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一種采用逆流式過(guò)冷器的空調(diào)用制冷/熱蓄冷/熱系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):4569394閱讀:244來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種采用逆流式過(guò)冷器的空調(diào)用制冷/熱蓄冷/熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種空調(diào)用制冷蓄冷或制熱蓄熱系統(tǒng)。
蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可在電力充裕時(shí)制冷蓄冷,而在電力供應(yīng)緊張時(shí)把積蓄的冷量補(bǔ)充給空調(diào)機(jī)用,從而可起到調(diào)節(jié)余缺、平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差的作用,且可降低運(yùn)行費(fèi)用,成為各國(guó)大力研究推廣的技術(shù)。
據(jù)日本《省能》雜志(特集)“利用冰蓄熱式空調(diào)使電力利用效率化”和《冷凍》雜志第63卷(蓄冷特集)報(bào)道,現(xiàn)有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)基本上分為兩類一類是冰蓄冷系統(tǒng),另一類是采用熔點(diǎn)高于零度(一般在4-8℃范圍)的相變材(簡(jiǎn)稱PCM材)的蓄冷系統(tǒng),這兩類系統(tǒng)都是利用空調(diào)機(jī)回水使蓄冷槽內(nèi)蓄了冷而凝固的蓄冷劑熔化的方式來(lái)利用蓄冷量,因此其可利用的蓄冷量都必須是蓄冷劑的溫度低于空調(diào)機(jī)回水溫度的冷量,高于空調(diào)機(jī)回水溫度的蓄冷量不能被利用。一般空調(diào)設(shè)計(jì)采用的回水溫度為12℃,再考慮傳熱溫差因素,則只能在10℃以下,若由蓄冷直接單獨(dú)向空調(diào)機(jī)供冷,則蓄冷劑只有在其溫度低于空調(diào)機(jī)的給水溫度5-7℃以下時(shí)的蓄冷量才能被有效利用,受某些空調(diào)制冷機(jī)組壓縮機(jī)能力限制,其蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度一般在4℃以上。檢索自1985年至今的我國(guó)專利文獻(xiàn),例如申請(qǐng)?zhí)枮?219770.9名稱為“儲(chǔ)冷避峰制冷空調(diào)器”和日本三菱電機(jī)株式會(huì)社的申請(qǐng)?zhí)枮?3102863.9,名稱為“蓄熱式空調(diào)裝置”等,均受此蓄冷溫度的限制。若考慮蓄冷傳熱溫差,則蓄冷劑的最佳凝固一熔化點(diǎn)范圍應(yīng)在6℃-8℃。為了降低蓄冷裝置的造價(jià),要求單位容積的蓄冷量盡可能大,因此須選用融點(diǎn)合適的相變潛熱大的蓄冷劑。蓄冷劑的融點(diǎn)降低將導(dǎo)致系統(tǒng)在蓄冷時(shí)效率降低,使用冰蓄冷時(shí)系統(tǒng)效率就要比使用8℃相變材料的系統(tǒng)低約30%。然而在高于零度低于空調(diào)機(jī)回水溫度如此窄的溫度范圍內(nèi),要選擇儲(chǔ)冷量大、性能穩(wěn)定、廉價(jià)的蓄冷劑是相當(dāng)困難的。據(jù)美國(guó)在日本的相變蓄冷系統(tǒng)日本總代理店摩利(MoLi)株式會(huì)社所提供的相變潛熱蓄冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要資料介紹,及江蘇暖通空調(diào)制冷《冰蓄冷專輯》95年第2期介紹,美國(guó)哈佛大學(xué)開發(fā)的8.3℃PCM材(一種帶結(jié)晶水復(fù)合鹽)和5℃的PCM材,相變潛熱僅分別約為22.8千卡/公斤和30千卡/公斤,且價(jià)格貴。復(fù)合鹽有性能老化和不穩(wěn)的毛病。冰作蓄冷劑雖然廉價(jià),但為了讓水結(jié)冰,冰槽內(nèi)須布置密度很大的傳熱管網(wǎng),致使冰槽的成本也很高且效率低。鑒于以上原因,目前在市場(chǎng)上所使用的這兩種蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的單位千焦?fàn)栃罾淞砍杀揪^貴,成為難于推廣的主要原因。
日本《冷凍》雜志第63卷第734號(hào)介紹了一種由日本鋼管株式會(huì)社于1988年開發(fā)的采用制冷劑過(guò)冷的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)把蓄冷冰槽中的盤管既作為蓄冷時(shí)制冷回路的蒸發(fā)器,又作為放冷時(shí)制冷回路的過(guò)冷器。作蒸發(fā)器用時(shí),盤管內(nèi)制冷劑蒸發(fā)使蓄冷槽中的水結(jié)成冰;作過(guò)冷器用時(shí),盤管內(nèi)高溫制冷劑使冰熔化并被過(guò)冷。利用了制冷教科書或制冷技術(shù)手冊(cè)中都提到過(guò)的在制冷循環(huán)中提高過(guò)冷度可以提高制冷量的原理,把冰的熔化熱的冷量通過(guò)使制冷劑過(guò)冷的方式間接傳給空調(diào)機(jī)回水,以此來(lái)解決致密結(jié)冰時(shí)管外熔冰的困難和提高冰槽的儲(chǔ)冰率。該系統(tǒng)采用盤管式蓄冷冰槽作過(guò)冷器,這種池浸式的過(guò)冷器先是通過(guò)0℃冰與進(jìn)入過(guò)冷器時(shí)溫度在40℃以上的制冷劑進(jìn)行熱交換,平均溫差約25℃,而后制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā),又以約7℃的平均溫差與空調(diào)機(jī)回水進(jìn)行熱交換,這與把空調(diào)機(jī)回水直接與冰槽的冰換熱的方式相比,傳熱溫差大約增加了20多度,因而使系統(tǒng)的傳熱不可逆損失增加,效率降低。另外,當(dāng)冰熔化完畢以后,蓄冷槽內(nèi)的水是以平均溫度上升,致使制冷劑過(guò)冷后的溫度也不斷回升,制冷劑過(guò)冷所增加的冷量不斷減少,系統(tǒng)供冷性能不穩(wěn)定,導(dǎo)致蓄冷槽內(nèi)在空調(diào)機(jī)回水溫度以上的蓄冷量也未能被充分利用。