本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠最大化利用冬季失誤溫度降低成本輸送冷源的能源回收系統(tǒng)及其制冷方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)日益壯大，發(fā)展的迅速政府對(duì)于節(jié)能減排大力推動(dòng)，提倡各個(gè)工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排，對(duì)于原制冷系統(tǒng)對(duì)于電能是一個(gè)不小的能耗，若利用節(jié)能設(shè)備可大大減少能耗，將減少運(yùn)行成本和能耗。

利用室外低溫空氣為室內(nèi)側(cè)提供冷量已得到業(yè)內(nèi)學(xué)者和工程技術(shù)人員的關(guān)注，并以不同的形式展開工程技術(shù)研究。目前的制冷系統(tǒng)主要依靠冷水機(jī)組對(duì)用戶所需的介質(zhì)進(jìn)行冷卻降溫，但是冷水機(jī)組的壓縮機(jī)電功率較大，占整個(gè)制冷系統(tǒng)的70％左右，并且在東北地區(qū)外界環(huán)境溫度較低的情況下需全年運(yùn)行冷水機(jī)組，因此耗電量大，工作壽命有限，增加易損件的更換頻率，無形中增加了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種能夠利用冬季室外溫度輸送冷源的能源回收系統(tǒng)及其制冷方法，以克服上述缺陷。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種冬季能源回收制冷系統(tǒng)，包括制冷循環(huán)系統(tǒng)以及與其連接的防凍循環(huán)系統(tǒng)。

所述制冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷風(fēng)機(jī)、室內(nèi)溫度控制器和膨脹水箱；冷風(fēng)機(jī)出口與冷水機(jī)組的供出口通過管路連接；該管路上設(shè)有第二溫度控制器和膨脹水箱，還設(shè)有第三室內(nèi)溫度控制器位于冷水機(jī)組供出口外；冷風(fēng)機(jī)的入口與冷水機(jī)組入口連接，在連接的管路上接入設(shè)置于蓄水池或用戶末端回水口的冷凍泵；冷風(fēng)機(jī)的入口與冷凍泵之間的管路上設(shè)有第一室內(nèi)溫度傳感器、水壓表、渦輪蝶閥和第一電動(dòng)渦輪蝶閥，冷水機(jī)組入口與冷凍泵之間的管路設(shè)有第二電動(dòng)渦輪 蝶閥。

所述防凍循環(huán)系統(tǒng)包括板式換熱器和電磁閥；板式換熱器的一次入、出口分別接入渦輪蝶閥的兩端；二次入、出口分別經(jīng)閘閥與蒸汽入、出口連接；二次入口外的閘閥與蒸汽入口之間的管路上設(shè)有電磁閥。

一種冬季能源回收制冷方法，包括以下步驟：

當(dāng)室外溫度控制器檢測(cè)室外溫度≤-10℃時(shí)，啟動(dòng)冷風(fēng)機(jī)和冷凍泵，開啟第一電動(dòng)渦輪蝶閥、關(guān)閉第二電動(dòng)渦輪蝶閥，使介質(zhì)在制冷循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)；

當(dāng)?shù)诙覂?nèi)溫度控制器檢測(cè)的介質(zhì)溫度≤用戶設(shè)定的目標(biāo)值時(shí)，冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；否則冷風(fēng)機(jī)變頻啟動(dòng)；第二室內(nèi)溫度控制器時(shí)刻檢測(cè)管路內(nèi)介質(zhì)溫度；介質(zhì)溫度達(dá)到目標(biāo)值的±1℃時(shí)，冷風(fēng)機(jī)保持現(xiàn)行變頻頻率運(yùn)行；

第三室內(nèi)溫度控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)介質(zhì)溫度是否達(dá)到設(shè)定溫度；如果檢測(cè)溫度>設(shè)定溫度，則開啟第二電動(dòng)渦輪蝶閥并啟動(dòng)冷水機(jī)組以1/2的額定功率運(yùn)行；否則，停止冷水機(jī)組并關(guān)閉電動(dòng)渦輪蝶閥。

室外溫度控制器檢測(cè)室外溫度≤0℃時(shí)、每間隔設(shè)定時(shí)段啟動(dòng)電磁閥并保持設(shè)定時(shí)間，外部蒸汽經(jīng)板式換熱器的二次入口，與制冷循環(huán)系統(tǒng)中冷凍泵出口經(jīng)管路進(jìn)入板式換熱器一次入口內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明能夠在外界環(huán)境溫度較低的情況下，不通過原來的冷水機(jī)組，而通過室外放熱循環(huán)系統(tǒng)冷卻介質(zhì)、并與室內(nèi)吸熱循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行熱量交換，替代原有的冷水機(jī)組工作，與原有的冷水機(jī)組工作時(shí)耗電量比較，每天能夠省電50％～75％。

