专利名称：建筑物制冷、采暖、供热水联合系统的制作方法
建筑物制冷、采暖、供热水联合系统
所属领域
本发明涉及一种建筑物内空气、水的联合热交换装置，尤其涉及一种建筑物制冷、采暖、 供热水联合系统。
背景技术：
在空调装置中，现最为常见的是家用空调，即将空调的蒸发器安装于室内，冷凝器安装 于室外，在空调压縮机的作用下，空调内的制冷剂(如氟里昂)在冷凝器内由气态变为液态， 冷凝过程中的热量排出室外，制冷剂在蒸发器内由液态变为气态而吸收热量，达到制冷的效 果，家用空调冷凝器产生的热量直接排放到大气中。家用空调需将每一个空调的冷凝器暴露 在室外以与大气换热，此结构存在以下缺陷1:影响建筑物外墙美观；2:降低冷凝器的寿 命；3、冷凝器使用一段时间后翅片容易积灰尘，热交换效率低。由此出现了中央空调系统， 加设有集中的对外散热吸热设备(如冷却塔、锅炉)，对外散热吸热设备的作用是对中央空调 中的冷却水水进行加热或冷却，经冷却或加热的冷却水通过水管输送至房间空调部分中并与 其进行热交换，也就是说房间空调部分中的各冷凝器先与水进行热交换，冷凝热传递到水 中或从水中吸收热量，再将冷凝热通过冷却塔等对外散热设备排到大气中，或通过锅炉等吸 热设备吸收热量传递到水中。中央空调的各冷凝器不需再暴露在室外，冷凝器的换热效率更 好，所以中央空调大量的运用于宾馆、学校等场合。中央空调相对于原家用空调而g，结构 进行了改进，性能得到了提高，但仍有其缺陷，主要是
在制冷过程中，中央空调的冷凝热通过对外散热设备排放，其中的热能未得到充分的回 收利用，而生活用热水又需通过锅炉等装置加热后输出。这样的结果是 一方面，中央空调 的冷凝热未经回收利用即排放，另一方面，生活用热水需用锅炉等装置进行加热，造成能耗 高，能源的利用率低。而当今严峻的能源形势下，节能的重要性更为突出，所以，需开发一 种节能、环保的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统。
发明内容
本发明的目的，在于克服原有技术的缺陷，提供更节能的建筑物制冷、采暖、供热水联
合系统。
本发明是通过以下技术方案来实现的
建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，包括有对外散热吸热设备、房间空调部分、循环 水管，对外散热吸热设备、房间空调部分通过循环水管连接而形成中央空调水循环管路；还 设有水-水高温热泵，水-水高温热泵的低温端通过低温端进水管、低温端出水管与循环水管 连接，水-水高温热泵的高温端连接有高温端进水管及高温端出水管。
中央空调冷却水通过循环水管在对外散热吸热设备、房间空调部分之间形成循环由于 在循环水管上连接有水-水高温热泵，循环回水管的水部分或全部通过水-水高温热泵的低温 端，将房间空调部分中制冷过程中产生的冷凝热再次回收利用。水-水高温热泵对其低温端的 低温水吸热后，在水-水高温热泵的高温端输出高温热水，以供生活所用，如可以用来淋浴。
本发明的进一步改进是
所述对外散热吸热设备为冷却塔及空气源热泵。在夏季空调制冷时，空气源热泵不工作， 房间空调部分中产生的冷凝热通过冷却塔散发到大气中；夏季加热生活用热水时，打开水-水高温热泵，房间空调部分中的冷凝热全部或部分被水-水高温热泵吸收；在冬季空调制热及 制取生活热水时，空气源热泵工作而冷却塔不工作，空气源热泵作为一级提取热源从大气中 提取热能，而房间空调部分和水-水高温热泵作为二级提取热源用来采暖和生活热水，两级提 取热源使压缩机的压比得到降低，同时通过两级提取热源使空气源热泵、房间空调部分及水-水高温热泵的热效率更高。冷却塔及空气源热泵与循环水管的具体连接可以采用以下两种方 式
所述冷却塔和空气源热泵通过连通管并联后连接在循环水管上，在连通管上设有阀门； 并通过t述连接实现循环水管与对外散热吸热设备中的冷却塔及空气源热泵的连接。通过对 阀门的操作来控制循环水管中的冷却水是否流经冷却塔或空气源热泵，以及流经冷却塔或空 气源热泵的冷却水的流量。以满足不同的工况需要。所述对外散热吸热设备中的冷却塔及空 气源热泵还可以通过以下方式连接在循环水管上
