专利名称：一种冷热外平衡机组的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源与节能环保领域，尤其涉及一种冷热外平衡机组领域，更具体地说，是一种涉及将系统中的冷量和热量分离并平衡循环，在无与外界外系统换热的状态下，通过外平衡器平衡，同步输出循环平衡的冷量和热量，运行中无能量浪费的冷热平衡机组。
背景技术：
《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中指出，加快发展技术成熟、市场竞争力强的核电、风电、太阳能光伏和热利用、页岩石、生物质发电、地热和地温能、沼气等新能源、积极推进技术基本成熟、开发潜力大的新型太阳能光伏和热发电、生物质气化、生物燃料、海洋能等可再生能源技术的产业化，实施新能源集成利用示范重大工程。到2015年，新能源占能源消费总量的比例提高到4.5%，减少二氧化碳年排放量4亿吨以上。到2015年，我国节能潜力超过4亿吨标准煤，可带动上万亿元投资，节能服务业总产值可突破3000亿元。但是，新能源应用也面临节约成本和保护环境的问题。因此，认清能源的本质是解决如何最有效地用物理或化学的方式供应冷热电三种基本物质，已成为新能源和节能环保技术和产业发展的关键。传统热力和空调设备在供热或制冷时，都只单向制热或制冷。在制热时，置换出的冷量不但未得到有效利用还需要配置多种装置和适宜环境来排放；在制冷时，置换出的冷量不但未得到有效利用还需要配置多种装置和适宜环境来排放。这样就出现了在工业、商业、国防、种植养殖业和居民生活中普遍现象:一方面在制热热时流失大量的废冷冷需要耗资处置，另一方面同时还需要耗费能源制冷热。如能有效利用流失的冷热能量，量应用于工业生产及日常生活，可以成倍提高能源使用效率，大大降低能源使用成本和生态环境损害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷热外平衡机组，在制热时，冷源侧的冷量可能通过翅片散热器、水路循环散热或外冷平衡器等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用冷的终端得到有效利用；在制冷时，热源侧的热量可能通过翅片散热器、水路循环散热或外热平衡器等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用热的终端得到有效利用。旨在解决:1、需要热量亦同时需要冷量的系统冷热需求；2、只需要热冷量的系统，但相邻其他系统需要冷热量的需求；3、在任意用热冷端回收冷热量至本机组，实现冷热循环往复利用。本发明可以成倍提高机组冷热量使用效率，实现零排放，节省投资成本，可广泛应用于各行各业，具有深远广泛社会价值和经济价值。本发明是这样实现的
一种冷热外平衡机组，其特征在于:压缩机I用管道依次与热源侧换热器2、热力膨胀阀3、冷源侧换热器4、气液分离器5串联连接，所述热源侧换热器2水侧进口与第一循环水泵10串联连接，所述热源侧换热器2与热源侧热平衡器6串联连接，所述热源侧热平衡器6与第二电磁阀8、第一单向阀9串联连接，所述热源侧热平衡器6与第一电磁阀7并联连接，所述冷源侧换热器4水侧进口与第二循环水泵15串联连接，所述冷源侧换热器4与冷源侧冷平衡器11串联连接，所述冷源侧冷平衡器11与第三电磁阀12、第二单向阀13串联连接，所述冷源侧冷平衡器11与第四电磁阀14并联连接。上述热源侧换热器2采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器 上述热源侧热平衡器6采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冷
