一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)通過在系統(tǒng)中多加一路與廠務(wù)流體進(jìn)行熱交換的換熱器，當(dāng)被控物體負(fù)載小于壓縮機(jī)制冷量時，將剩余部分用于廠務(wù)流體冷卻（回饋廠務(wù)流體），使之既控制了被控物體溫度，又降低了總體能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換領(lǐng)域，尤其涉及一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]循環(huán)液體或氣體溫度控制中常利用已有的冷卻水，一般是工廠設(shè)備用廠務(wù)水或冷卻水塔制作的冷卻水(二次冷卻水)，以下稱冷卻水，這種冷卻水溫度大多是固定的(例如攝氏20度)，而需要被控制的物體(設(shè)備)往往需要另外一種溫度或一個需要在一個可變的溫度范圍，例如攝氏20度至80度中的某個溫度。對于使用廠務(wù)水做熱量移除的壓縮機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)被控物體的熱負(fù)載小于壓縮機(jī)系統(tǒng)的制冷量時，系統(tǒng)通常采用熱媒旁通或輔助加熱絲消除其多余的制冷量。但是這種方法會提高總體能耗，不利于節(jié)能環(huán)保。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)，當(dāng)被控物體熱負(fù)載小于壓縮機(jī)制冷量時，將剩余部分用于廠務(wù)流體冷卻，以達(dá)到控溫、節(jié)能的目的。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其包括循環(huán)流體通路、冷卻流體回路和廠務(wù)流體通路，
[0005]所述循環(huán)流體通路包括第一換熱器、循環(huán)流體入口和循環(huán)流體出口，循環(huán)流體與冷卻流體在所述第一換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第一換熱器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，
[0006]所述冷卻流體回路包括壓縮機(jī)、第二換熱器、第三換熱器、第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥，冷卻流體與廠務(wù)流體在所述第二換熱器、第三換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第二換熱器包括第三輸入端口、與第·三輸入端口連通的第三輸出端口、第四輸入端口和與第四輸入端口連通的第四輸出端口，所述第三換熱器包括第五輸入端口、與第五輸入端口連通的第五輸出端口、第六輸入端口和與第六輸入端口連通的第六輸出端口，所述壓縮機(jī)的輸入端口與所述第一換熱器的第二輸出端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸出端口與所述第二換熱器的第一輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥的輸出端口與所述第一換熱器的第二輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸出端口與所述第三換熱器的第五輸入端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口相連通，
[0007]所述廠務(wù)流體從所述第二換熱器的第四輸入端口流入，從所述第二換熱器的第四輸出端口流出或/和所述廠務(wù)流體從所述第三換熱器的第六輸入端口流入，從所述第三換熱器的第六輸出端口流出。
[0008]進(jìn)一步的，所述循環(huán)流體通路還包括用于檢測所述循環(huán)流體溫度的第一溫度傳感器，所述廠務(wù)流體通路還包括用于檢測所述廠務(wù)流體溫度的第二溫度傳感器，基于所述第一溫度傳感器檢測到的循環(huán)流體溫度和第二溫度傳感器檢測到的廠務(wù)流體溫度來控制第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥的開關(guān)比例。[0009]進(jìn)一步的，所述第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥的開關(guān)比例是可控的。
[0010]進(jìn)一步的，所述冷卻流體回路有二條回路，第一條回路是:所述壓縮機(jī)、所述第二換熱器、所述第一電子膨脹閥和所述第一換熱器形成的回路，
[0011]第二條回路是:所述壓縮機(jī)、所述第二換熱器、所述第二電子膨脹閥和所述第三換熱器形成的回路。
[0012]進(jìn)一步的，所述廠務(wù)流體通路有二條通路，第一條通路是:所述廠務(wù)流體入口、所述第二換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路，
[0013]第二條通路是:所述廠務(wù)流體入口、所述第三換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路。
[0014]進(jìn)一步的，所述循環(huán)流體通路還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動力的循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的輸入端口與所述第一換熱器的第一輸出端口連通，所述循環(huán)泵的輸出端口與所述循環(huán)流體出口連通。
[0015]進(jìn)一步的，所述冷卻流體回路還包括設(shè)置于所述第二換熱器的第三輸出端口的干燥機(jī)，以減少冷卻流體水份。