还包括有一个热交换器，所述冷却塔通过连通管与热交换器的第一换热管路连接，并在 连通管上设有驱动水泵，该热交换器的第二换热管路串联在循环水管上；空气源热泵通过连 通管并联连接在循环水管上，在连通管上设有阀门，在循环水管与该连通管的两个连接点之 间也设有阀门；并通过上述连接实现循环水管与对外散热吸热设备中的冷却塔及空气源热泵 的连接。冷却塔中的水与大气频繁接触，容易污染，将冷却塔通过热交换器将冷却塔连接在 循环管水管上，可以使循环水管中的冷却水与冷却塔中的水流分开，各自独立，以避免其中 的水流相互污染，而保持循环水管中的冷却水的清洁。
所述对外散热吸热设备也可以为换热器，该换热器的第一换热管路连接在循环水管上，
该换热器的第二换热管路上带有换热器进水管、换热器出水管，在换热器进水管上设有换热 水泵。在夏季制冷时，将循环水管中冷却水中的热量通过换热器散发到地下水或地表水中， 夏季加热生活用热水时，打开水-水高温热泵，房间空调部分中的冷凝器的冷凝热全部或部分 被水-水高温热泵吸收；在冬季空调制热时及加热生活热水时，通过换热器从地下水或地表水
中提取热量。
所述换热器的第一换热管路的两端串联连接在循环水管上；或者所述换热器的第一换热 管路并联连接在循环水管上，并在所述循环水管上、与换热器的第一换热管路的两个连接点 之间设有阀门。此两种结构均可以达到循环水管中的冷却水与地下水或地表水换热的效果， 采用第二种结构可以通过操作阀门来控制流经换热器第一换热管路中水的流量。
在上述结构中，循环水管上连接换热器作为对散热吸热设备，还可以在循环水管上同时 连接空气源热泵，对外散热吸热设备同时包括该空气源热泵。此时，该换热器、空气源热泵 与循环水管的连接可以是串联连接，也可以是并联连接，即换热器的第一换热管路的两端 串联连接在循环水管上，或者换热器的第一换热管路并联连接在循环水管上，并在所述循环 水管上、与换热器的第一换热管路的两个连接点之间设有阀门；空气源热泵通过连通管并联 连接在循环水管上，并在所述循环水管上、所述循环水管与连通管相连接的两个连接点之间 均设有阀门。
在所述循环水管上还设有膨胀水箱。该膨胀水箱的作用是对循环水管中的中央空调冷却 水的热胀冷縮进行补偿，同时，在循环水管中的水量减少后，可以补充其中的水量。
在水-水高温热泵高温端上的高温端进水管及高温端出水管的另一端同时与水箱连接，该 水箱上还设有热水出水管及进水口；在高温端进水管或高温端出水管上设有高温端水泵。水_ 水高温热泵的高温端输出的高温热水即可以满足生活所用，但为了使所供的生活热水的水量、 水温更稳定，也为了对加热的热水进行储存，在水-水高温热泵的高温端还设有水箱，从水-水高温热泵输出的高温热水经水箱后再由热水出水管输出，水箱还有一个重要的作用是水 箱中的水在高温端水泵的作用下，经过水-水高温热泵多次加热后输出，多次循环加热后输出 的水温更高进水口的作用是方便向水箱内添加冷水。
在水箱上还设有热水回水管，热水出水管与热水回水管并行设置。水箱上的热水出水管
输出的水输入到每个房间作生活所用，如用来淋浴，为避免长时间不用热水时热水出水管热
水温度降低，影响使用效果，在水箱上相对于热水出水管并行设有热水回水管，当热水出水
管热水温度降低到一定温度，打开热水泵，将热水出水管的未使用热水经热水回水管回流到
水箱，重新加热，同时将加热后热水输送到热水出水管供使用，使热水的水温更稳定。
在所述循环水管上、与低温端进水管及低温端出水管的连接点之间设有阀门，在低温端 进水管、低温端出水管两者中至少其中之一上也设有阀门。阀门的作用是控制中央空调中的 冷却水流入水-水高温热泵中的流量当循环水管上的阔门全部打开而水-水高温热泵低温端 上的阀门全部关闭时，循环水管中的冷却水不经过水-水高温热泵，不对生活用热水进行加热； 当循环水管上的阀门全部关闭而水-水高温热泵低温端上的阀门全部打开时，循环水管屮的冷 却水全部经过水-水高温热泵，用来对生活用热水进行加热；当循环水管上的阀门与水-水高 温热泵低温端上的阀门同时打开时，循环水管中的冷却水部分经过水-水高温热泵，用来对生 活用热水进行加热。
