專利名稱：鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)。
背景技術：
在當今的家庭和商業(yè)建筑中，電鍋爐或燃氣鍋爐一般均和空調(diào)機組獨立開來，作為獨立設備來使用。鍋爐獨立運行時，其效率低于1(COP＜1.0)?？照{(diào)機組在夏季高溫情況下會浪費余熱，而在冬季低溫情況下僅具有較低的制熱量和制熱效率。
實用新型內(nèi)容為克服上述缺陷，本實用新型的目的在于，提供一種將鍋爐與空調(diào)機組整合起來的組合系統(tǒng)，以進一步提高鍋爐與空調(diào)機組的工作效率。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，該組合系統(tǒng)包括鍋爐和空調(diào)機組，所述鍋爐設置有換熱器和水箱，還設置有與所述鍋爐連接的、構(gòu)成水循環(huán)回路的供水管和回水管。所述空調(diào)機組包括一壓縮機，該壓縮機具有排氣側(cè)和吸氣側(cè)；一四通換向閥，該四通換向閥連接至壓縮機的排氣側(cè)和吸氣側(cè)，并具有第一接口、可與所述第一接口連通的第二接口、可與所述第二接口連通的第三接口、以及與所述壓縮機的排氣側(cè)連通的第四接口；；一連接至四通換向閥的第一接口的第一換熱器；一連接至第一換熱器的第一膨脹閥；一與第一換熱器和第一膨脹閥并聯(lián)的閥；一連接至第一膨脹閥或該閥的第二換熱器；一連接至第二換熱器的第二膨脹閥，該第二膨脹閥再連接至鍋爐；鍋爐連接至四通換向閥的第三接口。
借助本實用新型可以根據(jù)實際需要完成如下所述的功能。
(1)熱回收—鍋爐由空調(diào)系統(tǒng)中的廢熱來加熱在制冷時，利用空調(diào)機組的廢熱來制取生活用熱水，提高制冷系統(tǒng)效率并同時降低鍋爐能耗。
(2)熱泵鍋爐當用戶側(cè)不需要提供制冷/制熱時，空調(diào)機組可以用于加熱鍋爐中的生活用熱水。該熱泵鍋爐系統(tǒng)的熱效率遠遠高于(根據(jù)環(huán)境溫度，可以3倍于普通鍋爐的效率)獨立運行的電鍋爐。
(3)制熱運轉(zhuǎn)時的輔助加熱當傳統(tǒng)的空氣源空調(diào)機組運轉(zhuǎn)在制熱模式時，熱負荷和效率主要取決于環(huán)境條件。如果室外側(cè)溫度較低，傳統(tǒng)的空調(diào)機組將不能從室外側(cè)吸收足夠的熱量。用鍋爐作為空調(diào)機組制冷劑的輔助加熱器，可以使低壓低溫制冷劑吸取更多的熱量，供熱量和效率都會顯著提高。
(4)鍋爐供熱當室外環(huán)境溫度低到一定程度時，空氣源空調(diào)機組的制熱量和效率都會大幅度降低，難以滿足人們?nèi)∨男枰?。此時，如果空調(diào)機組是風冷熱泵冷熱水機組，可以用鍋爐作為二次熱源來將制熱供水溫度加熱到設定溫度。
當室外環(huán)境溫度極低，空調(diào)機組已無法正常運轉(zhuǎn)時，空調(diào)機組關閉，用鍋爐來直接進行供熱。
通過系統(tǒng)控制，可以選擇上述之一種模式工作，從而根據(jù)負荷的需要以及室外溫度和能源價格，以最大能源效率和最低運行成本優(yōu)化系統(tǒng)運行。因此，系統(tǒng)總能耗和運行費用可以被大大降低。


