專利名稱：中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置及其方法，屬于中央空調(diào)系統(tǒng) 水蓄能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高層建筑物物主要用中央空調(diào)系統(tǒng)在進(jìn)行通風(fēng)和溫度調(diào)節(jié)。目前所公開(kāi)的空調(diào)機(jī) 組采用板式換熱器將開(kāi)式蓄水池與閉式空調(diào)末端供水系統(tǒng)分開(kāi)，板式換熱器的一次側(cè)通過(guò) 管路與蓄水池相通，而板式換熱器二次側(cè)分別與分水器和集水器連接，通過(guò)分水器以及集 水器之間的多個(gè)管路多個(gè)未端空調(diào)對(duì)建筑物進(jìn)行換熱，而在板式換熱器的一次側(cè)和二次側(cè) 需分別設(shè)置水泵，在兩水泵的作用下使水池內(nèi)的冷熱水與空調(diào)冷熱水在板式換熱器里進(jìn)行 換熱，從而將水池內(nèi)的冷熱水能量釋放給未端空調(diào)對(duì)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。但目前中央空調(diào)系統(tǒng) 的換熱過(guò)程中存在以下問(wèn)題。1、初投資大。由于中央空調(diào)系統(tǒng)必須采用換熱器進(jìn)行換熱， 因此換熱器及其兩側(cè)水泵的一次性投資是較大。2、水池蓄能量利用率降低。對(duì)于板式換熱 器而言，其冷熱兩側(cè)必然存在一定的換熱溫差，因此蓄水池內(nèi)的冷熱水與空調(diào)冷熱供水一 般有1 2°C的換熱溫差，故存在減小了水池的能量利用效率。3、能耗大。由于板式換熱器 的兩側(cè)均設(shè)置水泵，即板換一次泵和二次泵，由于兩者的揚(yáng)程一般均不低于10m，這兩臺(tái)水 泵在同時(shí)運(yùn)行時(shí)，會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)能效降低10%左右。4、運(yùn)行控制復(fù)雜。由于板式換熱器的 一次泵和二次泵需同步運(yùn)行，控制難度高，特別是變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，控制更為復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置及其方法，能利用 回收的高位水勢(shì)能給供水補(bǔ)能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，并能減少中央空調(diào)系統(tǒng)投資的中央 空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置及其方法。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同 步回收裝置，包括與水池相通的回水管和供水管以及分水器和集水器，分水器上的兩個(gè)以 上出水口及集水器上的兩個(gè)以上進(jìn)水口之間并聯(lián)有兩路以上的換熱管路，每路換熱管路上 安裝有循環(huán)水泵，且每路換熱管路上并聯(lián)有兩個(gè)以上的未端空調(diào)，其特征在于所述的供水 管與分水器的進(jìn)水口連接，集水器的出水口與回水管連接，且回水管和供水管上分別安裝 有主動(dòng)水輪機(jī)和從動(dòng)水輪機(jī)，主動(dòng)水輪機(jī)具有葉輪的主軸通過(guò)聯(lián)軸器與從動(dòng)水輪機(jī)具有有 葉輪的葉輪軸連接，且主動(dòng)水輪機(jī)葉輪上的葉片傾斜方向與從動(dòng)水輪機(jī)葉輪的葉片傾斜方 向相反，回水管位于主動(dòng)水輪機(jī)的出水一側(cè)安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器，且電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥和溫度傳感器與控制器連接，供水管位于從動(dòng)水輪機(jī)的出水一側(cè)安裝有止回閥。
本發(fā)明中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收方法，其特征在于通過(guò)換熱管路中循環(huán) 水泄水時(shí)的高位水勢(shì)能轉(zhuǎn)化為主動(dòng)水輪機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，使同軸連接的從動(dòng)水輪機(jī) 的葉輪軸獲得機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為從動(dòng)水輪機(jī)水流的動(dòng)能，從動(dòng)水輪機(jī)同時(shí)將水 池內(nèi)的循環(huán)水補(bǔ)送至分水器內(nèi)及換熱管路中，對(duì)水池與換熱管路中的循環(huán)水強(qiáng)制循環(huán)，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)換水補(bǔ)能。
