一種部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是提供一種部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)，由帶輔助換熱器(位于壓縮機(jī)排氣過(guò)熱段的水-冷媒換熱器)和空調(diào)使用側(cè)水泵的風(fēng)冷或水冷冷熱水機(jī)組、水側(cè)三通電磁閥、多組末端(如風(fēng)機(jī)盤(pán)管/地暖)及區(qū)域控制器、熱水循環(huán)泵、帶內(nèi)置盤(pán)管的生活熱水水箱及相應(yīng)的水管、控制線(xiàn)路所組成。此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季制熱、不運(yùn)行空調(diào)狀況下全年制生活熱水、夏季制冷的同時(shí)通過(guò)部分熱回收模式制生活熱水、冬季制熱的同時(shí)將壓縮機(jī)過(guò)熱段的熱量分配給生活熱水加熱這五種模式，可保證生活熱水和空調(diào)的持續(xù)供應(yīng)、提供更高的水溫/效率且不受冷熱需求量須平衡的限制(相比全熱回收)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本專(zhuān)利屬于空調(diào)和空氣源熱栗的結(jié)合，為用戶(hù)提供空調(diào)冷熱水供應(yīng)和生活熱水供 應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)和房地產(chǎn)的發(fā)展，長(zhǎng)江流域的住宅用戶(hù)對(duì)地暖和生活熱水的需求越來(lái)越 大，新建精裝修項(xiàng)目都會(huì)考慮采用地板采暖或暖氣片采暖。但由于各地市政燃?xì)夤?yīng)量的 限制，無(wú)法做到冬季每戶(hù)家庭都采用燃?xì)鉅t采暖，部分家庭也不能夠承受燃?xì)獠膳倪\(yùn)行 費(fèi)用，再加上某些區(qū)域尚未完成燃?xì)夤芫W(wǎng)的敷設(shè)，所以部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱 水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)采用空氣源熱栗或地源熱栗在提供空調(diào)的同時(shí)兼顧采暖和生活熱水，擺脫 了采暖和生活熱水系統(tǒng)對(duì)燃?xì)獾囊蕾?lài)，減少了大氣排放、通過(guò)熱栗運(yùn)行和部分熱回收的高 效率減少了用戶(hù)的運(yùn)行費(fèi)用，是一個(gè)具有廣闊前景的應(yīng)用。
[0003] 市場(chǎng)上已出現(xiàn)的全熱回收三聯(lián)供系統(tǒng)不能提供高溫?zé)崴ǔ鏊疁囟纫话悴怀^(guò) 55度）、冷熱聯(lián)供時(shí)因兩側(cè)的負(fù)荷需求不一致而導(dǎo)致輸出受限制/效率并不高、系統(tǒng)復(fù)雜度 高而使得設(shè)備昂貴/維持可靠性較為困難，特別是風(fēng)冷全熱回收系統(tǒng)受外界極端工況的影 響，很難保證全年都能持續(xù)有效地運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是提供一種部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)，由帶輔助 換熱器（位于壓縮機(jī)排氣過(guò)熱段的水-冷媒換熱器）/空調(diào)使用側(cè)水栗的風(fēng)冷或水冷冷熱 水機(jī)組（1)、水側(cè)三通電磁閥（2)、熱水循環(huán)栗（3)、帶內(nèi)置盤(pán)管換熱器的生活熱水水箱（4)、 多組風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端（5)、多組地暖/暖氣片等輻射末端(6)、與每組末端相對(duì)應(yīng)的區(qū)域控制 器（7)、多組生活熱水龍頭/花灑（8)、生活水補(bǔ)水口（9)、地暖/暖氣片對(duì)應(yīng)分集水器（10) 及相應(yīng)的水管和控制/通訊線(xiàn)路所組成。
