一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统，主要包括压缩机、室外换热器、室内冷凝器、食堂供热设备、食堂供冷设备、油烟净化器、套管式换热器、冷藏箱室内蒸发器、空调室内蒸发器等。与现有技术相比，本发明专利技术可以显著增加系统的产热量，满足食堂冬季的供热需求。冬季采用集中供热系统，运用蒸汽压缩热泵技术并回收了厨房排烟余热，大幅提高了制热效率，同时利用毛细管换热器，提高了终端的热能利用效率。夏季采用集中供冷系统，满足食堂供冷需求，且避免了储藏间冰箱向室内散热。该系统效率高，节能效果显著，而且充分考虑食堂的冷热需求，功能多，配置灵活，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统
本专利技术涉及一种供冷供热系统，尤其是涉及一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统。
技术介绍
大型食堂能源被密集消耗的重要场所，除了烹饪需要大量的燃气，为了维持食材的新鲜和口感，保证就餐的舒适环境，冷暖供应消耗了大量的能源，但食堂的能源利用效率不高。冬季，食堂有很多需要供暖的地方。首先，是饭菜的保温。为了维持食堂售卖的饭菜的口感及健康要求，需要给饭菜持续供热保温，现有的保温装置是电加热饭菜保温板和保温箱，因饭菜所需保温时间长(大学食堂的保温系统运行时间从早上6点到下午6点)，耗电量十分巨大，据调查统计，占到整个厨房耗电量的25—30％。其次，冬季外界环境温度太低，为了给就餐者创造舒适的就餐环境，食堂亦需要供暖。夏季餐厅的供冷主要由三个部分组成。首先，夏季环境温度较高，为了维持食材的新鲜度以及防止食材腐坏，需要将食材冷藏甚至冷冻保鲜，传统分散式的冰箱、冰柜效率较低，耗电量很大。据调查统计，夏季冷藏占到整个厨房耗电量的30—40％。其次，为了给就餐者创造舒适的就餐环境，需对餐厅的温湿度进行调节。此外，厨房操作间由于烹饪散热，长期处于高温环境，而且分散式冰箱冷柜的散热设备往往都无法与冷藏箱分离，夏季大量的热量排放在厨房内，恶化了操作间内的热环境。为厨房工作人员考虑，厨房供冷是必不可少的。由此可以看出，食堂厨房能耗巨大，但是另一方面，厨房中有着大量的废热未被利用，例如烹饪油烟的温度高达65至80℃，具备良好的余热利用潜力。中国专利CN102840711A公开了具有热回收功能的空调系统是由排风吸热器、排水吸热器、储水器、冷冻冷藏器、室内空调器、室外换热器、压缩机、膨胀节流器、辅助制冷装置、配电控制系统组成。排风吸热器装在抽油烟机、排烟罩等排除高温废气的设备中，与油烟等高温废气进行热交换。排水吸热器装在厨房洗涤等高温废水经过的位置，与高温废水进行热交换。排风吸热器、排水吸热器中装有水或制冷剂，通过循环水泵或制冷系统的循环，将生活、生产和冷冻冷藏器排放的热能收集到储水器、室内空调器中，为用户提供生活热水、空调热水，同时节省了燃料，排风吸热器、排水吸热器不仅能作为制冷系统的蒸发器吸收高温废气、废水的热能，而且可以转换成制冷系统的冷凝器吸收低温废气、废水的冷量，提高空调制冷效率。而本专利技术与该专利相比具备以下显著的区别：1.本专利技术是一种厨房的集中供冷供热系统，专注于食堂高效能的综合热管理。中国专利CN102840711A提出则是一种空调系统，专注于通过热回收装置，提高空调效率。2.热回收装置：中国专利CN102840711A将排风吸热器安装于抽油烟机、排烟罩中，装在其面板上，或风道、风箱内，排水吸热器直接安装在灶台下面、厨房排水沟内、隔油池内，或埋在厨房地板内等位置。由于排烟吸热器和排水吸热器的实质为蒸发器，对油污有极强的冷凝与吸附作用。换热管外附着的油污会大幅降低换热效率，该系统在长时间使用后，大量的油污会堵塞烟道或水道，造成系统停机。本专利技术考虑到以上问题的存在，为排烟系统特别设计了套管式换热器，从根本上杜绝了油烟直接通过蒸发器，避免了上述问题。实际使用过程中，厨房高温废水水量不稳定，会使蒸发温度发生较大波动，如果使用排水吸热器，系统的稳定性和适用性将大大降低。为了保证系统稳定运行，本专利技术并未使用此吸热器。中国专利CN102840711A提出利用工作、生活中有大量的低温洗涤废水提高夏季制冷效率，但由于水量不稳定，污水杂质较多，会对取热设备造成腐蚀等伤害，且食堂夏季低温废水少。为了保证系统的稳定性，本专利技术没有将废水作为低温冷源，而是直接与大气环境换热。3.热水的使用：中国专利CN102840711A中自来水被加热后，仅提出作为生活用水，空调用水，并未指定特殊用途，需选配大型储水罐存储无法及时使用的热水，占用空间，实际应用过程中还存在热损耗的问题。本专利技术充分考虑了热泵制取热水的温度以及时间与饭菜保温与食堂供暖的需求相匹配，故针对性地提出利用热泵制取的热水实现以上两项功能。为了配合以上两项功能的实现，专门设计了铺设毛细管换热器的饭菜保温台和保温箱。本专利技术优选的分层储热水箱仅起到水量调蓄作用，占用空间较小。4.供冷：中国专利CN102840711A中使用冷冻冷藏器用于冷冻或冷藏物品，但是冷冻功能会大幅降低系统蒸发温度，引起系统性能衰减，而且冷藏冷冻意味着一个系统中存在多个蒸发温度，系统控制的难度大大提高，不利于方案的实施。本专利技术中为了保证热泵系统的效率，简化系统控制，仅通过冷藏箱实现食物短期的冷餐保鲜功能，不涉及冷冻功能。综上所述，本专利技术以蒸气压缩热泵原理为核心提出的食堂集中供冷供热系统相比于中国专利CN102840711A，应用对象具有很强针对性，完全从食堂和餐厅的实际情况出发，充分考虑食堂冷热需求的温度区间和时效性，废热废冷的稳定性和食堂的油烟污染，稳定性好，实用性强。