本發(fā)明將與水池相通的供水管和回水管直接與分水器和集水器連接，而取消了板 式換熱器，同時(shí)通過(guò)安裝在供水管上的主動(dòng)水輪機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在回水管上的從動(dòng)水 輪機(jī)連接，因此利用換熱管路中循環(huán)水回水泄水時(shí)高位水勢(shì)能轉(zhuǎn)化為主動(dòng)水輪機(jī)葉輪旋 轉(zhuǎn)，使主動(dòng)水輪機(jī)使輸出機(jī)械能，通過(guò)主動(dòng)水輪機(jī)的主軸以及聯(lián)軸器一起傳遞機(jī)械能，使而 從動(dòng)水輪機(jī)的葉輪軸獲得機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為從動(dòng)水輪機(jī)的葉輪軸帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)而將水池內(nèi)的冷熱循環(huán)水送至分水器內(nèi)，并供給換熱管路，從而實(shí)現(xiàn)釋 能給供水補(bǔ)能的作用。本發(fā)明由于取消了板式換熱器，直接用水池中的冷熱水作為空調(diào)系 統(tǒng)末端的供水，能充分利用水池的冷熱水能量，而提高水池蓄能量的利用率。再則本發(fā)明還 取消了原空調(diào)系統(tǒng)中板式換熱器冷熱兩側(cè)的水泵，減少空調(diào)系統(tǒng)投資，尤其采用通過(guò)聯(lián)軸 器使主動(dòng)水輪機(jī)和從動(dòng)水輪機(jī)同步運(yùn)行，不僅控制方便，而且大大減少了空調(diào)系統(tǒng)中的泵 耗，在節(jié)能減排的呼聲日益高漲的今天，本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的釋能方式有著突破性的改進(jìn)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明水勢(shì)能同步回收裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明主動(dòng)水輪機(jī)與從動(dòng)水輪機(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明主動(dòng)水輪機(jī)與從動(dòng)水輪機(jī)的連接結(jié)構(gòu)的另一種示意圖。
圖4是本發(fā)明聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖5是本發(fā)明聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖6是本發(fā)明聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖7是本發(fā)明聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖之四。
其中1-水池，2-回水管，3-供水管，4-從動(dòng)水輪機(jī)，4-1-葉輪軸，5_定壓補(bǔ)水裝 置，6-止回閥，7-分水器，8-循環(huán)水泵，9-換熱管路，10-未端空調(diào)，11-集水器，12-壓差 旁通控制閥，13-聯(lián)軸器，14-主動(dòng)水輪機(jī)，14-1-主軸，15-溫度傳感器，16-電動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 17-控制器。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明的中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置，包括與水池1相通的 回水管2和供水管3以及分水器7和集水器11，分水器7上設(shè)有兩個(gè)以上出水口，而集水 器11上也設(shè)有兩個(gè)以上進(jìn)水口，分水器7的各出水口與集水器11上的各進(jìn)水口之間并聯(lián) 有兩路以上的換熱管路9，而每路換熱管路9上安裝有循環(huán)水泵8，每路換熱管路9上并聯(lián) 有兩個(gè)以上的未端空調(diào)10，通過(guò)循環(huán)水泵8使每路換熱管路9內(nèi)的循環(huán)水即冷凍水或供熱 水充分循環(huán)。見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明的供水管3與分水器7的進(jìn)水口連接，集水器11的出水 口與回水管2連接，使水池1內(nèi)的循環(huán)水直接與每路換熱管路內(nèi)的循環(huán)水直通，而回水管2 和供水管3上分別安裝有不帶有發(fā)電機(jī)的主動(dòng)水輪機(jī)14和不帶有發(fā)電機(jī)的從動(dòng)水輪機(jī)4， 主動(dòng)水輪機(jī)14的主軸14-1通過(guò)聯(lián)軸器13與從動(dòng)水輪機(jī)4的葉輪軸4-1連接，主動(dòng)水輪機(jī) 14的主軸14-1上具有葉輪，而從動(dòng)水輪機(jī)4的葉輪軸4-1也具有葉輪，且主動(dòng)水輪機(jī)14上 的葉片傾斜方向與從動(dòng)水輪機(jī)4上的葉片傾斜方向相反，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)中循環(huán)水泄水回流至水池1時(shí)，此時(shí)因泄水在(h+l)m的水壓作用下會(huì)推動(dòng)主動(dòng)水輪機(jī)14的葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉輪帶 動(dòng)主軸14-1旋轉(zhuǎn)，并在聯(lián)軸器13的連接作用下，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)水輪機(jī)4的葉輪軸4-1旋動(dòng)，從 而帶動(dòng)從動(dòng)水輪機(jī)4上的葉輪旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)水輪機(jī)4的葉輪旋轉(zhuǎn)將水池1中的循環(huán)水供給分 水器7及換熱管路9的未端空調(diào)10，使水池1內(nèi)的循環(huán)水即冷凍水或供熱水經(jīng)每路換熱管 路9上的多個(gè)未端空調(diào)10與室內(nèi)空氣進(jìn)行冷熱交換。