[0005] 其主要運(yùn)行特征如下：
[0006] 1.冷熱水機(jī)組（1)提供空調(diào)冷熱水至風(fēng)盤(pán)式室內(nèi)末端（5)(冬季亦可切換至地暖 或暖氣片等輻射型末端裝置（6))，即向室內(nèi)提供冷量或熱量；
[0007] 2.當(dāng)室內(nèi)無(wú)空調(diào)需求或房間溫度已經(jīng)達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，冷熱水機(jī)組⑴可切換為 生活熱水加熱模式，通過(guò)外部三通電磁閥（2)動(dòng)作，將產(chǎn)生的熱水通往生活熱水水箱（4)進(jìn) 行生活熱水的加熱；
[0008] 3.冷熱水機(jī)組（1)在進(jìn)行空調(diào)冷熱模式或生活熱水加熱模式運(yùn)行時(shí)其自帶的輔 助換熱器均可額外向生活熱水水箱（4)提供溫度更高的熱水，用于將生活用水至更高的水 溫；
[0009] 4.因?yàn)檫\(yùn)行工況和負(fù)荷變動(dòng)大于普通的空調(diào)機(jī)組，冷熱水機(jī)組（1) 一般采用變頻 壓縮機(jī)，以便于調(diào)節(jié)輸出比例、適應(yīng)不同的工況要求。
[0010] 5.冷熱水機(jī)組（1)在化霜時(shí)為不影響生活熱水箱內(nèi)的水溫，集成控制主板發(fā)出指 令：停止熱水循環(huán)栗的運(yùn)行；強(qiáng)制區(qū)域控制器（7)打開(kāi)所有末端（5和6)的電磁閥或熱電 閥，動(dòng)員盡可能多的水流動(dòng)起來(lái)，從室內(nèi)空氣或裝飾面層中吸熱，以盡快完成化霜；風(fēng)機(jī)盤(pán) 管的風(fēng)機(jī)停止，以防止吹冷風(fēng)影響舒適感。
[0011] 通過(guò)這一系統(tǒng)運(yùn)行方式，可實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季制熱、不運(yùn)行空調(diào)狀況下全年制生 活熱水（此時(shí)冷凝器和輔助換熱器可同時(shí)工作，為生活熱水加熱）、夏季制冷的同時(shí)通過(guò)部 分熱回收模式制生活熱水（實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效率綜合運(yùn)行）、冬季制熱的同時(shí)將壓縮機(jī)過(guò)熱段 的熱量分配給生活熱水加熱（維持或提高生活熱水的水溫）這五利模式，可保證生活熱水 持續(xù)供應(yīng)、提供更高的生活熱水水溫并且不受系統(tǒng)冷熱量須平衡的限制（相比全熱回收而 言）、也不影響空調(diào)的持續(xù)正常使用。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是系統(tǒng)原理圖，其中：
[0013] 1風(fēng)冷或水冷冷熱水機(jī)組一帶輔助換熱器（位于壓縮機(jī)排氣過(guò)熱段的水-冷媒換 熱器）/空調(diào)使用側(cè)水栗；2水側(cè)三通電磁閥、3熱水循環(huán)栗、4帶內(nèi)置盤(pán)管換熱器的生活熱 水水箱、5多組風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端、6多組地暖/暖氣片等輻射末端、7與每組末端相對(duì)應(yīng)的區(qū)域 控制器、8多組生活熱水龍頭/花灑、9生活水補(bǔ)水口、10地暖/暖氣片對(duì)應(yīng)分集水器。
[0014] 圖2是制冷循環(huán)的壓焓圖
[0015] 圖3和圖4是冷熱水機(jī)組內(nèi)部冷媒系統(tǒng)及外部水系統(tǒng)的運(yùn)行模式圖，與圖1的部 件編號(hào)保持一致，其中：
[0016] · 1. 1-1. 7為冷熱水機(jī)組⑴內(nèi)部的主要組成部件，分別為：1. 1壓縮機(jī)；1. 2換 熱器（空氣-冷媒或水-冷媒）；1. 3輔助換熱器（處于壓縮機(jī)排氣過(guò)熱段）；1. 4節(jié)流閥； 1.5換熱器（水-冷媒）；1.6冷媒四通換向閥；1.7空調(diào)采暖循環(huán)栗。
