磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组及使用方法与流程

本发明涉及制冷空调，具体涉及一种磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组及使用方法。

背景技术：

1、随着我国城市工业化进程的发展和建筑规模的不断扩大，生产生活对环境温度的要求越来越高，对提升空调用制冷机组的制冷能力和能源转化效率的需求也日益增加。目前制冷空调领域内应用最多的是风冷冷水机组和水冷冷水机组，水冷冷水机组由于其制冷效率高、环境适用性强、耗电量低、机组占地面积小等优点，逐渐成为目前高制冷量需求市场上主流的制冷机组。

2、传统冷水机组通过吸收冷冻水中的热量并释放到冷却水中来制取低温冷冻水，冷却水中的热量通过冷却塔直接散发到大气环境中，会对环境造成一定的热污染，造成热岛效应；一台1000rt的冷水机组的最大排热量相当于一台7t的锅炉的供热量，冷凝放热量约为制冷量的1.1~1.3倍，在住宅类建筑以及宾馆、医院、餐厅等公共建筑，空调系统冷凝排热量通常高于生活热水所需热量，将这部分热量直接排入大气也会造成资源浪费。近年来领域内也有针对冷凝热回收的机组研制，如专利cn201532055u带有蓄热功能的冷水机组热回收系统，提供了一种在常用的冷水机组热回收系统中增设蓄热系统的技术，能够有效节约能源，但此系统中并未考虑供热侧不同的冷负荷条件下冷凝器和蓄热系统的换热量分配问题。

技术实现思路

1、技术目的：针对上述现有制冷空调热回收存在的不足，本发明公开了一种能够将冷凝热回收再利用，可以精准控制再利用的冷凝放热量和热量应用时间段，随时满足供热侧不同的冷负荷需求，提升了冷水机组的能源运用效率和运行能效的磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组及使用方法。

2、技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组，包括依次连通的蒸发器、磁悬浮离心式压缩机和冷凝器，通过蒸发器、冷凝器和磁悬浮离心式压缩机形成主循环回路，在磁悬浮离心式压缩机与冷凝器之间设置用于对制冷剂内热量进行回收储存的储能热回收系统，所述储能热回收系统和冷凝器两端均并联有旁通管路，在旁通管路上对应设置截止阀，对冷水机组的运行模式进行切换。

4、优选地，本发明的储能热回收系统包括相变储热器，相变储热器一端与磁悬浮离心式压缩机的制冷剂出口相连通，另一端与对应的旁通管路汇合后与冷凝器的制冷剂入口相连通，在相变储热器的两端设置用于对连通状态进行切换的截止阀，冷凝器与对应的旁通管路连接处之间的管段上同样对应设置有截止阀。

5、优选地，本发明的相变储热器的自来水入口接入自来水管网，热水出口与热水管道连通，在相变储热器与用热末端之间设置辅助加热器。

6、优选地，本发明的相变储热器的相变材料采用脂肪酸类固-液相变材料，包括月桂酸c12h24o2、棕榈酸c15h30o2、硬脂酸c18h32o2。

7、优选地，本发明的冷凝器的制冷剂出口与蒸发器之间通过经济器连通，经济器与蒸发器之间的管段上设置主节流阀；在冷凝器的制冷剂出口处设置冷却支管，冷却支管与磁悬浮离心式压缩机和变频器的机柜连通，对设备进行冷却后汇入主循环回路。

8、优选地，本发明的经济器上并联有级间补气膨胀阀，部分制冷剂经级间补气膨胀阀节流降压并与经济器内的制冷剂换热后进入磁悬浮离心式压缩机的补气入口，与磁悬浮离心式压缩机的一级压缩机排气混合。

