一種帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置和設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于空氣調(diào)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種帶有一個(gè)或多個(gè)相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)系統(tǒng)。在系統(tǒng)的工質(zhì)循環(huán)回路中并聯(lián)接入相變蓄冷器，相變蓄冷器包括盛裝相變材料的容器和容器內(nèi)的換熱機(jī)構(gòu)。本發(fā)明通過(guò)采用帶相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的對(duì)環(huán)境冷源利用不充分、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、節(jié)能效果不明顯等問(wèn)題。本發(fā)明所提出的熱管空調(diào)一體機(jī)可以利用谷電制冷，并大大提高熱管制冷系統(tǒng)的適用溫度范圍。本發(fā)明尤其適用于通訊基站、機(jī)房、潔凈廠房、潔凈倉(cāng)庫(kù)的空氣調(diào)節(jié)需要，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的制造成本相對(duì)較低；產(chǎn)品在使用時(shí)可靠性高，實(shí)用性好，節(jié)能效果顯著，有利于大力推廣和應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置和設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱管空調(diào)一體機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào) 一體機(jī)裝置和設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著能源成本的攀升與環(huán)境壓力的增大，節(jié)能成為社會(huì)的主流價(jià)值。而建筑 能耗在社會(huì)總能耗中所占的比重較大，空調(diào)的能耗又在建筑能耗中占了非常大的比重。因 此，開(kāi)發(fā)空調(diào)節(jié)能技術(shù)、降低空調(diào)能耗是行業(yè)內(nèi)的重要課題。
[0003] 由于室內(nèi)外環(huán)境的不確定性，制冷工況非常復(fù)雜。其中，近年來(lái)通信基站、機(jī)房、潔 凈廠房、潔凈倉(cāng)庫(kù)等的快速發(fā)展，其高效制冷技術(shù)成為了人們研究的一個(gè)熱點(diǎn)。由于對(duì)室內(nèi) 空氣潔凈度的要求無(wú)法進(jìn)行直接通風(fēng)換熱、或者是室內(nèi)熱源釋放較多的熱量而無(wú)法簡(jiǎn)單的 通過(guò)通風(fēng)換氣降低室內(nèi)溫度等諸多方面原因，室內(nèi)溫度高于室外溫度的情況下需要啟動(dòng)制 冷系統(tǒng)的場(chǎng)合較為常見(jiàn)。以南方地區(qū)為例，一年之中室外空氣的溫度在20度以下和相對(duì)濕 度在50%以下的時(shí)長(zhǎng)大致在200天左右，而基站和潔凈廠房需要控制的溫度一般大于20攝 氏度。由于基站內(nèi)部機(jī)組釋放熱量，因此即使在環(huán)境溫度低于室內(nèi)目標(biāo)溫度時(shí)，仍需啟用空 調(diào)進(jìn)行制冷。在這種情況下，如何充分利用環(huán)境冷源成為節(jié)能的一種重要途徑，充分利用環(huán) 境冷源對(duì)制冷領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展提出了新的要求。
[0004] 基于這種情況和需求，人們開(kāi)發(fā)了一系列技術(shù)，其中一類重要的技術(shù)是熱管空調(diào) 一體機(jī)。在環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度一定值時(shí)，該類型機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)熱管制冷系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境 溫度接近或高于室內(nèi)溫度到一定值時(shí)，該類型機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)制冷系統(tǒng)。由于一年當(dāng)中 環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度的時(shí)間較多，熱管制冷系統(tǒng)的耗電遠(yuǎn)高于空調(diào)制冷的耗電量。