制冷机组与冷风机热量回收系统及其工作方法

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2024-03-12 17:15:30

权利要求书： 1.一种制冷机组与冷风机热量回收系统，包括制冷机组、蒸发式冷凝器和冷风机；制冷机组的排气端上连接有排气管路，排气管路与蒸发式冷凝器的进气端连接；蒸发式冷凝器的出液端与制冷机组的进液端连接；制冷机组与冷风机连接；其特征在于：还包括热回收器、水箱、融霜水泵、热回收循环水泵、一号电磁恒压主阀、二号电磁恒压主阀、节流阀、一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号阀门、止回阀和温度传感器；热回收器的出水端通过管路与水箱连接,在该管路上安装有温度传感器；热回收器的进气端上连接有进气管路，进气管路与制冷机组的排气管路连接，在进气管路上安装有一号阀门；热回收器的出气端上连接有出气管路，出气管路与制冷机组的排气管路连接，在出气管路上安装有止回阀；

制冷机组的吸气端通过管路与热回收器的泄压端连接，在该管路上依次安装有截止阀、一号电磁恒压主阀、节流阀；二号电磁恒压主阀安装在制冷机组的排气管路上，且位于进气管路和排气管路连接点、出气管路与排气管路连接点这两个连接点之间；冷风机的融霜进水管路上安装有二号阀门；冷风机的融霜排水管路的出口分成两路支管，一路支管与蒸发式冷凝器连接，在该支管上安装有三号阀门；另一路支管与水箱连接，在该支管上安装有四号阀门；冷风机的融霜进水管路通过管路与水箱连接，在该管路上安装有五号阀门；融霜循环水泵一端通过管路与水箱连接，另一端通过管路与冷风机的融霜进水管路连接；热回收循环水泵一端通过管路与水箱连接，另一端通过管路与热回收器的进水端连接。

2.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：所述的冷风机的融霜排水管路上安装有水封装置。

3.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：所述的水箱上设置有补水管，补水管上安装有浮球水阀。

4.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：所述的一号阀门、二号阀门、三号阀门和五号阀门为电磁阀；所述的四号阀门为电动阀。

5.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：所述的水箱为蓄热水箱。

6.根据权利要求5所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：所述的热回收器的出水端通过管路与水箱的高温侧连接，所述的冷风机的融霜进水管路通过管路与水箱的高温侧连接，所述的冷风机的融霜排水管路一路支管与水箱的低温侧连接。

7.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：还包括一号过滤器，一号过滤器安装在热回收器的进气管路上。

8.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：还包括二号过滤器，二号过滤器安装在制冷机组的排气管路上。

9.根据权利要求1所述的制冷机组与冷风机热量回收系统，其特征在于：还包括三号过滤器，三号过滤器安装在制冷机组吸气端与热回收器泄压端连接的管路上。

10.一种权利要求1?9任一权利要求所述制冷机组与冷风机热量回收系统的工作方法，其特征在于：

冷风机正常工作时，截止阀、节流阀、二号电磁恒压主阀处于打开状态，一号电磁恒压主阀、一号阀门、三号阀门处于关闭状态，融霜循环水泵、热回收循环水泵处于停止状态，二号阀门、四号阀门、五号阀门处于关闭状态；制冷机组排出的高温高压的制冷剂气体，经过排气管路、二号过滤器、二号电磁恒压主阀进入蒸发式冷凝器进行冷却成液态，制冷剂液体经蒸发式冷凝器的出液端进入制冷机组，然后进入冷风机，低温低压的制冷剂液体在冷风机中吸收热量后变为低温低压的制冷剂气体，再进入制冷机组，完成一个制冷循环；