[0016]進(jìn)一步的，所述冷卻流體回路還包括設(shè)置于所述干燥機(jī)出口端的觀察孔。
[0017]更進(jìn)一步的，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為氟利昂制冷劑，所述廠務(wù)流體為冷卻水。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在系統(tǒng)中多加一路與廠務(wù)流體進(jìn)行熱交換的換熱器，當(dāng)被控物體負(fù)載小于壓縮機(jī)制冷量時，將剩余部分用于廠務(wù)流體冷卻(回饋廠務(wù)流體)，使之既控制了被控物體溫度，又降低了總體能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。`【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明中的能量回饋型熱交換系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中:100為能量回饋型熱交換系統(tǒng)，110為循環(huán)流體通路，111為循環(huán)流體出口，112為循環(huán)流體入口，113為第一換熱器，114為循環(huán)泵，115為第一溫度傳感器，120為冷卻流體回路，121為壓縮機(jī),122為第三換熱器,123為第二換熱器,124為干燥機(jī),125為觀察孔，126為第一電子膨脹閥，127為第二電子膨脹閥，130為廠務(wù)流體通路，131為廠務(wù)流體入口，132為廠務(wù)流體出口，133為第二溫度傳感器，140為被控物體。
【【具體實施方式】】
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指與所述實施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨(dú)或選擇實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0023]圖1為本發(fā)明中的能量回饋型熱交換系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述能量回饋型熱交換系統(tǒng)100包括循環(huán)流體通路110、冷卻流體回路120和廠務(wù)流體通路130。
[0024]所述循環(huán)流體通路110包括第一換熱器113、循環(huán)流體入口 112和循環(huán)流體出口111。循環(huán)流體與冷卻流體在所述第一換熱器113處進(jìn)行熱交換。
[0025]所述第一換熱器113包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口。
[0026]所述循環(huán)流體從被控物體140流出后，經(jīng)循環(huán)流體入口 112由所述第一換熱器113的第一輸入端口流入第一換熱器113,流體從第一換熱器113的第一輸出端口流出，并通過所述循環(huán)流體出口 111流出，最終流向被控物體140。
[0027]所述廠務(wù)流體入口 131與所述第二換熱器123的第四輸入端口相連通，所述廠務(wù)流體出口 132與所述第二換熱器123的第四輸出端口相連通；所述廠務(wù)流體入口 131與所述第三換熱器122的第六輸入端口相連通，所述廠務(wù)流體出口 132與所述第三換熱器122的第六輸出端口相連通。
[0028]可以看出，所述廠務(wù)流體通路130有二條通路，第一條通路是:所述廠務(wù)流體入口131、第二換熱器123和所述廠務(wù)流體出口 132形成的通路，具體的，所述廠務(wù)流體從所述廠務(wù)流體入口 131流入，流經(jīng)所述第二換熱器123，在所述第二換熱器123處進(jìn)行熱交換，隨后經(jīng)所述廠務(wù)流體出口 132流出。
[0029]第二條通路是:所述廠務(wù)流體入口 131、第三換熱器122和所述廠務(wù)流體出口 132形成的通路，具體的，所述廠務(wù)流體從所述廠務(wù)流體入口 131流入，流經(jīng)所述第三換熱器122，在所述第三換熱器122處進(jìn)行熱交換，隨后經(jīng)所述廠務(wù)流體出口 132流出。
[0030]所述冷卻流體回路120包括壓縮機(jī)121、第二換熱器123、第三換熱器122、第一電子膨脹閥126和第二電子膨脹閥127。冷卻流體與廠務(wù)流體在所述第二換熱器123、第三換熱器122處進(jìn)行熱交換。
[0031]所述第二換熱器123包括第三輸入端口、與第三輸入端口連通的第三輸出端口、第四輸入端口和與第四輸入端口連通的第四輸出端口，所述第三換熱器122包括第五輸入端口、與第五輸入端口連通的第五輸出端口、第六輸入端口和與第六輸入端口連通的第六輸出端口，所述壓縮機(jī)121的輸入端口與所述第一換熱器113的第二輸出端口相連通，所述壓縮機(jī)121的輸出端口與所述第二換熱器123的第一輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥126的輸出端口與所述第一換熱器113的第二輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥126的輸入端口與所述第二換熱器123的第三輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥127的輸出端口與所述第三換熱器122的第五輸入端口相連通，所述第二電子膨脹閥127的輸入端口與所述第二換熱器123的第三輸出端口相連通。
