[发明专利]变电站变压器功耗热量应用于空调系统的方法及该空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站变压器功耗热量应用于空调系统的方法及利用变电站变压器 功耗热量的空调系统，具体地说，是利用变压器运行中铜损和铁损的致热能量，在夏季时 对站区空调系统新风进行除湿干燥，以降低空调系统制冷运行能耗；在冬季时作为热泵空 调机组的补充热源，以提高空调系统能效比(COP)的一机多用型废热利用方法和节能系统。

背景技术

变压器运行中因铜损和铁损造成的设备自身功耗损失约占变电功率0.3～4％，它们大 部分由电能转变为热能，被冷却剂(风或变压器油)带出变压器本体而散失到大气环境之 中。冷却变压器线圈和磁芯之后排出的冷却剂油温度在45～80℃之间，属于低品位的热量。

夏季里，变电站不少室内工作场所需要依靠压缩式电力空调制冷，以携带走电气设备 运行时散发的热量，维持室内工作环境的温度和湿度。传统空调系统采用冷凝除湿的方法， 需要先把空气冷却到露点温度(低于室内送风温度)然后再热，引起了再热损失；其次， 为了提供较低的冷媒温度(冷水的温度通常为7℃)，制冷机不得不降低蒸发温度，因而制 冷机的效率也随着降低，出现这些问题的根本原因是空气的降温和除湿同时进行，由于降 温主要是承担围护结构传热负荷，解决显热问题，而除湿则主要是承担高湿新风和人体蒸 发产生的热湿负荷，解决潜热问题；两者过程特性有本质的差别。如按目前传统的处理方 法，将其放在一起解决，则使空调系统的能耗水平较高，能效比只能在较低的水平。目前 常见的风机盘管加新风系统的空调系统组成形式就是利用这样一种传统的处理方法。

冬季里，变电站又有不少室内工作场所需要供热采暖；因此在变电站热泵空调(机组) 是常见的设备。热泵空调属于现有技术，它包括循环工质及以循环工质管相串联的压缩机、 室外换热器、热膨胀节流阀、室内换热器。在作制冷运行时，低温低压的循环工质(制冷 剂)气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体在室外 换热器中放热(通过冷凝器冷凝)变成中温高压的液体(热量通过室外循环空气带走)， 中温高压的液体再经过热膨胀节流阀(节流部件)节流降压后变为低温低压的液体，低温 低压的液体制冷剂在室内换热器中吸热蒸发后变为低温低压的气体(室内空气经过换热器 表面被冷却降温，达到使室内温度下降的目的)，低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入， 如此循环。热泵空调在作制热运行时，通过二位四通电磁换向阀，进行逆卡诺循环，实现 制热。

发明内容

本发明提供一种把变电站变压器功耗热量应用于空调系统的方法，以利用变压器设备 的散热，降低空调系统能耗。

变电站变压器功耗热量应用于空调系统的方法，所述空调系统包括热泵空调，热泵空 调包括循环工质及以循环工质管相串联的压缩机、室外换热器、热膨胀节流阀、室内换热 器，当热泵空调工作在制热模式时，以变压器运行中设备自身损耗功率致热的热能对循环 工质进行辅助加热。

作为对上述方法的进一步改进，所述空调系统还包括把新风送入室内的送风机组，所 述送风机组包括用于对新风进行除湿的、具有除湿液的溶液除湿系统；变压器运行中设备 自身损耗功率致热的热能还对除湿液进行加热。优选地，所述空调系统还包括用于对除湿 后的新风进行降温的蒸发器，蒸发器并联在室内换热器两端；当热泵空调工作在制冷模式 时，蒸发器对新风进行降温。

作为对上述方法的进一步改进，变压器运行中设备自身损耗功率致热的热能为变压器 油的热能。

本发明同时提供了一种利用变电站变压器功耗热量的空调系统，所述空调系统包括热 泵空调，热泵空调包括循环工质及以循环工质管相串联的压缩机、室外换热器、热膨胀节 流阀、室内换热器，连接在室外换热器上的两根循环工质管之间连通有辅助加热管，辅助 加热管串联在与变压器自身损耗功率致热的热能进行热交换的换热器中。

对于上述的空调系统，它还包括把新风送入室内的送风机组，所述送风机组包括用于 对新风进行除湿的、具有除湿液、除湿液管的溶液除湿系统；除湿液管也串联在上述换热 器中。最好，它还包括用于对除湿后的新风进行降温的蒸发器，蒸发器并联在室内换热器 两端。

对于上述的空调系统，变压器自身损耗功率致热的热能变压器油的热能；所述的换热 器为表面式换热器。表面式换热器属于现有技术，它的原理是让热媒或冷媒流过金属管道 内腔，而要需要与热媒或冷媒进行热交换的介质流过金属管道外壁进行热交换来达到加热 或冷却介质的目的。