9、优选地，本发明的磁悬浮离心式压缩机的制冷剂出口设置回气支管，所述回气支管与磁悬浮离心式压缩机的制冷剂入口相连通，在回气支管上设置热气旁通阀。

10、本发明还公开一种磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组使用方法，使用上述的水冷冷水机组，冷凝器的低温高压液态制冷器通过经济器进入蒸发器内，在蒸发器内蒸发换热后，从蒸发器的制冷剂出口进入磁悬浮离心式压缩机内，经磁悬浮离心式压缩机的制冷剂出口回流至冷凝器内，通过控制储能热回收系统和冷凝器上并联的截止阀的开闭，使冷水机组在单制冷工况、供热工况和制冷蓄热工况之间进行切换。

11、优选地，本发明在单制冷工况下，机组不需要进行蓄热时，相变储热器并联的截止阀开启，相变储热器两端的截止阀关闭，制冷剂不经过相变储热器，直接进入冷凝器内，与冷却水换热，制冷剂中的热量通过冷却水进入冷却塔内并散发到大气中；

12、在供热工况下，自来水通入相变储热器内，在相变储热器内与相变材料之间进行换热，加热后的自来水从相变储热器的热水出口进入热水管道；在蓄热量不充足时，开启辅助加热器对热水进行再加热。

13、在制冷蓄热工况下，制冷与蓄热同步进行，相变储热器并联的截止阀关闭，制冷器从磁悬浮离心式压缩机的制冷剂出口进入相变换热器内，相变储热器在冷凝器之前回收储存制冷剂中的热量；当相变储热器的换热量足够吸收制冷剂中的热量时，冷凝器两端的截止阀关闭，冷凝器并联的截止阀开启，制冷剂不经过冷凝器，直接将相变储热器作为冷凝器使用；在相变储热器的换热量不足时，启用冷凝器，制冷剂部分热量通过相变储热器收集储存，另一部分与冷凝器的冷却水换热，以冷却水为载体通往冷却塔散发到大气中。

14、优选地，本发明当需要将制冷量调整到磁悬浮离心式压缩机的喘振点以下时，回气支管上的热气旁通阀开启，磁悬浮离心式压缩机制冷剂出口处的气态制冷剂通过回气支管返回至磁悬浮离心式压缩机的制冷剂进口，减少制冷量的同时保持磁悬浮离心式压缩机的输气量。

15、有益效果：本发明所提供的一种磁悬浮离心式带储能热回收水冷冷水机组及使用方法具有如下有益效果：

16、1、本发明通过使用储能热回收系统将原本通过冷却塔排入大气的热量收集再利用，减少了冷凝热对大气的热污染，缓解城市的热岛效应；回收利用的冷凝余热，用于生活热水、生产工艺热水或寒冷环境下系统的防冻，既提高了系统的能源利用效率和运行能效，避免热资源的浪费，又保证了机组恶劣环境下运行的安全稳定性。

17、2、本发明使用相变储热器进行储能，相变储热器既是储能设备又是换热设备，内部同时拥有流体管路和相变储能材料，可吸收冷却水中的热量，降低冷却水的温度，同时将白天机组运行的余热储存在相变材料中，用于夜晚生活用水高峰的热水加热或预热，实现能源的分时利用；根据不同热水需求量，热回收量可以在0-100%范围内按需分配，系统灵活性高。

18、3、本发明的冷水机组主机采用磁悬浮离心式压缩机，运行无摩擦，无需润滑油，系统换热效率高；电机的转子和叶轮采用直驱式连接，无需联轴器和齿轮增速箱，结构简单，无传动损失，传动效率高；系统摩擦损失小，无油泵耗功，机械效率高；无需定期维护，节省维护检修费用。

19、4、本发明利用经济器作为中间冷却器，部分冷凝器的高压液态制冷剂经过级间补气膨胀阀节流至中压状态并与经济器内另一部分高压液态制冷剂换热后通过补气入口进入磁悬浮离心式压缩机，可以提升压缩机的气动效率，并且拓宽其运行范围。

20、5、本发明通过设置回气支管，可以在保证磁悬浮离心式压缩机的输气量，放置出现喘振的同时，实现低制冷量工况下的平稳运行，从而拓宽压缩机的运行范围。