對(duì)于大型蓄冷系統(tǒng),這還增加了制冷回路中的制冷工質(zhì)(冷媒)的充裝量并大大增加了流阻,因此并不可取。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的不足,提供一種拓寬了空調(diào)用蓄冷/儲(chǔ)熱限定的溫度范圍,能利用現(xiàn)有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)所難以充分利用的空調(diào)機(jī)回水溫度以上的蓄冷劑的冷量來(lái)供冷,可提高現(xiàn)有蓄冷劑的單位容積蓄冷量,且可使水單獨(dú)作為空調(diào)用的蓄冷劑有足夠大的顯熱來(lái)蓄冷,單位千焦耳蓄冷量初投資較低運(yùn)行費(fèi)省的供空調(diào)用的制冷蓄冷系統(tǒng);在需要供熱地區(qū),還可以在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改用為水制冷/熱蓄冷/熱的雙用系統(tǒng),并可利用高于環(huán)境溫度而低于暖風(fēng)機(jī)回水溫度的水的低溫蓄熱量來(lái)供熱。


圖1是本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng)流程原理示意圖。
這種空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),包括制冷蓄冷兩大部分,其制冷部分含有制冷回路(GL)和供冷的回水和給水接口(10)、(11),蓄冷部分含有蓄冷回路(SL)、蓄冷放冷回路和直接對(duì)空調(diào)機(jī)回水放冷的回水和給水接口(10)、(11),所述制冷回路(GL)包括壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)、高壓氣液分離器(14)、過(guò)冷器(3)、節(jié)流器(4)、蒸發(fā)器(5)以及其中制冷劑,由連接管路連接構(gòu)成;蒸發(fā)器(5)的水側(cè)既與裝有蓄冷劑的蓄冷槽(6)、過(guò)冷循環(huán)泵(7)、連接管道及其中的載冷劑構(gòu)成蓄冷回路(SL),又留有能與空調(diào)機(jī)的盤管風(fēng)機(jī)(9)、供冷循環(huán)泵(8)以及載冷劑構(gòu)成蒸發(fā)器供冷回路(VA)的接口(10)、(11),其特征在于所述制冷回路(GL)中在高壓氣液分離器(14)之后、節(jié)流器(4)之前所裝的過(guò)冷器(3)是逆流式過(guò)冷器;由包括過(guò)冷器(3)(水側(cè))、蓄冷槽(6)、以及在過(guò)冷器冷端入水口(S1)至蓄冷槽冷端出水口(S4)之間和過(guò)冷器熱端出水口(S2)至蓄冷槽熱端入水口(S3)之間的連通管路、裝在管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7)及管路中的載冷劑(水)構(gòu)成循環(huán)過(guò)冷放冷回路。
所述循環(huán)過(guò)冷放冷回路可以是由蓄冷槽(6),在其冷端出水口(S4)與過(guò)冷器(3)的冷端入水口(S1)之間的直接連接管路(S4-S1),過(guò)冷器(3)的熱端出水口(S2)與蓄冷槽(6)的熱端入水口(S3)之間的直接連接管路(S2-S3),管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7),過(guò)冷器(3)水側(cè),及裝在回路中的載冷劑(水)構(gòu)成的直接循環(huán)的過(guò)冷放冷回路(GS);也可以是由蓄冷槽(6),從蓄冷槽(6)冷端出口(S4)至過(guò)冷循環(huán)泵(7)、經(jīng)管叉口(S5)、至閥(V3)、至單通閥(D4)、至蒸發(fā)器(5)的出水口(E2)、至供冷循環(huán)泵(8)、至空調(diào)機(jī)(9)的給水接口(11)的連接管路(S4-S5-11)和從空調(diào)機(jī)(9)的回水接口(10)、經(jīng)閥(V6)、至蒸發(fā)器(5)的進(jìn)水口(E1)后,轉(zhuǎn)經(jīng)減壓閥(JV1)、至閥(V4)、至管路叉口(S6)、至閥(V14)、再至過(guò)冷器(3)的冷端入水口(S1)的連接管路(10-E1-S6-S1)及熱端出水口(S2)、至蓄熱槽(6)的熱端入水口(S3)的連接管路,過(guò)冷器(3)水側(cè),管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7),放冷循環(huán)泵(8),閥,裝在回路中截冷劑(水),外接空調(diào)機(jī)(9)構(gòu)成的間接循環(huán)的過(guò)冷放冷回路(GSA)。
本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),所述蓄冷槽(6)內(nèi)設(shè)置有為減少或避免熱回水與槽內(nèi)冷水相互摻混的導(dǎo)流或分流隔板。這種防摻混的隔板,可以是能改變液體流向但又保持蓄冷槽液體連通的導(dǎo)流隔板(12),也可以是把蓄冷槽分隔成至少兩個(gè)或多個(gè)等容積段的固定隔板(13),或做成多個(gè)等容積蓄冷槽,其中留有一個(gè)空段或空槽在蓄冷槽開始放冷時(shí)未盛水用以承接來(lái)自過(guò)冷器的熱回水,其余段或槽裝有冷水,以后依次由用完了蓄冷水后空出來(lái)的新段(槽)承接熱回水;由固定隔板分隔的多段蓄冷槽或多個(gè)蓄冷槽,各段各槽的進(jìn)出口裝有自動(dòng)控制閥。
本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),所述的蓄冷劑可以單獨(dú)是水,它直接盛裝在蓄冷槽內(nèi),此時(shí)它也是載冷劑;或既利用了冰熔化潛熱、又利用了水的顯熱的冰水混用物;或既利用PCM的相變潛熱、又利用PCM和載冷劑(水)的顯熱的PCM材和水的混用物;所述相變蓄冷劑的熔化-凝固點(diǎn)范圍可擴(kuò)展到10℃以上,27℃以下;例如,可選用Na2SO4·10H2O/NaCl/NH4Cl的復(fù)合鹽(熔點(diǎn)13℃),或C16石蠟(熔點(diǎn)14-18℃),或Na2SO4·10H2O/0.45CaCl2的復(fù)合鹽(熔點(diǎn)16℃)。所述冰或PCM材是分別盛裝在密封的球型或扁平的容器內(nèi),而后再堆放在蓄冷槽內(nèi),其周圍充滿載冷劑。冰為蓄冷劑時(shí),載冷劑為水與乙二醇配成的防凍液。