因 此，熱管空調(diào)一體機(jī)是降低制冷能耗的一種重要技術(shù)。目前針對(duì)空調(diào)熱管一體機(jī)，人們已 經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一系列的專利技術(shù)，目前已申請(qǐng)的專利包括CN 202350223 U、CN 102297487、CN 102748824 A、CN 103134129 A、CN 103307683 A等。所謂的熱管空調(diào)一體機(jī)，目前有兩種不 同的構(gòu)造形式，一種是熱管和空調(diào)有獨(dú)立的冷凝器和蒸發(fā)器，另一種是熱管與空調(diào)共用一 套冷凝器和蒸發(fā)器。第一種情況下，由于熱管和空調(diào)各建一套冷凝器和蒸發(fā)器，系統(tǒng)較復(fù) 雜，效率較低、且明顯增加了設(shè)備成本；第二種情況下，由于共用一套蒸發(fā)器和冷凝器，而空 調(diào)運(yùn)行工況與熱管運(yùn)行工況明顯不同，導(dǎo)致空調(diào)運(yùn)行所需要的蒸發(fā)器與冷凝器的換熱面積 與熱管運(yùn)行所需要的換熱面積不匹配。熱管運(yùn)行所需要的換熱面積要大于空調(diào)運(yùn)行的換熱 面積，而一旦按熱管所需要的換熱面積去配置的話，又要明顯增加設(shè)備的成本。尤其是在對(duì) 現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，空調(diào)的冷凝器與蒸發(fā)器的換熱面積已經(jīng)確定，很難再進(jìn)行改造。 在這種情形下，只有環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度達(dá)到一個(gè)較大值時(shí)，啟用熱管系統(tǒng)才能滿足制 冷需求，而這又大大減少了熱管適合運(yùn)行的時(shí)間，導(dǎo)致節(jié)能效果不明顯。因此，傳統(tǒng)的熱管 空調(diào)一體機(jī)在應(yīng)用上尚無(wú)法起到理論上的節(jié)能效果。
[0005] 同時(shí)，通信基站、機(jī)房、廠房、倉(cāng)庫(kù)等的空間內(nèi)部不同區(qū)域往往存在要求控制溫度 不一致的情況。以通信基站為例，蓄電池區(qū)域要求的最佳環(huán)境溫度為15-25攝氏度，主設(shè)備 和電源設(shè)備可以在30攝氏度左右溫度正常工作。如果按蓄電池的最佳溫度調(diào)節(jié)基站內(nèi)的 溫度，則會(huì)造成大量冷量的浪費(fèi)。常規(guī)的熱管空調(diào)一體機(jī)無(wú)法分區(qū)域進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，無(wú)法起 到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)的作用，從而達(dá)不到應(yīng)有的節(jié)能效果。
[0006] 另外，為了解決不同時(shí)段電力供需矛盾，施行峰谷電價(jià)成為一個(gè)趨勢(shì)。谷電電價(jià)與 峰電電價(jià)相比，相差三倍左右甚至三倍以上。而常規(guī)空調(diào)制冷時(shí)間正好為峰電運(yùn)行區(qū)間，不 但增加了電價(jià)，降低了制冷效率(晚上環(huán)境溫度低，制冷效率高)，而且增大了電網(wǎng)的壓力。 因此，利用谷電制冷對(duì)緩解在峰電區(qū)間的用電負(fù)荷過(guò)大具有重要意義。常規(guī)的熱管空調(diào)機(jī) 無(wú)法選擇制冷的時(shí)間段，因此也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)利用谷電的優(yōu)勢(shì)。
[0007] 此外，由于環(huán)境條件的波動(dòng)(包括溫度、風(fēng)力、降雨等)，以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題， 常規(guī)的熱管空調(diào)一體機(jī)存在較頻繁的切換空調(diào)制冷系統(tǒng)和熱管制冷系統(tǒng)運(yùn)行，導(dǎo)致了能耗 的增加。讓系統(tǒng)能夠在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)降低能耗和增加系統(tǒng)的可靠性具有顯著 作用。