[0032]所述冷卻流體一部分經(jīng)由壓縮機(jī)121的輸出端流出經(jīng)第二換熱器123的第三輸入端口流入第二換熱器123，冷卻流體從第二換熱器123的第三輸出口端流出，經(jīng)第一電子膨脹閥126流向第一換熱器113的第二輸入端口，然后冷卻流體從第一換熱器113的第二輸出端口流出，由壓縮機(jī)121的輸入端回到壓縮機(jī)121中；另一部分經(jīng)由壓縮機(jī)121的輸出端流出經(jīng)第二換熱器123的第三輸入端口流入第二換熱器123，冷卻流體從第二換熱器123的第三輸出口端流出，經(jīng)第二電子膨脹閥127流向第三換熱器122的第五輸入端口，然后冷卻流體從第三換熱器122的第五輸出端口流出，由壓縮機(jī)121的輸入端回到壓縮機(jī)121中。
[0033]其中第一電子膨脹閥126和第二電子膨脹閥127的開關(guān)比例是可調(diào)的，比如100%開啟至0%開啟，每5% —個調(diào)整等級，那么則有0%，5%，10%,----95%，100%這么多的開關(guān)
比例等級，這樣相對于整體控制系統(tǒng)流量口徑來講，可以非常精確的調(diào)整流量，從而可以精確的控制熱交換的功率，進(jìn)而精確的控制循環(huán)流體的溫度。每個電子膨脹閥帶有控制開關(guān)比例的步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，通過控制所述步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)來控制所述電子膨脹閥的開關(guān)比例。高溫時，如循環(huán)流體80攝氏度，需降至20攝氏度，則讓第一電子膨脹閥126開啟調(diào)大，第二電子膨脹閥127開啟調(diào)小或關(guān)閉，增加冷卻流體與循環(huán)流體的熱交換量，減小冷卻流體與廠務(wù)流體的熱交換量，以達(dá)到高幅度降低循環(huán)流體溫度的目的；低溫時，如循環(huán)流體25攝氏度，需降至20攝氏度，則讓第一電子膨脹閥126開啟調(diào)小，第二電子膨脹閥127開啟調(diào)大，減小冷卻流體與循環(huán)流體的熱交換量，增加冷卻流體與廠務(wù)流體的熱交換量，以達(dá)到低幅度降低循環(huán)流體溫度的目的。
[0034]可以看出，所述冷卻流體回路120有二條回路，第一條回路是:所述壓縮機(jī)121、所述第二換熱器123、所述第一電子膨脹閥126和所述第一換熱器113形成的回路，具體的，所述冷卻流體從所述壓縮機(jī)121流出，流經(jīng)所述第二換熱器123、第一電子膨脹閥126和所述第一換熱器113，在所述第二換熱器123和第一換熱器113處進(jìn)行熱交換，隨后回到所述壓縮機(jī)121。
[0035]第二條回路是:所述壓縮機(jī)121、所述第二換熱器123、所述第二電子膨脹閥127和所述第三換熱器122形成的回路，具體的，所述冷卻流體從所述壓縮機(jī)121流出，流經(jīng)所述第二換熱器123、第二電子膨脹閥127和所述第三換熱器122，在所述第二換熱器123和所述第三換熱器122處進(jìn)行熱交換，隨后回到所述壓縮機(jī)121。
[0036]在本實施例中，所述循環(huán)流體通路110還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動力的循環(huán)泵114，所述循環(huán)泵114的輸入端口與所述第一換熱器113的第一輸出端口連通，所述循環(huán)泵114的輸出端口與所述循環(huán)流體出口 111連通。在所述循環(huán)流體通路110上還包括第一溫度傳感器115，其用于檢測所述循環(huán)流體的溫度。所述第一溫度傳感器115的輸入端口與所述循環(huán)泵114的輸出端 口連通，所述第一溫度傳感器115的輸出端口與所述循環(huán)流體出口 111相連通。所述循環(huán)流體從所述第一換熱器113的第一輸出端口流出，經(jīng)循環(huán)泵114和第一溫度傳感器115，到達(dá)循環(huán)流體出口 111。
[0037]所述廠務(wù)流體通路130還包括第二溫度傳感器133，其用于檢測所述廠務(wù)流體的溫度。所述第二溫度傳感器133的輸入端口與所述廠務(wù)流體的入口 131連通，所述第二溫度傳感器133的輸出端口與所述廠務(wù)流體的出口 132相連通。所述廠務(wù)流體從所述廠務(wù)流體入口 131流入，經(jīng)所述溫度傳感器133和第二換熱器123，到達(dá)廠務(wù)流體出口 132。
[0038]基于所述第一溫度傳感器115檢測到的循環(huán)流體溫度和第二溫度傳感器133檢測到的廠務(wù)流體溫度來控制第一電子膨脹閥126和第二電子膨脹閥127的開關(guān)比例，從而實現(xiàn)對能量回饋型熱交換系統(tǒng)100中對冷卻流體的控制，進(jìn)而實現(xiàn)被控對象的精確溫度控制。
[0039]在本實施例中，所述冷卻流體回路120還包括設(shè)置于所述第二換熱器123的第三輸出端口的干燥機(jī)124，以減少冷卻流體水份，以及設(shè)置于所述干燥機(jī)124出口端的觀察孔125，以觀察冷卻流體的情況。
[0040]在本實施例中，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為氟利昂制冷劑，所述廠務(wù)流體為冷卻水。[0041]綜上所述，本發(fā)明的能量回饋型熱交換系統(tǒng)100在所述第二換熱器123的第三輸出端口和所述第一換熱器113的第二輸入端口之間設(shè)置第一電子膨脹閥126 ;在所述第二換熱器123的第三輸出端口和所述第三換熱器122的第五輸入端口之間設(shè)置第二電子膨脹閥127。所述能量回饋型熱交換系統(tǒng)100還包括設(shè)置于所述循環(huán)流體通路110上的用于檢測所述循環(huán)流體溫度的第一溫度傳感器115和設(shè)置于所述廠務(wù)流體通路130上的用于檢測所述廠務(wù)流體溫度的第二溫度傳感器133，基于所述第一溫度傳感器115檢測到的循環(huán)流體溫度和所述第二溫度傳感器133檢測到的廠務(wù)流體溫度來控制各個電子膨脹閥的開關(guān)比例，調(diào)節(jié)一部分冷卻流體與循環(huán)流體和廠務(wù)流體的熱交換量。利用I個或2個以上的電子膨脹閥比例調(diào)節(jié)達(dá)到寬溫度域控制目的，從而有效地做到循環(huán)液體在一個較寬的溫度范圍的精確控溫。
