专利名称：螺杆式活塞式离心式中央空调机组废热加卫生热水系统的制作方法
螺杆式活塞式离心式中央空调机组废热加卫生热水系统所属技术领域；本发明涉及一种利用中央空调废热的热水系统。
技术背景；目前公知的中央空调主要作用是用于空气调节。 发明内容；为了克服现有的中央空调用于空气调节将热能排出、而不利用的 缺点，设计一种利用中央空调废热的热水系统，利用冷却工质排出的热能加热 卫生热水，在冷凝器中将冷凝管与卫生热水热交换管置于一个本体中热交换， 节约钢材，减少机组体积。卫生热水循环泵采用变频器调速，转速度自动在设定的3种模式下运转。 闭式系统中采用2个罐体储水，縮短热水升温时间，热水自动转移储存。在采用满液蒸发器的空调机组中设计限流管组件，解决在低冷凝温度工况 下蒸发器存油问题。本发明解决其技术问题所使用的方案是；专门设计一套壳管式双水冷凝器，在冷凝器中既有工质气体冷凝管、又有 卫生热水加热管，在一个冷凝器本体内实现两种不同用途的热交换，对热能加 以利用。在闭式热水循环系统中，设计热水储存压力罐，热水补水压力罐，补水泵， 补水电磁阀，热水转移储存泵。热水分两部份储存，缩短热水加热升温时间。 采用电磁发向系统补水，减少补水泵启动频率，热水储存压力罐不会产生水位 大起大落的毛病，稳定系统热水温度与压力。
具体实施方式
；制冷主机排出的高温工质气体，在热交换器中被冷凝管冷凝的同时加热卫 生热水，在一个冷凝器本体中、冷却水与卫生热水分隔密封，分别采用不同的 循环水系统，达到冷凝高温工质气体的同时加热卫生热水。
根据中央空调制冷功率的大小、和设计需要的卫生热水流量，确定卫生热 水换热管与工质气体冷凝管换热面积的比率，最后确定壳管式冷凝器的总换热 面积。
图1中央空调热水系统图-在图1实施例中，冷却水循环水泵组件(1)，冷却水温度计(2)，流量计 (3)壳管式双水冷凝器(4)，冷却水出水温度显示控制器(5)，冷却水限流 管调节阀(6)， l号限流管电磁阀(7)， 2号限流管电磁阀(8)，制冷主机油 分离器(9)，制冷主机(10)，冷冻水进出接管组件(11),蒸发器(12)，冷 却塔(13)，冷凝器卫生热水进出接管组件(14)，卫生热水循环泵组件(15), 卫生热水循环泵变频控制器箱(16)，卫生热水1号温度显示控制器(17)，热 水旁通电磁阀(18)，热水旁通阀(18—1 )，卫生热水2号温度显示控制器(19)， 锅炉加水阀(20)，燃气热水锅炉(21),锅炉进出水电磁阀(22)，锅炉进出 水旁通电磁阀(23 )，水精过滤器排污电磁阀(24 )，水精过滤器进水电磁阀(25 )， 水精过滤器(26)热水过滤流量旁通管阀(27)，用户热水系统(28)，热水池 排污阀(29),浮球阀(30)，溢流管(31)，热水池(32)。
具体实施方式
说明；冷凝器增加安装了卫生热水热交换管，换热面积得到了很大增加，而大型 螺杆式主机在采用满液式蒸发器的情况下、在冷却塔湿球水温度工况下、冷却 水温度低于26"C度工作是不利的，而膨涨阀又作不到理想的十分灵敏调节。 过低的排温，制冷剂回气过潮、带来油分离器产生油气分离效果欠佳、产生在 蒸发器中逐渐存油的故障。 例如武冷一麦克维尔1350KW制冷主机手册建议；在冷却水温度低于26。C度时关闭一台冷却塔风机，来适当提高冷凝温度。 该建议在用户只有一到二台冷却塔风机的情况下便不适用。