冷风机融霜时，启动融霜循环水泵和热回收循环水泵，一号阀门、二号电磁恒压主阀、二号阀门、三号阀门、四号阀门处于打开状态，一号电磁恒压主阀和五号阀门处于关闭状态；水箱中的融霜水在融霜循环水泵的加压作用下，经二号阀门进入冷风机内，再通过融霜排水管路流出；流出的融霜排水一路通过三号阀门进入蒸发式冷凝器，一路通过四号阀门进入水箱；当蒸发式冷凝器的水盘内水位达到溢流口时，三号阀门关闭，四号阀门加大开启度，融霜排水全部进入水箱；水箱的融霜排水在热回收循环水泵的作用下进入热回收器；当温度传感器检测到的热回收器出水端的水温低于设定值时，一号阀门打开，高温高压制冷剂气体加热热回收器内的循环水，被加热后的水进入水箱，然后再通过融霜循环水泵送入冷风机，完成一次融霜水的循环；当温度传感器检测到的热回收器出水端的水温高于设定值时，一号阀门关闭，热回收器中的制冷剂气体停止对热回收器内的循环水加热；融霜结束后，五号阀门打开，存留在融霜进水管路内的融霜水通过五号阀门进入水箱；当热回收器内部压力超过设定值时，一号电磁恒压主阀打开，泄压至制冷机组。

说明书：一种制冷机组与冷风机热量回收系统及其工作方法技术领域[0001] 本发明涉及一种制冷机组与冷风机热量回收系统及其工作方法。背景技术[0002] 在当前的制冷系统设计中，制冷机组排出的热量通过蒸发式冷凝器排至大气中，造成环境增温和能源浪费，而冷风机融霜方式采用热气工质融霜，会造成制冷系统设计复

杂、自动控制阀门增多、投资增大、制冷系统故障率增多等问题，而降温后的融霜水直接排

至室外，也会造成冷量浪费。

发明内容[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的制冷机组与冷风机热量回收系统及其工作方法，减少制冷机组热量、冷风机融霜水冷量的

损失，降低蒸发式冷凝器的水温，提高制冷系统的运行效率和安全性，降低制冷系统的复杂

性和初步投资。

[0004] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种制冷机组与冷风机热量回收系统，包括制冷机组、蒸发式冷凝器和冷风机；制冷机组的排气端上连接有排气管路，排气管

路与蒸发式冷凝器的进气端连接；蒸发式冷凝器的出液端与制冷机组的进液端连接；制冷

机组与冷风机连接；其特征在于：还包括热回收器、水箱、融霜水泵、热回收循环水泵、一号

电磁恒压主阀、二号电磁恒压主阀、节流阀、一号阀门、二号阀门、三号阀门、四号阀门、五号

阀门、止回阀和温度传感器；热回收器的出水端通过管路与水箱连接,在该管路上安装有温

度传感器；热回收器的进气端上连接有进气管路，进气管路与制冷机组的排气管路连接，在

进气管路上安装有一号阀门；热回收器的出气端上连接有出气管路，出气管路与制冷机组

的排气管路连接，在出气管路上安装有止回阀；制冷机组的吸气端通过管路与热回收器的

泄压端连接，在该管路上依次安装有截止阀、一号电磁恒压主阀、节流阀；二号电磁恒压主

阀安装在制冷机组的排气管路上，且位于进气管路和排气管路连接点、出气管路与排气管

路连接点这两个连接点之间；冷风机的融霜进水管路上安装有二号阀门；冷风机的融霜排

水管路的出口分成两路支管，一路支管与蒸发式冷凝器连接，在该支管上安装有三号阀门；

另一路支管与水箱连接，在该支管上安装有四号阀门；冷风机的融霜进水管路通过管路与

水箱连接，在该管路上安装有五号阀门；融霜循环水泵一端通过管路与水箱连接，另一端通

过管路与冷风机的融霜进水管路连接；热回收循环水泵一端通过管路与水箱连接，另一端

通过管路与热回收器的进水端连接。

[0005] 本发明所述的冷风机的融霜排水管路上安装有水封装置。[0006] 本发明所述的水箱上设置有补水管，补水管上安装有浮球水阀。[0007] 本发明所述的一号阀门、二号阀门、三号阀门和五号阀门为电磁阀；所述的四号阀门为电动阀。