却塔、地埋管、蒸汽发生器。上述冷源侧换热器4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。上述冷源侧冷平衡器11采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冰蓄冷装置、冷库、地埋管。上述热源侧换热器2连接热源侧供水管、热源侧第一循环水泵10、热源侧回水干管和相应热源侧应用热平衡设备。上述热源侧热平衡器6连接热源侧热平衡器供水管、热源侧热平衡器第三循环水泵16、热源侧热平衡器回水干管和相应热源侧热平衡器应用热平衡设备。上述冷源侧换热器4连接冷源侧供水管、冷源侧第二循环水泵15、冷源侧回水干管和相应冷源侧应用热平衡设备。上述冷源侧冷平衡器11连接冷源侧冷平衡器供水管、冷源侧冷平衡器第四循环水泵17、冷源侧冷平衡器回水干管和相应冷源侧冷平衡器应用热平衡设备。上述热源侧换热器2使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水，也可以是其他合适的制热制冷工质。上述热源侧热平衡器6使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水，也可以是其他合适的制热制冷工质。采用上述技术方案，本发明将冷源侧和热源侧换热器置于同一个系统中，热源侧换热器和热源侧热平衡器通过水路或制冷制热工质串联连接，冷源侧换热器和冷源侧冷平衡器通过水路或制冷制热工质串联连接，冷源侧和热源侧换热器及平衡器需与连接相应使用热量或冷量的末端设备，用于制冷时，冷源侧用于制冷末端如房间制冷，同时热源侧的热量可通过储水箱或蒸汽发生器等设备用于制热末端如生活热水等，用于制热时，热源侧用于制热末端以达到升高温度的目的，同时冷源侧的热量可通过冰蓄冷或冷库等加以应用，上述制冷或制热时，当冷量负荷不够或多余或者热量负荷不够多余时，开启水路制冷制热工质侧冷源侧冷平衡器或热源侧热平衡器，水路制冷制热工质侧冷源侧冷平衡器和热源侧热平衡器通过其相应末端系统平衡冷热量，使系统制冷制热更加匹配，冷量和热量都得到充分利用，冷热平衡无浪费，可达到机组利用的最佳状态，最大程度的提高能效比，降低初期投资成本，高效环保。
图1是本发明实施例提供的系统原理图。
具体实施例方式 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参照图1，其压缩机I用管道依次与热源侧换热器2、热力膨胀阀3、冷源侧换热器4、气液分离器5串联连接，所述热源侧换热器2水侧进口与第一循环水泵10串联连接，所述热源侧换热器2与热源侧热平衡器6串联连接，所述热源侧热平衡器6与第二电磁阀
8、第一单向阀9串联连接，所述热源侧热平衡器6与第一电磁阀7并联连接，所述冷源侧换热器4水侧进口与第二循环水泵15串联连接，所述冷源侧换热器4与冷源侧冷平衡器11串联连接，所述冷源侧冷平衡器11与第三电磁阀12、第二单向阀13串联连接，所述冷源侧冷平衡器11与第四电磁阀14并联连接，整个系统可完成制冷制热并且冷热量都可通过末端设备平衡使用的机组。请参阅图1，所述热源侧换热器2采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。所述热源侧换热器2，其与热源侧供水管、热源侧第一循环水泵10、热源侧回水干管和相应热源侧应用热平衡设备连接到末端系统中组成水路系统进行热量交换。请参阅图1，所述热源侧热平衡器6采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冷却塔、地埋管、蒸汽发生器。所述热源侧热平衡器6，其与热源侧热平衡器供水管、热源侧热平衡器第三循环水泵16、热源侧热平衡器回水干管和相应热源侧热平衡器应用热平衡设备连接到末端系统中组成水路系统进行热量交换。请参阅图1，所述冷源侧换热器4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。所述冷源侧换热器4，其与冷源侧供水管、冷源侧第二循环水泵15、冷源侧回水干管和相应冷源侧应用热平衡设备连接到末端系统中组成水路系统进行热量交换。请参阅图1，所述冷源侧冷平衡器11采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冰蓄冷装置、冷库、地埋管。所述冷源侧冷平衡器11，其与冷源侧冷平衡器供水管、冷源侧冷平衡器第四循环水泵17、冷源侧冷平衡器回水干管和相应冷源侧冷平衡器应用热平衡设备连接到末端系统中组成水路系统进行热量交换。请参阅图1，所述热源侧换热器2使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水。请参阅图1，所述热源侧热平衡器6使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水，也可以是其他合适的制热制冷工质。本实施例具有以下四种工况，在这四种工作状态中，所述热源侧换热器2为板式换热器，所述热源侧热平衡器6为水水板式换热器，所述冷源侧换热器4为板式换热器。所述冷源侧冷平衡器11为水水板式换热器，也可以是其他合适的制热制冷工质。