[0008] 鑒于上述情況，由于在換熱面積的選擇上的困難以及無(wú)法精準(zhǔn)調(diào)節(jié)區(qū)域溫度的問(wèn) 題，同時(shí)無(wú)法利用谷電優(yōu)勢(shì)，還存在頻繁切換空調(diào)制冷系統(tǒng)與熱管制冷系統(tǒng)運(yùn)行，造成能耗 增加等問(wèn)題，常規(guī)的熱管空調(diào)一體機(jī)的節(jié)能效果不明顯。針對(duì)上述情況，本發(fā)明提出一種帶 相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)技術(shù)，對(duì)于推進(jìn)熱管空調(diào)一體機(jī)的應(yīng)用具有重要實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)現(xiàn)有熱管空調(diào)一體機(jī)技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出在熱管空調(diào)一體機(jī)中引入 相變蓄冷器。通過(guò)相變蓄冷器的智能儲(chǔ)存冷量與釋放冷量的技術(shù)方案，可以良好的調(diào)節(jié)熱 管空調(diào)一體機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到充分利用谷電制冷。在環(huán)境溫度與室內(nèi)溫度之間溫差較小 的情況下，可以通過(guò)相變蓄冷器的冷量來(lái)補(bǔ)充熱管制冷能力的不足，使熱管制冷系統(tǒng)在大 部分環(huán)境溫度區(qū)間能穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)充分利用自然冷源。相變蓄冷器的作用還有利于熱管 空調(diào)一體機(jī)不需要頻繁切換制冷模式，使系統(tǒng)能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行，充分發(fā)揮熱管空 調(diào)一體機(jī)的節(jié)能效益。同時(shí)，相變蓄冷器可以并聯(lián)一套或者多套，每套相變蓄冷器上連接了 一套熱管系統(tǒng)，每套熱管系統(tǒng)可以獨(dú)立調(diào)節(jié)一個(gè)區(qū)間的溫度，從而可以分區(qū)間調(diào)節(jié)室內(nèi)溫 度，達(dá)到精準(zhǔn)控制局部區(qū)域溫度的特點(diǎn)。另外，本發(fā)明提出的帶相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體 機(jī)還會(huì)智能控制在谷電區(qū)間完成蓄冷，充分利用夜間相對(duì)低溫環(huán)境下的制冷效率以及谷電 電價(jià)，對(duì)于節(jié)能和節(jié)約電費(fèi)均有明顯的作用。此外，由于本發(fā)明所提出的熱管空調(diào)一體機(jī)帶 有相變蓄冷器，當(dāng)空調(diào)機(jī)組發(fā)生任何意外導(dǎo)致停機(jī)的情況下，相變蓄冷器中的冷量依然可 以保證關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)行一段時(shí)間，對(duì)于維護(hù)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行、降低設(shè)備熱危害具有重要意 義，也為緊急維修提供寶貴的時(shí)間。
[0010] 本發(fā)明引入的相變蓄冷器，其內(nèi)部裝有低溫相變材料，在發(fā)生相變的過(guò)程中，能吸 收或者釋放大量的潛熱。相變材料可以根據(jù)設(shè)定的相變溫度進(jìn)行選擇，具有較大的靈活性。 因此，本發(fā)明充分解決了傳統(tǒng)熱管空調(diào)一體機(jī)的技術(shù)缺陷，對(duì)于充分利用環(huán)境熱源、穩(wěn)定系 統(tǒng)運(yùn)行、節(jié)約能源和電費(fèi)具有顯著效益。
[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置，包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、三通閥、儲(chǔ) 液罐、蒸發(fā)器和依次連接上述各機(jī)構(gòu)的管道組成的工質(zhì)循環(huán)回路，與壓縮機(jī)并聯(lián)裝有一個(gè) 單向閥，與膨脹閥并聯(lián)裝有一個(gè)電磁閥。在工質(zhì)循環(huán)回路中并聯(lián)接入一個(gè)或多個(gè)相變蓄冷 器，由三通閥調(diào)節(jié)流入相變蓄冷器和原工質(zhì)通路的工質(zhì)流量。相變蓄冷器置于膨脹閥與蒸 發(fā)器之間，具體來(lái)說(shuō)是置于三通閥與儲(chǔ)液罐之間。
