一種用于空氣調節的熱能利用系統的制作方法

本實用新型涉及一種用于空氣調節的熱能利用系統，尤其涉及一種帶源的環路，且環路上連接有空氣處理末端的空氣調節系統及利用此系統進行空氣調節的系統。

背景技術：

目前主流空調系統主要有兩種形式，其一為，VRV系統，以大金為典型代表；另一種為基于冷水機組的集中空調系統，以開利等公司為代表。

這兩種主要系統各有其優缺點，但是兩者均存在一些固有的缺陷。

以VRV為例，其最大的優點是在建筑使用率變化較大的情況下，如寫字樓等，可以方便適應負荷的變化實現節能,即可以靈活開啟建筑使用部分的空氣調節，而關閉未使用建筑的空氣調節功能。而其缺陷也是明顯的，如控制調節復雜，系統容量有限，制冷劑的溫度調節困難，各個空氣處理末端很難滿足空氣精確調節的要求，氟里昂使用量大，安裝要求高，系統成本高等。

傳統的基于冷水機組的集中空調系統，其最大的優點是系統容量大，制冷機的COP高(但水泵，冷卻塔能耗大)，可以滿足空氣精確調節的要求。但其致命的缺點包括系統復雜，需要配套的機房和冷卻水系統，對于建筑使用率變化較大的情況，有大馬拖小車的現象等；同時需要專業的運行維護人員等。

鑒于上述情況，需要開發一種系統簡單、控制簡化、靈活適應各種建筑和使用場合，既高效節能，又具有高舒適性和空氣精確調節功能，同時經濟實用、安裝維護簡單的新型空氣調節系統

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種高效、舒適、環保、節能、靈活、簡單，經濟的熱能利用系統，可以替代目前主流的各種空氣調節系統，具有廣闊的應用前景。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：一種用于空氣調節的熱能利用系統，所述系統包括有源流體回路、多個第一換熱器和多個第二換熱器，所述有源流體回路上具有一個或多個第一節點，所述第一換熱器安裝在第一節點處，第一換熱器與第二換熱器相連，其中第一換熱器的第一通道與所述有源流體回路相連，第二通道與所述第二換熱器的第一通道相連，待處理空氣與所述第二換熱器的第二通道相連。

進一步地，每個第一換熱器與一個對應的第二換熱器相連。

進一步地，第一換熱器和第二換熱器之間有多組連接。

進一步地，第一換熱器具有多個第二通道，第二換熱器具有多個第一通道，第一換熱器的多個第二通道和第二換熱器的多個第一通道通過管道串聯成回路，且所述第二通道與第一通道交替排布。

進一步地，第一換熱器和第二換熱器通過多根換熱管相連，所述換熱管為熱管、或內含換熱介質的密封管。

進一步地，多個第一換熱器和多個第二換熱器連接成一個回路，且所述第一換熱器和所述第二換熱器交替排布。

進一步地，所述有源流體回路上具有壓縮機、節流裝置和冷凝器。

進一步地，所述系統包含多個有源流體回路，多個有源流體回路共用一個源。

進一步地，所述有源流體回路上還具有一個或多個第二節點，第二節點處設置有換熱器。

本實用新型的有益效果在于：在克服上述系統缺點的同時，保留其優點，同時還具備其獨特的優點，如基本不需要對系統的控制，各個末端可獨立精確調節而沒有相互的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的基本原理圖；

圖2為以熱泵為源系統圖；

圖3為環路與處理末端有多組連結的系統圖；

圖4為多個末端相通的系統圖；

圖5為含有多個環路的系統圖；

圖6為處理末端與環路連接方式一；

圖7為處理末端與環路連接方式二；

圖8為圖7的具體形式之一；

圖9為圖7的另一種具體形式。

具體實施方式

本發明提供一種用于空氣調節的熱能利用系統，該系統包括有源流體回路(有源的流體回路)，所述有源流體回路上具有一個或多個可以實現獨立控制的第一節點，有源流體回路的流體A在第一節點處通過流體B與待處理空氣或其他物質(水等)進行熱量交換。通過該系統，基本不需要對系統的控制，各個第一節點獨立控制。

第一節點處的熱量交換通過第一換熱器和第二換熱器實現，如圖1所示，空調系統含有源流體回路10(A流體回路)，A流體回路也可為多個，如圖5所示，回路中含源，回路上的第一節點處嵌入第一換熱器(A流體/B流體換熱器14)，A流體位于該第一換熱器的第一通道中，第二該換熱器的第二通道(含B流體)與第二換熱器(B流體/空氣換熱器)的第一通道相連，B流體/空氣換熱器的第二通道為待處理空氣；B流體從A流體獲取熱源或冷源后，與待處理空氣進行再換熱。B流體/空氣換熱器可以有不同形式，對應不同的空氣處理末端，如對應空調箱AC 22，對應風機盤管FC 24，對應輻射板RP 23等。

需要說明的是，圖中顯示的是一個第一換熱器與一個第二換熱器相連，事實上，一個第一換熱器也可以與多個第二換熱器相連。

圖中的源可為熱源、冷源或冷熱源，如鍋爐、冷水機組或熱泵等，對應的A流體可為蒸汽，冷水或者制冷劑，如氟里昂，源的種類不同，可以實現不同的空氣能量調節功能，熱源制熱，冷源制冷，冷熱源兩只都可以。