所述空气源热泵与所述循环水管连接的两个连通管上均设有阀门；所述水-水高温热泵的 低温端进水管、低温端出水管、高温端进水管、高温端出水管上均设有阀门。当关闭空气源 热泵、水-水高温热泵上的各个阀门时，可以方便将对空气源热泵、水-水高温热泵从系统中 取出而进行维修。
综上，本发明的优点是
1、 通过水-水高温热泵将中央空调未端的房间空调部分上冷凝器产生的冷凝热再次回收 利用，用来加热生活用热水，热利用率高，环保节能；
2、 选用空气源热泵，在冬季空调制热时，空气源热泵作为一级提取热源，房间空调部分 和水-水高温热泵作为二级提取热源，两级提取热源使压縮机的压比降低，空气源热泵、房间 空调部分及水-水高温热泵的效率高；
3、 选用空气源热泵，在冬季可以避免中央空调结冰；
4、 冷却塔通过热交换器串联在循环水管的管路上，使循环水管中的空调冷却水相互独立， 保持其中冷却水的清洁；
5、 膨胀水箱可以对循环水管中冷却水的热胀冷縮进行补偿；
6、 水-水高温热泵的高温端的水箱使生活用热水的水温保持稳定，且多次循环加热，热 水温度更高；
7、 回水管的设置能保持生活用热水用水点的水温稳定；
8、 水-水高温热泵低温端进水管或低温端出水管上的阀门及循环水管与低温端进水管、 低温端出水管的连接点之间的阀门可以控制流入水-水高温热泵的低温端的水量，以调节生活 用热水的温度；
9、 水-水高温热泵机组加热生活热水的效率更高
10、 加热生活用热水、空调冬季制热的过程中，均不采用锅炉对水进行加热，热利用率
高并且环保。
图1是本发明的第一种实施例的结构图2是图1中虚线上部的局部放大图3是本发明的第二个实施例的结构图4是图3虚线上部的局部放大图
图5是本发明的第三个实施例的结构图6是图5虚线下部的局部放大图7是本发明的第四个实施例的结构图8是本发明的第五个实施例的结构图9是本发明的第六个实施例的结构图IO是本发明的第七个实施例的结构附图标记说明-
1、对外散热吸热设备，2、房间空调部分，3、循环水管，4、水泵，5、水-水高温热泵， 6、低温端进水管，7、低温端出水管，8、高温端进水管，9、高温端出水管，10、冷却塔， 11、空气源热泵，12、连通管，13、阀门，14、热交换器，15、驱动水泵，16、换热器，17、 换热器进水管，18、换热器出水管，19、换热水泵，20、膨胀水箱，21、水箱，22、热水出 水管，23、热水回水管，24、进水口， 25、热水水泵，26、高温端水泵。
具体实施方式
实施例一
请参见图l、图2，建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，包括房间空调部分2、循环水 管3、水泵4、由冷却塔10及空气源热泵11组成的对外散热吸热设备1;对外散热吸热设备 1中的冷却塔10与空气源热泵II通过连通管12并联连接后连接在循环水管3上，在冷却塔 10与循环水管连接的连通管12上设有阔门13,在空气源热泵11与循环水管3连接的两个连 通管12上均设有阀门13;循环水管3最终连接至中央空调末端的房间空调部分2上，并在 水泵4的作用下而形成中央空调水循环管路。还设有水-水高温热泵机组，水-水高温热泵5 的低温端通过低温端进水管6、低温端出水管7与循环水管3连接，水-水高温热泵5的高温 端连接有高温端进水管8及高温端出水管9，并在高温端进水管8上设有高温端水泵26:在
所述循环水管3上、与低温端进水管6及低温端出水管7的连接点之间设有阀门13，在低温 端进水管6、低温端出水管7、高温端进水管8、高温端出水管9上也各设有一个阀门13;在 水-水高温热泵5高温端上的高温端进水管8及高温端出水管9的另一端同时与水箱21连接， 在该水箱21上设有进水口 24，在该水箱21上还设有热水出水管22，及与热水出水管22并 行设置的热水回水管23，并在热水出水管22上设有热水水泵25。 本发明的工作过程是
夏季制冷通过操作阀门13而将打开冷却塔10而关闭空气源热泵11，中央空调末端的 房间空调部分2工作而制冷，循环水管3中的水与房间空调部分2的冷凝器进行热交换，冷 凝热传递给水，由循环水管3带回至冷却塔10，由冷却塔10散发到大气中，其运行费用比 一般空调系统下降30 40%。