本系统采用的解决方案是；系统中安装了 1号、(2)， 2号(5)电子数字 显示冷却水温度控制器和冷却水限流管阀(6)， 1号限流管电磁阀(7)， 2号 限流管电磁阀(8)。采用减少部份冷却水流量的办法来提高冷凝温度。当1号冷却水温度控制器检测到冷凝器进水温度低于26士0.2。C度时便关 闭1号限流管电磁阀(7)，当2号冷却水温度控制器检测到冷凝器出水温度低 于30±0.2°(:度时变关闭2号限流管电磁阀(8)，冷却水流量得到适当减少、 冷凝温度、排气温度得到提高，在油分离器中、油气分离效果提高。冷却水流量减少，冷却水泵轴功率也减少，冷凝温度的提高、加快了卫生 热水温度的提高，功率得到补偿。l号、2号限流管电磁阀处于关闭状态时，冷却水通过限流管调节阀(6) 的流量应该为75—85%冷凝器设计水流量(南方高北方低)，当1号、限流管 电磁阀处于开启状态时冷凝器设计水流量应该为冷凝器设计水流量的90% ， 当1号、2号限流管电磁阀都处于开启状态时，整个限流管组件流通截面积等 于和大于冷凝器接管流逋截面积。在冷却水系统调试时掩1号、2号限流管电磁阀关闭，将冷却水限流管阀 (6)仔细调小，观察流量计、达到冷凝器设计冷却水流量75—85%即可。 限流管组件温度控制器的调试将1号电子数字显示冷却水温度控制器感温器放在恒温于26±0.2°0度水 中，将温度控制器整定值调节在低于此温度上继电器关闭(7)即可。将2号 冷却水温度控制器感温器放在恒温于30土0,2。C度水中，将温度控制器整定值 调节在低于此温度上继电器关闭(8)即可。冷却水温度控制调节结束。 冷却水温度控制器电路图见图8。在春夏、交替季节时使用冷却水限流管阀组件。在冷却水温度不会低于 26"C度的高温夏天全开冷却水限流管阀(6)和关闭冷却水温度控制器电源。 采用干式蒸发器的蟝杆机，活塞机、不必安装冷却水限流管组件。 卫生热水循环泵采用变频器调速实施例说明-卫生热水循环泵采用变频器(16)控制转速，当1号卫生热水温度控制器 (17)检测到水温度低于55士rc度时，卫生热水循环泵全速运转。检测到此 温度时，发出控制信号、变频器(16)控制卫生热水循环泵半速运转。螺杆机、活塞机排气温度达85—U(TC度，当长时间未使用热水时，2号卫生热水温度控制器(19)检测到水温度63士rc度时，发出控制信号、变频器(16)控制卫生热水循环泵以300转/分速度运转，并且开启卫生热水旁通 电磁阀(18)，水在此产生部份阻力，少量水进出冷凝器加热，维持整个卫生 热水系统热循环，防止水蕰度过高产生烫伤人事故。 旁通电磁阀(18)管径为热水干管管径1/2_1/3。当1号、2号卫生热水温度控制器检测到水温度低于各自温度整定值时， 关闭卫生热水旁通电磁阀(18)，卫生热水循环泵按照热水温度控制器温度整 定值、控制变频器(16)重新提高水泵转速、将水投入冷凝器热交换加热运行。 冬天开启热水旁通阀(18—1)，关闭主机冷凝器热水进出水阀。 空调未开机和紧急使用卫生热水时，关闭燃气热水锅炉旁通电磁阀(23) 开启燃气热水锅炉进出水电磁阀(22),启动燃气热水锅炉(21)，提供热水。卫生热水质量控制调节卫生热水过滤流量旁通阀(27)，使通过卫生热水精过滤器(26)的 流量为卫生热水系统水流量的30~50% ，通过系统的不断循环过滤、水质量 得到提高。过滤器排污时关闭过滤器进水电磁阀(25)，开启排污电磁阀(24)用系 统反冲水流沖洗排污。卫生热水管路采用铜管或PP—R热水管。热水池容量根据系统流量确定，条件许可大一些为好，安装在建筑物顶层， 开式循环。浮球阀(30)保证热水池水位。
