复叠耦合式高温热回收空调机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复叠耦合式高温热回收空调机组，包括耦合连接的第一级制冷系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机连接的换热器、第一级热力膨胀阀、蒸发器；所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压缩机连接的热回收器、第二级热膨胀阀、换热器；耦合式换热器可为第一级制冷系统的冷凝器及第二级制冷系统的蒸发器。即耦合式换热器实现了第一级制冷系统的冷凝热向第二级制冷系统的蒸发器传递。本实用新型专利技术在制取高温热水时，第一级制冷系统降低冷凝温度，降低压缩机能耗，提高能效比ＥＥＲ值１０～２０％。二级制冷系统冷凝温度维持较高冷凝温度，回收全部冷凝排放热。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种制冷装置，特别涉及一种复叠耦合式高温热回 收空调机组。
技术介绍
能源问题是一个世界性的问题，中国是一个能源短缺的国家，同 时又是个能源消费大国。经济增长和城市化快速发展对能源供应和利 用方式提出了严峻挑战。我国的电力需求近几年出现历史上罕见的持续髙速增长，供需矛盾突出。截止到2005年2月底，用电平均增长速 度连续22个月超过18%。其中，空调作为用电大户，占全国耗电量 的23%左右，而且由于空调用电时间集中，加重了高峰用电负荷。大 力发展节能环保绿色产品，推进建筑节能，对于解决中国能源问题有 着重要意义。故党中央将"能源开发与节约并举，节约第一"作为当 今社会发展的战略国策，各企业均围绕此中心点发展。随着人们生活水平的不断提高，高层建筑的大量兴建，新建的高 层建筑必然要加装空调系统。但使用普通的集中空调系统总是有相当 多的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，并且 存在对周围环境的热污染。从节能的角度看，对于高层建筑来说，建筑物又需要大量的生活热水供应，如果能将冷凝热全部或部分回收来 加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以 节省不少的能源。空调热回收机组就可以实现这一功能。但过去的水 冷单级热回收机组由于冷凝温度低，回收的温度低，回收的热量少，回收的生活热水应用受限制，而复叠耦合式高温热回收空调机组由于 采用两级制冷系统复叠，第一级制冷系统提供蒸发器空调用的7'C冷 水，供空调制冷使用，冷凝器的高温气体作为第二级制冷系统的蒸发器热源，第二级制冷机组的冷凝器加热自来水，得到7(TC左右的生活 热水。由于采用了两级制冷压縮系统，故可以得到较高的回收水温和 100%的全部冷凝热的热回收量，因此，适合用在对回收水温较高的应 用场所，它的实用性较广。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构合理，功能完善、优化，可提供较高水温的热水(7(TC左右)；热回收率高、压縮机能耗低、可提高综合能效比的复叠耦合式高温热回收空调机组。 本技术在对现有技术的改进上，实现了二次能源的利用，降低了 能耗，可实现全废热回收，具有较高的实用价值。本技术的目的是通过以下技术方案实现的复叠耦合式高温热回收空调机组，包括耦合连接的第一级制冷 系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压縮 机连接的换热器、第一级热力膨胀阀、蒸发器；所述第二级制冷系统 包括与第二级制冷压縮机连接的热回收器、第二级热膨胀阀、换热器。所述换热器为耦合式。所述换热器为壳管式。所述耦合式换热器为第一级制冷系统的冷凝器。 所述耦合式换热器为第二级制冷系统的蒸发器。 本技术采用上述技术方案后，可以达到以下有益效果1、 解决了冷凝热量的全部回收问题。本技术采用复叠式的制 冷技术，提高第二级冷凝器的冷凝温度(75'C左右)，而只要回收的热 水温度不高于7(TC (5。C的传热温差)，就可以在冷凝温度下进行全部 换热，即实现了全部冷凝热的回收。实现了热量由第一级向第二级制 冷系统的升温转移。2、 解决了在较低冷凝温度下制取高温热水问题。普通的单级热回 收机组，由于采用单级压縮制冷系统，受压縮机电机的工作特性限制， 压縮机的压縮比有限，压縮机只能在较低的冷凝温度(约4(TC)下工 作，只能回收出水温度低于冷凝的热水(低于40'C)，如果要回收高 温热水，这时的热回收量急剧下降到10%左右，且冷凝温度和压縮机 排气温度急剧上升，这样压縮机的功耗会上升，影响压縮机的工作寿 命。