一种闭式空调冷凝水梯级利用装置

专利查询2022-5-25  106



1.本专利属于空调系统节能技术领域,具体为热交换技术和智能控制技术,特别涉及一种闭式空调冷凝水梯级利用装置。


背景技术:

2.随着社会的发展进步,空调在生活中的应用越来越广泛,已经成为人们日常活动中不可缺少的设备,空调的节能问题也成为人们关注的焦点。
3.空调夏季在制冷模式运行时,室内机产生的冷凝水温度大约在10~15℃,温度比较低,且空气中含湿量高,可产生较多冷凝水。目前,空调冷凝水大多数都是通过重力自流法直接排放到室外,未能充分利用,造成了资源浪费。本专利将冷凝水收集送入闭式管道,利用冷凝水的冷量与冷却水、新风和回风进行梯级换热,充分利用冷凝水冷量,减少资源浪费。


技术实现要素:

4.针对现有技术存在的不足,本专利的目的是提供一种闭式空调冷凝水梯级利用装置,采用闭式冷凝水管道设计并且充分回收利用冷凝水冷量,根据冷凝水的实时温度控制调节其与冷却水、新风和回风之间进行热交换,以解决传统空调系统冷凝水直接排放到室外造成资源浪费的情况,通过热交换技术实现了冷凝水的梯级利用。
5.为实现上述目的,本专利采用的技术方案是提供一种闭式空调冷凝水梯级利用装置,包括室内空调系统、冷凝水收集装置、冷凝水输配系统、冷却水换热系统、冷冻水换热系统、全热交换系统和控制系统。
6.所述冷凝水收集装置是将空调末端产生的冷凝水通过冷凝水接水盘收集后送入闭式冷凝水管道,冷凝水进入闭式冷凝水管道后依次流经止回阀i、温度传感器i,然后控制器根据温度传感器i检测的数据信号控制阀门i和断流止回阀联动开关,通过设定温度控制空调冷凝水选择流经管路;
7.所述冷凝水输配系统是将空调末端产生的冷凝水通过y型过滤器进行过滤,再经过气压罐,利用温度传感器v、液位传感器和压力传感器将检测的数据信号传输给控制器,再通过控制器控制阀门ii和阀门iii的开启和关闭,当阀门ii开启,冷凝水直接排放到室外,当控制阀门iii开启,三通阀根据压力传感器和流量计选择对应管路的通断,然后冷凝水进入紫外线灭菌装置,再经过排气阀排出多余气体;
8.所述冷却水换热系统是冷凝水经过温度传感器ii,控制器根据温度传感器ii传输的信号控制阀门iv和阀门v联动开关,选择冷凝水流经板式换热器或者直接经过管道流入下一阶段;冷却设备中的冷却水在冷凝器与板式换热器之间循环,将经过板式换热器中的冷凝水的冷量循环运送至冷凝器,实现在板式换热器中冷凝水和冷却水换热;所述全热交换系统中控制器根据温度传感器iii传输的信号控制阀门vi和阀门vii联动开关,选择冷凝水流经全热交换器或者排放到室外,将室内的回风和新风机组中的新风送入全热交换器与
冷凝水换热后回到新风机组,循环运行,板式换热器与全热交换器的串联形成冷凝水的梯级回收利用;空调主机中的冷凝器与蒸发器之间通过制冷剂进行工作介质循环,蒸发器与新风机组之间通过冷冻水循环;
9.所述紫外线灭菌装置内密封设置紫外线灭菌灯,对冷凝水进行杀菌消毒处理;所述的排气阀用于排出闭式管道中多余气体;所述的变频泵上安装有计量电表,测量实时变频泵的电量和工作情况并传输给控制器,再通过控制器根据各检测点的综合情况,调节变频泵的频率和开关,使其耗电量最低。止回阀ii、止回阀iii和止回阀iv设置在冷凝水排放管路上,然后汇合到总管路,总管路末端设置有倒流防止器,形成空气阻断。
10.本专利的有益效果是:
11.(1)本专利采用了智能控制技术,主要通过温度传感器、压力传感器、计量电表、流量计和液位传感器传输各种参数给控制器,利用控制器控制各阀门的开关和变频泵的频率与开关,使整体效果达到最优,实现了节能。
12.(2)本专利利用了板式换热器对冷凝水和冷却水换热,利用了全热交换器对冷凝水与新风和回风换热,实现了冷凝水梯级回收利用。
13.(3)本专利利用了气压罐、变频泵和出水管口ii对应的直通水管,可以根据设定的压力和流量选择冷凝水流经变频泵或直通水管,起到了稳压和避免变频泵频繁启动的作用。
附图说明
14.图1是本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的整体结构示意图;
15.图2是本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的整体管路结构示意图;
16.图3是本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的工作流程图;
17.图4是本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的控制框图。
18.图中:
19.1.空调末端
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10.冷凝水接水盘
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11.止回阀i
20.12.温度传感器i
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121.阀门i
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122.断流止回阀
21.13.止回阀ii
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14.止回阀iii
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15.止回阀iv
22.16.空气止回阀
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21.y型过滤器
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22.三通阀
23.221.出水管口i
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222.出水管口ii
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23.变频泵
24.231.计量电表
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24.气压罐
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241.温度传感器v
25.242.压力传感器
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243.液位传感器
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251.阀门iii
26.252.阀门ii
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26.紫外线灭菌装置
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261.紫外线灭菌灯
27.27.排气阀
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28.流量计
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31.温度传感器ii