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种节约能源、降低能耗、提高制热制冷效率的基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统，包括：压缩机：入口及出口分别经连接管和制冷剂三通换向阀与室外换热器及室内冷凝器联通；室外换热器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与直流风机和排气口联通；室内冷凝器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与压缩机、节流装置联通，另一部分经连接管与水泵、分层储热水箱联通；食堂供热设备：与分层储热水箱的出口联通；食堂供冷设备：与节流装置联通；油烟净化器：经烟气连接管与集烟罩和套管式换热器联通；套管式换热器：设有两部分连接通道，一部分经烟气连接管与油烟净化器、排烟口联通，另一部分的入口经空气连接管与冬季空气入口联通，出口经空气三通换向阀和直流风机与室外换热器联通；冷藏箱室内蒸发器：入口经制冷剂连接管、节流装置、电磁阀、制冷剂三通换向阀与室内冷凝器联通，出口经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀与压缩机联通；空调室内蒸发器：设有两部分连接通道，一部分经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀分别与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与直流风机、空调送风口联通。优选的，节流装置为电子膨胀阀，入口经连接管与室内冷凝器连接，出口经连接管和制冷剂三通换向阀分别于与室外换热器和食堂供冷设备联通。优选的，分层储热水箱入口经热水连接管与室内冷凝器联通，出口经分层器、浮游取水器、电磁阀、水泵与食堂供热设备联通。优选的，室外换热器经空气连接管、空气三通换向阀与夏季空气入口联通。优选的，直流风机经空气连接管与空调新风口、空调送风口联通。优选的，食堂供热设备包括饭菜保温台、饭菜保温箱或地暖。更加优选的，饭菜保温台主要结构包括手动调节阀，毛细导热管，止回阀，桌腿，保温材料，金属桌板，金属饭菜托盘，电子计价器，热水连接管。所述的手动调节阀经热水连接管与水泵、毛细导热管联通；所述的毛细导热管入口经热水连接管、手动调节阀、水泵与分层储热水箱联通，出口经热水连接管与止回阀联通，并均匀置于金属桌板之下，未与金属桌板相接触的部位由保温材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统，其特征在于，该系统包括：压缩机：入口及出口分别经连接管和制冷剂三通换向阀与室外换热器及室内冷凝器联通；室外换热器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与直流风机和排气口联通；室内冷凝器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与压缩机、节流装置联通，另一部分经连接管与水泵、分层储热水箱联通；食堂供热设备：与分层储热水箱的出口联通；食堂供冷设备：与节流装置联通；油烟净化器：经烟气连接管与集烟罩和套管式换热器联通；套管式换热器：设有两部分连接通道，一部分经烟气连接管与油烟净化器、排烟口联通，另一部分的入口经空气连接管与冬季空气入口联通，出口经空气三通换向阀和直流风机与室外换热器联通；冷藏箱室内蒸发器：入口经制冷剂连接管、节流装置、电磁阀、制冷剂三通换向阀与室内冷凝器联通，出口经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀与压缩机联通；空调室内蒸发器：设有两部分连接通道，一部分经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀分别与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与风机、空调送风口联通。

【技术特征摘要】
1.一种基于蒸汽压缩热泵技术的食堂集中供冷供热系统，其特征在于，该系统包括：压缩机：入口及出口分别经连接管和制冷剂三通换向阀与室外换热器及室内冷凝器联通；室外换热器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与直流风机和排气口联通；室内冷凝器：设有两部分连接通道，一部分经连接管和制冷剂三通换向阀与压缩机、节流装置联通，另一部分经连接管与水泵、分层储热水箱联通；食堂供热设备：与分层储热水箱的出口联通；食堂供冷设备：与节流装置联通；油烟净化器：经烟气连接管与集烟罩和套管式换热器联通；套管式换热器：设有两部分连接通道，一部分经烟气连接管与油烟净化器、排烟口联通，另一部分的入口经空气连接管与冬季空气入口联通，出口经空气三通换向阀和直流风机与室外换热器联通；冷藏箱室内蒸发器：入口经制冷剂连接管、节流装置、电磁阀、制冷剂三通换向阀与室内冷凝器联通，出口经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀与压缩机联通；空调室内蒸发器：设有两部分连接通道，一部分经制冷剂连接管、制冷剂三通换向阀分别与节流装置、压缩机联通，另一部分经空气连接管与风机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祥，李慧，邵亮亮，张春路，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31