图2闭式循环系统在图2具体实施例中；热水储存压力罐(29)，玻璃管水位计(30)， DN40 ""DN80不锈钢电磁阀，大系统大流量取大值(31)，系统加水泵组件(32), 补水压力罐(33)，自动压力加水控制器箱(34)，压縮空气补充阀(35)，热 水转移储存泵组件(36)，压力罐内接直流12V、热水转移储存控制信号电极 (37)，外接直流12V、热水转移储存控制信号电极(38)， 3号卫生热水温度 控制器(39) 4号卫生热水温度控制器(40)。图2闭式循环系统实施例说明电磁阀(31)减少自动加水泵组件(32)的启动频率，控制热水储存压力 罐(29)加水。采用2个压力罐储存热水，稳定系统热水温度与压力。系统的水在使用过程中、热水储存压力罐(29)、的水位下降，电磁阀(31) 的控制信号电极(37)脱离水面发出控制信号(见图11)，电磁阀(31)打开， 不断跟进补水，减少了热水储存压力罐(29)的水位大起大落的频率，稳定了 热水系统的温度。控制信号电极的接地极焊接在罐体上，控制信号电极(37)的安装位置在热 水储存压力罐内高度80%和85%位置处，上部为压縮空气，控制电路见图ll。 压力控制器(34)控制系统补水压力罐(33)压力，系统的水在使用过程 中压力不断下降，当下降到压力控制器(34)低限整定值时，启动加水泵加水， 系统压力恢复到压力控制器高限整定值时，加水泵停止加水。热水转移储存泵组件(36)的作用；卫生热水温度控制器(39)热水温度高于47土0.5。C度时，控制继电器发 出控制信号、控制热水转移储存泵运转，热水转移储存泵交流接触器常开触点 接通，控制DN50不锈钢电磁阀(31)打开，冷水通过电磁阀(31)回到热水
储存压力罐(29)，形成水循环。通过温度控制器控制，将热水循环转移储存 到补水压力罐(33)，提高补水的温度，加大了系统热水的储存容量。卫生热水温度控制器(40)的作用为；自动控制热水转移储存泵运转、使 补水压力罐水温度升高。控制电路图见图IO，图ll。热水储存压力罐容积根据系统管路热水容积(立方米)+3到12立方米 确定。大系统大流量取大值。热水储存压力罐工作压力根据；建筑物热水系统高度(米)X0.01+0.2= Mpa确定。最低压力不得低于0.4Mpa 。补水压力罐(33)容积根据系统管路热水容积(立方米)+1到5立方 米确定。大系统大流量取大值。补水压力罐(33)工作压力=热水储存压力罐最高工作压力+0.1= Mpa 。 压力罐水压试验压力4.5X工作压力，水压试验压力最低不得低于1 Mpa 。压力罐内表面采用环氧树脂胶粘贴0.2毫米厚，耐温等级105"C度、聚脂 薄膜，防止铁锈污染热水，外表面聚氨脂闭孔泡沫保温、厚50毫米。 注意事项热水储存压力罐(29)容积过小，热水温度稳定差。补水压力罐(33)容 积过小，加水泵频繁启动。对上百米的高层建筑，可以将热水系统做减压分区。 其它部份工作原理与图1说明相同。图3中央空调双水冷凝器与卫生热水加热器实施例说明冷凝器本体法兰盘(i)， (H8X1.2紫铜冷凝管(2)，冷却水与卫生热 水密封面(3)，小18XL2紫铜卫生热水加热管(4)。 冷凝器端盖冷却水区(5)，冷凝器端盖法兰盘(6)，冷却水进出管孔(7)，卫生热水 进出管孔(8),卫生热水区(9)，图3冷却水水程数为2程，。