[0012] 相變蓄冷器包括裝相變蓄冷材料的容器和容器內(nèi)的換熱機(jī)構(gòu)。相變蓄冷器中裝有 相變蓄冷材料，相變蓄冷材料發(fā)生相變的溫度范圍為〇攝氏度至30攝氏度之間，更進(jìn)一步 的相變溫度范圍是10攝氏度至25攝氏度之間。換熱機(jī)構(gòu)包括換熱器一和換熱器二，換熱 器一與三通閥接通，并與工質(zhì)循環(huán)管路并聯(lián)。換熱器二與換熱器三接通，形成一個(gè)熱管換熱 系統(tǒng)。換熱器二與換熱器三之間裝有一個(gè)截止閥；換熱器一置于相變蓄冷器內(nèi)的上部空間， 換熱器二置于相變蓄冷器內(nèi)的下部空間。換熱器三置于保溫箱中，保溫箱的水平位置不高 于相變蓄冷器。
[0013] -種帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其步驟包括為：當(dāng)使用空調(diào) 系統(tǒng)制冷時(shí)，由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、三通閥、儲(chǔ)液罐、蒸發(fā)器和依次連接上述各機(jī)構(gòu)的 管道組成工質(zhì)循環(huán)回路，膨脹閥出口的低壓液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入三通閥，由三通閥控制進(jìn)入相變 蓄冷器的流量，一部分工質(zhì)流量直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐，一部分工質(zhì)經(jīng)由相變蓄冷器后進(jìn)入儲(chǔ)液 罐，儲(chǔ)液罐調(diào)節(jié)工質(zhì)的液位，液態(tài)工質(zhì)吸入蒸發(fā)器，液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)變成低壓氣態(tài)工 質(zhì)。低壓氣態(tài)吸入壓縮機(jī)變成高壓氣態(tài)工質(zhì)。高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器，變成高壓液態(tài)工 質(zhì)。高壓液態(tài)工質(zhì)經(jīng)由膨脹閥變成低壓液態(tài)工質(zhì)，形成一個(gè)封閉的空調(diào)制冷系統(tǒng)。
[0014] 當(dāng)使用熱管系統(tǒng)制冷時(shí)，由單向閥、冷凝器、電磁閥、三通閥、儲(chǔ)液罐、蒸發(fā)器和依 次連接上述各機(jī)構(gòu)的管道組成工質(zhì)循環(huán)回路，由電磁閥出來(lái)的工質(zhì)，經(jīng)由三通閥調(diào)節(jié)流量， 由三通閥控制進(jìn)入相變蓄冷器的流量，一部分工質(zhì)流量直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐，一部分工質(zhì)經(jīng)由 相變蓄冷器后進(jìn)入儲(chǔ)液罐。儲(chǔ)液罐調(diào)節(jié)工質(zhì)的液位，液態(tài)工質(zhì)吸入蒸發(fā)器，液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā) 器內(nèi)變成氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)直接經(jīng)由單向閥進(jìn)入冷凝器，變成液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)由電 磁閥進(jìn)入三通閥，形成一個(gè)封閉的熱管制冷系統(tǒng)。
[0015] 帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)的設(shè)計(jì)方法，由于相變蓄冷器能夠儲(chǔ)存冷量， 在空調(diào)制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，低溫工質(zhì)流經(jīng)相變蓄冷器，相變蓄冷器吸收冷量；在熱管制冷系統(tǒng) 運(yùn)行時(shí)，循環(huán)工質(zhì)流經(jīng)吸收相變蓄冷器，相變蓄冷器釋放冷能，在較低的環(huán)境溫度情形下， 相變蓄冷器也可以吸收冷能。
[0016] 換熱器二中的氣態(tài)工質(zhì)在相變蓄冷器中吸收冷量，變成液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)在重 力的作用下進(jìn)入換熱器三中，釋放冷量，蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)在壓力的作用下，進(jìn) 入換熱器二中，形成一個(gè)封閉的熱管制冷系統(tǒng)。當(dāng)保溫箱中溫度低于相變蓄冷器中的溫度 時(shí)，關(guān)閉截止閥。
[0017] 本發(fā)明所提出的裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置和設(shè)計(jì)方法可以顯著提 高自然冷源和谷電的利用，大大提高熱管的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行穩(wěn)定性，顯著改善熱管空調(diào)一 體機(jī)的運(yùn)行性能，顯著降低空調(diào)的制冷能耗。