本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),也可以改用為制冷蓄冷和制熱蓄熱兩用系統(tǒng)。
附圖2是本發(fā)明的一種制冷蓄冷和制熱蓄熱兩用系統(tǒng)的流程原理示意圖。
該兩用系統(tǒng)的特征在于,過(guò)冷器(3)的進(jìn)出口兩端裝有控制閥(V9)和(V10),并增添有過(guò)冷器(3)的旁通管路(L13-L4)和旁通閥門(V11);從過(guò)冷器(3)出口與過(guò)冷器出口控制閥(V10)之間至壓縮機(jī)(1)入口之間增添制冷劑低壓蒸氣管路(L11-L12)和控制閥(V8);從節(jié)流器(4)出口(L5)分別至過(guò)冷器(3)入口(L10)之間增添制冷劑低壓液體管路(L5-L9-L10)和單向閥(D3),至冷凝器(2)出口(L2)之間增添管路(L9-L2)和控制閥(V7),至蒸發(fā)器(5)入口(L6)之間增添控制閥(V12);在控制閥(V12)出口(L6)與高壓氣液分離器(14)的入口(L3)之間增添高壓制冷劑液體導(dǎo)流管(L6-L3)和單向閥(D2);在冷凝器(2)出口(L2)與高壓氣液分離器(14)的入口(L3)之間增添單向閥(D1),并在壓縮機(jī)進(jìn)出管路中裝有改變制冷劑流向的四通閥(T1、T2、T3、T4)。
由于本發(fā)明在制冷回路中采用逆流式過(guò)冷器,與現(xiàn)有技術(shù)采用池浸式過(guò)冷器相比,具有下述優(yōu)點(diǎn)1.蓄冷水與制冷劑在過(guò)冷器中熱交換溫差減小,傳熱不可逆損失減小,系統(tǒng)效率提高;2.過(guò)冷器冷端制冷劑出口的溫度與過(guò)冷器冷端的冷水入口溫度接近,即與蓄冷槽冷端出水溫度同步,因而可以維持穩(wěn)定的過(guò)冷度,使系統(tǒng)因過(guò)冷增加的制冷功率也穩(wěn)定;3.通過(guò)調(diào)節(jié)逆流式過(guò)冷器中水側(cè)的流量,可以方便地調(diào)節(jié)系統(tǒng)所增加的制冷功率;4.可以使蓄冷水回升到較高的溫度,例如達(dá)到環(huán)境溫度30℃,從而可以利用更多的蓄冷劑的顯熱來(lái)蓄冷。提高了蓄冷劑單位容積的蓄冷量;5.逆流式過(guò)冷器換熱性能好,穩(wěn)定,所以換熱面積可以減少,使過(guò)冷器體積減小,從而可做成緊湊式,節(jié)省設(shè)備材料;6.過(guò)冷器體積小,可使制冷劑充裝量減少,不僅節(jié)約成本,且可穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行性能;7.制冷劑減少使制冷系統(tǒng)流動(dòng)阻力減少,從而節(jié)省動(dòng)力??傊?,從裝置成本降低,運(yùn)行費(fèi)節(jié)省,系統(tǒng)效率提高、性能穩(wěn)定等諸多方面都有好處。
本發(fā)明由過(guò)冷器(3)(水側(cè))、蓄冷槽(6)、在過(guò)冷器冷端入水口(S1)至蓄冷槽冷端出水口(S4)之間和過(guò)冷器熱端出水口(S2)至蓄冷槽熱端入水口(S3)之間的連通管路、裝在管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7)以及管路中的載冷劑(水)構(gòu)成的循環(huán)過(guò)冷放冷回路,可利用蓄冷槽的蓄冷劑高于空調(diào)回水溫度的冷量使流過(guò)過(guò)冷器的高壓高溫制冷劑的液體過(guò)冷,過(guò)冷后的制冷劑吸收了蓄冷量,經(jīng)節(jié)流器(4)降壓后在蒸發(fā)器內(nèi)以低于空調(diào)機(jī)回水溫度蒸發(fā),并把吸收的蓄冷量以增加單位循環(huán)制冷量方式傳給空調(diào)機(jī)回水。由蓄冷槽(6)、過(guò)冷器(3)、循環(huán)泵(7)構(gòu)成的直接循環(huán)過(guò)冷放冷回路(GS)中,載冷劑(水)從蓄冷槽(6)的冷端出口(S4),經(jīng)過(guò)冷循環(huán)泵(7),流過(guò)閥(V2)、閥(V14),至過(guò)冷器冷端水入口(S1)進(jìn)過(guò)冷器(3)水側(cè),再?gòu)倪^(guò)冷器熱端水側(cè)出口(S2),經(jīng)調(diào)節(jié)流量閥(V1),至蓄冷槽(6)熱端入口(S3),流回蓄冷槽(6)。這種直接循環(huán)過(guò)冷放冷回路(GS),把高于和低于空調(diào)機(jī)回水溫度的蓄冷劑冷量都可以通過(guò)制冷劑過(guò)冷的方式轉(zhuǎn)移給空調(diào)機(jī)回水,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,操作控制方便。另外,在蓄冷槽(6)冷端出水口(S4)與過(guò)冷器(3)冷端入水口(S1)的連接管路間再串聯(lián)進(jìn)空調(diào)機(jī)(風(fēng)機(jī)盤管)(9)的間接循環(huán)過(guò)冷放冷回路(GSA)中,載冷劑(水)從蓄冷槽(6)的冷端出口(S4),經(jīng)過(guò)冷循環(huán)泵(7),流過(guò)流量調(diào)節(jié)閥(V3)、單向閥(D4),在蒸發(fā)器水側(cè)出口(E2),與經(jīng)蒸發(fā)器降溫的空調(diào)機(jī)給水匯合,經(jīng)放冷循環(huán)泵(8),送至空調(diào)機(jī)(9),放出冷量后隨同空調(diào)機(jī)回水,經(jīng)閥(V6),在蒸發(fā)器入口(E1)分流,經(jīng)減壓閥(JV1)和控制閥(V4),至S6,經(jīng)閥(V14),至過(guò)冷器(3)的冷端水入口(S1),再經(jīng)過(guò)冷器(3),把高于空調(diào)機(jī)回水溫度以上回水的冷量交換給高壓高溫制冷劑后,從過(guò)冷器(3)的熱端水側(cè)出口(S2)、經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥V1,至蓄冷槽熱端入口(S3),流回蓄冷槽(6)。這種間接循環(huán)過(guò)冷放冷循環(huán)(GSA),表面形式是利用空調(diào)機(jī)的回水使冷媒過(guò)冷,但由于空調(diào)機(jī)供冷用的循環(huán)水必須用蓄冷水來(lái)補(bǔ)充,而不能用其他高于空調(diào)機(jī)回水溫度的水來(lái)補(bǔ)充,因此實(shí)質(zhì)上仍然是用蓄冷量通過(guò)使冷媒過(guò)冷的方法來(lái)轉(zhuǎn)移蓄冷量。這種方法所能轉(zhuǎn)移的單位公斤過(guò)冷器水流量的蓄冷量等于過(guò)冷器熱水出口溫度與蓄冷槽冷水出口溫度的溫差的單位公斤水的焓差。它的優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)移低于空調(diào)機(jī)回水溫度的蓄冷量時(shí),其所需的過(guò)冷器換熱面積較前者小,但必須保持蓄冷槽的進(jìn)出水流量平衡,即必須保持空調(diào)機(jī)回水給過(guò)冷器的分流量與蓄冷槽送給空調(diào)機(jī)給水的流量相等。雖然在系統(tǒng)的控制上較復(fù)雜,但是是能夠?qū)崿F(xiàn)的。