将冷凝管与卫生热水、热交换管共同安装在一个本体中，可以节约材料， 减少机组体积。冷却水与卫生热水采用两套分别独立密封的循环水系统。图4;图4冷却水水程数为4程，图4其它与图3相同。对于大功率冷凝器冷却 水程数可为6程和8程，卫生热水水程数可为4程。图5; ABS塑料加工件隔热防锈件图-ABS塑料加工件隔热防锈注塑件厚度6亳米(1)，聚脂薄膜冲孔防锈片 厚度0.5毫米(2)。 图5实施例说明；卫生热水区端盖采用ABS塑料加工件(1)隔热防锈，(2)粘贴在生热水 区换热管端面，防止热水被铁锈污染。端盖冷却水区与卫生热水区采用橡胶石 棉垫和法兰盘压紧密封。图6:壳管式双水热交换器本体；在图6实施例中；冷却水进管(l),冷却水出管(2)，卫生热水进管(3)， 卫生热水出管(4)，本体法兰盘(5)，高温工质进管(6)，冷凝工质出管(7)， 热交换管(8)，本体端盖(9)，本体(10)，本体固定脚(11)。图7:在使用中的中央空调机组改装为一机两用系统； 图7实施例说明；在使用中的中央空调改装为一机两用系统的方法为、在油分离器出气管 (没有油分离器机型在压縮机排气管与冷凝器之间)与冷凝器之间加装一只卫生热水壳管式热交换器(39)，加装的壳管式热交换器换热面积根据中央空
调功率和需要的卫生热水流量确定。系统其它元件作用与图l、图2相同。 采用干式蒸发器的螺杆机，活塞机、不必安装冷却水限流管组件。图8冷却水限流温度控制器电路图1号冷却水限流电磁阀吸引线圈(1)， 2号冷却水限流电磁阀吸引线圈(2)， 1号冷却水限流管数字显示温度控制器(3)， 2号冷却水限流管数字显示温度 控制器(4)，电源开关(5)，保险管(6)。图8空调机组采用满液蒸发器、使用冷却水限流温度控制器实施例说明当温度控制器检测到温度整定值时，便关闭栩应电磁阀，达到限流目的。 图中8温度控制器继电器为高于温度整定值，继电器处于开启电磁阀状态，在 冷却水温度不会低于26""C度的高温夏天全开冷却水限流管阀图1 (6)不限流， 并且关闭温度控制器电源开关(5)。图9卫生热水温度控制器电路图卫生热水循环泵变频器(1)，变频器调速度电fe器(2)，循环泵低速度控 制电阻(R0)， l号卫生热水温度控制器、调速度电阻(Rl)， 2号卫生热水温 度控制器、调速度电阻(R2)， 1号卫生热水温度控制器(3)， 2号卫生热水 温度控制器(4)，电源开关(5)，保险管(6)，图1 (18)卫生热水旁通电磁 阀吸引线圈(7)， KM1冷却水循环泵电机，A、 B、 C三相工频电源。 图9变频器接线与改装步骤实施例说明；变频调速器通过改变电子元件电位来改变输出电流频率和幅度来调整电 动机转速。开启变频调速器电源，启动卫生热水循环泵，调整电动机转速，用转速表 测试为300转/分。停机，关闭电源。打开变频调速器外壳，对照变频调速器电路图，找到变频调速电位器，找
到A、 B、两点，拆去调速电位器接线，用万用表测试调速电位器阻值，找一 只同阻值功率等于电位器功率的电阻(R0)焊接在A、 B、两点。开机调整热水循环泵转速为循环泵转速1/2额定转速，停机，关闭电源。 重新拆去调速电位器接线，用万用表测试调速电位器阻值，找一只同阻值功率 等于电位器功率的电阻(Rl)焊接在A、 B、两点。接上调速电位器接线，开机调整热水循环泵转速为循环泵额定转速，停机， 关闭电源。重新拆去调速电位器接线，用万用表测试调速电位器阻值，找一只 同阻值功率等于电位器功率的电阻(R2)焊接在2号卫生热水温度控制器继 电器(3)输出信号控制触点上。焊下电阻(Rl)焊接在2号卫生热水温度控 制器继电器(4)输出信号控制触点上，拆去不用调速电位器接线。安装好2 只温度控制器，按图9电路图接好连线，将1号卫生热水温度控制器(17) 感温器放到水温度55士rC度水中，调整l号卫生熱水温度控制器(17)自继 电器触点断开(R2)。