2.本發(fā)明的防凍循環(huán)系統(tǒng)采用蒸汽換熱，防止室外冷風(fēng)機(jī)內(nèi)部及室外管路凍裂，保證冬季使用本系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.本發(fā)明采用溫度控制器檢測(cè)溫度，并通過PLC控制水泵、冷水機(jī)組、電 動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)冷能源回收的全自動(dòng)化系統(tǒng)。

4.本發(fā)明在冬季使用期間，冷水機(jī)組不用參與系統(tǒng)運(yùn)行3～4個(gè)月，大大延緩了冷水機(jī)組易損件的消耗，延長(zhǎng)了整個(gè)冷水機(jī)組的壽命。

附圖說明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；

其中，1冷風(fēng)機(jī)，2閘閥，3室外溫度控制器，4第一室內(nèi)溫度控制器，5水壓表，6渦輪蝶閥，7板式換熱器，8冷凍泵，9Y型過濾器，10第二室內(nèi)溫度控制器，11膨脹水箱，12第三室內(nèi)溫度控制器，13電磁閥，14第二電動(dòng)渦輪蝶閥，15第一電動(dòng)渦輪蝶閥，16冷水機(jī)組。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種適用于北方地區(qū)冬季室外冷源回收的系統(tǒng)裝置，冷風(fēng)機(jī)吸收冷源通過原有冷凍泵輸送原有介質(zhì)(水、鹽水、氯化鈣、酒精、乙二醇等載冷劑)，替代冷水機(jī)組完成一個(gè)制冷循環(huán)；蒸汽管道通過一個(gè)板式換熱器與原有冷凍泵出口通往室外冷風(fēng)機(jī)入口的管路上完成一個(gè)防凍循環(huán)。整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)區(qū)域分別為制冷循環(huán)系統(tǒng)和防凍循環(huán)系統(tǒng)。

制冷循環(huán)系統(tǒng)包括冷風(fēng)機(jī)、原有的冷凍水泵、電動(dòng)渦輪蝶閥、溫度控制器和膨脹水箱。冷風(fēng)機(jī)和室外溫度控制器置于室外，其他位于室內(nèi)。冷風(fēng)機(jī)為干式冷風(fēng)機(jī)，采用穿管翅片冷風(fēng)機(jī)。水壓表為遠(yuǎn)程水壓表。

冷風(fēng)機(jī)可以采用一個(gè)，也可采用多個(gè)；如果采用多個(gè)，則將多個(gè)冷風(fēng)機(jī)的入口并聯(lián)后作為一個(gè)總的冷風(fēng)機(jī)的入口，多個(gè)冷風(fēng)機(jī)的出口并聯(lián)后作為一個(gè)總的冷風(fēng)機(jī)的出口，可以根據(jù)用戶要求的制冷功率選擇采用冷風(fēng)機(jī)的數(shù)量。

冷風(fēng)機(jī)的出口與原冷水機(jī)組的供出口通過管路連接；該管路上設(shè)有溫度控制器Tn2和膨脹水箱11、Y型過濾器9，還設(shè)有溫度控制器Tn接近原冷水機(jī)組 供出口處；冷風(fēng)機(jī)的入口與原有的冷凍泵出口、原冷水機(jī)組入口連接，并在該段的連接管路上設(shè)有室內(nèi)溫度傳感器4、水壓表5、渦輪蝶閥和電動(dòng)渦輪蝶閥15，原冷水機(jī)組入口處設(shè)有另一個(gè)電動(dòng)渦輪蝶閥14。

蓄水池或用戶末端回水口通過管路連接冷凍泵8的吸水口，冷凍泵8的出水口通過管路與冷風(fēng)機(jī)1的入口、冷水機(jī)組16入口連接。冷凍泵8的出水口與冷風(fēng)機(jī)1的入口管路上設(shè)有電動(dòng)渦輪蝶閥15、與冷水機(jī)組16入口的管路上設(shè)有電動(dòng)渦輪蝶閥14。

制冷循環(huán)系統(tǒng)工作原理：

當(dāng)檢測(cè)室外溫度Tw≤-10℃時(shí)，啟動(dòng)冷風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)冷凍泵8，開啟電動(dòng)渦輪蝶閥15、關(guān)閉電動(dòng)渦輪蝶閥14，原系統(tǒng)介質(zhì)在制冷循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)；當(dāng)Tn2檢測(cè)的溫度≤用戶設(shè)定的目標(biāo)值(如2℃)時(shí)，冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)Tn2檢測(cè)的溫度>用戶設(shè)定的目標(biāo)值(如2℃)時(shí)，冷風(fēng)機(jī)變頻啟動(dòng)，Tn2時(shí)刻檢測(cè)管路內(nèi)原系統(tǒng)介質(zhì)溫度，當(dāng)原系統(tǒng)介質(zhì)溫度接近目標(biāo)值1℃時(shí)，冷風(fēng)機(jī)保持現(xiàn)行變頻頻率運(yùn)行，保證原系統(tǒng)介質(zhì)的恒溫循環(huán)。水壓表5用于顯示介質(zhì)的壓力。膨脹水箱11用于介質(zhì)管路內(nèi)介質(zhì)不足時(shí)補(bǔ)充介質(zhì)，平衡管路內(nèi)介質(zhì)的正常運(yùn)行，保證管路內(nèi)時(shí)刻充滿介質(zhì)。