夏季生活热水通过操作阀门13，打开或部分打开水-水高温热泵5的低温端进水管6 及低温端出水管7，循环水管3中的水从低温端进水管6流入水-水高温热泵5，再经低温端 出水管7流出，冷水在水箱21中经水-水高温热泵5多次循环加热，而在热水出水管22输出 50 6(TC的高温热水，水-水高温热泵5的机组能效比达到6. 0 6. 5。
冬季供暖通过操作阀门13关闭冷却塔10而打幵空气源热泵11，空气源热泵11吸收空 气中的热能而制热，使循环水管3的水温维持在17t: 25"C的范围，既可避免在北方使用时， 循环出水管内的水结冰，也可以在中央空调供暖时作为一级提取热源，而中央空调末端的房 间空调部分2作为二级提取热源，压縮机压缩比低，供暖效率高，耗电量低。
冬季生活热水通过操作阀门13,打开或部分打开水-水高温热泵5的低温端进水管6 及低温端出水管7，循环水管3内的水温在17 25'C范围，经水-水高温热泵5的作用，提取 热量，在水-水高温热泵5的高温端出水管9输出50 6(TC的热水，水-水高温热泵5的机组 能效比达到5.0 5.5。
实施例二
请参见图3、图4，此实施例与实施例一的不同之处在于作为对外散热吸热设备1的冷 却塔IO及空气源热泵11与循环水管3的连接方式不一样，在实施例一中，冷却塔IO及空气 源热泵11并联后连接在循环水管3上，而在本实施例中，空气源热泵11并联连接在循环水 管3上，冷却塔10通过连通管12与该热交换器14的第一换热管路连接，并在连通管12上 设有驱动水泵15,该热交换器14的第二换热管路串联在循环水管3上。
此实施例中，因冷却塔IO常年暴露在大气中，其中的水质极易受到污染，此结构可以避 免污染的水流入到中央空调的循环水管3中，而影响中央空调的使用寿命及使用效果。
实施例三
请参见图5、图6,此实施例与实施例一的不同之处在于对外散热吸热设备1为换热器
16，换热器16的第一换热管路的两端并联连接在循环水管3上，在循环水管3上、与换热器 16的第一换热管路的两个连接点之间设有阀门13，在换热器16的第一换热管路上也设有阀 门13;在循环水管3上还设有膨胀水箱20。
此实施例与实施例一的最大不同在于利用地下水与循环水管3中的水进行换热，从地下 水中提取热能或将热量排放到地下水中，此结构简单，并可以有效利用自然界的自然环境来 吸热散热。膨胀水箱20是为循环水管3补充水，在循环水管3中水发生热膨冷縮时也可以进 行补偿缓冲。
实施例四
请参见图7，本实施例与实施例三的原理、结构均相同，其不同在于实施例三是利用换
热器16从地下水中吸热或散热，而本实施例是从地表水中吸热或散热。
实施例五
请参见图8，本实施例与实施例三的不同之处在于此实施例中的对外散热吸热设备1
还包括空气源热泵li，即由换热器16及空气源热泵11同时构成对外散热吸热设备1。加入
空气源热泵11后，在冬季空调供热时.此空气源热泵11作为一级提取热源，房间空调部分
2作为二级提取热源，压縮机压縮比低，供暖效率高，耗电量低同时也避免冬季中央空调
因温度过低而结冰。
实施例六
请参见图9，本实施例与实施例五的不同之处在于在实施例五中，换热器16与地下水
进行换热，而在本实施例中，换热器16是与地表水进行换热，而从地表水中吸取热量或将热
量散发到地表水中。
实施例七
请参见图10，此实施例与实施例六的不同之处在于在实施例六中，换热器16是并联连接
在循环水管3上，而在本实施例中，换热器16是串联在循环水管3上，艮卩换热器16的第 一换热管路的两端直接串联连接在循环水管3上。
权利要求
1、 建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，包括有对外散热吸热设备(1)、房间空调部分(2)、 循环水管(3)，对外散热吸热设备(1)、房间空调部分(2)通过循环水管(3)连接而形 成中央空调水循环管路；其特征在于还设有水-水高温热泵(5),水-水高温热泵(5) 的低温端通过低温端进水管(6)、低温端出水管(7)与循环水管(3)连接，水-水高温 热泵(5)的高温端连接有高温端进水管(8)及高温端出水管(9)。