28.311.阀门iv
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312.阀门v
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32.温度传感器iii
29.321.阀门vi
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322.阀门vii
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33.温度传感器iv
30.34.板式换热器
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35.全热交换器
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41.冷却设备
31.5.空调主机
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51.冷凝器
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52.蒸发器
32.53.制冷剂
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6.新风机组
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7.控制器
具体实施方式
33.下面结合附图对本专利的一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的结构加以说明。
34.如图1和图2所示,为本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的整体结构示意图和整体管路结构示意图,包括室内空调系统、冷凝水收集装置、冷凝水输配系统、冷却水换热系统、冷冻水换热系统、全热交换系统和控制系统。
35.所述冷凝水收集装置是将空调末端1产生的冷凝水通过冷凝水接水盘10收集后送入闭式冷凝水管道,闭式冷凝水管道依次设置止回阀i11、温度传感器i12,还有安装在旁通管道上的阀门i121和安装在主管道上的断流止回阀122,并且阀门i121和断流止回阀122联动开关。然后送入冷凝水输配系统,依次经过y型过滤器21、气压罐24和流量计28,再利用气压罐24上的压力传感器242、温度传感器v241和液位传感器243控制阀门ii252和阀门iii251的开启和关闭,选择对应管路导通和关断,当主管路上的阀门ii252开启,冷凝水流经三通阀22,并且三通阀22根据压力和流量控制出水管口i221和出水管口ii222的通断,当出水管口i221打开、出水管口ii222关闭时,冷凝水流经变频泵23,然后依次经过紫外线灭菌装置26消毒杀菌,经过排气阀27排出多余气体。
36.所述冷却水换热系统是利用温度传感器ii31检测到的温度作为参考,控制阀门iv311和阀门v312联动开关,进而控制设有阀门iv311的旁通管道和阀门v312的主管道导通和关断,以选择冷凝水流经板式换热器34或者直接经过管道流入下一阶段,且冷却设备41中的冷却水在冷凝器51与板式换热器34之间循环,将经过板式换热器34中的冷凝水的冷量循环运送至冷凝器51;所述全热交换系统利用温度传感器iii32控制阀门vi321和阀门vii322联动开关,选择冷凝水流经全热交换器35或者排放到室外,将室内的回风和新风机组6中的新风送入全热交换器35与冷凝水换热后再回到新风机组6,循环运行,实现冷凝水在板式换热器34与全热交换器35的梯级回收利用;空调主机5中的冷凝器51与蒸发器52之间通过制冷剂53循环,蒸发器52与新风机组6之间通过冷冻水循环。
37.如图3所示,为本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的工作流程图,空调末端产生的冷凝水通过温度传感器i12检测冷凝水温度是否低于预设温度,阀门i121与断流止回阀122采用联动控制,如果高于预设温度则开启阀门i121,关闭断流止回阀122,冷凝水在重力作用下通过泄水管排放到室外,反之冷凝水经过y型过滤器21进行过滤,过滤后的冷凝水在预设压力范围内存储在气压罐24内,当温度传感器v241检测到冷凝水温度超出预设范围、液位传感器243检测到气压罐24超量程且冷凝水仍在不断产生时阀门iii251开启,排出温度相对较高或者多余的冷凝水,如果冷凝水在预设温度范围内,打开阀门ii252,根据压力传感器242和流量计28判断水压和流量在预设范围时,打开出水管口ii222,否则打开出水管口i221,通过变频泵23传输冷凝水,其中变频泵23上的计量电表231检测实时电量并传输给控制器,再通过紫外线灭菌装置26消毒杀菌,排气阀27排出多余气体。然后通过温度传感器ii31检测进入板式换热器34之前冷凝水的温度是否在冷却水换热范围并将信号传输给控制器7,控制器7控制阀门iv311和阀门v312联动开关,当冷凝水的温度在冷却水换热范围,阀门v312开启,阀门iv311关闭,冷凝水经过板式换热器34,反之,冷凝水直接流入下一阶段。温度传感器iii32检测进入全热交换器35之前冷凝水的温度是否在新风和回风换热范围并将信号传输给控制器7,控制器7控制阀门vi321和阀门vii322联动开关,当冷凝水的温度不在新风和回风换热范围,阀门vii322开启,阀门vi321关闭,冷凝水排放到室外,反
之,冷凝水经过全热交换器35,然后再通过温度传感器iv33进行温度检测后排放到室外;设置有阀门i121、阀门iii251、阀门vii322的冷凝水管路与经过全热交换器35后的冷凝水管路连通并汇合到总管路,总管路末端设置有倒流防止器16,形成空气阻断。
38.如图4所示,为本专利一种闭式空调冷凝水梯级利用装置的控制框图,温度传感器i12、温度传感器ii31、温度传感器iii32、温度传感器iv33、计量电表231、压力传感器242、温度传感器v241、液位传感器243和流量计28分别向控制器输入信号,阀门i121和断流止回阀122联动开关、阀门iv311和阀门v312联动开关、阀门vi321和阀门vii322联动开关、变频泵23的频率和开关、阀门ii252与阀门iii251开启和关闭以及三通阀出口的通断,作为控制器的输出信号做出的动作;其中气压罐24上设置的压力传感器242、温度传感器v241和液位传感器243分别用于检测气压罐2内的压力、冷凝水的温度和冷凝水是否超量程,根据以上三个影响因素控制阀门ii252和阀门iii251的开启和关闭。根据压力传感器242和流量计28传输的信号控制三通阀出口的通断;控制器7综合所有传感器检测的数据对变频泵23的频率进行控制,并与测量变频泵23的计量电表231检测到的耗电量进行比较,控制变频泵23的开关,当变频泵23的耗电量高于直接排出冷凝水的耗电量,则关闭变频泵23,反之则开启,使节能效果达到最优。
39.以上所述,仅是本装置的较佳实施例,并非对本装置作任何限制,凡是根据本装置技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本装置技术方案的保护范围内。

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