Tn實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)介質(zhì)溫度是否達(dá)到設(shè)定溫度(本實(shí)施例為2℃)；如果Tn>設(shè)定溫度，則開啟電動(dòng)渦輪蝶閥14并啟動(dòng)冷水機(jī)組16以50％的功率運(yùn)行；Tn≤設(shè)定溫度，停止冷水機(jī)組16并關(guān)閉電動(dòng)渦輪蝶閥14。因此在東北地區(qū)，室外環(huán)境較低的情況下，本系統(tǒng)可以替代原有的冷水機(jī)組16完成制冷的能力，從而達(dá)到節(jié)能、降低運(yùn)行成本的目的。

防凍循環(huán)系統(tǒng)包括板式換熱器7和電磁閥13；板式換熱器7的一次入、出口分別經(jīng)渦輪蝶閥接入制冷循環(huán)供水管路上的渦輪蝶閥的兩端；二次入、出口分別經(jīng)閘閥與蒸汽入、出口連接；二次入口外的閘閥與蒸汽入口之間的管路上設(shè)有電磁閥13。

防凍循環(huán)系統(tǒng)工作原理：

檢測(cè)室外溫度Tw≤0℃時(shí)、每間隔1-2個(gè)小時(shí)啟動(dòng)電磁閥13并保持20-30分鐘，外部高溫蒸汽(130℃)經(jīng)板式換熱器7的二次入口，與制冷循環(huán)系統(tǒng)中原冷凍泵8出口經(jīng)制冷循環(huán)供水管路進(jìn)入板式換熱器7一次入口內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行熱量交換，保證介質(zhì)溫度無法達(dá)到結(jié)晶溫度，使介質(zhì)不結(jié)冰、能夠正常循環(huán)。

風(fēng)冷能源回收機(jī)組，首先項(xiàng)目地點(diǎn)確定在冬季平均氣溫能達(dá)到-10℃以下(北方地區(qū))。通過室外機(jī)與自然冷空氣強(qiáng)制換熱使得室外機(jī)換熱水管內(nèi)的水得到降溫，通過閥門切換把換熱后的水輸送到用戶端中待用。

控制內(nèi)容：投入使用條件室外溫度-10℃。運(yùn)行前將系統(tǒng)手動(dòng)閥門全部開啟。

制冷循環(huán)系統(tǒng)：原系統(tǒng)中的介質(zhì)根據(jù)使用工況而確定(≥2℃其為水；＜2℃其為防凍介質(zhì)，但介質(zhì)必須滿足冰點(diǎn)溫度低于室外最低氣溫)。循環(huán)流向：原冷凍泵-電動(dòng)渦輪蝶閥15-遠(yuǎn)傳壓力表-溫度控制器Tn1-室外冷風(fēng)機(jī)入口-冷風(fēng)機(jī)-室外冷風(fēng)機(jī)出口-膨脹水箱11-溫度控制器Tn2-Y型過濾器-冷凍泵吸口。由冷凍泵泵驅(qū)動(dòng)介質(zhì)與室外冷風(fēng)機(jī)換熱，當(dāng)室外溫度Tw≤-10度時(shí)，開啟電動(dòng)碟閥M1，關(guān)閉電動(dòng)蝶閥M2。當(dāng)溫度控制器Tn2顯示的溫度是目標(biāo)值時(shí)，室外冷風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)。反之則啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)數(shù)量25％、50％、75％、100％逐漸變頻啟動(dòng)，啟動(dòng)過程中溫度控制器Tn2接近目標(biāo)值+1℃時(shí)，保持此時(shí)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)量，以保證實(shí)現(xiàn)最節(jié)能方式。Tn1目的是檢測(cè)供液溫度。膨脹水箱為系統(tǒng)補(bǔ)液的裝置，用于系統(tǒng)丟失或蒸發(fā)低溫溶液。

防凍循環(huán)系統(tǒng)：板式換熱器二側(cè)循環(huán)為蒸汽進(jìn)出口，板式換熱器一側(cè)進(jìn)出口共同連接到冷凍泵出口的管路沿線上，其板式換熱器一側(cè)進(jìn)出口中間設(shè)置渦輪蝶閥，該閥設(shè)置于制冷循環(huán)供水管路沿線上，該渦輪蝶閥作用是調(diào)節(jié)分流 防凍循環(huán)系統(tǒng)的介質(zhì)流量。當(dāng)系統(tǒng)Tn2溫度檢測(cè)低于0℃時(shí)，蒸汽管道上電磁閥開啟20～30分鐘后自動(dòng)關(guān)閉。