本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),由于在蓄冷槽內(nèi)設(shè)置了導(dǎo)流或分流隔板(12),從而可減少或避免來(lái)自過(guò)冷器的高溫回水與蓄冷槽內(nèi)低溫冷水的摻混,從而避免出現(xiàn)池浸式(冰槽)過(guò)冷器的缺點(diǎn)重現(xiàn),配合逆流式過(guò)冷器,使逆流式過(guò)冷器的優(yōu)點(diǎn)能充分發(fā)揮。
采用本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),蓄冷劑可以單獨(dú)是水。因?yàn)橐话憧照{(diào)機(jī)把蓄冷水降至4℃是不困難的,當(dāng)蓄冷水在過(guò)冷器中回?zé)嶂?0℃,則單位公斤水可利用的顯熱蓄冷量為108千焦?fàn)?約26大卡),它與PCM蓄冷劑的相變潛熱相差不大,但水非常廉價(jià),性能穩(wěn)定,不老化,傳熱性能好,蓄冷時(shí)制冷系統(tǒng)效率高,系統(tǒng)技術(shù)簡(jiǎn)單,具有極大優(yōu)勢(shì)。另外,選用水為單獨(dú)的蓄冷劑,當(dāng)系統(tǒng)在冬季改為制熱蓄熱系統(tǒng)時(shí),設(shè)環(huán)境溫度為5℃,水可利用的蓄熱量從10℃到50℃計(jì)算,可達(dá)168焦?fàn)?約40大卡),也與其他相變蓄熱材料的相變潛熱接近,這樣作為蓄冷劑用的水,又可兼作蓄熱劑用,從而省去了另外一套蓄熱槽,使兩用系統(tǒng)成本大大降低。
本發(fā)明空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng)改為制冷蓄冷和制熱蓄熱兩用系統(tǒng)時(shí),因在過(guò)冷器(3)進(jìn)出口兩端裝有控制閥(V9)和(V10),并增添有過(guò)冷器的旁通管路(L13-L4)和旁通閥(V11);從過(guò)冷器(3)出口與過(guò)冷器出口控制閥(V10)之間至壓縮機(jī)(1)入口之間增添制冷劑低壓蒸氣管路(L11-L12)和控制閥(V8);從節(jié)流器(4)出口(L5)分別至過(guò)冷器(3)入口(L10)之間增添制冷劑低壓液體管路(L5-L9-L10)和單向閥(D3),至冷凝器(2)出口(L2)之間增添管路(L9-L2)和控制閥(V7),至蒸發(fā)器(5)入口(L6)之間增添控制閥(V12);在控制閥(V12)的出口(L6)與高壓氣液分離器(14)入口(L3)之間增添高壓制冷劑液體導(dǎo)流管(L6-L3)和單向閥(D2),在冷凝器(2)的出口(L2)與高壓氣液分離器(14)的入口(L3)之間增添單向閥(D1);并在壓縮機(jī)進(jìn)出管路中裝有改變制冷劑流向的四通閥(T1、T2、T3、T4)。上述設(shè)計(jì)可以使過(guò)冷器(3)分別作蒸發(fā)器,過(guò)冷器和冷凝器用。在系統(tǒng)作制冷蓄冷用時(shí)的蓄冷過(guò)程中,過(guò)冷器(3)改作蒸發(fā)器用,此時(shí),系統(tǒng)的制冷循環(huán)(GSL)為制冷劑從壓縮機(jī)(1)經(jīng)四通閥(T1),至冷凝器(2),把熱量交換給空氣,再經(jīng)單向閥(D1)、高壓氣液分離器(14)、過(guò)冷器旁通管(L13-L4)和旁通閥(V11),至節(jié)流器(4),再經(jīng)單向閥(D3),進(jìn)作蒸發(fā)器用的過(guò)冷器(3),在其中蒸發(fā),把冷量交換給循環(huán)于過(guò)冷放冷回路(GS)的載冷劑(水),使水變冷,蒸發(fā)后的制冷劑經(jīng)過(guò)冷器出口(L11)至壓縮機(jī)(1),在過(guò)冷器中被冷卻的載冷劑,在直接循環(huán)過(guò)冷放冷回路(GS)的過(guò)冷循環(huán)泵(7)的工作下,回至蓄冷槽(6),與熱的蓄冷劑進(jìn)行熱交換,使蓄冷劑逐漸降溫,直至設(shè)定的合適的低溫為止;在系統(tǒng)作制熱蓄熱用時(shí),當(dāng)用于利用低于暖風(fēng)機(jī)給水溫度的蓄熱槽的熱量來(lái)制熱向暖風(fēng)機(jī)(9)(原稱空調(diào)機(jī))供熱過(guò)程中,過(guò)冷器(3)改作蒸發(fā)器用,此時(shí)的蓄熱制熱供熱循環(huán)(GSAR)為制冷劑蒸氣從壓縮機(jī)(1)排出,經(jīng)四通閥T3通路,進(jìn)由原蒸發(fā)器(5)代的冷凝器,在這冷凝器內(nèi)經(jīng)熱交換把熱量傳給暖風(fēng)機(jī)(9)的回水,然后經(jīng)單向閥(D2)、高壓氣液分離器(14)、高壓氣液分離器(14)、過(guò)冷器旁通閥(V11)、節(jié)流器(4)、單向閥(D3)后進(jìn)由原過(guò)冷器(3)代的蒸發(fā)器,在其中經(jīng)熱交換吸收了來(lái)自儲(chǔ)熱槽的熱水的熱量后蒸發(fā),蒸發(fā)了的制冷劑蒸汽經(jīng)過(guò)冷器出口(L11)、控制閥(V8)、至壓縮機(jī)入口(L12)、回到壓縮機(jī)(1);在系統(tǒng)作制熱蓄熱用時(shí)的制熱供熱和把低于暖風(fēng)機(jī)回水溫度的低溫?zé)嵊趦?chǔ)熱過(guò)程中,過(guò)冷器(3)仍作為過(guò)冷器用,此時(shí)過(guò)冷制熱循環(huán)(GSR)為制冷劑蒸氣從壓縮機(jī)(1)排出,經(jīng)四通閥T3通路,進(jìn)由原蒸發(fā)器(5)代的冷凝器,在其中把熱量交換給暖風(fēng)機(jī)(9)的回水,然后經(jīng)單向閥(D2)、高壓氣液分離器(14)、過(guò)冷器(3)、節(jié)流器(4)、控制閥(V7)后,進(jìn)由原冷凝器(2)替代的蒸發(fā)器,在其中經(jīng)熱交換吸收了環(huán)境的熱量后,過(guò)四通閥(T2)通路至壓縮機(jī)入口(L12)回到壓縮機(jī)(1)。