專利名稱：冷媒分流儲冰式恒溫空調系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種儲冰式恒溫空調系統，尤其是一種冷々某分流的 儲冰式裝置，冷媒系統可根據空調空間的負荷大小來分配冷媒的分 流量，由此冷々某可全量或分流應用，達到有效的能量移轉、以及最 佳運轉效果。
背景技術：
當水結成冰時，其所儲存的能量稱為"潛熱"，此"潛熱"能
量為79KCAL/KG。因一般中央空調系統所使用的水水溫度最高約 為15°C，也就是說"當15'C的水凍結成0"C的冰時，合計可應用的 儲存能量總共是94 KCAL/KG"。
儲水式空調的原理即是"選擇某段可利用的時間(離峰或半 高峰時間)，使壓縮才幾運轉，冷卻冰水制冰，將壓縮機的冷卻能量 以冰的形態儲存起來，等到白天高峰時段，需使用冰水(冷氣)而 又不適宜運轉冰水機組的時間(高峰用電時間)，即可讓冰溶化， 吸收常溫冰水的熱量，達到冰7JC冷卻的效果，如此即可將白天高峰 時,殳的冷氣用電轉移至夜間"。也就是讓冰溶化，吸收高溫冰水的 熱量，達到冰水冷卻的效果，將白天高峰時段的冷氣用電轉移至夜 間離峰時段，以達到能量移轉的功效。
請參照圖l所示，是現有的儲水式空調的冷々某系統示意圖。儲 ;水式空調運轉狀態為當空調才幾(室內才幾)中的;水水回水的溫度在回水感溫器的i殳定值以上時，系統會啟動壓縮才幾(Compressor ) 11 運轉，同時冷々某會經由一輸氣管19到該壓縮才幾11,冷々某再通過該 壓縮才幾11壓縮為高壓高溫的過熱氣態冷々某，接著進入一冷凝器 (Condenser) 12散熱為高壓正常溫度的冷卻液態冷々某，冷々某液再 流經一輸液管13到一熱交換器14成為高壓^氐溫的過冷卻液態冷 媒；而利用一膨脹閥15降壓節流為低壓低溫呈霧狀的飽和液氣態 冷媒，隨后進入一蒸發器(Evaporater) 16進行蒸發，用以吸收大 量潛熱制冷，再利用一空調機17送出冷空氣到空調空間；然后將 吸熱后變成低壓正常溫度的冷4某流入儲冰槽的 一儲冰冷々某回3各18 ， 使殘余的冷々某進行儲冰動作；流過該儲冰冷:煤回路18的冷々某最后 通過該4#氣管19由該壓縮才幾11吸回，完成一冷々某循環。
而由空調機17流出的冰水回水經由冰水幫浦送流入蒸發器16 的水水側，制成低溫(一般值為7°C )冰水，用以供應該空調機17 的空調所需的水水，冷卻空調空間的熱負荷，完成一次水水循環。
然而，不管是在低冷房或高冷房的需求下，冷媒都必須先經過 該蒸發器16,再進入儲冰槽的儲冰冷4某回^各18,如此不管當時該 蒸發器16所需要的冷媒量是多少，全部的冷々某都必須經過蒸發器 16的熱能轉移才可進到^f諸冰槽的儲冰冷纟某回^各18,大大減少在4氐 冷房情況下的儲冰效率。
另夕卜， 一般市售的儲冰式恒溫空調系統，對于蒸發器作用后所 產生的冷凝水都采用排出的方法，而為了達到4諸冰的功效，反而需 補充水到儲冰裝置，無形中浪費空調空間中水氣的再利用。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種冷媒分流儲冰式恒溫空調系統， 主要是在冷媒系統進入蒸發器之前裝置一冷媒分流器，該冷々某分流
器控制冷媒流量與流向，該流向分為一管線到蒸發器，而另一管線 直接可流入儲冰槽的儲冰冷媒回路。如此，冷^某可進行正常全量流 入儲冰槽儲冰或全量進入蒸發器的融冰空調，或是一部分到儲冰 槽、 一部分到蒸發器。由此，本發明的系統可根據空調空間的負荷 大小來分配冷媒的分流量，達到移轉能源、節約能源以及恒溫空調 的最佳運轉效果。
本發明另一目的是在蒸發器的下方設置一冷凝水收集盤，用以 將空調運轉時產生的低溫凝結水進行熱回收，并且能夠自動補充儲 水槽的冰水，且在儲冰或融冰空調時將冷凝器出口的冷媒冷卻降溫 為過冷卻的液態冷媒，用以提高冷凍效果。
本發明是一種冷媒分流儲冰式恒溫空調系統，本系統包括一 壓縮才幾，冷々某經由該壓縮才幾壓縮為高壓高溫的過熱氣態冷々某； 一冷 凝器，該冷凝器接收該過熱氣態冷^ 某，且將該過熱氣態冷々某散熱冷 卻為高壓常溫的液態冷J 某； 一冷J 某分流器，通過一輸液管4妄收所述 冷卻液態冷々某，且將再冷卻液態冷J 某自動分流為一第一管^各與一第 二管路；其中，通過該第一管路及其管路上的一熱交換器，冷卻液 態冷媒經過該熱交換器成為 一 高壓低溫的過冷卻液態冷媒，隨后再 將該過冷卻液態冷々某經由 一 空調膨脹閥膨脹后呈霧狀的々包和液氣 態冷媒接入一蒸發器，該蒸發器用以吸收大量蒸發潛熱制冷，然后 殘留的冷媒再流入一儲冰冷媒回路進行儲冰制冷的動作；以及通過 該第二管路直接通過一儲冰膨脹閥膨脹后送至該儲冰冷媒回路，利 用該冷媒經膨脹后吸收大量潛熱進行儲冰動作。而該儲水冷媒回路 內的冷々某最后再經由該壓縮才幾通過一輸氣管吸回冷^某，完成一冷J 某 循環。