[0017] ?省略了圖1中已顯示的空調(diào)末端和地暖末端的組件（即：多組風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端 (5)、多組地暖/暖氣片等輻射末端（6)、與每組末端相對(duì)應(yīng)的區(qū)域控制器（7)、地暖/暖氣 片對(duì)應(yīng)分集水器（10))。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本系統(tǒng)有如下五種運(yùn)行模式。
[0019]
[0020] 冷熱水機(jī)組通過(guò)壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流裝置和換向閥的協(xié)同動(dòng)作，向室內(nèi)提供空調(diào) 或采暖所需的冷熱水，其中換熱器1. 2和1. 5經(jīng)過(guò)換向閥切換冷媒流向后分別作為冷媒循 環(huán)中的蒸發(fā)器和冷凝器。
[0021] 輔助換熱器1. 3位于壓縮機(jī)排氣端，當(dāng)熱水循環(huán)栗運(yùn)行時(shí)直接連接至生活熱水箱 的循環(huán)水就會(huì)從輔助換熱器內(nèi)獲取壓焓圖（圖2)中h2至h3段的熱量，由于是壓縮機(jī)排氣 過(guò)熱段，其冷媒側(cè)溫度高于理論冷凝溫度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，循環(huán)水溫可達(dá)到55-65 攝氏度（視不同的冷媒特性而定）。因輔助換熱器不是冷媒循環(huán)中的主冷凝器，故而熱水循 環(huán)栗的流量可以調(diào)整、以獲得更高的出水溫度。當(dāng)系統(tǒng)處于制冷循環(huán)時(shí)，輔助換熱器的運(yùn)行 狀態(tài)為部分熱回收，可有效地增加制冷循環(huán)的效率。
[0022] 當(dāng)系統(tǒng)有空調(diào)/地暖的冷熱需求時(shí)，水側(cè)三通閥的通行方向?yàn)锳，即向空調(diào)/地暖 末端提供冷熱水。
[0023] 當(dāng)冷熱需求已被滿(mǎn)足（室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值）或所有末端被人為關(guān)閉、且有生活 熱水需求（水箱水溫未達(dá)到設(shè)定值）時(shí)，集成控制主板指令冷熱水機(jī)處于制熱模式、水側(cè)三 通閥通行方向轉(zhuǎn)為B，此時(shí)熱水循環(huán)栗3亦處于開(kāi)啟，輔助換熱器1. 3和換熱器1. 5同時(shí)向 生活熱水箱提供熱量，前者直接加熱、后者間接加熱。此模式下熱水循環(huán)栗的開(kāi)關(guān)受控于集 成控制主板，由室外氣溫、生活熱水箱的設(shè)定水溫和實(shí)際水溫等信息來(lái)判定。
[0024] 生活熱水箱內(nèi)置盤(pán)管的間接換熱能力受限于源側(cè)水溫和換熱面積等因素，不能無(wú) 限制地增加，以150L生活水箱的內(nèi)置盤(pán)管為例，換熱能力一般在3_5kW左右；而輔助換熱器 的換熱能力一般為冷熱水主機(jī)的15%。因此，本系統(tǒng)中若采用一臺(tái)15kW制冷量的冷熱水 機(jī)（住宅用戶(hù)常見(jiàn)的配置），在系統(tǒng)處于制熱水模式下可向生活熱水箱傳遞的合計(jì)能力約 為7kW，只有冷熱水機(jī)容量的一半。因此，為保證系統(tǒng)平衡和持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，宜采用變頻變?nèi)?量壓縮機(jī)，有條件的也可以增加水栗的變頻變流量控制功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 部分熱回收型空調(diào)冷熱水及生活熱水聯(lián)合供應(yīng)系統(tǒng)包括：帶輔助換熱器（位于壓縮 機(jī)排氣過(guò)熱段的水-冷媒換熱器）/空調(diào)使用側(cè)水栗的風(fēng)冷或水冷冷熱水機(jī)組（1)、水側(cè)三 通電磁閥（2)、熱水循環(huán)栗（3)、帶內(nèi)置盤(pán)管換熱器的生活熱水水箱（4)、多組風(fēng)機(jī)盤(pán)管末端 (5)、多組地暖/暖氣片等輻射末端（6)、與每組末端相對(duì)應(yīng)的區(qū)域控制器（7)、多組生活熱 水龍頭/花灑（8)、生活水補(bǔ)水口（9)、地暖/暖氣片對(duì)應(yīng)分集水器（10)及相應(yīng)的水管和控 制/通訊線(xiàn)路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷熱水機(jī)組（1)包含冷熱水機(jī)常見(jiàn)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā) 器、冷媒四通換向閥、節(jié)流裝置、使用側(cè)水栗等部件，以及壓縮機(jī)排氣出口端的水-冷媒輔 助換熱器、集成控制主板。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷熱水機(jī)組（1)，其主要運(yùn)行特征為： 1) 冷熱水機(jī)組（1)提供空調(diào)冷熱水至風(fēng)盤(pán)式室內(nèi)末端（5)(冬季亦可切換至地暖或暖 氣片等輻射型末端裝置（6))，即向室內(nèi)提供冷量或熱量； 2) 當(dāng)室內(nèi)無(wú)空調(diào)需求或房間溫度已經(jīng)達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，冷熱水機(jī)組（1)可切換為生活 熱水加熱模式，通過(guò)外部三通電磁閥（2)動(dòng)作，將產(chǎn)生的熱水通往生活熱水水箱（4)進(jìn)行生 活熱水的加熱； 3) 冷熱水機(jī)組（1)在進(jìn)行空調(diào)冷熱模式或生活熱水加熱模式運(yùn)行時(shí)其自帶的輔助換 熱器均可額外向生活熱水水箱（4)提供溫度更高的熱水，用于將生活用水至更高的水溫； 4) 因?yàn)檫\(yùn)行工況和負(fù)荷變動(dòng)大于普通的空調(diào)機(jī)組，冷熱水機(jī)組（1) 一般采用變頻壓縮 機(jī)，以便于調(diào)節(jié)輸出比例、適應(yīng)不同的工況要求。 5) 冷熱水機(jī)組（1)在化霜時(shí)為不影響生活熱水箱內(nèi)的水溫，集成控制主板發(fā)出指令： 停止熱水循環(huán)栗的運(yùn)行；強(qiáng)制區(qū)域控制器（7)打開(kāi)所有末端（5和6)的電磁閥或熱電閥，動(dòng) 員盡可能多的水流動(dòng)起來(lái)，從室內(nèi)空氣或裝飾面層中吸熱，以盡快完成化霜；風(fēng)機(jī)盤(pán)管的風(fēng) 機(jī)停止，以防止吹冷風(fēng)影響舒適感。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成控制主板在冷熱水機(jī)組（1)運(yùn)行時(shí)通過(guò)比較生活熱水水 箱（4)內(nèi)水溫與設(shè)定值來(lái)決定部分熱回收換熱器以及外置的熱水循環(huán)栗（3)是否動(dòng)作，此 時(shí)冷熱水機(jī)組（1)的模式可以是空調(diào)制冷、空調(diào)制熱或生活熱水加熱。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活熱水水箱（4)包括溫度傳感器、內(nèi)置式盤(pán)管換熱器、補(bǔ)水 及熱水供水接口等配置。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的與每組末端相對(duì)應(yīng)的區(qū)域控制器（7)包括溫控器、可以檢測(cè) 室內(nèi)溫濕度的傳感器、電磁閥（風(fēng)盤(pán)末端）或熱力閥（輻射末端），其中溫控器可以計(jì)算所 需要的水溫發(fā)送給將本區(qū)域的空調(diào)或地暖負(fù)荷需求量、生活熱水負(fù)荷需求量通過(guò)通訊線(xiàn)路 發(fā)送至冷熱水機(jī)（1)的集成控制主板，以便后者確定機(jī)組的運(yùn)行模式和容量輸出比例。
【文檔編號(hào)】F25B29/00GK105890225SQ201510035523
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日
【發(fā)明人】鄭斌
【申請(qǐng)人】鄭斌