圖1是根據(jù)本實用新型較佳實施例的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)的示意圖；圖2是該組合系統(tǒng)作為熱回收系統(tǒng)工作時的示意圖；圖3是該組合系統(tǒng)作為熱泵鍋爐系統(tǒng)工作時的示意圖；圖4是該組合系統(tǒng)作為輔助加熱系統(tǒng)工作時的示意圖；以及圖5是該組合系統(tǒng)作為鍋爐供熱系統(tǒng)工作時的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，根據(jù)本實用新型較佳實施例的組合系統(tǒng)主要由空調(diào)機組和鍋爐構(gòu)成。其中空調(diào)機組包括壓縮機1、第二換熱器2、第一換熱器3、四通換向閥4、第一膨脹閥6、第二膨脹閥7以及閥8。
如圖1所示，壓縮機1的排氣側(cè)通過制冷劑管連接至四通換向閥4。四通換向閥4有四個接口，分別為第一接口a、第二接口b、第三接口c和第四接口d。第一接口a可與第二接口b連通，第二接口b可與第三接口c連通，壓縮機1的排氣側(cè)連接至第四接口d。第一接口a通過制冷劑管連接至第一換熱器3，第一換熱器3再通過制冷劑管連接至第一膨脹閥6。與第一換熱器3和第一膨脹閥6并聯(lián)有一個閥8。隨后，通過制冷劑管連接至第二換熱器2，第二換熱器2再連接至第二膨脹閥7。第二膨脹閥7連接至鍋爐5，鍋爐5連接至四通換向閥4的第三接口c。四通換向閥4的第二接口b通過制冷劑管連接至壓縮機1的吸氣側(cè)。
在本實用新型中，空調(diào)機組可以是空氣源/水源熱泵型機組(包括風冷熱泵冷熱水機組和水冷機組)、多聯(lián)式空調(diào)熱泵機組或家用分體式空調(diào)機組。
鍋爐5可以是電鍋爐或燃氣鍋爐，其內(nèi)部可具有內(nèi)置式換熱器和水箱，也可以采用置于鍋爐外部的外置式換熱器和水箱。鍋爐5應可同時實現(xiàn)供生活用熱水和冬季供暖的需求。鍋爐還可以設置有旁通組件，該旁通組件可將鍋爐相對于空調(diào)機組旁通，一旦鍋爐出現(xiàn)故障或不需要時，可以使管路不經(jīng)過鍋爐5。另外，還設有與鍋爐5連接的、構(gòu)成水循環(huán)回路的供水管9和回水管10(參見圖5)。
整個組合系統(tǒng)的運行最好由一個集中控制器來控制，該控制器基于負荷要求，環(huán)境條件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行控制。當然，如果對自動化的要求不高，也可以分別對系統(tǒng)內(nèi)的各部分進行控制，甚至進行手動的操作。
以下將結(jié)合圖2-5來詳細描述本實用新型的組合系統(tǒng)的主要工作流程。
1)熱回收如圖2所示，當系統(tǒng)處于正常制冷運轉(zhuǎn)時，從壓縮機1排出的高溫制冷劑蒸汽進入四通換向閥的第四接口d，再通過四通換向閥4的第三接口c流入鍋爐5中。高溫制冷劑蒸汽在鍋爐5中通過鍋爐換熱器放熱而對鍋爐5中的水進行加熱，制冷劑溫度隨之下降，該情況也叫做使過熱蒸汽降溫。在制冷模式下第二膨脹閥7始終全部打開，制冷劑流入第二換熱器2(例如采用空冷式換熱器)。根據(jù)熱水溫度的要求，第二換熱器2的風扇可以盡量少開。在該種模式下，閥8關閉，第一膨脹閥6打開。因此，當制冷劑在第二換熱器2中放熱液化之后，經(jīng)過第一膨脹閥6調(diào)節(jié)制冷劑流量后流入第一換熱器3。制冷劑在第一換熱器3中吸熱(釋放冷量)并蒸發(fā)之后，通過四通換向閥4的第一接口a連通至第二接口b，最后流入壓縮機1吸氣側(cè)。
鍋爐5中的生活水，被從壓縮機1排出的高溫制冷劑蒸汽加熱。如果此時水溫仍低于用戶設定的水溫，則在鍋爐中被二次加熱，之后送入室內(nèi)。如果已達到用戶設定的水溫，則此時鍋爐不用開啟，直接將熱水送入室內(nèi)。
