低壓端通過熱轉(zhuǎn)換器連接冷凝器，節(jié)流閥兩端分別與冷凝器和蒸發(fā)器連接；自來水管與熱轉(zhuǎn)換器下端連接，出水管連接在熱轉(zhuǎn)換器上端，并與保溫水箱連接；其特征在于，所述熱轉(zhuǎn)換器包括不銹鋼外殼、排氣管、導(dǎo)熱硅質(zhì)和第一保溫材料；不銹鋼外殼內(nèi)壁設(shè)有第一保溫材料，不銹鋼外殼中心為空心結(jié)構(gòu)，與壓縮機(jī)連接的排氣管位于空心結(jié)構(gòu)中部，排氣管外周涂有導(dǎo)熱硅質(zhì)，空心結(jié)構(gòu)為下大上小的錐形結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的容量控制在4～6升的范圍，熱交換器空心結(jié)構(gòu)上頂面的直徑和下底面的直徑比例為1∶2～3；空心結(jié)構(gòu)上、下部密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，其特征在于所述的熱轉(zhuǎn)換器為食品級不銹鋼換熱器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，其特征在于所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置還包括第二閥門和過濾器，保溫水箱通過第二閥門與過濾器連接，過濾器與飲用水出水口連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，其特征在于所述的溫水箱內(nèi)壁與第二保溫材料相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，其特征在于所述的過濾器為不銹鋼絲網(wǎng)或者陶瓷過濾器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調(diào)余熱回收生產(chǎn)飲用水的裝置，包括熱轉(zhuǎn)換器和保溫水箱；熱轉(zhuǎn)換器安裝在中央空調(diào)的壓縮機(jī)與冷凝器之間，熱轉(zhuǎn)換器的不銹鋼外殼內(nèi)壁設(shè)有第一保溫材料，不銹鋼外殼中心為空心結(jié)構(gòu)，與壓縮機(jī)連接的排氣管位于空心結(jié)構(gòu)中部，空心結(jié)構(gòu)為下大上小的錐形結(jié)構(gòu)，空心結(jié)構(gòu)的容量控制在4～6升的范圍，熱交換器空心結(jié)構(gòu)上頂面的直徑和下底面的直徑比例為1∶2～3；空心結(jié)構(gòu)上、下部密封。本發(fā)明通過熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)設(shè)置錐形的空心結(jié)構(gòu)設(shè)計，使通過熱交換器加熱的自來水達(dá)到沸騰，滿足飲用要求，非常適合對于機(jī)場、車站、商場等地方的人流量大，要求免費(fèi)向公眾提供開水(飲用水)，滿足公眾的需要，并且安裝了中央空調(diào)的場合使用。
文檔編號F24F12/00GK101737915SQ200910214118
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者封小梅, 簡棄非 申請人:華南理工大學(xué)