專利名稱：一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水源熱泵熱水系統(tǒng)，具體地說是涉及一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)，屬于余熱利用技術領域。
背景技術：
醫(yī)院、賓館、酒店等大型公共建筑通常分別設置中央空調系統(tǒng)、衛(wèi)生熱水系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)；中央空調系統(tǒng)的冷源一般采用壓縮式冷水機組或直燃型吸收式冷水機組提供，中央空調的熱源一般采暖鍋爐或直燃機組提供，衛(wèi)生熱水則通常采用熱水鍋爐提供，蒸汽一般采用蒸汽鍋爐提供。眾所周知，冷水機組制冷運行時需通過冷卻水系統(tǒng)排放冷凝熱，冷凝熱通常為制冷量的1. 15 1.35倍左右；由于冷卻水溫度較低，這部分熱量通常是通過冷卻塔直接排放到空氣中。采暖鍋爐或直燃機、蒸汽鍋爐運行時排放大量的溫度較高的煙氣，盡管目前比較重視節(jié)能，通常會設置煙氣余熱回收裝置來回收鍋爐或直燃機排放的高溫煙氣的部分熱量，但排煙溫度仍然比較高，通常在60 100°C左右，而且煙氣中含有較多的水蒸汽，水蒸氣蘊含的潛熱大多未能回收利用。目前，熱泵熱水機組已比較普遍地用于生產衛(wèi)生熱水，常見的型式包括空氣源熱泵熱泵熱水機組、水源熱泵熱水機組和地源熱泵熱水機組等。對空氣源熱泵熱水機組，由于冬季室外溫度較低，其運行效率低，甚至因室外空氣溫度過低而無法運行。對水源熱泵熱水機組，受水源的水量、水溫、水質和全年供水穩(wěn)定性等因素的影響，難以保證全年能穩(wěn)定、高效的運行；對地源熱泵熱水機組，不僅投資成本較高，而且受場地、地質條件等因素的制約。衛(wèi)生熱水采用熱水鍋爐或蒸汽鍋爐通過熱交換器產生，不僅需消耗大量的燃料能源，而且噸熱水的成本較高，經濟性較差。因此，采用一種復合型熱泵熱水系統(tǒng)，充分利用醫(yī)院、賓館、酒店等大型公共建筑的中央空調冷卻水廢熱及蒸汽鍋爐、采暖鍋爐或直燃機排放的煙氣廢熱，替代原有的采用熱水鍋爐、直燃機或蒸汽換熱產生熱水的方式，實現(xiàn)全年高效低耗地生產衛(wèi)生熱水，具有重要的節(jié)能意義和經濟價值。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提出一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)，以解決通常采用蒸汽熱交換器、熱水鍋爐或直燃機產生衛(wèi)生熱水帶來的噸熱水能耗較大、經濟性較差的問題，通過回收利用低溫余熱，實現(xiàn)節(jié)能降耗。為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的本實用新型提出的一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)，其特征在于包括由水源熱泵熱水機組及控制系統(tǒng)、保溫熱水箱及熱水管路部分、中央空調冷卻水旁通管路部分、低溫煙氣換熱器及管路部分組成。本實用新型水源熱泵熱水機組的蒸發(fā)器和冷凝器均采用高效板式換熱器，其控制系統(tǒng)的特征為可根據冷凝器的進水溫度以及蒸發(fā)器進水溫度與流量參數進行自動啟?？谻N 202101331 U
說明書
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制，并設置壓縮機高壓保護和過載保護。該機組通過控制進入蒸發(fā)器和冷凝器的水溫與流量，使之常年具有比較穩(wěn)定的運行工況，蒸發(fā)溫度可穩(wěn)定在20 左右，冷凝溫度穩(wěn)定在在52 60°C的范圍內；該機組的控制系統(tǒng)根據冷凝器的進水溫度以及蒸發(fā)器進水溫度與流量等參數進行自動啟?？刂?，并設置高壓保護和過載保護，防止熱泵機組的壓縮機損壞。本實用新型保溫熱水箱及熱水管路部分，其特征為熱水采用循環(huán)加熱方式，熱水箱內設自動補水裝置，并在熱水箱內靠近補水口側設置一隔板，隔板底部設有小孔。當使用熱水后，熱水箱內水位低于設定水位時，由自動補水裝置進行自動補水。