本發(fā)明的主動(dòng)水輪機(jī)14和從動(dòng)水輪 機(jī)4可采用混流式水輪機(jī)或軸流式水輪機(jī)，且該混流式水輪機(jī)以及軸流式水輪機(jī)不帶有發(fā) 電機(jī)，主動(dòng)水輪機(jī)14的進(jìn)水口和出水口沿出水方向分別連接在供水管3路上，同樣從動(dòng)水 輪機(jī)4的進(jìn)水口和出水口沿進(jìn)水方向連接在回水管2路上。本發(fā)明的主、從水輪機(jī)還可采 用現(xiàn)有的水泵除去電機(jī)后余下的部分，見(jiàn)圖2所示，主動(dòng)水輪機(jī)14和從動(dòng)水輪機(jī)4為端吸 水泵，軸向進(jìn)水，徑向出水，或如圖3所示，主動(dòng)水輪機(jī)14和從動(dòng)水輪機(jī)4為雙吸泵，吸泵進(jìn) 出口在同一方向上且垂直于泵軸，見(jiàn)圖4所示，本發(fā)明的聯(lián)軸器13可采用三爪聯(lián)軸器，或如 圖5所示，聯(lián)軸器13可采用凸緣聯(lián)軸器，或如圖6所示，聯(lián)軸器13可采用彈性銷聯(lián)軸器，還 可如圖7所示聯(lián)軸器13可采用膜片聯(lián)軸器。見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明供水管3位于主動(dòng)水輪機(jī) 14的出水一側(cè)安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16以及溫度傳感器15，且電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16和溫度傳感器15 與控制器17連接，該控制器17可采用市售產(chǎn)品，如采用單片機(jī)對(duì)采集回水管2上的水溫進(jìn) 行處理并與設(shè)定溫度進(jìn)行對(duì)比，以控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16的啟閉，通過(guò)溫度控制器17在線檢測(cè) 流出集水器11供水管3上的溫度，回水管2位于從動(dòng)水輪機(jī)4的出水一側(cè)安裝有止回閥6， 通過(guò)止回閥6防止供水管3內(nèi)的循環(huán)水倒流。
見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明供水管3位于從動(dòng)水輪機(jī)4出水一側(cè)及分水器7之間的管路 上安裝有定壓補(bǔ)水裝置5，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)定壓、自動(dòng)補(bǔ)水和排氣功能。本發(fā)明在分水器7 與集水器11之間還連接有壓差旁通控制閥12，通過(guò)壓差旁通控制閥12感測(cè)集水器11與分 水器7兩端水壓，然后根據(jù)測(cè)試到的壓力計(jì)算出差值，再由壓差旁通控制閥12根據(jù)計(jì)算出 的差值與預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較決定輸出方式，以控制其閥門(mén)的開(kāi)度，達(dá)到供水和回水的壓 力平衡。
見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收方法，通過(guò)換熱管路9中循環(huán) 水泄水時(shí)的高位水勢(shì)能轉(zhuǎn)化為主動(dòng)水輪機(jī)14的葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，使同軸連接的從動(dòng)水 輪機(jī)4的葉輪軸4-1獲得機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為從動(dòng)水輪機(jī)4水流的動(dòng)能，從動(dòng)水輪 機(jī)4同時(shí)將水池1內(nèi)的循環(huán)水補(bǔ)送至分水器7內(nèi)及換熱管路9中，對(duì)水池1與換熱管路9 中的循環(huán)水強(qiáng)制循環(huán)，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)換水補(bǔ)能。
本發(fā)明工作時(shí)，當(dāng)溫度傳感器15測(cè)得的空調(diào)回水管2內(nèi)的回水溫度達(dá)到電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥16設(shè)定的開(kāi)啟溫度時(shí)，控制器17會(huì)發(fā)出指令打開(kāi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16，使空調(diào)系統(tǒng)回水泄入 水池1內(nèi)，此時(shí)泄水在(h+l)m的水壓作用下會(huì)推動(dòng)主動(dòng)水輪機(jī)14的葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的旋轉(zhuǎn) 使主軸14-1旋轉(zhuǎn)，通過(guò)主軸14-1以及聯(lián)軸器13傳遞能量，使與聯(lián)軸器13連接的從動(dòng)水輪 機(jī)4的葉輪軸4-1旋轉(zhuǎn)，即而從動(dòng)水輪機(jī)4葉輪的旋轉(zhuǎn)將水池1中的水送入分水器7以及 換熱管路9的末端空調(diào)10內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了給空調(diào)系統(tǒng)換水補(bǔ)能的作用。