圖中，A流體/B流體換熱器14的第二通道與B流體/空氣換熱器第一通道通過管道20相連，流體B依靠泵21來驅動。也可以是其他連接方式，如只有一個連接管，也可以不依靠泵來驅動。

需要說明的是，A流體、B流體是不混合的，只通過換熱器14換熱，A流體只是在環路10中流動，不進入到B流體/空氣換熱器，同時，環路10上流動的A流體，并不是一定需要其全流量通過所有換熱器14，可以采用旁路使得部分A流體通過換熱器14，圖中未表示旁路。此外，換熱器14中也可以設置旁路，使得部分流體流過。

由于A流體、B流體不混合，當各個B流體/空氣換熱器中的B流體不連通時，各個B流體/空氣換熱器中的B流體的流量及其溫度均可以獨立調節，而不會像常規空調系統一樣，不同空氣處理末端的流量和溫度在調節過程會產生相互的干擾，這是本系統與現有系統相比的獨特優勢。

另外一個獨特優勢是，與環路相連的B流體/空氣換熱器可以是其他形式的B流體換熱器，其對應的也可以不是空氣處理末端，如可以是B流體/水換熱器，對應的是熱水加熱器，還可以加熱板，用于衛生間的毛巾的干燥，也可以是加熱器用于衣物的干燥，甚至可以是冷卻墊、或者冷卻板置于床上或者椅子上等。

由于A流體、B流體不混合，與環路相連的B流體換熱器可以是即插即用的形式，而不會干擾環路系統，這樣使得從環路獲得熱量、獲取冷量都非常靈活方便，通過B流體換熱器實現的相關功能及其能力也非常容易進行變換，同時也有利于能量的綜合利用，如可以方便的利用空調系統制冷產生的冷凝熱獲得衛生熱水。這也是本系統的一個獨特優勢。

圖2、圖3中，采用壓縮式熱泵為源，A流體為制冷劑，如氟里昂，其B流體可以為單相流體，也可以為多相流體，包括氟利昂等，一種典型的情況為單相流體，即水，壓縮式熱泵為源，其可以為熱源只制熱，也可以為冷源只制冷，還可以是冷熱源，制冷制熱可以轉換，圖中未顯示轉換機構，如四通閥。

壓縮式熱泵，包括壓縮機11、節流裝置12、冷凝器13及其他制冷附件等(由于是公知的現有技術，圖中未顯示)。

以制冷情形為例說明其工作原理，空氣處理末端中的B流體/空氣換熱器將空氣冷卻，其熱量轉遞給水，水通過泵21的驅動循環，將熱量轉遞給制冷劑，制冷劑蒸發后經過環路制冷劑管進入到壓縮機11，再經過冷凝器13冷凝放熱，然后再經過節流裝置12再次循環進入換熱器14。

作為優選，至少一個第一換熱器和至少一個第二換熱器中，B流體多次流過，實現與待處理空氣的多次換熱，以節省流量。

圖3中，B流體多次流過第一換熱器與第二換熱器，實現與待處理空氣的多次換熱。圖6中B流體一個循環只有一組(兩次)溫度變化，即由t1到t2,再由t2到t1，空氣與A流體制冷劑之間只有一次換熱。圖7中顯示了兩組溫度變化，實際上可以有多組，如10組。

圖8為圖7的一種具體情況，第一換熱器具有多個第二通道141，第二換熱器具有多個第一通道231，第一換熱器的多個第二通道141和第二換熱器的多個第一通道231通過管道20串聯成回路，且所述回路中，第二通道與第一通道交替排布；對比圖8與圖6，同樣的流量，多組溫度變化，意味B流體循環交換的熱量可以是多倍，簡單的類比，如果是10組變化，其轉遞的熱量可以是一組的10倍，而如是同樣的熱量，同理，多組情況下的流量可以是一組情況下流量的1/10。

圖9為圖7的另一種具體情況，采用多根熱管40并聯連接A流體/B流體換熱器與B流體/空氣換熱器，還有一種方式，如太陽能真空管和水箱的連接方式，上面提到的兩種并聯方式，可以不依靠外界動力，如泵的驅動，而通過密度差等實現自然循環。

將本系統與常規的冷水機系統比較，其優越性更容易理解。常規系統中，一個空氣處理末端，如一個風機盤管，假定其制冷量為5kW,冷凍水溫度為7℃—12℃，溫差為5℃，需要的冷凍水流量約為860kg/h,而對應的本系統，同樣冷量的風機盤管，如果按照圖8所示的多組連接為10組，其所需要的流量為86kg/h,這意味著驅動泵的體積，重量、耗電等數量級的下降，本系統中泵21的物理存在與原來常規的冷水機系統中與風機盤管配套的閥門相當，相當于可以忽略泵21的存在。

還可以在上述回路上設置多個第二節點，在第二節點處，A流體通過換熱器直接與待處理空氣、其它物質(水等)進行交換。

對于其中幾個多個末端無需要獨立調節設置的情況，可以將多個末端中的B流體連通，即，將多個第一換熱器和多個第二換熱器連接成一個回路，且回路中，將第一換熱器和第二換熱器交替排布，圖4顯示了一種連通的情況，B流體靠泵驅動，在循環過程中交替的通過A流體/B流體換熱器和B流體/空氣換熱器。

圖1至圖4均顯示為只有一個環路，實際上可以采用多個環路，圖5顯示了兩個環路，即在圖3的基礎上增加了環路30，及相關的換熱器。