為防止補入的冷水過快地降低熱水箱內的熱水溫度，在熱水箱內靠近補水口側設置一隔板，從而使補入的冷水先進入熱泵機組加熱后再進入熱水箱，從而實現(xiàn)熱水箱內已加熱到使用溫度的熱水優(yōu)先使用。為保證熱水箱檢修或停用時能全部排出箱內的水，隔板底部設有小孔。本實用新型中央空調冷卻水旁通管路部分，其特征為在冷卻水旁通管路上設置開關型切換閥。其作用是夏季開啟中央空調冷卻水旁通管路閥門，關閉低溫煙氣換熱器流體管路閥門，使來自中央空調冷卻水系統(tǒng)供水管道中的部分冷卻水進入熱泵機組蒸發(fā)器，并在蒸發(fā)器內釋放熱量而降溫，降溫后的這部分冷卻水再返回到中央空調冷卻水系統(tǒng)的回水管道中。本實用新型低溫煙氣換熱器及管路部分，其特征為管路上設置開關型切換閥，流體在管路中閉式循環(huán)，換熱器傳熱管采用外翅片式結構，材質選用不銹鋼，并在換熱器底部設置排水口。其作用是在冬季或過渡季節(jié)，通過開啟低溫煙氣換熱器流體管路閥門，關閉中央空調冷卻水旁通管路閥門，使低溫煙氣進入到低溫煙氣換熱器，與換熱器內流動的低溫流體進行熱交換，加熱低溫流體。加熱后的流體在泵的輸送下進入熱泵機組的蒸發(fā)器，為熱泵機組的蒸發(fā)器提供熱源。這種流體在低溫煙氣換熱器與熱泵機組的蒸發(fā)器及其連接管路中閉式循環(huán)，從而實現(xiàn)將低溫煙氣的大部分顯熱和煙氣中水蒸氣的大部分潛熱轉移到熱泵機組，并最終轉移到熱泵機組所產生的熱水中。由于低溫煙氣換熱器煙氣側存在水蒸汽冷凝現(xiàn)象，可能存在一定的腐蝕性，同時為增強低溫煙氣換熱器煙氣側的換熱能力，換熱器傳熱管采用外翅片式結構，材質通常選用不銹鋼，并在換熱器底部設置排水口。當熱泵機組停機時間超過設定時間時，設在排風主管道上的排煙閥自動打開，低溫煙氣不再進入低溫換熱器，以免低溫換熱器閉式管路超壓。本實用新型的技術特點是通過熱泵熱水機組，夏季在有效回收中央空調冷卻水廢熱的同時，降低中央空調機組冷卻水的溫度，提高中央空調機組的運行效率；冬季在有效回收采暖鍋爐或直燃機排放的低溫煙氣廢熱的同時，提高熱泵熱水機組在冬季運行的效率； 通過本實用新型方案，熱泵熱水機組常年運行工況比較穩(wěn)定，解決了目前常用的熱泵熱水機組年利用率較低或冬季運行效率低的問題，同時實現(xiàn)了低品位廢熱的回收，在減少了熱污染的同時，提高了熱水生產的經濟性。

圖1是一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式

4[0015]下面結合圖1與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述本實用新型包括水源熱泵熱水機組1、低溫煙氣換熱器2、中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3、低溫煙氣通道4、保溫熱水箱5、電動排煙閥6、水泵7、止回閥8、閘閥9、水位開關10、 隔板11、旁通風管12、冷凝水排水U彎13組成。所述結構分為水源熱泵熱水機組1、保溫熱水箱及熱水管路部分14、中央空調冷卻水旁通管路部分15、低溫煙氣換熱器及管路部分 16。所述結構的保溫熱水箱及熱水管路部分14連接方式保溫熱水箱5安裝有水位開關10、隔板11、兩個閘閥9，其中水位開關10用于補水，隔板11用于隔離冷熱水，隔板11下開小孔用于系統(tǒng)排污，兩個閘閥9中一個閘閥用于排污，一個閘閥用于熱水供應，熱水箱5 與水泵7連接，水泵7用于提供水循環(huán)動力，水泵7與止回閥8連接，止回閥8用于水泵停止時防止水倒流，止回閥8與水源熱泵熱水機組1冷凝器進水管相連，水源熱泵熱水機組1 冷凝器用于加熱，水源熱泵熱水機組1冷凝器出水管與熱水箱5相連；所述結構的中央空調冷卻水旁通管路部分15連接方式中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3用于提供一定溫度的冷卻水，其冷卻水出水口與閘閥9相連，閘閥9用于冷卻水系統(tǒng)的切換，間閥9與水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器進水口相連，水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器用于冷卻，水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器出水管與閘閥9相連，閘閥9用于冷卻水系統(tǒng)的切換，閘閥 