[0008] 本发明所述的水箱为蓄热水箱。[0009] 本发明所述的热回收器的出水端通过管路与水箱的高温侧连接，所述的冷风机的融霜进水管路通过管路与水箱的高温侧连接，所述的冷风机的融霜排水管路一路支管与水

箱的低温侧连接。

[0010] 本发明还包括一号过滤器，一号过滤器安装在热回收器的进气管路上。[0011] 本发明还包括二号过滤器，二号过滤器安装在制冷机组的排气管路上。[0012] 本发明还包括三号过滤器，三号过滤器安装在制冷机组吸气端与热回收器泄压端连接的管路上。

[0013] 一种制冷机组与冷风机热量回收系统的工作方法，其特征在于：冷风机正常工作时，截止阀、节流阀、二号电磁恒压主阀处于打开状态，一号电磁

恒压主阀、一号阀门、三号阀门处于关闭状态，融霜循环水泵、热回收循环水泵处于停止状

态，二号阀门、四号阀门、五号阀门处于关闭状态；制冷机组排出的高温高压的制冷剂气体，

经过排气管路、二号过滤器、二号电磁恒压主阀进入蒸发式冷凝器进行冷却成液态，制冷剂

液体经蒸发式冷凝器的出液端进入制冷机组，然后进入冷风机，低温低压的制冷剂液体在

冷风机中吸收热量后变为低温低压的制冷剂气体，再进入制冷机组，完成一个制冷循环；

冷风机融霜时，启动融霜循环水泵和热回收循环水泵，一号阀门、二号电磁恒压主

阀、二号阀门、三号阀门、四号阀门处于打开状态，一号电磁恒压主阀和五号阀门处于关闭

状态；水箱中的融霜水在融霜循环水泵的加压作用下，经二号阀门进入冷风机内，再通过融

霜排水管路流出；流出的融霜排水一路通过三号阀门进入蒸发式冷凝器，一路通过四号阀

门进入水箱；当蒸发式冷凝器的水盘内水位达到溢流口时，三号阀门关闭，四号阀门加大开

启度，融霜排水全部进入水箱；水箱的融霜排水在热回收循环水泵的作用下进入热回收器；

当温度传感器检测到的热回收器出水端的水温低于设定值时，一号阀门打开，高温高压制

冷剂气体加热热回收器内的循环水，被加热后的水进入水箱，然后再通过融霜循环水泵送

入冷风机，完成一次融霜水的循环；当温度传感器检测到的热回收器出水端的水温高于设

定值时，一号阀门关闭，热回收器中的制冷剂气体停止对热回收器内的循环水加热；融霜结

束后，五号阀门打开，存留在融霜进水管路内的融霜水通过五号阀门进入水箱；当热回收器

内部压力超过设定值时，一号电磁恒压主阀打开，泄压至制冷机组。

[0014] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：利用制冷机组余热向冷风机提供温度合适的足够的融霜水，保证冷风机在规定的时间内融霜彻底，减少了热量的浪费和大

气的污染。部分融霜排水进入蒸发式冷凝器的水盘中，降低了冷凝水温度，提高了制冷系统

的能效比，减少了冷量的浪费，减少制冷机组热量、冷风机融霜水冷量的损失，降低蒸发式

冷凝器的水温，提高制冷系统的运行效率和安全性，降低制冷系统的复杂性和初步投资，节

能减排，符合绿色建筑标准的要求。

附图说明[0015] 图1为本发明实施例的结构示意图。具体实施方式[0016] 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

[0017] 本发明包括制冷机组1、热回收器2、蒸发式冷凝器3、冷风机4、融霜水泵5、水箱6、热回收循环水泵7、截止阀8、三号过滤器9、一号电磁恒压主阀10、节流阀11、一号过滤器12、