因在執(zhí)行(GSAR)循環(huán)時(shí),蓄熱槽的熱水溫度比環(huán)境溫度高,所以制熱循環(huán)將提供比從環(huán)境空氣吸熱的循環(huán)更大的制熱功率,供暖風(fēng)機(jī)用。當(dāng)執(zhí)行(GSR)循環(huán)時(shí),原制冷回路的冷凝器(2)作蒸發(fā)器用,過(guò)冷器(3)將向儲(chǔ)熱槽(6)提供低于暖風(fēng)機(jī)給水溫度的余熱量用于儲(chǔ)熱。當(dāng)系統(tǒng)處于制熱蓄熱的全蓄熱過(guò)程中,原過(guò)冷器(3)又改作冷凝器用,蒸發(fā)器(5)的水側(cè)通路水停止循環(huán),此時(shí)制熱蓄熱循環(huán)(ASR)為制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)(1)壓縮升壓后,經(jīng)四閥(T3)通路、過(guò)蒸發(fā)器(5)的通路和單向閥(D2)、高壓氣液分離器(14)的通路、過(guò)冷器(3)前的控制閥(V9),進(jìn)原過(guò)冷器(3)代的冷凝器,在其中經(jīng)熱交換把熱量傳給來(lái)自儲(chǔ)熱槽(6)的循環(huán)水,冷凝成液體,經(jīng)節(jié)流器(4),控制閥(V7)至原冷凝器(2)代的蒸發(fā)器,在其間吸收了環(huán)境的熱量后,經(jīng)四通閥(T2)通路流回壓縮機(jī)(1)。在執(zhí)行GSL循環(huán)時(shí),蓄冷槽(6)可從過(guò)冷器(3)代的蒸發(fā)器中獲得冷量,因此可替代原制冷蓄冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器蓄冷回路(SL),(SL)回路連管(S5-E2)和(S6-E1)可舍去如圖2。
由于采用了上述一系列技術(shù)措施,本發(fā)明制冷蓄冷和制熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)在用于空調(diào)供冷/熱時(shí),與現(xiàn)有系統(tǒng)相比,拓寬了空調(diào)供冷(供熱)中所限定的可利用的蓄冷/熱的溫度范圍,把現(xiàn)有系統(tǒng)所不能利用的高于空調(diào)回水溫度的蓄冷量也能用于空調(diào)供冷,把低于暖風(fēng)機(jī)回水溫度的儲(chǔ)熱量也能用于暖風(fēng)機(jī)供暖,因而使采用冰或PCM相變蓄冷材的蓄冷/熱系統(tǒng)的單位容積蓄冷/熱量獲得提高。也可選用溶點(diǎn)在10℃至27℃、相變潛熱大、性能穩(wěn)定、廉價(jià)的物質(zhì)作蓄冷/儲(chǔ)熱材,使蓄冷/熱裝置體積減小,設(shè)備初投資減少;更為重要的是,本發(fā)明因此使現(xiàn)有制冷蓄冷系統(tǒng)所不能單獨(dú)利用的水的顯熱用于蓄冷空調(diào)的方案變得可行,使利用水單獨(dú)作蓄冷劑的難題得以解決,當(dāng)采用本發(fā)明的制冷蓄冷供冷和制熱儲(chǔ)熱供熱系統(tǒng)時(shí),可選用水單獨(dú)作蓄冷(儲(chǔ)熱)材,水廉價(jià)、性能穩(wěn)定,傳熱性好,輸運(yùn)容易,這將使蓄冷裝置和蓄冷材的成本極大降低,蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定,可靠性提高,夏蓄冷、冬儲(chǔ)熱、裝置利用率提高、運(yùn)行費(fèi)用大大節(jié)省,單位千焦?fàn)栃罾涑杀敬蟠蠼档?。從而為在中央空調(diào)系統(tǒng)推廣采用蓄冷儲(chǔ)熱技術(shù)開辟了新的途徑。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。
實(shí)施例1附圖3為本發(fā)明的一種供空調(diào)冷房用的單一制冷蓄冷系統(tǒng)實(shí)施流程原理示意圖。圖中省略了液流分配器、視鏡、低壓氣液分離器及電氣控制部分。本實(shí)施例中的制冷回路包括壓縮機(jī)1、空氣冷凝器2、高壓氣液分離器(貯液器)14、板式逆流式過(guò)冷器3、節(jié)流器4、蒸發(fā)器5,回路內(nèi)充氟里昂R22制冷劑;蓄冷槽6為分槽型,設(shè)有代號(hào)為61、62、63、64四個(gè)分槽,每槽頂部分別裝有控制閥V31、V32、V33、V33、V34,與蓄冷槽總進(jìn)水S3并聯(lián)相接;每槽下部分別裝有控制閥V41、V42、V43、V44,與蓄冷槽的總出水口S4并聯(lián)相接。其中槽首先留有一空槽,例如槽61,其余槽內(nèi)裝有容積四分之一的板狀PCM,該P(yáng)CM材是裝在長(zhǎng)方形塑料盒內(nèi)的、可選用由配方為Na2SO4·10H2O/NaCl/NH4Cl構(gòu)成的復(fù)合鹽水合物,其熔點(diǎn)約11℃-13℃,相變潛熱為180千焦耳/公斤,然后在槽內(nèi)添滿水;直接循環(huán)過(guò)冷放冷回路包括蓄冷槽6、過(guò)冷器3(水側(cè))、其間的連接管路S1-S4和S2-S3、管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵7及管路中所裝的水,構(gòu)成循環(huán)回路GS,回路內(nèi)裝有流量控制閥V1;另外,回路中的控制閥V2,是當(dāng)需要采用間接循環(huán)過(guò)冷放冷回路時(shí)所用的切換控制閥;控制閥V13和V14是為切換至蓄冷回路SL所設(shè)置的;蓄冷回路SL包括蒸發(fā)器5(水側(cè))、蓄冷槽6,其間的連接管路E1-S6-S7-S3和E2-S5-S4,在管路S4-S5中裝有過(guò)冷循環(huán)泵7、管路(S5-E2)中裝有流量控制切換閥V3和單向閥D4、在管路S6-E1中裝有控制閥V4和減壓閥JV1,在管路S6-S7間和S7-S3間分別裝有V13及閥V1。當(dāng)執(zhí)行蓄冷循環(huán)時(shí),閥V5、閥V6和閥V14及閥V2是關(guān)閉的,蓄冷槽兩端分閥除空槽的分閥,例如V31、V41關(guān)閉外,其余都開通。間接循環(huán)過(guò)冷放冷回路GSA是由蓄冷回路中增加的減壓閥JV1、單向閥D4、切換閥V13、及在直接循環(huán)過(guò)冷回路中的閥V2和閥V14之后改成的。當(dāng)執(zhí)行該循環(huán)時(shí),閥V2和V13關(guān)閉;蒸發(fā)器供冷回路包括蒸發(fā)器5、供冷循環(huán)泵8、接口10和11,外接空調(diào)機(jī)9,管路的接口11、10前裝有控制閥V5和V6。