9與中央空調冷卻水循環(huán)系統(tǒng)3進水口相連；所述結構的低溫煙氣換熱器及管路部分16連接方式低溫煙氣通道4用于提供一定溫度的冷溫煙氣，低溫煙氣通道4與旁通風管12相連，旁通風管12安裝有低溫煙氣換熱器2和冷凝水排水U彎13，低溫煙氣換熱器2用于吸收低溫煙氣中的顯熱和潛熱，冷凝水排水U彎13用于排放冷凝水及與空氣隔離，低溫煙氣換熱器2出水口與水泵7連接，水泵7 用于提供水循環(huán)動力，水泵7與止回閥8連接，止回閥8用于水泵停止時的水倒流，止回閥 8與閘閥9連接，閘閥9用于低溫煙氣余熱的切換，閘閥9與水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器進水口相連，水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器用于冷卻，水源熱泵熱水機組1蒸發(fā)器出水管與閘閥 9相連，閘閥9用于低溫煙氣余熱的切換，閘閥9與低溫煙氣換熱器2回水口相連；本實用新型通過中央空調冷卻水旁通管路部分、低溫煙氣換熱器及管路部分回收余熱后利用水源熱泵熱水機組1加熱保溫熱水箱及熱水管路部分的熱水，提供生活用衛(wèi)生熱水。本實用新型中涉及的未說明部份與現(xiàn)有技術相同或采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求1.一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)，由水源熱泵熱水機組及控制系統(tǒng)、保溫熱水箱及熱水管路部分、中央空調冷卻水旁通管路部分、低溫煙氣換熱器及管路部分組成，其特征是水源熱泵熱水機組及控制系統(tǒng)可根據冷凝器的進水溫度以及蒸發(fā)器進水溫度與流量參數進行自動啟停控制，并設置壓縮機高壓保護和過載保護。
2.根據權利要求1所述的一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)， 其特征是水源熱泵熱水機組的蒸發(fā)器和冷凝器均采用高效板式換熱器。
3.根據權利要求1所述的一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)， 保溫熱水箱及熱水管路部分，其特征是熱水采用循環(huán)加熱方式，熱水箱內設自動補水裝置， 并在熱水箱內靠近補水口側設置一隔板，隔板底部設有小孔。
4.根據權利要求1所述的一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)， 中央空調冷卻水旁通管路部分，其特征是在冷卻水旁通管路上設置開關型切換閥。
5.根據權利要求1所述的一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)， 低溫煙氣換熱器及管路部分，其特征是管路上設置開關型切換閥，流體在管路中閉式循環(huán)， 換熱器傳熱管采用外翅片式結構，材質選用不銹鋼，并在換熱器底部設置排水口。
專利摘要本實用新型涉及一種水源熱泵熱水系統(tǒng)，提出了一種利用中央空調冷卻水和低溫煙氣余熱的熱泵熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由水源熱泵熱水機組及控制系統(tǒng)、保溫熱水箱及熱水管路部分、中央空調冷卻水旁通管路部分、低溫煙氣換熱器及管路部分構成。采用水源熱泵熱水機組，夏季從中央空調冷卻水中吸收冷卻水熱量，冬季及過渡季節(jié)通過低溫煙氣換熱器從鍋爐或直燃機排煙的低溫煙氣廢熱中吸收熱量，并通過熱泵循環(huán)將熱量轉移制取50～55℃的衛(wèi)生熱水。該實用新型不僅實現(xiàn)了中央空調冷卻水及低溫煙氣廢熱的高效回收，而且系統(tǒng)常年運行穩(wěn)定，制熱效率高，生產熱水的經濟性好。
文檔編號F24D17/02GK202101331SQ20112008025
公開日2012年1月4日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權日2011年3月24日
發(fā)明者彭好義, 李盛斌 申請人:湖南博源能源管理有限公司