2、 如权利要求1所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于所述对外散热吸 热设备(1)为冷却塔(10)及空气源热泵(11)。
3、 如权利要求2所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于所述冷却塔(IO) 和空气源热泵(11)通过连通管(12)并联后连接在循环水管(3)上，在连通管(12) 上设有阀门(13):并通过上述连接实现循环水管(3)与对外散热吸热设备(1)中的冷 却塔(10)及空气源热泵(11)的连接。
4、 如权利要求2所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于还包括有一个热 交换器(14)，所述冷却塔(10)通过连通管(12)与热交换器(14)的第一换热管路连 接，并在连通管(12)上设有驱动水泵(15)，该热交换器(14)的第二换热管路串联在 循环水管(3)上空气源热泵(11)通过连通管(12)并联连接在循环水管(3)上，在 连通管(12)上设有阀门(13),在循环水管(3)与该连通管(12)的两个连接点之间也 设有阀门U3);并通过上述连接实现循环水管(3)与对外散热吸热设备(1)中的冷却 塔(10)及空气源热泵(11)的连接。
5、 如权利要求1所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于所述对外散热吸 热设备(1)为换热器(16)，该换热器(16)的第一换热管路的两端连接在循环水管(3) 上，该换热器(16)的第二换热管路上带有换热器进水管(17)、换热器出水管(18)，在 换热器进水管(17)设有换热水泵(19)。
6、 如权利要求5所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于所述换热器(16) 的第--换热管路的两端并联连接在循环水管(3)上，并在所述循环水管(3)上、与所述 换热器(16)的第一换热管路的两个连接点之间设有阀门(13)。
7、 如权利要求1至6中任一项所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于在 水-水高温热泵(5)高温端上的高温端进水管(8)及高温端出水管(9)的另一端同时与 水箱(21)连接，该水箱(21)上还设有热水出水管(22)和冷水进水口 (24);在高温 端进水管(8)或高温端出水管(9)上设有高温端水泵(26)。
8、 如权利要求7所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于在水箱(21)上还设有热水回水管(23)，热水出水管(22)与热水回水管(23)并行设置。
9、 如权利要求7所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于在所述循环水管(3)上、与低温端进水管(6)及低温端出水管(7)的连接点之间设有阀门(13):在低 温端进水管(6)、低温端出水管(7)两者中至少其中之一上也设有阀门(13)。
10、 如权利要求7所述的建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，其特征在于在所述循环 水管(3)上还设有膨胀水箱(20)。
全文摘要
本发明公开了一种建筑物制冷、采暖、供热水联合系统，包括有对外散热吸热设备、房间空调部分、循环水管，对外散热吸热设备、房间空调部分通过循环水管连接而形成中央空调水循环管路；还设有水-水高温热泵，水-水高温热泵的低温端通过低温端进水管、低温端出水管与循环水管连接，水-水高温热泵的高温端连接有高温端进水管及高温端出水管。本发明能有效回收利用空调的冷凝热，节能效果好。
文档编号F25B29/00GK101122432SQ20061003698
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月10日 优先权日2006年8月10日
发明者苏宇贵 申请人:苏宇贵