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1帶一個(gè)相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0020] 圖2帶兩個(gè)相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0021] 圖3帶相變蓄冷器的空調(diào)制冷運(yùn)行系統(tǒng)的示意圖。
[0022] 圖4帶相變蓄冷器的熱管制冷運(yùn)行系統(tǒng)的示意圖。
[0023] 圖5帶相變蓄冷器的熱管制冷運(yùn)行時(shí)間區(qū)間示意圖。
[0024] 在附圖中，1、壓縮機(jī)，2、單向閥，3、冷凝器，4、膨脹閥，5、電磁閥，6、三通閥，7、相變 蓄冷器，8、換熱器一，9、換熱器二，10、保溫箱，11、換熱器三，12、截止閥，13、儲(chǔ)液罐，14、蒸 發(fā)器，15、相變蓄冷材料。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)施例一：如圖2所示，該熱管空調(diào)一體機(jī)包含兩個(gè)相變蓄冷器（7)和三通閥（6) 控制進(jìn)入相應(yīng)相變蓄冷器的流量。兩個(gè)相變蓄冷器（7)內(nèi)分別裝有不同相變溫度的相變材 料（15)，兩個(gè)相變蓄冷器（7)分別包含與制冷系統(tǒng)連通的換熱器（8)及與對(duì)外換熱的換熱 器（9)。換熱器（9)與置于保溫箱（10)中的換熱器（11)連同，并分別由截止閥（12)來(lái)控制 換熱器之間的流通狀況。這種帶兩個(gè)或兩個(gè)以上相變蓄冷器的熱管一體機(jī)適合應(yīng)用于同時(shí) 需要調(diào)節(jié)幾個(gè)局部溫度的場(chǎng)合。
[0026] 實(shí)施例二：如圖3所示，當(dāng)環(huán)境溫度高于一定值時(shí)，熱管空調(diào)一體機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào) 制冷系統(tǒng)。從蒸發(fā)器（14)出來(lái)的低壓氣態(tài)工質(zhì)，由于冷凝器端溫度高，基本不能通過(guò)單向 閥（2)通過(guò)。因此工質(zhì)會(huì)被壓縮機(jī)（1)吸入。吸入的低壓氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)（1)加壓后， 變成高壓氣態(tài)工質(zhì)，并進(jìn)入冷凝器（3)，在冷凝器（3)中釋放熱量，凝結(jié)成高壓液態(tài)工質(zhì)，高 壓液態(tài)工質(zhì)引入膨脹閥（4)，在膨脹閥（3)中經(jīng)過(guò)等焓膨脹變成低壓液態(tài)工質(zhì)，所述低壓液 態(tài)工質(zhì)再進(jìn)入三通閥（6)，三通閥根據(jù)環(huán)境溫度、室內(nèi)實(shí)際溫度、室內(nèi)目標(biāo)溫度以及相變蓄 冷器（7)中的溫度，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入相變蓄冷器（7)的工質(zhì)流量。當(dāng)相變蓄冷器尚未達(dá)到設(shè)定溫 度時(shí)，空調(diào)制冷系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)低溫液態(tài)工質(zhì)的流量，一部分工質(zhì)直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，一部 分工質(zhì)進(jìn)入相變蓄冷器（7)，由浸入相變蓄冷器（7)的換熱器一（8)吸收循環(huán)工質(zhì)的冷量， 導(dǎo)致部分低溫液態(tài)工質(zhì)會(huì)蒸發(fā)形成氣態(tài)，經(jīng)由管道將部分氣化的工質(zhì)接入儲(chǔ)液罐（13)，其 中液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入制冷循環(huán)。當(dāng)儲(chǔ)液罐（13)中液態(tài)工質(zhì)中少于設(shè)定最小值時(shí)，自動(dòng)調(diào)整三通 閥（6)進(jìn)入相變蓄冷器（7)的開(kāi)度，減少甚至關(guān)閉進(jìn)入相變蓄冷器（7)的低溫工質(zhì)。直到液 態(tài)工質(zhì)液位高于設(shè)定值時(shí)，重新增大或打開(kāi)三通閥（6)的開(kāi)度，增加進(jìn)入相變蓄冷器（7)的 工質(zhì)流量，對(duì)相變蓄冷器（7)中的相變材料進(jìn)行制冷。重復(fù)上述過(guò)程，直到達(dá)到相變蓄冷器 達(dá)到設(shè)定溫度。當(dāng)相變蓄冷器中的溫度已經(jīng)達(dá)到設(shè)定溫度(低于相變蓄冷的相變溫度）時(shí)， 所有工質(zhì)直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，進(jìn)行制冷循環(huán)，直到達(dá)到室內(nèi)設(shè)定的溫度時(shí)，空調(diào)制冷系統(tǒng) 暫時(shí)停止工作。