I外热平衡器未开启工况:
请参阅图1，压缩机I压缩冷媒进入到热源侧换热器2中，第一循环水泵10、第一电磁阀7开启，冷却水与冷媒进行热交换，水温上升，提供所需热量，冷媒冷凝温度降低，冷媒经过热源侧换热器2冷凝后进入热力膨胀阀3中，通过热力膨胀阀3节流，节流后冷媒进入冷源侧换热器4中蒸发，第二循环水泵15、第四电磁阀14开启，冷冻水与冷媒进行热交换，水温降低，提供所需冷量，冷媒蒸发吸热温度上升，冷媒通过冷源侧换热器4与气液分离器5间连接管进入气液分离器5中，冷媒通过气液分离器5后回到压缩机I中，系统进入到下一个循环。所述工况中，第一电磁阀7、第四电磁阀14开启，第二电磁阀8、第三电磁阀12关闭。
所述工况中，第一循环水泵10、第二循环水泵15开启，第三循环水泵16、第四循环水栗17关闭。
2热源侧外热平衡器开启工况:
请参阅图1，压缩机I压缩冷媒进入到热源侧换热器2中，第一循环水泵10、第三循环水泵16、第二电磁阀8开启，第一电磁阀7关闭，冷却水与冷媒进行热交换，水温上升，提供所需热量，冷媒冷凝温度降低，冷媒经过热源侧换热器2冷凝后进入热力膨胀阀3中，热源侧换热器2中冷却水进入热源侧热平衡器6中进一步冷却，冷媒通过热力膨胀阀3节流，节流后冷媒进入冷源侧换热器4中蒸发，第三循环水泵15、第四电磁阀14开启，冷冻水与冷媒进行热交换，水温降低，提供所需冷量，冷媒蒸发吸热温度上升，冷媒通过冷源侧换热器4与气液分离器5间连接管进入气液分离器5中，冷媒通过气液分离器5后回到压缩机I中，系统进入到下一个循环。所述工况中，第一电磁阀7、第二电磁阀8、第四电磁阀14开启，第三电磁阀12关闭。所述工况中，第一循环水泵10、第二循环水泵15、第三循环水泵16开启，第四循环水栗17关闭。3冷源侧外冷平衡器开启工况:
请参阅图1，压缩机I压缩冷媒进入到热源侧换热器2中，第一循环水泵10、第一电磁阀7开启，冷却水与冷媒进行热交换，水温上升，提供所需热量，冷媒冷凝温度降低，冷媒经过热源侧换热器2冷凝后进入热力膨胀阀3中，通过热力膨胀阀3节流，节流后冷媒进入冷源侧换热器4中蒸发，第二循环水泵15、第四循环水泵17、第三电磁阀12、第四电磁阀14开启，冷冻水与冷媒进行热交换，水温降低，提供所需冷量，冷冻水通过冷源侧换热器4后进入冷源侧冷平衡器11中进一步冷冻，冷媒蒸发吸热温度上升，通过冷源侧换热器4与气液分离器5间连接管进入气液分离器5中，冷媒通过气液分离器5后回到压缩机I中，系统进入到下一个循环。所述工况中，第一电磁阀7、第三电磁阀12、第四电磁阀14开启，第二电磁阀8关闭。所述工况中，第一循环水泵10、第二循环水泵15、第四循环水泵17开启，第三循环水栗16关闭。4热源侧外热平衡器及冷源侧外冷平衡器开启工况:
请参阅图1，压缩机I压缩冷媒进入到热源侧换热器2中，第一循环水泵10、第三循环水泵16、第二电磁阀8开启，第一电磁阀7关闭，冷却水与冷媒进行热交换，水温上升，提供所需热量，冷媒冷凝温度降低，冷媒经过热源侧换热器2冷凝后进入热力膨胀阀3中，热源侧换热器2中冷却水进入热源侧热平衡器6中进一步冷却，冷媒通过热力膨胀阀3节流，节流后冷媒进入冷源侧换热器4中蒸发，第二循环水泵15、第四循环水泵17、第三电磁阀12、第四电磁阀14开启，冷冻水与冷媒进行热交换，水温降低，提供所需冷量，冷冻水通过冷源侧换热器4后进入冷源侧冷平衡器11中进一步冷冻，冷媒蒸发吸热温度上升，通过冷源侧换热器4与气液分离器5间连接管进入气液分离器5中，冷媒通过气液分离器5后回到压缩机I中，系统进入到下一个循环。
所述工况中，第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀12、第四电磁阀14开启。所述工况中，第一循环水泵10、第二循环水泵15、第三循环水泵16、第四循环水栗17开启。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种冷热外平衡机组，其特征在于:压缩机(I)用管道依次与热源侧换热器(2)、热力膨胀阀(3)、冷源侧换热器(4)、气液分离器(5)串联连接，所述热源侧换热器(2)水侧进口与第一循环水泵(10 )串联连接，所述热源侧换热器(2 )与热源侧热平衡器(6 )串联连接，所述热源侧热平衡器(6)与第二电磁阀(8)、第一单向阀(9)串联连接，所述热源侧热平衡器(6)与第一电磁阀(7)并联连接，所述冷源侧换热器(4)水侧进口与第二循环水泵(15)串联连接，所述冷源侧换热器(4)与冷源侧冷平衡器(11)串联连接，所述冷源侧冷平衡器(11)与第三电磁阀(12)、第二单向阀(13)串联连接，所述冷源侧冷平衡器(11)与第四电磁阀(14)并联连接。