一号阀门13、止回阀14、二号过滤器15、二号电磁恒压主阀16、水封装置17、温度传感器18、

二号阀门19、三号阀门20、浮球水阀21、四号阀门22和五号阀门23。

[0018] 制冷机组1的排气端上连接有排气管路，排气管路与蒸发式冷凝器3的进气端连接。

[0019] 蒸发式冷凝器3的出液端与制冷机组1的进液端连接。[0020] 制冷机组1的出液端与冷风机4的进液端连接。[0021] 冷风机4的出气端与制冷机组1的吸气端连接。[0022] 热回收器2的出水端通过管路与水箱6的高温侧连接,在该管路上安装有温度传感器。

[0023] 热回收器2的进气端上连接有进气管路，进气管路与制冷机组1的排气管路连接；在进气管路上安装有一号过滤器12和一号阀门13；一号过滤器12能够过滤制冷剂气体中的

杂质，防止杂质进入一号阀门13，影响一号阀门13工作的稳定性；一号阀门13与温度传感器

18配合，当温度传感器18检测到的出水温度达到25℃时，一号阀门13关闭，当温度传感器18

检测到的出水温度降低至16℃时，一号阀门13打开。

[0024] 热回收器2的出气端上连接有出气管路，出气管路与制冷机组1的排气管路连接；在出气管路上安装有止回阀14，止回阀14防止热回收器2停止工作时制冷剂气体倒流。

[0025] 制冷机组1的吸气端通过管路与热回收器2的泄压端连接，在该管路上依次安装有截止阀8、三号过滤器9、一号电磁恒压主阀10、节流阀11；截止阀8是在系统正常工作时处于

开启状态，三号过滤器9、一号电磁恒压主阀10发生故障时关闭，起到隔断作用；三号过滤器

9能够过滤制冷剂中的杂质，防止杂质进入一号电磁恒压主阀10，影响一号电磁恒压主阀10

的工作稳定性；一号电磁恒压主阀10是在主阀上安装了一个电磁导阀和一个恒压导阀，电

磁导阀是在一号阀门13开启时关闭，一号阀门13关闭时开启，恒压导阀控制热回收器2停止

工作时的内部压力，热回收器2内部压力超过设定值时，一号电磁恒压主阀10打开，泄压至

制冷机组1的吸气端；节流阀11具有降温降压的作用，从热回收器2流出的残留制冷剂经节

流阀11后，进入制冷机组1，保证制冷机组1工作的稳定性。三号过滤器9、一号电磁恒压主阀

10发生故障时，节流阀11关闭，起到隔断作用。

[0026] 二号过滤器15和二号电磁恒压主阀16安装在制冷机组1的排气管路上，且位于热回收器2的进气管路和制冷机组1的排气管路连接点、热回收器2的出气管路与制冷机组1的

排气管路连接点这两个连接点之间；二号过滤器15能够过滤制冷剂气体中的杂质，防止杂

质进入二号电磁恒压主阀16，影响二号电磁恒压主阀16的工作稳定性；二号电磁恒压主阀

16是在主阀上安装了一个电磁导阀和一个差压导阀，电磁导阀是在热回收器2提供的热量

满足融霜温度要求时，处于开启状态，不能满足要求时，处于关闭状态，差压导阀提供了主

阀进气口与热回收器2的出气端之间具有恒定的压差，保证制冷剂过热蒸汽充分进入热回

收器2中。

[0027] 冷风机4的融霜排水管路上安装有水封装置17，水封装置17起到水封的作用，防止冷风机4在正常工作时冷间外空气通过融霜排水管路进入冷间内。

[0028] 冷风机4的融霜进水管路上安装有二号阀门19，冷间冷风机发出融霜信号时，二号阀门19打开，融霜结束后，二号阀门19关闭。

[0029] 冷风机4的融霜排水管路的出口分成两路支管，一路支管与蒸发式冷凝器3连接，在该支管上安装有三号阀门20，在冷风机发出融霜信号时打开，水位上升至蒸发式冷凝器3