[0027] 此外，本發(fā)明所提的帶相變蓄冷器（7)的熱管空調(diào)一體機(jī)，會(huì)智能控制優(yōu)先在谷電 運(yùn)行區(qū)間進(jìn)行蓄冷，從而確保利用夜間低溫環(huán)境溫度和谷電電價(jià)進(jìn)行制冷。
[0028] 實(shí)施例三：如圖4所示，當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定值(該設(shè)定值由目標(biāo)室內(nèi)溫度、環(huán)境 溫度以及冷凝器與蒸發(fā)器的換熱能力）時(shí)，自動(dòng)啟用熱管制冷系統(tǒng)。當(dāng)使用熱管系統(tǒng)制冷 時(shí)，由單向閥（2)、冷凝器（3)、電磁閥（5)、三通閥（6)、儲(chǔ)液罐（13)、蒸發(fā)器（14)和依次連 接上述各機(jī)構(gòu)的管道組成工質(zhì)循環(huán)回路，由電磁閥（5)出來(lái)的液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)由三通閥（6)調(diào) 節(jié)流量，由三通閥（6)控制進(jìn)入相變蓄冷器（7)的流量，一部分工質(zhì)流量直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐 (13)，一部分工質(zhì)經(jīng)由相變蓄冷器（7)后進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，儲(chǔ)液罐（13)調(diào)節(jié)工質(zhì)的液位，液 態(tài)工質(zhì)吸入蒸發(fā)器（14)，所述液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收室內(nèi)的溫度變成氣態(tài)工質(zhì)，所述氣 態(tài)工質(zhì)直接經(jīng)由單向閥（2)，進(jìn)入冷凝器（3)，在冷凝器內(nèi)釋放熱量，變成液態(tài)工質(zhì)，所述液 態(tài)工質(zhì)接入電磁閥（5)，形成一個(gè)封閉的熱管制冷系統(tǒng)。
[0029] 當(dāng)環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度一定值，而高于相變蓄冷器（7)的相變溫度時(shí)，有三通閥 (6)控制進(jìn)入相變熱冷器的工質(zhì)流量。當(dāng)系統(tǒng)判斷環(huán)境溫度與室內(nèi)溫度的溫度差大于設(shè)定 值時(shí)，蒸發(fā)器可以有效對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效溫度調(diào)節(jié)，此時(shí)，三通閥（6)調(diào)節(jié)液態(tài)工質(zhì)不進(jìn)入相 變蓄冷器（7)，相變蓄冷器（7)利用相變蓄冷器（7)所儲(chǔ)存的冷量，通過(guò)換熱器（9)和換熱器 (11)，對(duì)保溫箱（10)進(jìn)行制冷。當(dāng)系統(tǒng)判斷環(huán)境溫度與室內(nèi)溫度的溫度差小于設(shè)定值時(shí)， 由冷凝器（3)流過(guò)的液態(tài)工質(zhì)無(wú)法對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行有效調(diào)解時(shí)，由三通閥（6)調(diào)節(jié)進(jìn)入相 變蓄冷器（7)的工質(zhì)流量，工質(zhì)在換熱器一（8)中吸收相變材料的冷量，進(jìn)入儲(chǔ)液罐，與來(lái) 自冷凝器（3)的液態(tài)工質(zhì)一同完成對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。