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行制冷回路GL的循環(huán)和蓄冷回路SL的循環(huán)時(shí),制冷劑出壓縮機(jī)1,經(jīng)冷凝器2放出熱量,經(jīng)高壓氣液分離器14,再經(jīng)過(guò)冷器3;因閥V2、V14關(guān)閉,制冷劑在過(guò)冷器中不進(jìn)行熱交換,而后制冷劑經(jīng)節(jié)流器4降壓后進(jìn)蒸發(fā)器5蒸發(fā),在其間經(jīng)熱交換把冷量傳給蓄冷回路SL的循環(huán)水,回到壓縮機(jī)1。蓄冷回路SL中,循環(huán)的水把從蒸發(fā)器5所吸收的冷量帶到蓄冷槽6,經(jīng)熱交換后,使蓄冷劑蓄冷降溫,而后循環(huán)水又把所吸收的熱量送至蒸發(fā)器5交換,直至蓄冷槽6內(nèi)蓄冷劑的溫度降到所設(shè)定的合適的溫度為止。
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行制冷回路GL和直接循環(huán)過(guò)冷放冷回路GS及蒸發(fā)器供冷回路VA循環(huán)時(shí),閥V3、V4、V13關(guān)閉,蓄冷槽6的冷水經(jīng)過(guò)冷循環(huán)泵7、閥V2、閥V14,至過(guò)冷器3水側(cè)入口S1,進(jìn)過(guò)冷器3的水側(cè),在其間經(jīng)熱交換把蓄冷劑的冷量交換給溫度高的高壓液體制冷劑。因?yàn)殡x開冷凝器的液體制冷劑溫度一般高達(dá)40℃以上,因此經(jīng)逆流式過(guò)冷器3水側(cè)的冷水可以回?zé)岬较喈?dāng)高的溫度,如過(guò)冷器3的換熱面積設(shè)置合理,過(guò)冷用循環(huán)水量調(diào)整合適,冷水溫度可回升到25-30℃或更高些,而制冷劑則能降溫到接近過(guò)冷器冷端入水口的進(jìn)水溫度。過(guò)冷用的循環(huán)水再經(jīng)閥V1,至蓄冷槽熱水入口S3,流回蓄冷槽6的熱水端的頂部,由于蓄冷槽6為分槽型,當(dāng)開始利用蓄冷槽的顯熱蓄冷量時(shí),即蓄冷槽下部水溫度高于蓄冷劑熔點(diǎn)后,必須開始進(jìn)行分槽供冷。首先,分閥V31、V42開,其余各分閥關(guān),因此熱水首先回到空槽61,冷水先用槽62的,當(dāng)槽62的冷水用完時(shí),分閥V32、V43開而分閥V31、V42關(guān)閉,以后依次而行,避免了從過(guò)冷器3回來(lái)的熱水與冷水摻混,從而可保證從蓄冷器底部送往過(guò)冷器3的冷水在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都能以初始蓄冷的溫度進(jìn)行工作。當(dāng)熱水與蓄冷槽6內(nèi)的相變材熱交換時(shí),由于熱水溫度遠(yuǎn)高于相變材的熔點(diǎn),所以使相變蓄冷材的放冷也變得容易,放冷能更徹底,使PCM潛存在12℃以上的潛熱和顯熱能得以充分利用。而吸收了蓄冷量的過(guò)冷了的制冷劑在蒸發(fā)器5蒸發(fā)時(shí),在單位時(shí)間內(nèi)可向空調(diào)機(jī)9的回水提供比不過(guò)冷循環(huán)更多的制冷量,所增份額等于制冷劑在單位時(shí)間從過(guò)冷器3的循環(huán)冷水中吸取的冷量;過(guò)冷度越大,增加制冷量越多。以R22制冷劑為例,當(dāng)從48℃過(guò)冷至12℃而蒸發(fā)溫度為0℃時(shí),可比不過(guò)冷循環(huán)增加30%左右的制冷量。
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行制冷回路GL、間接過(guò)冷放冷回路GSA、蒸發(fā)器供冷回路VA循環(huán)時(shí),V2、V13關(guān)閉,蓄冷槽6的冷水經(jīng)泵7送至蒸發(fā)器5的出水口E2,與經(jīng)蒸發(fā)器5降溫后的空調(diào)機(jī)9循環(huán)水摻混后經(jīng)供冷循環(huán)泵8送去空調(diào)機(jī)9,而空調(diào)機(jī)回水在進(jìn)蒸發(fā)器5水測(cè)入口E1之前分流部分經(jīng)閥JV1、閥V4、閥V14至過(guò)冷器3入水口S1,在過(guò)冷器3與制冷劑熱交換后回?zé)嶂粮邷?,再送至蓄冷?。該回路的工作方式要求從蓄冷槽6送出的冷水流量必須等于流入的熱水流量。這種循環(huán)是利用空調(diào)機(jī)回水來(lái)使制冷劑過(guò)冷的循環(huán),也稱間接過(guò)冷放冷循環(huán)。此循環(huán)給空調(diào)機(jī)增加的冷量等于該間接過(guò)冷放冷回路GSA中循環(huán)水從過(guò)冷器3出水口S2的溫度降至蓄冷槽6冷水端出口的溫度所放出的冷量,其中通過(guò)過(guò)冷形式轉(zhuǎn)移的冷量是該循環(huán)水從過(guò)冷器3出水口S2的溫度降至空調(diào)機(jī)回水在過(guò)冷器3入水口S1的溫度所放出的冷量。當(dāng)把閥V13打開、閥V14關(guān)閉時(shí),間接過(guò)冷放冷循環(huán)GSA變?yōu)槔每照{(diào)機(jī)回水直接使蓄冷劑放冷的直接放冷循環(huán),此循環(huán)僅適合于蓄冷劑溫度低于空調(diào)機(jī)回水溫度的情況。此時(shí),若把閥V13和閥V14打開,可執(zhí)行間接過(guò)冷放冷和直接放冷的聯(lián)合循環(huán),這種循環(huán)對(duì)于閉式蓄冷槽比較適用;對(duì)于開式蓄冷槽,則流量調(diào)節(jié)較麻煩些。
本實(shí)施例所用的逆流式過(guò)冷器,可以是逆流式的板式換熱器或逆流式殼管式換熱器,也可用其他型式的逆流式交換器替代。過(guò)冷器的熱交換量約為原制冷量的30-40%。
實(shí)施例2。本實(shí)施例是本發(fā)明的一種既可制冷蓄冷供冷又可制熱蓄熱供熱的兩用系統(tǒng)。