實現(xiàn)該功能的空調(diào)機組可以是空氣源/水源熱泵型機組，多聯(lián)式空調(diào)熱泵機組或家用分體式空調(diào)機組。
2)熱泵鍋爐如圖3所示，當用戶側(cè)不需要進行制冷/制熱時，空調(diào)機組可以用于加熱鍋爐中的生活用熱水。如圖3所示，從壓縮機1排出的高溫制冷劑通過四通換向閥4的第四接口d連通至第三接口c，再流入鍋爐5中，在加熱了鍋爐5中的水后，通過第二膨脹閥7流入第二換熱器2中，吸收室外的熱量。在該模式中，閥8打開，第一膨脹閥6關閉，從而使制冷劑不經(jīng)過第一膨脹閥6和第一換熱器3，直接通過四通換向閥4的第一接口a連通至第二接口b，最后流入壓縮機1的吸氣側(cè)。
實現(xiàn)該功能的空調(diào)機組可以是空氣源/水源熱泵型機組、多聯(lián)式空調(diào)熱泵機組或家用分體式空調(diào)機組。
3)制熱運轉(zhuǎn)時的輔助加熱如圖4所示，從壓縮機1排出的高溫蒸汽通過四通換向閥4的第四接口d連通至第一接口a，再流入第一換熱器3中放熱冷凝。在該模式中，閥8關閉。通過第一膨脹閥6的控制，冷凝后的制冷劑通過第二換熱器2從室外吸熱蒸發(fā)，并進一步由鍋爐5加熱。接著，蒸發(fā)后的制冷劑通過四通換向閥4的第三接口c至第二接口b，最后回到壓縮機1吸氣側(cè)。在該模式中，第二膨脹閥7始終全部打開。
實現(xiàn)該功能的空調(diào)機組可以是空氣源/水源熱泵型機組、多聯(lián)式空調(diào)熱泵機組或家用分體式空調(diào)機組。
4)鍋爐供熱如圖5所示，當空調(diào)機組是空氣源/水源熱泵型機組中的風冷熱泵冷熱水機組時，本實用新型的組合系統(tǒng)在制熱工況下，還可實現(xiàn)如下功能。
A.鍋爐作為二次熱源在制熱工況下，當室外環(huán)境溫度較低時，由空調(diào)機組提供的供熱用水溫度較低，不能達到設定溫度，此時可用鍋爐系統(tǒng)對供熱用水進行二次加熱，提高供水溫度。
如圖5所示，從壓縮機1排出的高溫蒸汽通過四通換向閥4的第四接口d連通至第一接口a，再流入第一換熱器3中放熱冷凝，加熱該換熱器中的水。在該模式中，閥8關閉。通過第一膨脹閥6的控制，冷凝后的制冷劑通過第二換熱器2從室外吸熱蒸發(fā)。接著，蒸發(fā)后的制冷劑通過鍋爐5，再通過四通換向閥4的第三接口c至第二接口b，最后回到壓縮機1吸氣側(cè)。在該模式中，第二膨脹閥7始終全部打開。
其中，經(jīng)第一換熱器3加熱后的水，流入供水管9，再經(jīng)過鍋爐5被再次加熱，之后送入室內(nèi)。從室內(nèi)回來的回水經(jīng)過回水管10，再回到第一換熱器3中被加熱。
B.鍋爐直接供熱在室外極端低溫時，空調(diào)機組的壓縮機1關閉，空調(diào)機組不提供熱量。在這種模式下，從室內(nèi)回來的回水通過回水管10直接回到鍋爐5中，在鍋爐5中被加熱后，再通過供水管9直接送入室內(nèi)。因此，系統(tǒng)的供熱量不會受環(huán)境溫度影響。然而，采用該方法，熱效率低于1。
應該理解，雖然以上結(jié)合較佳實施例對本實用新型進行了詳細的描述，但熟悉本領域的普通技術人員應該可以在以上揭示內(nèi)容的基礎上作出各種等同的變換和改動。因此，本實用新型的保護范圍應由所附權利要求書來限定。