本技术通过二级制冷系统的压縮机提升，把低温热源的热量 逐步升温转移，避免了一级压縮机的压縮比过大，排气温度过高的问 题，避免了在较高冷凝温度下，压缩机过载、过热问题，从而实现可 靠、安全的高温水的热回收功能。3、 废热回收率高。本技术100%热回收冷凝排放热；同类产 品只能回收10%冷凝热。4、 降低了能耗。本技术由于釆用两级压缩，降低了第一级制 冷系统的冷凝温度，因此大大降低了压缩机能耗，可以提高能效比EER 值10~20%。同类产品只能提高EER值5 10X。5、 降低了用户设备投资成本。本技术为实现余热再利用提供 了途径，减少电能的消耗，实现能源的可持续发展。由于热回收量大 且温度较高，用户在购置复叠式高温热回收机组后，完全不用再购置 锅炉，故大幅度降低了投资成本，具有广阔的市场经济效益。6、 延长了使用寿命。本技术大幅度提高工作效率后，可縮 短必要工作时间，使机器磨损率降低，保养时间增加，故可延长空调 机组的使用寿命。7、 降低了消费成本。本技术将空调冷水机组排出的余热进 行二次利用，提高水温，降低了压縮机的排气温度和冷凝压力，既实 现了能源的二次回收，又降低了空调的电耗，使消费者降低了消费成 本。附图说明图1为现有技术的工作原理图； 图2为本技术的工作原理附图标记说明a、第一级压縮机 b、冷凝器 c、热回收器d、第一级热力膨胀阀 e、蒸发器 f、换热器 g、第二级压縮机 h、第二级热力膨胀阀 1、自来水进 2、热回收热水出 3、蒸发器进水 4、蒸发器出水 5、冷凝器进水 6、冷凝器出水具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明-参见图1图1为现有技术的工作原理图。在图1中，压縮机a与冷凝器b、 热回收器c连接，然后再与热力膨胀阀d、蒸发器e连接；冷凝水5 进入冷凝器b运作，冷凝水6排出空调机外，在冷凝器b的后方只设 置了一级热回收器c，当回收水温高于冷凝温度(一般40'C)时，只 能回收冷凝热中的显热(约占全部冷凝热的10 15%)，这时有85 90%的冷凝热要排入大气中，造成了能量浪费和大气的热污染。参见图2图2为本技术的工作原理图。在图2中，复叠耦合式高温热 回收空调机组包括耦合连接的第一级制冷系统、第二级制冷系统，所 述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机a连接的耦合式换热器 器f、热力膨胀阀d、壳管式蒸发器e;所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压縮机g连接的壳管式热回收器C、热力膨胀阀h，耦合式 换热器f (作为第一级制冷系统的冷凝器、第二级制冷系统的蒸发器)， 将第一级制冷系统与第二级制冷系统耦合连接，所述第一级制冷系统 的制冷剂于壳程冷凝，第二级制冷系统的制冷剂于管程蒸发，实现了 热量由第一级制冷系统向第二级制冷系统的升温转移。其工作流程为空调使用时，机组第一级制冷系统提供7 12口的冷冻循环水供空调系统，同时第二级制冷系统通过耦合式换热器f，吸 收第一级制冷系统排出的热量，经过第二级制冷系统的压縮、升温至排气温度约11(TC，冷凝温度约75'C、冷凝压力约22kgf/cm2 ,热回 收系统利用第二级制冷机排出的废热加热2(TC的自来水，分别提供70 'C左右生活卫生热水，机组的总能效比达7.0W/W以上(机组制冷量+ 机组回收热量与输入电功率的比值)。其工作原理与常规的制冷原理相同。压縮机排出的高温高压的气 体进入耦合式换热器，在耦合式换热器内放热，作为第二级制冷系统 蒸发器的热源。第二级制冷系统的冷凝器作为热回收器，回收了全部 的冷凝热量，提高7(TC左右的高温卫生热水。权利要求1、 复叠耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
复叠耦合式高温热回收空调机组，其特征在于：包括耦合连接的第一级制冷系统与第二级制冷系统，所述第一级制冷系统包括与第一级制冷压缩机（ａ）连接的换热器（ｆ）、第一级热力膨胀阀（ｄ）、蒸发器（ｅ）；所述第二级制冷系统包括与第二级制冷压缩机（ｇ）连接的热回收器（ｃ）、第二级热力膨胀阀（ｈ）、换热器（ｆ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡湛文，唐小卫，
申请(专利权)人：广东西屋康达空调有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]