圖2為將本發(fā)明空調(diào)用的制冷蓄冷供冷系統(tǒng)改為亦可用于制熱儲(chǔ)熱供熱的冷熱兩用系統(tǒng)的實(shí)施方式示意圖。系統(tǒng)中的一些輔助部件,如高、低壓氣液分離器、干燥器等,略去未畫出。該冷熱兩用系統(tǒng)包括制冷蓄冷和制熱儲(chǔ)熱兩大部分,并留有與空調(diào)機(jī)/暖風(fēng)機(jī)的給水管和回水管相接的接口11和10。其制冷/制熱部分是在原單一制冷蓄冷系統(tǒng)中增添了改變壓縮的氣流方向的四通閥(T1~T4)和維持節(jié)器4流向的單向閥D1、D2,控制閥V7和V12,另外在過(guò)冷器3的進(jìn)口段和出口段增添了控制閥V9和V10,增添了過(guò)冷器3的旁通管L13-L4和旁通閥V11,增添了從過(guò)冷器出口L11至壓縮機(jī)入口L12的低壓蒸汽管路L11-L12和控制閥V8。蓄冷/儲(chǔ)熱劑用水,蓄冷/儲(chǔ)熱槽采用豎式分流隔板型。
這種冷熱兩用系統(tǒng)在制冷蓄冷用的蓄冷過(guò)程中,原過(guò)冷器3作蒸發(fā)器用,此過(guò)程的制冷回路循環(huán)路線為制冷劑自壓縮機(jī)1排出,經(jīng)四通閥T1通路,至冷凝器2,在其中經(jīng)熱交換把熱量交換給環(huán)境空氣;變成高壓液體的制冷劑經(jīng)單向閥D1、高壓氣液分離器14、過(guò)冷器的旁通管L13-L4和旁通閥V11,至節(jié)流器4,降壓后經(jīng)單向閥D3流進(jìn)由原過(guò)冷器3代的蒸發(fā)器,在其中經(jīng)熱交換,制冷劑把冷量交換給來(lái)自蓄冷槽6的循環(huán)水,蒸發(fā)成蒸汽的制冷劑經(jīng)低壓蒸汽管路L11-L12和控制閥V8流回壓縮機(jī)1。蓄冷槽6與過(guò)冷器3水側(cè)及其回路中的水在過(guò)冷循環(huán)泵7的驅(qū)動(dòng)下,循環(huán)不已,把制冷回路的冷量傳給蓄冷劑,使蓄冷劑降溫蓄冷。
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行制冷和蓄冷聯(lián)合供冷時(shí),制冷回路恢復(fù)如圖1所示的過(guò)冷制冷循環(huán)GL的運(yùn)行狀態(tài),過(guò)冷器3仍作過(guò)冷器用,過(guò)冷器3的旁通閥V11關(guān),控制閥V8關(guān),閥V7關(guān),閥V9、V10和V12開,直接過(guò)冷放冷回路GS工作,蒸發(fā)器供冷回路VA的閥V5、V6開,供冷循環(huán)泵8工作,此時(shí),經(jīng)過(guò)過(guò)冷循環(huán),高于空調(diào)機(jī)回水溫度的冷量也能追加給空調(diào)機(jī)用。
當(dāng)這種冷熱兩用系統(tǒng)在制熱儲(chǔ)熱用的狀態(tài),原蓄冷槽6現(xiàn)變成為儲(chǔ)熱槽,原供冷循環(huán)泵8現(xiàn)為供熱循環(huán)泵,系統(tǒng)可以執(zhí)行如下3種循環(huán)。
(1).過(guò)冷制熱供熱循環(huán)GSR系統(tǒng)中閥T1、T4、V8、V11、V12關(guān),其余控制閥T2、T3、V9、V10、V1、V5、V6、V7開,制冷劑自壓縮機(jī)1排出,經(jīng)四通閥T3,進(jìn)由原蒸發(fā)器5替代的冷凝器,在其中經(jīng)熱交換把熱量交換給蒸發(fā)器供熱回路的循環(huán)水,即暖風(fēng)機(jī)9的回水,制冷劑冷凝成高壓液體,經(jīng)單向閥D2、高壓氣液分離器14、控制閥V9至過(guò)冷器3,在其中經(jīng)熱交換把低于暖風(fēng)機(jī)9給水溫度的余熱交換給過(guò)冷放冷回路GS的循環(huán)水;制冷劑過(guò)冷后經(jīng)控制閥V10,進(jìn)節(jié)流器4降壓,低壓制冷劑經(jīng)控制閥V7,至由原冷凝器2替代的蒸發(fā)器,在其中與外界空氣熱交換,吸收熱量后經(jīng)四通閥T2通路回壓縮機(jī)。直接過(guò)冷放冷回路GS在過(guò)冷循環(huán)泵7的驅(qū)動(dòng)下,其循環(huán)水不斷把熱量從過(guò)冷器3轉(zhuǎn)移給儲(chǔ)熱糟6的儲(chǔ)熱劑(水)。由原蒸發(fā)器5替代的冷凝器、供冷循環(huán)泵8和暖風(fēng)機(jī)9組成的供熱回路的循環(huán),把制熱循環(huán)高于暖風(fēng)機(jī)給水的熱量送給了暖風(fēng)機(jī),供暖房用。
(2).蓄熱制熱供熱循環(huán)GSAR系統(tǒng)中閥V7、V9、V10、V12、T1、T4關(guān),其余控制閥開,制冷劑自壓縮機(jī)1排出,經(jīng)四通閥T3,進(jìn)由原蒸發(fā)器5代的冷凝器,在其中把熱量交換給暖風(fēng)機(jī)9的回水,制冷劑冷凝成高壓流體,經(jīng)單向閥D2、高壓氣液分離器14、改道經(jīng)旁通閥V11進(jìn)節(jié)流器4,節(jié)流降壓后,經(jīng)單向閥D3進(jìn)由原過(guò)冷器3代的蒸發(fā)器,在其中經(jīng)熱交換吸收來(lái)自蓄熱槽6的循環(huán)水的熱量而蒸發(fā),再經(jīng)控制閥V8流回壓縮機(jī)。因?yàn)樾顭岵厶峁┑臒崴疁囟雀哂诃h(huán)境溫度,因此制冷循環(huán)可以向暖風(fēng)機(jī)9供給更多的熱量。當(dāng)儲(chǔ)熱槽6內(nèi)水溫接近于環(huán)境溫度時(shí),系統(tǒng)可切換至過(guò)冷制熱供熱循環(huán)。
(3).制熱蓄熱循環(huán)ASR該循環(huán)與過(guò)冷制熱供熱循環(huán)的差別僅在于在制熱蓄熱時(shí),供熱回路停止運(yùn)行,即供熱循環(huán)泵8停,控制閥V5、V6關(guān)。執(zhí)行該循環(huán)時(shí)能使儲(chǔ)熱槽6內(nèi)的蓄熱劑獲得高于暖風(fēng)機(jī)回水的溫度。例如50℃。
