[發(fā)明專利]采用相變蓄熱材料蓄熱的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)及控制方法

有效

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• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102901169A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 馮世龍;李新國
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02;F25B41/04;F25B41/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蒸汽壓縮式制冷空調(diào)，尤其涉及一種蒸汽壓縮式制冷與相變蓄熱器組合制冷系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)可以理解為將室內(nèi)的熱量實時泵到室外環(huán)境中去，這樣當室外溫度很高時空調(diào)冷凝器就會有很大的冷凝壓力，同時由于冷凝溫度的升高導致了系統(tǒng)的cop（制冷量與壓縮機耗功量之比，簡稱能效比）下降。然而通過調(diào)研夏季溫度，可以發(fā)現(xiàn)夏季室外環(huán)境溫度有10℃左右的晝夜溫差，如果能夠?qū)滋炖淠饕彝猸h(huán)境散的熱存儲起來，到晚上再釋放的話可以有效的降低冷凝溫度，并且使空調(diào)的工況更加穩(wěn)定。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種采用相變蓄熱材料蓄熱的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)，可以獲得相對穩(wěn)定的室外環(huán)境，空調(diào)工況變化減小，系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，既減小了現(xiàn)有傳統(tǒng)風機散熱負荷，還減小了空調(diào)外機所占用的空間，具有運行費用低和能量利用率高等優(yōu)點，具有明顯的節(jié)能與環(huán)保效果和廣闊的應用前景。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種采用相變蓄熱材料蓄熱的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是：包括與壓縮機串聯(lián)的冷凝器和蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的出口連接至壓縮機的入口，所述壓縮機的出口分出兩條支路，其中一條支路上依次串聯(lián)有所述冷凝器、第一電動閥和工質(zhì)循環(huán)泵；另一條支路上依次串聯(lián)有第二電動閥和一相變蓄熱器；所述工質(zhì)循環(huán)泵的出口和所述相變蓄熱器的出口并聯(lián)至一節(jié)流閥，所述節(jié)流閥連接至所述蒸發(fā)器的入口；所述冷凝器的出口與所述相變蓄熱器的入口之間連接有一第三電動閥；所述相變蓄熱器中采用相變溫度為30℃的石蠟作為相變蓄熱材料。?

本發(fā)明采用相變蓄熱材料蓄熱的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)的控制方法是，通過控制第一電動閥、第二電動閥和第三電動閥的通斷，分別實現(xiàn)以下四種控制過程：?

當室外環(huán)境溫度為30-35℃時，關(guān)閉第一電動閥和第二電動閥，打開第三電動閥；管道中的工質(zhì)依次經(jīng)過壓縮機、冷凝器、第三電動閥、相變蓄能器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器后返回壓縮機，從而完成一次蓄熱制冷循環(huán)；?

當室外環(huán)境溫度高于35℃時，關(guān)閉第一電動閥和第三電動閥，打開第二電動閥，管道?中的工質(zhì)依次經(jīng)過壓縮機、第二電動閥、相變蓄熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器后返回壓縮機，從而完成一次蓄熱制冷循環(huán)；?

當室外環(huán)境溫度為25-30℃時，關(guān)閉第二電動閥和第三電動閥，打開第一電動閥；管道中的工質(zhì)依次經(jīng)過壓縮機、冷凝器、第一電動閥、工質(zhì)循環(huán)泵、節(jié)流閥和蒸發(fā)器后返回壓縮機，從而完成一次蒸汽壓縮式制冷循環(huán)；?

當室外環(huán)境溫度低于25℃時，關(guān)閉第三電動閥，打開第一電動閥和第二電動閥以及工質(zhì)循環(huán)泵，管道中的工質(zhì)依次經(jīng)過相變蓄能器、第二電動閥、冷凝器、第一電動閥和工質(zhì)循環(huán)泵后返回相變蓄熱器，從而完成一次放熱循環(huán)。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：?

（1）由于本發(fā)明采用相變溫度為30℃的相變蓄熱材料存儲空調(diào)冷凝器白天向室外傳遞的熱量，有利于降低冷凝溫度，能有效提升空調(diào)系統(tǒng)的cop，節(jié)能減排，降低運行費用；?

（2）系統(tǒng)工況變化較小，效率較高，使用壽命較長；?

（3）在夜間將熱量散到室外，一般夜間為低谷電價，機組能起到一定的削峰填谷作用，相比于傳統(tǒng)空調(diào)，運行費用再次下降；?

（4）相變蓄熱調(diào)節(jié)余量大，系統(tǒng)可滿足較多工況下制冷；?

（5）本系統(tǒng)具有設備緊湊、性價比高的特點。?

附圖說明

附圖是本發(fā)明采用相變蓄熱材料蓄熱的蒸汽壓縮式制冷空調(diào)的整體結(jié)構(gòu)示意簡圖；?

圖中：?

11-第一電動閥?????????12-第三電動閥?????????13-第二電動閥?

2-冷凝器??????????????3-壓縮機??????????????4-蒸發(fā)器?

5-節(jié)流閥??????????????6-相變蓄熱器??????????7-工質(zhì)循環(huán)泵?

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細地描述。?