将2号卫生热水温度控制器(i9)感温器放到水温度63 土lt:度水中，调整1号卫生热水温度控制器(19)自继电器常闭触点4—1 断开(Rl)常开触点4一2接通卫生热水旁同电磁阀吸引线圈(7)。安装好变频器外壳，作转速度测试，打开变频器电源，卫生热水循环泵应 该在额定转速下运转，将将1号卫生热水温度控制器(17)感温器放到水温度 55士rC度水中，循环泵应该在1/2额定转速下运转，将2号卫生热水温度控 制器(19)感温器放到水温度63土rC度水中，循环泵应该在300转/分转速下 运转并且接通卫生热水旁通电磁阀吸引线圈(7)。变频器按照设定的3种模式 运行卫生热水循环泵改装完毕。本方法适用于变频器速度调整电位器阻值减小转速度增高的变频器，如果 用于变频器速度调整电位器阻值减少转速度减少的变频器，(RO)、 (Rl)、 (R2)速度整定顺序相反。变频器使用的调整方法按照变频器使用手册执行。 图IO补水泵电路图
交流接触器(1)，压力控制器(2)，图2 (31)热水储存罐补水电磁阀 (3)，燃气锅炉进出水电磁阀(4)，燃气锅炉旁通水电磁阀(5)，燃气锅炉进 出水电磁阀转换开关(6)，电源开关(7)，保险管(8)，图11晶体管水位继 电器常闭触点(J1一1)，热水转移储存泵交流接触器常开副触点(KM3—1)， 补水泵交流接触器常开副触点(KM2—1)， KM2补水泵。 图IO实施例说明；合上开关(7)交流接触器KM2 (1)闭合，补水泵立即运转，交流接触 器常开副触点KM2—1闭合，图2 (31)热水储存罐补水电磁阀(3)打开， 热水储存罐与补水罐加水，当达到热水储存罐最高水位限制点，图11热水储 存罐晶体管水位继电器常闭触点Jl一l断开，当达到补水罐压力控制器高限整 定值时，压力控制器Y (2)触点断开，补水泵停止运转，KM2—1断开，热 水储存罐补水电磁阀(3)关闭。补水罐与热水储存罐同时加满水。系统用水、达到补水罐压力控制器低限整定值时，补水泵才开始重复运转。使用燃气锅炉时，转换燃气锅炉进出水电磁阀(4)， (5)与旁通水电磁 阀转换开关(6)。图11水储存罐补水与热水转移储存泵控制器电路图 在图11实施例中；热水转移储存泵交流接触器KM3 (1 )，热水转移储存温度控制器W3 (2)， 补水罐温度控制器W4 (3)，电源开关(4)， 12V/220V电源变压器(5)， 12V 稳压二极管(6),单结晶体管延时继电器J2 (7),热水储存罐晶体管水位继 电器J1 (8)，热水储存罐低水位电极(9)，热水储存罐高水位电极(10)，热 水储存罐(11)。 图ll控制器实施例说明；
热水转移储存温度控制器W3 (2)检测到热水系统水温47土0.5。C度整定 值时，温度控制器继电器(W3—l触点)闭合，热水转移储存泵运转。交流 接触器常开副触点KM3—1接通，热水储存罐加水电磁阀(31)打开，补水 罐的水流向储存罐，形成水循环，当补水罐温度控制器W4 (3)检测到补水 罐水温45士0.5。C度时，W2接通，单结晶体管延时继电器J2得到延时工作 电压，经过5—15分钟延时运转(大系统取大值)，J2断开，热水转移储存泵 交流接触器KM3 (1)释放，电磁阀关闭，单结晶体管延时继电器J2断开， 热水转移储存泵停止运转。热水系统水温度只要高于47土0.5r度，Wl、触点闭合，补水罐水温度低 于45土0.5'C度时，W4触点断开，J2触点闭合，热水转移储存泵立即运转， 热水转移储存，达到45土0.5i:度W2触点闭合，单结晶体管延时热水转移储 存泵运转5—15分钟断开J2 (并由W2保持)。热水转移储存泵延时运转，使 补水罐水温度与水系统水温相等。