[发明专利]三冷源空调机组

说明书

技术领域

本发明属于空调制冷领域，具体涉及回收热能的三冷源空调机组 。

背景技术

现有可以提供生活热水的风冷热泵机组夏季提供空调冷冻水，冬季提供空调热水，全年可以提供生活热水。它带有两个冷凝器：风冷冷凝器和热水器，风冷冷凝器夏季向空气中排放冷凝热，冬季转化为蒸发器从空气中吸热，非空调季节需要提供生活热水时，风冷冷凝器作为蒸发器从空气中吸热。热水器作为冷凝器全年利用制冷剂冷凝热加热自来水。因此，具有热水器的风冷热泵机组只有空气和自来水两个冷源。

在生产、生活、工作中，有很多废气、废水中蕴含有大量的热能没有回收利用，却随意排放到环境中，浪费了能源，污染了环境。比如：在食物烹饪制作过程中，厨房要消耗大量的燃料，产生大量的高温油烟废气和洗涤废水，油烟被抽油烟机、排烟罩排到室外，洗涤废水排入下水道，其中的热能也随之排放，没有回收利用，并且油烟污染空气，同时，还需要用热能加热洗涤热水、空调热水，因此浪费了大量能源。自然界有大量的地表水和地下水，夏季可以为热泵机组提供冷却水，冬季可以作为热泵机组的热源。但是现有的风冷热泵机组无法利用这些废气、废水和天然水体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可以利用空气和自来水作为冷源，又可以利用废气、废水和天然水体作为冷源的三冷源空调机组。

本发明的解决方案是：三冷源空调机组包括风冷冷凝器、水冷冷凝器、热水器、空调蒸发器、压缩机、膨胀节流器、工况转换器、辅助装置，它们依次连接成热泵系统。空调蒸发器装在膨胀节流器的一侧，风冷冷凝器、水冷冷凝器装在膨胀节流器的另一侧；空调蒸发器夏季为空调系统提供冷冻水或冷风，冬季转化为冷凝器，为空调系统提供热水或热风。风冷冷凝器、水冷冷凝器并联或串联在热泵系统中，装在膨胀节流器与四通换向阀之间，两者具有相同的工况，同时为冷凝器，或同时为蒸发器；风冷冷凝器夏季向空气中排放制冷剂冷凝热，冬季转换为蒸发器，从空气中吸热；水冷冷凝器夏季向外界水冷媒(废气、废水、天然水体等)中排放制冷剂冷凝热，冬季转换为蒸发器，从外界水热媒(废气、废水、天然水体等)中吸热。热水器装在压缩机的排气口与四通换向阀之间，利用高温制冷剂加热自来水，不论热泵系统是制冷循环还是制热循环，都可以根据需要，全年优先保证热水器提供生活热水。当非空调季节提供生活热水时，空调蒸发器停止工作，风冷冷凝器、水冷冷凝器转换为蒸发器，从空气、废气、废水、天然水体中吸热，为热水器提供加热生活热水的高温制冷剂冷凝热。因此，制冷剂在风冷冷凝器中与室外空气热交换、在水冷冷凝器中与外界水冷热媒(废气、废水、天然水体等)热交换、在热水器中与自来水热交换，称该机组为三冷源空调机组。当外界冷热媒为废气时，采用空气-水换热器，通过换热，把废气的热能输送到水冷冷凝器中；当废水、天然水体为清洁的水体时，可直接输送到水冷冷凝器中；当废水、天然水体为污浊的水体时，采用水-水换热器，通过换热，把废水、天然水体的热能输送到水冷冷凝器中；因水冷冷凝器是制冷剂与循环水热交换，把循环水加热或冷却，实际上，通过阀门切换，它可以为空调末端提供冷热水，当空调蒸发器为空调末端提供冷媒时，它可以为空调末端提供热水；当空调蒸发器为空调末端提供热媒时，它可以为空调末端提供冷水，空调系统可以同时制冷和制热。比如：大型写字楼进深较大时，内区全年需要供冷，一些数据机房也需要全年供冷，因此在冬季，空调系统既要供暖，也要供冷，利用水冷冷凝器可满足上述要求。

或者将风冷冷凝器、水冷冷凝器合二为一，制成一个整体式双冷源冷凝器。该冷凝器采取套管换热器的形式，在制冷剂管道外套水管，在外套管中通水，用水做循环介质，利用废气、废水或天然水体的热能，在水管外壁上套翅片，利用室外空气换热，制冷剂与外套管中的循环水换热，循环水也同时与室外空气换热，该冷凝器称为内管式双冷源冷凝器；或者，在水管外套制冷剂管道，在外套管中通制冷剂，在制冷剂管道外壁上套翅片，这样，制冷剂利用外管壁和翅片与室外空气换热，同时也可以通过内管中的循环水换热，该冷凝器称为外管式双冷源冷凝器，因为该冷凝器采用水和空气做冷源，称为双冷源冷凝器。该双冷源冷凝器结构紧凑，使热泵系统大为简化。