[0030] 當(dāng)環(huán)境溫度同時(shí)低于室內(nèi)溫度一定值，且低于相變蓄冷器的相變溫度時(shí)，有三通 閥（6)調(diào)節(jié)進(jìn)入相變熱冷器的工質(zhì)流量。當(dāng)相變蓄冷器（7)尚未達(dá)到設(shè)定溫度(低于材料相 變溫度)，且循環(huán)工質(zhì)的冷量大于對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)所需要的冷量時(shí)，開(kāi)啟或增大三通閥 (6)進(jìn)入相變蓄冷器的工質(zhì)流量，將多余的環(huán)境冷量?jī)?chǔ)存于相變蓄冷器（7)中。當(dāng)相變蓄冷 器（7)已達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，三通閥（6)降低或關(guān)閉進(jìn)入相變蓄冷器（7)的工質(zhì)流量，所述工 質(zhì)全部用于熱管制冷循環(huán)。當(dāng)室內(nèi)外達(dá)到設(shè)定值時(shí)，熱管制冷系統(tǒng)自動(dòng)停止。
[0031] 以上調(diào)節(jié)方式大大提高了熱管制冷系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，具體示意圖如圖5所示。當(dāng) 帶有相變蓄冷器（7)時(shí)，相變蓄冷器可（7)以部分補(bǔ)充熱管制冷能力的不足。即使環(huán)境溫度 與室內(nèi)溫度差較小，亦可啟動(dòng)熱管制冷系統(tǒng)。相當(dāng)于在不帶相變蓄冷器（7)時(shí)，需要環(huán)境溫 度低于B點(diǎn)時(shí)，才可以啟動(dòng)熱管制冷系統(tǒng)，而當(dāng)帶有相變蓄冷器（7)時(shí)，當(dāng)溫度低于A點(diǎn)即 可啟動(dòng)熱管制冷系統(tǒng)。顯然，圖5中A tl和At2即為調(diào)整了熱管可運(yùn)行的溫度而增加的運(yùn) 行時(shí)間，Atl+ At2即為增加相變蓄冷器（7)后所能增加的熱管制冷運(yùn)行時(shí)間。由于熱管 制冷耗能遠(yuǎn)低于空調(diào)制冷的耗能，所以也就減少了系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。
【權(quán)利要求】
1. 一種裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置，包括壓縮機(jī)（1)、冷凝器（3)、膨脹閥 (4)、三通閥（6)、儲(chǔ)液罐（13)、蒸發(fā)器（14)和依次連接上述各機(jī)構(gòu)的管道組成的工質(zhì)循環(huán) 回路，其特征是，在所述的工質(zhì)循環(huán)回路中并聯(lián)接入一個(gè)或多個(gè)相變蓄冷器（7)，由所述三 通閥（6)調(diào)節(jié)進(jìn)入相變蓄冷器（7)的工質(zhì)流量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置，其特征是所述相變 蓄冷器（7)并聯(lián)連接于膨脹閥（4)與蒸發(fā)器（14)之間的工質(zhì)循環(huán)管路上，進(jìn)一步具體位置 是并聯(lián)連接于三通閥（6)與儲(chǔ)液罐（13)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置，其特征是與壓縮機(jī) (1)并聯(lián)裝有一個(gè)單向閥（2 )，與膨脹閥（4 )并聯(lián)裝有一個(gè)電磁閥（5 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)裝置，其特征是，所述的 相變蓄冷器（7)內(nèi)裝有相變蓄冷材料（15)和換熱裝置，所述的換熱裝置包括換熱器一（8) 和換熱器二（9)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的相變蓄冷器（7)，其特征是換熱器一（8)和換熱 器二（9)均完全浸沒(méi)于相變蓄冷材料（15)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變蓄冷材料（15)，其特征是所述相變蓄冷材料（15)發(fā)生 相變的溫度范圍為〇攝氏度至30攝氏度之間，更進(jìn)一步的相變溫度范圍是10攝氏度至25 攝氏度之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的相變蓄冷器（7)，其特征是相變蓄冷器（7)中的 換熱器一（8)與三通閥（6)接通，并與工質(zhì)循環(huán)管路并聯(lián)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的相變蓄冷器（7)，其特征是相變蓄冷器（7)中的換熱器二 (9)與換熱器三（11)接通，換熱器二（9)與換熱器三（11)之間裝有一個(gè)截止閥（12)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5或8任意一項(xiàng)所述的相變蓄冷器（7)，換熱器一（8)置于相變蓄 冷器（7)內(nèi)的上部空間，換熱器二（9)置于相變蓄冷器（7)內(nèi)的下部空間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器三（11)，其特征是換熱器三（11)置于保溫箱（10) 中，所述保溫箱（10)的水平位置不高于相變蓄冷器（7)。