[0042]其具體工作原理為:所述冷卻流體從壓縮機(jī)121流出，經(jīng)第二換熱器123后，一部分經(jīng)第一電子膨脹閥126和第一換熱器113，所述冷卻流體在第一換熱器113處與循環(huán)流體進(jìn)行熱交換后回到壓縮機(jī)121 ;另一部分經(jīng)第二電子膨脹閥127和第三換熱器122，所述冷卻流體在第二換熱器123和第三換熱器122處與廠務(wù)流體進(jìn)行熱交換后回到壓縮機(jī)121。
[0043]應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其包括循環(huán)流體通路、冷卻流體回路和廠務(wù)流體通路， 所述循環(huán)流體通路包括第一換熱器、循環(huán)流體入口和循環(huán)流體出口，循環(huán)流體與冷卻流體在所述第一換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第一換熱器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，其特征在于， 所述冷卻流體回路包括壓縮機(jī)、第二換熱器、第三換熱器、第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥，冷卻流體與廠務(wù)流體在所述第二換熱器、第三換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第二換熱器包括第三輸入端口、與第三輸入端口連通的第三輸出端口、第四輸入端口和與第四輸入端口連通的第四輸出端口，所述第三換熱器包括第五輸入端口、與第五輸入端口連通的第五輸出端口、第六輸入端口和與第六輸入端口連通的第六輸出端口，所述壓縮機(jī)的輸入端口與所述第一換熱器的第二輸出端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸出端口與所述第二換熱器的第一輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥的輸出端口與所述第一換熱器的第二輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸出端口與所述第三換熱器的第五輸入端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口相連通， 所述廠務(wù)流體從所述第二換熱器的第四輸入端口流入，從所述第二換熱器的第四輸出端口流出或/和所述廠務(wù)流體從所述第三換熱器的第六輸入端口流入，從所述第三換熱器的第六輸出端口流出。
2.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)流體通路還包括用于檢測所述循環(huán)流體溫度的第一溫度傳感器，所述廠務(wù)流體通路還包括用于檢測所述廠務(wù)流體溫度的第二溫度傳感器，基于所述第一溫度傳感器檢測到的循環(huán)流體溫度和第二溫度傳感器檢測到的廠務(wù)流體溫度來控制第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥的開關(guān)比例。
3.如權(quán)利要求2所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥的開關(guān)比例是可控的。`
4.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻流體回路有二條回路，第一條回路是:所述壓縮機(jī)、所述第二換熱器、所述第一電子膨脹閥和所述第一換熱器形成的回路， 第二條回路是:所述壓縮機(jī)、所述第二換熱器、所述第二電子膨脹閥和所述第三換熱器形成的回路。
5.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述廠務(wù)流體通路有二條通路，第一條通路是:所述廠務(wù)流體入口、所述第二換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路， 第二條通路是:所述廠務(wù)流體入口、所述第三換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路。
6.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)流體通路還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動力的循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的輸入端口與所述第一換熱器的第一輸出端口連通，所述循環(huán)泵的輸出端口與所述循環(huán)流體出口連通。
7.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻流體回路還包括設(shè)置于所述第二換熱器的第三輸出端口的干燥機(jī)，以減少冷卻流體水份。
8.如權(quán)利要求7所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻流體回路還包括設(shè)置于所述干燥機(jī)出口端的觀察孔。
9.如權(quán)利要求1所述的能量回饋型熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體·為氟利昂制冷劑，所述廠務(wù)流體為冷卻水。
【文檔編號】F25B49/02GK103574954SQ201310561827
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】張翔 申請人:無錫溥匯機(jī)械科技有限公司