實(shí)施例3圖4為本發(fā)明空調(diào)用的制冷蓄冷供冷系統(tǒng)改為可兼作制熱儲(chǔ)熱供熱系統(tǒng)用的冷熱兩用系統(tǒng)的又一實(shí)施方式示意圖。該系統(tǒng)與實(shí)施例2的區(qū)別僅在于自過(guò)冷循環(huán)泵7出口S5至蒸發(fā)器5的水側(cè)出口E2,自蒸發(fā)器5水側(cè)入口E1至過(guò)冷器3水側(cè)入口S2之間增添了如圖3所示的管路S5-E2和S6-E1及管路S6-S7,增添了閥V2、V3、V4、V13、V14及單向閥D4、減壓閥JV1,由此也能執(zhí)行實(shí)施例1所述的間接過(guò)冷放冷循環(huán)和直接放冷/放熱循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),包括制冷蓄冷兩大部分,其制冷部分含有制冷回路(GL)和供冷的回水和給水接口(10)、(11),蓄冷部分含有蓄冷回路(SL)、蓄冷放冷回路和直接對(duì)空調(diào)機(jī)回水放冷的回水和給水接口(10)、(11),所述制冷回路(GL)包括壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)、高壓氣液分離器(14)、過(guò)冷器(3)、節(jié)流器(4)、蒸發(fā)器(5)以及其中制冷劑,由連接管路連接構(gòu)成;蒸發(fā)器(5)的水側(cè)既與裝有蓄冷劑的蓄冷槽(6)、供冷循環(huán)泵(8)、連接管道及其中的載冷劑構(gòu)成蓄冷回路(SL),又留有能與空調(diào)機(jī)的盤管風(fēng)機(jī)(9)、供冷循環(huán)泵(8)以及載冷劑構(gòu)成蒸發(fā)器供冷回路(VA)的接口(10)、(11);其特征在于所述制冷回路(GL)中在高壓氣液分離器(14)之后、節(jié)流器(4)之前所裝的過(guò)冷器(3)是逆流式過(guò)冷器;由包括過(guò)冷器(3)(水側(cè))、蓄冷槽(6)、以及在過(guò)冷器冷端入水口(S1)至蓄冷槽冷端出水口(S4)之間和過(guò)冷器熱端出水口(S2)至蓄冷槽熱端入水口(S3)之間的連通管路、裝在管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7)及管路中的載冷劑(水)構(gòu)成循環(huán)過(guò)冷放冷回路。
2.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),特征在于所述循環(huán)過(guò)冷放冷回路是由蓄冷槽(6),從蓄冷槽(6)冷端出口(S4)至過(guò)冷循環(huán)泵(7)、經(jīng)管叉口(S5)、至閥(V3)、至單通閥(D4)、至蒸發(fā)器(5)的出水口(E2)、至供冷循環(huán)泵(8)、至空調(diào)機(jī)(9)的給水接口(11)的連接管路(S4-S6-11)和從空調(diào)機(jī)(9)的回水接口(10)、經(jīng)閥(V6)、至蒸發(fā)器(5)的進(jìn)水口(E1)后,轉(zhuǎn)徑減壓閥(JV1)、至閥(V4)、至管路叉口(S6)、至閥(V14)、再至過(guò)冷器(3)的冷端入水口(S1)的連接管路(10-E1-S6-S1),及熱端出水口(S2)至蓄熱槽(6)的熱端入水口(S3)的連接管路,過(guò)冷器(3)水側(cè),管路內(nèi)的過(guò)冷循環(huán)泵(7),放冷循環(huán)泵(8),閥,裝在回路中截冷劑(水),外接空調(diào)機(jī)(9)構(gòu)成的間接循環(huán)的過(guò)冷放冷回路(GSA)。
3.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),特征在于所述的蓄冷槽(6)內(nèi)設(shè)置有減少或避免熱回水與槽內(nèi)冷水相互摻混的隔板。
4.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),特征在于所述的蓄冷劑單獨(dú)是水。
5.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),特征在于所述的蓄冷劑采用熔點(diǎn)在10℃-27℃的相變材料。
6.如權(quán)利要求1所述的空調(diào)用制冷蓄冷系統(tǒng),其特征在于當(dāng)將其改用為制冷蓄冷和制熱蓄熱兩用系統(tǒng)時(shí),所述過(guò)冷器(3)的進(jìn)出口兩端裝有控制閥(V9)和(V10),并增添有過(guò)冷器(3)的旁通管路(L13-L4)和旁通閥門(V11);從過(guò)冷器(3)出口與過(guò)冷器出口控制閥(V10)之間至壓縮機(jī)(1)入口之間增添制冷劑低壓蒸氣管路(L11-L12)和控制閥(V8);從節(jié)流器(4)出口(L5)分別至過(guò)冷器(3)入口(L10)之間增添制冷劑低壓液體管路(L5-L9-L10)和單向閥(D3),至冷凝器(2)出口(L2)之間增添管路(L9-L2)和控制閥(V7),至蒸發(fā)器(5)入口(L6)之間增添控制閥(V12);在控制閥(V12)出口(L6)與高壓氣液分離器(14)的入口(L3)之間增添高壓制冷劑液體導(dǎo)流管(L6-L3)和單向閥(D2);在冷凝器(2)出口(L2)與高壓氣液分離器(14)入口(L3)之間增添單向閥(D1),并在壓縮機(jī)進(jìn)出管路中裝有改變制冷劑流向的四通閥(T1、T2、T3、T4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及空調(diào)用制冷/熱蓄冷/熱系統(tǒng),特征在于制冷回路中增設(shè)了與蓄冷槽連通的逆流式過(guò)冷器,利用蓄冷使冷媒過(guò)冷,從而可利用高于空調(diào)機(jī)回水溫度的蓄冷量,拓寬了空調(diào)用的蓄冷的限定溫度范圍;過(guò)冷器在制熱回路中既可吸收低于暖風(fēng)機(jī)回水溫度的余熱于儲(chǔ)熱,又可改作蒸發(fā)器把低溫儲(chǔ)熱用于供暖,拓寬了供暖用蓄熱的溫度下限;單位容積蓄冷/熱量提高,可單獨(dú)用水作蓄冷/熱材;系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,造價(jià)低,利用率高,為蓄冷空調(diào)開辟了新路。
文檔編號(hào)F24F1/00GK1183532SQ9612122
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1996年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月10日
發(fā)明者陳則韶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
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