11. 一種帶有相變蓄冷器的熱管空調(diào)一體機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其步驟包括為： 當(dāng)使用空調(diào)系統(tǒng)制冷時(shí)：由壓縮機(jī)（1)、冷凝器（3)、膨脹閥（4)、三通閥（6)、儲(chǔ)液罐 (13)、蒸發(fā)器（14)和依次連接上述各機(jī)構(gòu)的管道組和閥門(mén)成工質(zhì)循環(huán)回路，膨脹閥（4)出 口的低壓液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入三通閥（6)，由三通閥（6)控制進(jìn)入相變蓄冷器（7)的流量，一部分 工質(zhì)流量直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，一部分工質(zhì)經(jīng)由相變蓄冷器（7)后進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，儲(chǔ)液 罐（13)控制工質(zhì)的液位，液態(tài)工質(zhì)引入蒸發(fā)器（14)，所述液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)器（14)內(nèi)變成低 壓氣態(tài)工質(zhì)，然后所述低壓氣態(tài)吸入壓縮機(jī)（1)變成高壓氣態(tài)工質(zhì)；所述高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn) 入冷凝器（3)，變成高壓液態(tài)工質(zhì)，所述高壓液態(tài)工質(zhì)經(jīng)由膨脹閥（4)變成低壓液態(tài)工質(zhì)， 形成一個(gè)封閉的空調(diào)制冷系統(tǒng)； 當(dāng)使用熱管系統(tǒng)制冷時(shí)：由單向閥（2)、冷凝器（3)、電磁閥（5)、三通閥（6)、儲(chǔ)液罐 (13)、蒸發(fā)器（14)和依次連接上述各機(jī)構(gòu)的管道組和閥門(mén)成工質(zhì)循環(huán)回路，由電磁閥（5) 出來(lái)的工質(zhì)，經(jīng)由三通閥（6)調(diào)節(jié)流量，由三通閥控（6)制進(jìn)入相變蓄冷器（7)的流量，一部 分工質(zhì)流量直接進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，一部分工質(zhì)經(jīng)由相變蓄冷器（7)后進(jìn)入儲(chǔ)液罐（13)，儲(chǔ) 液罐（13)保持工質(zhì)的液位，液態(tài)工質(zhì)吸入蒸發(fā)器（13)，所述液態(tài)工質(zhì)變成氣態(tài)工質(zhì)，所述 氣態(tài)工質(zhì)直接經(jīng)由單向閥（2)，進(jìn)入冷凝器（3)，變成液態(tài)工質(zhì)，所述液態(tài)工質(zhì)接入電磁閥 (5)，形成一個(gè)封閉的熱管制冷系統(tǒng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述帶有相變蓄冷器（7)的熱管空調(diào)一體機(jī)的設(shè)計(jì)方法，其特 征在于由所述相變蓄冷器（7)能夠儲(chǔ)存冷量，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，低溫工質(zhì)流經(jīng)相變蓄冷 器（7)，所述相變蓄冷器（7)吸收冷能；在熱管系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)工質(zhì)流經(jīng)吸收相變蓄冷器 (7 )，所述相變蓄冷器（7 )釋放冷能或者吸收冷能。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的相變蓄冷器（7)，其特征在于換熱器二（9)中的氣態(tài) 工質(zhì)在相變蓄冷器（7)中吸收冷量，變成液態(tài)工質(zhì)，所述液態(tài)工質(zhì)在重力的作用下進(jìn)入換熱 器三（11)中，釋放冷量，蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，所述氣態(tài)工質(zhì)在壓力的作用下，進(jìn)入換熱器二 (9)中，形成一個(gè)封閉的熱管換熱系統(tǒng)，當(dāng)保溫箱（10)中溫度低于相變蓄冷器（7)中的溫度 時(shí)，關(guān)閉截止閥（12)。
【文檔編號(hào)】F25B41/04GK104089351SQ201410284964
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】曾志勇 申請(qǐng)人:曾志勇