當(dāng)溫度傳感器15測(cè)得的空調(diào)回水管2內(nèi)的回水溫度達(dá)到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16設(shè)定的關(guān) 閉溫度時(shí)，控制器17會(huì)發(fā)出指令關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16，那么主動(dòng)水輪機(jī)14、聯(lián)軸器13和從動(dòng) 水輪機(jī)4將逐步停止運(yùn)行，此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的回水由集水器11和分水器7之間的壓差旁通控 制閥12又回到空調(diào)系統(tǒng)末端，直至其溫度達(dá)到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥16的設(shè)計(jì)的開(kāi)啟溫度。
權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置，包括與水池相通的回水管( 和供水管 ⑶以及分水器⑵和集水器(11)，分水器(7)上的兩個(gè)以上出水口及集水器(11)上的兩 個(gè)以上進(jìn)水口之間并聯(lián)有兩路以上的換熱管路(9)，每路換熱管路(9)上安裝有循環(huán)水泵 (8)，且每路換熱管路(9)上并聯(lián)有兩個(gè)以上的未端空調(diào)(10)，其特征在于所述的供水管 ⑶與分水器(7)的進(jìn)水口連接，集水器(11)的出水口與回水管(2)連接，且回水管(2)和 供水管C3)上分別安裝有主動(dòng)水輪機(jī)(14)和從動(dòng)水輪機(jī)G)，主動(dòng)水輪機(jī)(14)具有葉輪的 主軸(14-1)通過(guò)聯(lián)軸器(1 與從動(dòng)水輪機(jī)(4)具有葉輪的葉輪軸連接，且主動(dòng)水 輪機(jī)(14)葉輪上的葉片傾斜方向與從動(dòng)水輪機(jī)⑷葉輪的葉片傾斜方向相反，回水管⑵ 位于主動(dòng)水輪機(jī)(14)的出水一側(cè)安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(16)和溫度傳感器(15)，且電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥(16)和溫度傳感器(15)與控制器(17)連接，供水管(3)位于從動(dòng)水輪機(jī)⑷的出水一 側(cè)安裝有止回閥(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)水勢(shì)能同步回收裝置，其特征在于所述的聯(lián) 軸器(1 為三爪聯(lián)軸器或凸緣聯(lián)軸器或彈性銷聯(lián)軸器或膜片聯(lián)軸器的其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)水勢(shì)能同步回收裝置，其特征在于所供水管 (3)位于從動(dòng)水輪機(jī)出水一側(cè)及分水器(7)之間的管路上安裝有定壓補(bǔ)水裝置(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)水勢(shì)能同步回收裝置，其特征在于所述分水 器(7)與集水器(11)之間的管路上還連接有壓差旁通控制閥(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收方法，其特征在于通過(guò)換 熱管路中循環(huán)水泄水時(shí)的高位水勢(shì)能轉(zhuǎn)化為主動(dòng)水輪機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，使同軸連接 的從動(dòng)水輪機(jī)的葉輪軸獲得機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為從動(dòng)水輪機(jī)水流的動(dòng)能，從動(dòng)水 輪機(jī)同時(shí)將水池內(nèi)的循環(huán)水補(bǔ)送至分水器內(nèi)及換熱管路中，對(duì)水池與換熱管路中的循環(huán)水 強(qiáng)制循環(huán)，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)換水補(bǔ)能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)的水勢(shì)能同步回收裝置，分水器的兩個(gè)以上出水口及集水器的兩個(gè)以上進(jìn)水口之間并聯(lián)有兩路以上的換熱管路，每路換熱管路上安裝有循環(huán)水泵，每路換熱管路上并聯(lián)有兩個(gè)以上的未端空調(diào)，供水管與分水器的進(jìn)水口連接，集水器的出水口與回水管連接，回水管和供水管上分別安裝有主動(dòng)水輪機(jī)和從動(dòng)水輪機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接，且主動(dòng)水輪機(jī)葉輪的葉片傾斜方向與從動(dòng)水輪機(jī)葉輪的葉片傾斜方向相反，回水管位于主動(dòng)水輪機(jī)的出水一側(cè)安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及溫度傳感器，且電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和溫度傳感器與控制器連接。本發(fā)明能利用回收的高位水勢(shì)能給供水補(bǔ)能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能，減少中央空調(diào)系統(tǒng)投資。
文檔編號(hào)F24F13/30GK102032654SQ201010603550
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者楊家華 申請(qǐng)人:江蘇河海新能源有限公司