[发明专利]一种冷、热水双回路空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及空气调节技术，特别是涉及一种冷、热水双回路空调系统及自然换热式热水末端换热设备的设计方法，将该技术应用于空调冬季采暖中具有非常显著的节能效果。

背景技术

在空调技术领域中，由热泵型冷（热）水空调机组组成的冷、热水空调系统，在夏季制冷与冬季采暖两种工况条件下运行时，空调冷、热水系统通常采用同一个水循环系统和同一台末端换热设备，这种做法虽然能够简化冷、热水空调系统，但是，增加了冬季采暖过程中的室内换热温差，其结果必然导致无谓的能源浪费。

我们知道，夏季制冷室内舒适温度为22~28℃，冬季制热室内温度为18~24℃，目前应用于夏季制冷和冬季制热两种工况下运行的热泵型冷（热）水空调机组，其夏季冷水供水/回水温度为7/12℃，空调冷水与空调室内温度之间的换热温差为15～21℃，其冬季制热供水/回水温度为45/40℃，空调热水与空调室内温度之间的换热温差为21～27℃，因此，对于冷、热水空调系统来说，在夏冬两季冷、热水温度与室内温度之间换热温差不同的情况下，采用同一个系统、同一台末端换热设备很明显是不合理的。

据统计，对于热泵型冷（热）水空调机组来说，冷凝温度每降低1℃，压缩机可以减少3%~3.5%能量损耗，以室内换热的经济换热温差为8～10℃计算，冬季采暖过程中空调热水的供水温度只要达到34℃，就完全能够保证冬季采暖的热量需求，因此，如果能够对现有的同回路、同末端换热设备的冷、热水空调系统进行改造，使之冬季应用空调热水的供水温度为34℃，作为冬季采暖的热量来源，那么就可以将热泵型冷（热）水空调机组冬季制热运行时的冷凝温度由目前的50℃降低至39℃，这样一来，就可以实现热泵型冷（热）水空调机组冬季制热工况下的能量消耗减少33%以上，这对于节能减排有着非常重要的意义。

有鉴于此，本申请的发明人克服现有冷、热水空调系统现有技术中存在的上述缺陷，突破了技术瓶颈，提出一种冷、热水双回路空调系统及独立热水末端换热设备的设计配置方法，打破了现有冷、热水空调系统和热水末端换热设备在设计和应用上的局限性，使冷、热水空调系统在改善人们生活工作环境的同时，具有非常显著的节能效果。

发明内容

本发明一方面的目的在于提供一种冷、热水双回路空调系统，通过独立的冷水循环管路系统、独立的冷水末端换热设备和独立的热水管路系统、独立的热水末端换热设备的设置，使之由热泵型冷（热）水空调机组组成的冷、热水空调系统在冬季制热运行过程中，热水与室内要求温度之间的换热温差维持在8～10℃的经济温差范围内，从而降低热泵型冷（热）水空调机组冬季运行的冷凝温度，达到冷、热水空调系统在冬季采暖过程中最大限度的节能目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种冷、热水双回路空调系统，包括：至少一台热泵型冷（热）水空调机组，一台循环水泵、一台用于夏季制冷的冷水末端换热设备和冷水管路系统，一台用于冬季采暖的热水末端换热设备和热水管路系统，以及分别安装在冷水供水管路和热水供水管路上，用于冷、热水系统相互转换的阀门，夏季制冷工况下运行时，使用冷水管路系统和冷水末端换热设备，冬季制热时，使用热水管路系统和热水末端换热设备。

本发明另一方面的目的在于提供一种用于冷、热水双回路空调系统的自然换热式热水末端换热设备及其设计方法，按照冬季室内温度与空调系统热水温度之间为8～10℃的经济换热温差，计算冬季采暖运行的自然换热式热水末端换热设备的换热面积，并以此计算结果予以配置自然换热式热水末端换热设备，从而确保冷、热水空调系统在冬季制热工况条件下运行时，只要提供给自然换热式热水末端换热设备的热水供水温度为34℃，就完全能够满足冬季舒适性空调室内温度要求。

为了实现上述发明目的，本发明一方面提供了一种蛇形管自然换热式热水末端换热设备，作为冷、热水双回路空调系统的冬季制热过程中的热水末端空调换热设备，该蛇形管自然换热式热水末端换热设备由导热系数较好的圆形管材弯曲而成，热水由蛇形管与热水供水管路相连接的一端进入，与热水回水管路相连接蛇形管的另一端而出，热水在蛇形管内流动，通过蛇形管的外表面将热水的热量传递给空调室内。