權利要求1.一種鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，該組合系統(tǒng)包括鍋爐(5)和空調(diào)機組，所述鍋爐(5)設置有換熱器和水箱，還設置有與所述鍋爐連接的、構(gòu)成水循環(huán)回路的供水管和回水管；所述空調(diào)機組包括一壓縮機(1)，所述壓縮機具有排氣側(cè)和吸氣側(cè)；一四通換向閥(4)，所述四通換向閥連接至所述壓縮機的排氣側(cè)和吸氣側(cè)，并具有第一接口(a)、可與所述第一接口連通的第二接口(b)、可與所述第二接口連通的第三接口(c)、以及與所述壓縮機的排氣側(cè)連通的第四接口(d)；一連接至所述四通換向閥的第一接口的第一換熱器(3)；一連接至所述第一換熱器的第一膨脹閥(6)；一與所述第一換熱器和所述第一膨脹閥并聯(lián)的閥(8)；一連接至所述第一膨脹閥(6)或所述閥(8)的第二換熱器(2)；一連接至所述第二換熱器的第二膨脹閥(7)，該第二膨脹閥再連接至所述鍋爐；所述鍋爐連接至所述四通換向閥的第三接口。
2.如權利要求1所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐(5)是電鍋爐或燃氣鍋爐。
3.如權利要求1所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐(5)的換熱器和水箱設置在所述鍋爐的內(nèi)部或外部。
4.如權利要求1所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)機組是空氣源/水源熱泵型機組、多聯(lián)式空調(diào)熱泵機組或家用分體式空調(diào)機組中的一種。
5.如權利要求4所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述空調(diào)機組是空氣源/水源熱泵型機組中的風冷熱泵冷熱水機組。
6.如權利要求5所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述供水管(9)和回水管(10)還連接至所述第一換熱器(3)。
7.如權利要求1所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，還包括對所述空調(diào)機組和所述鍋爐進行控制的集中控制器。
8.如權利要求1所述的鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐還具有旁通組件，該旁通組件可將鍋爐相對于空調(diào)機組旁通。
專利摘要本實用新型提供了一種鍋爐與空調(diào)機組的組合系統(tǒng)，該組合系統(tǒng)包括鍋爐和空調(diào)機組，所述鍋爐設置有換熱器和水箱，還設置有與所述鍋爐連接的、構(gòu)成水循環(huán)回路的供水管和回水管。所述空調(diào)機組包括一壓縮機，該壓縮機具有排氣側(cè)和吸氣側(cè)；一四通換向閥，該四通換向閥連接至壓縮機的排氣側(cè)和吸氣側(cè)，并具有第一接口、可與所述第一接口連通的第二接口、可與所述第二接口連通的第三接口、以及與所述壓縮機的排氣側(cè)連通的第四接口；一連接至四通換向閥的第一接口的第一換熱器；一連接至第一換熱器的第一膨脹閥；一與第一換熱器和第一膨脹閥并聯(lián)的閥；一連接至第一膨脹閥或該閥的第二換熱器；一連接至第二換熱器的第二膨脹閥，該第二膨脹閥再連接至鍋爐；鍋爐連接至四通換向閥的第三接口。
文檔編號F25B30/02GK2763729SQ200520003338
公開日2006年3月8日 申請日期2005年1月19日 優(yōu)先權日2005年1月19日
發(fā)明者彼得·夏 申請人:特靈空調(diào)系統(tǒng)(江蘇)有限公司