溢水口时关闭，水位下降到补水口时打开；另一路支管与水箱6的低温侧连接，在该支管上

安装有四号阀门22，冷间融霜信号发出时，四号阀门22开启度80%，三号阀门20关闭时，四号

阀门22开启度100%，融霜结束时关闭。

[0030] 水箱6的补水管上安装有浮球水阀21，根据水箱6的水位要求，自动补充自来水。[0031] 冷风机4的融霜进水管路通过管路与水箱6的高温侧连接，在该管路上安装有五号阀门23，融霜结束时打开，延时3～5min关闭。

[0032] 融霜循环水泵5一端通过管路与水箱6连接，另一端通过管路与冷风机4的融霜进水管路连接。

[0033] 热回收循环水泵7一端通过管路与水箱6连接，另一端通过管路与热回收器2的进水端连接。

[0034] 一号阀门13、二号阀门19、三号阀门20和五号阀门23为电磁阀。四号阀门22为电动阀。

[0035] 水箱6为蓄热水箱。[0036] 冷风机4正常工作时，截止阀8、节流阀11、二号电磁恒压主阀16处于打开状态，一号电磁恒压主阀10、一号阀门13、三号阀门20处于关闭状态，融霜循环水泵5、热回收循环水

泵7处于停止状态，二号阀门19、四号阀门22、五号阀门23处于关闭状态。制冷机组1排出的

高温高压的制冷剂气体，经过排气管路、二号过滤器15、二号电磁恒压主阀16进入蒸发式冷

凝器3进行冷却成液态，制冷剂液体经蒸发式冷凝器3的出液端进入制冷机组1，然后再通过

制冷机组1的出液管通过节流装置后进入冷风机4，低温低压的制冷剂液体在冷风机4中吸

收热量后变为低温低压的制冷剂气体，再经制冷机组1的吸气端进入制冷机组1，完成一个

制冷循环，此循环连续不断的进行，达到制冷降温的目的；

冷风机4融霜时，启动融霜循环水泵5和热回收循环水泵7，一号阀门13、二号电磁

恒压主阀16、二号阀门19、三号阀门20、四号阀门22处于打开状态，一号电磁恒压主阀10和

五号阀门23处于关闭状态。水箱6中的融霜水在融霜循环水泵5的加压作用下，经二号阀门

19进入冷风机4内喷淋在冷风机传热管、翅片的外表面，由于温差的作用，传热管、翅片外表

面的霜层吸热融化成水，通过融霜排水管路和水封装置17流出，一路通过三号阀门20进入

蒸发式冷凝器3，一路通过四号阀门22进入水箱6的低温侧；当蒸发式冷凝器3的水盘内水位

达到溢流口时，三号阀门20关闭，四号阀门22的开启度由80%变为100%，融霜排水全部进入

水箱6的低温侧；水箱6低温侧的融霜排水在热回收循环水泵7的加压作用下，进入热回收器

2；当热回收器2出口的水温低于16℃时，一号阀门13打开，高温高压制冷剂气体加热热回收

器2管路内的循环水，被加热后的水经输送水管路进入水箱6的高温侧，然后通过融霜循环

水泵5送入冷风机4，完成一次融霜水的循环；当热回收器2出口的水温高于25℃时，一号阀

门13关闭，热回收器2中的制冷剂气体停止对热回收器2管路内的循环水加热；当水箱6的水

位低于水位设定值时，浮球水阀21打开，自来水进入水箱6，当水位达到水位设定值时，浮球

阀21关闭。融霜结束后，五号阀门23打开，存留在融霜进水管路内的融霜水通过五号阀门23

进入水箱6的高温侧，延时3～5min后，五号阀门23关闭；当热回收器2内部压力超过设定值

时，一号电磁恒压主阀10打开，泄压至制冷机组1的吸气管。

[0037] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依

据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发

明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种

各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求

书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。