2.按权利要求1所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧换热器采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。
3.按权利要求1所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧热平衡器采用水水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冷却塔、地埋管、蒸汽发生器。
4.按权利要求1所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述冷源侧换热器采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。
5.按权利要求1所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述冷源侧冷平衡器采用水水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器、冰蓄冷装置、冷库、地埋管。
6.按权利要求2所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧换热器连接热源侧供水管、热源侧第一循环水泵、热源侧回水干管和相应热源侧应用热平衡设备。
7.按权利要求3所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧热平衡器连接热源侧热平衡器供水管、热源侧热平衡器第三循环水泵、热源侧热平衡器回水干管和相应热源侧热平衡器应用热平衡设备。
8.按权利要求4所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述冷源侧换热器连接冷源侧供水管、冷源侧第二循环水泵、冷源侧回水干管和相应冷源侧应用热平衡设备。
9.按权利要求5所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述冷源侧冷平衡器连接冷源侧冷平衡器供水管、冷源侧冷平衡器第四循环水泵、冷源侧冷平衡器回水干管和相应冷源侧冷平衡器应用热平衡设备。
10.按权利要求2所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧换热器使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水；也可以是其他制冷制热工质。
11.按权利要求3所述的一种冷热外平衡机组，其特征在于:所述热源侧热平衡器使用的循环水源包含共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或地下盘管中循环流动的水；也可以是其他制冷制热工质。
全文摘要
一种冷热外平衡机组属于新能源与节能环保领域，系统中的冷量和热量分离并平衡循环，在无与外界(外系统)换热的状态下，通过外平衡器平衡，同步输出循环平衡的冷量和热量，运行中无能量浪费的冷热平衡机组。包括压缩机、热源侧换热器、热力膨胀阀、冷源侧换热器、汽液分离器，制热时冷源侧的冷量通过翅片散热器、水路循环散热或外冷平衡器散热等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用冷的终端；制冷时热源侧的热量可能通过翅片散热器、水路循环散热或外热平衡器散热等换热装置在空气或水中或冷媒中传递到用热的终端。提高机组冷热量使用效率，实现零排放和能源循环利用。
文档编号F25B29/00GK103090592SQ20131002558
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者巢民强 申请人:深圳市庄合地能产业科技有限公司