补水罐补水温度提高，加大了系统热水容量。空调系统工作结束后，关闭电源开关(4)， Jl一l常闭，补水电磁阀图10 (3)常开，补水泵仍处于工作状态，继续向系统提供余温水热水储存罐水位控制器电路说明当补水泵KM2运转，储存罐无水BG1""BG2组成的复合管截止，继电器 Jl一l常闭触点接通补水电磁阀打开，储存罐水位达到最高点，水接通电极(9)， BG1""BG2组成的复合管导通，继电器J1一1断开、电磁阀关闭，补水泵继续 向补水罐加水达到压力控制器整定高限值，停止加水。Jl一2接通补水电极(9)为了防止系统微量用水补水电磁阀频繁启闭。 当系统用水、补水电极(10)离开水面后由补水电极(9)维持BG1-BG2组 成的复合管导通，不会因为系统微量用水补水电磁阀打开。补水电极(10)安 装在储存鐮内85%高度位置处(上面为压縮空气)，补水电极(9)安装在储
存罐内80%高度位置处，系统用水，补水电极(9)离开水面后补水电磁阀才 打开补水。+12￥接地电极焊接在罐体上，补水电极(9)、 (10)焊接不锈钢电 极，连接导线穿聚脂塑料导管在储存罐顶盖上钻孔小3穿入储存罐，顶盖上孔 内外用环氧树脂全密封，补水电极(9)、 (10)对地绝缘电阻大于1MQ。 水系统的调整；向系统加水，排除管道内空气，热水储存罐内水位标尺85%，补水罐内 水位标尺65% 。通过加气阀调整补水罐压力高于热水储存罐0.15Mpa。 2个 罐体内压力达到设计值，整个工作过程为；补水泵由压力控制器控制运转，补水电磁阀打开，2个 水罐加水到额定值。系统水温度高于45±0.5°0度，热水转移存储泵运转，热 水自动转移存储到补水罐提高补水温度。热水储存罐内水位高度85%，上面 为压缩空气。低于80%由电磁阀自动控制加水，高于85%自动停止加水。避 免了补水泵的频繁运转。转移存储泵由转移存储温度控制器和单结晶体管延时继电器控制工作，达 到转移存储温度控制器整定高限值，单结晶体管延时继电器控制转移存储泵维 持运转5—10分钟，使补水罐水温等于水系统温度，加大了热水系统热容量。本发明的有益效果是在一个冷凝器本体内实现两种热交换对热能加以利用，最大限度的节约了 钢材。采用电子元器件实现了自动控制，安装成本低廉。厂家按此技术生产机组，做到螺杆式活塞式离心式中央空调机组一机两 用。企业按此技术改装的中央空调不但用于空气调节，还使用机组废弃的工质 热能、加热热水，提高了能效比。夏天不使用燃气加热卫生热水和厨房用热水，节约了能源。
权利要求
1. 螺杆式活塞式离心式中央空调机组废热加热卫生热水系统，其特征时是，利用中央空调机组排气废热加热热水，改装的机组中，在排气管与冷凝器之间安装壳管式卫生热水热交换器，卫生热水循环泵采用变频器调速，转速度自动在设定的几种模式下转换运转。
全文摘要
本发明涉及一种利用中央空调废热的热水系统。
背景技术：
；目前公知的中央空调主要作用是用于空气调节。本发明解决其技术问题所使用的方案是；1.在冷凝器将冷凝管与卫生热水交换管置于一个本体中热交换，冷凝管与卫生热水、热交换管共同安装在一个相互密封本体中。2.卫生热水循环泵采用变频器调速，转速自动在设定的3种模式下转换运转。3.闭式循环系统用2个工作压力不同的罐体储热水，自动控制热水转移存储。4.满液式蒸发器机组，冷却水采用限流措施解决蒸发器存油问题。
文档编号F24F12/00GK101210726SQ200610095368
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者何长江 申请人:何长江