沖艮據本發明，冷J 某可進行正常全量流入儲冰槽儲冰或全量進入 蒸發器的融冰空調，或是一部分到儲冰槽、 一部分到蒸發器。系統可根據空調空間的負荷大小來分配冷^ 某的分流量，達到移轉能源、 節約能源以及恒溫空調的最佳運轉冷房效果。
圖1是現有的儲冰式空調的冷媒系統示意圖。
圖2是本發明的儲冰式空調的冷媒系統示意圖。 圖3是本發明的裝置結構示意圖。
圖4是低冷房狀態的低冷房負荷及儲冰冷凍負荷分配示意圖。 圖5是高冷房狀態的高冷房負荷及融冰負荷分配示意圖。 圖6是本發明的莫理爾線示意圖。
具體實施例方式
有關本發明的詳細內容及技術說明，現通過實施例作進一 步說 明，但應了解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為 實施本發明的限制。
請參照圖2所示，是本發明的儲冰式空調的冷媒系統示意圖。
本發明的系統的運轉狀態為，當空調才幾(室內才幾)中的;水7jc回水的 溫度在回水感溫器的i殳定 <直以上時，系統會啟動 一 壓縮枳j (Compressor) 21運轉，l吏一輸氣管29管3各中的冷々某經由該壓縮 機21壓縮為高壓高溫的過熱氣態冷々某，接著該過熱氣態冷々某進入 一冷凝器(Condenser) 22散熱為高壓正常溫度的冷卻液態冷J 某。 然后該高壓正常溫度的冷卻液態冷媒液經由一輸液管23流進一冷 J 某分流器25，通過該冷纟某分流器25將冷々某分流為二，其中一分流
經膨脹之后為降壓節流為低壓低溫呈霧狀的飽和液氣態冷媒，該分
流通過一第一管路251及其管^各上的一熱交換器24，經過該熱交換 器24成為一高壓^f氐溫的過冷卻液態冷々某，隨后再將該過冷卻液態 冷媒經由一空調膨脹閥253膨脹后呈霧狀的飽和液氣態冷々某進入一 蒸發器(Evaporater) 26進行蒸發，用以吸收空調空間中空氣內的 大量潛熱制冷，再利用一空調機27送出冷空氣到空調空間，然后 吸熱后變成{氐壓常溫的冷々某流入儲冰槽的一々者冰冷4某回3各28，利用 殘余的冷媒進行儲冰動作。另 一分流為將該冷卻液態冷媒流到一第 二管路252,直接通過一儲冰膨脹閥254膨脹后送至該儲冰冷々某回 路28，利用該冷媒經膨脹后進行儲冰動作。最后，將流過該儲冰冷 媒回路28已進行儲冰動作的冷媒再經由該壓縮機21通過該輸氣管 29吸回冷^r某，完成一空調系統的冷々某循環。
若該蒸發器26的熱交換介質為冰水，由空調才幾27流出的冰水 回水經由冰水幫浦送流入該蒸發器26的水水側，制成低溫(一般 值為7。C)冰水，用以供應該空調機27的空調所需的冰水，冷卻空 調空間的熱負荷，完成一次;水水循環。
請參照圖3所示，是本發明的裝置結構示意圖。在應用上，為 增加儲冰式空調的冷凝水的利用、以及針對本發明的系統的應用。 該實施上該裝置包括一室外機30，該室外機30內包含該壓縮機21 及該,令凝器22; —室內才幾40，該室內才幾40通過該llr氣管29及豐# 液管23與該室外機30相連接，且該室內機40包含一可保溫的儲 冰槽50，該儲水槽50內包括位于上半部的儲冰冷々某回路28、及位 于下半部的熱交換器24,而該蒸發器26位于該儲冰槽50上方，而 該蒸發器26上方為該空調才幾27，然后該空調才幾27上方為該室內枳j 40的送風口271,該送風口 271送出冷空氣到空調空間。本發明另 一特征是在該蒸發器26的下方設置一冷凝水收集盤51，用以將 冷氣運轉時產生的^f氐溫凝結水熱回收，通過該冷凝水收集盤51 <吏
-欲收集的水被導引流入到該儲冰槽50，自動補充儲水槽50的冰水， 此自動補充水到儲水裝置的方式，使得冷氣運轉過程中將不需再補 充額外的水到該冰水循環。且在〗諸冰或融冰空調時該低溫凝結水可 用以將冷凝器22出口的冷i某冷卻為過冷卻液態冷々某，^是高冷凍效 果。
該冷々某分流器25分流的原則是根據空調空間不同的狀態來分 配該第一管路251與該第二管路252內的冷々某量。根據空調空間不 同的狀態其冷媒量的關系如下表示
1. 冷房無負載狀態Q0=Q2;
2. 低冷房負載狀態Q『Q!+Q2;
3. 冷房滿載狀態QfQG
4. 高冷房負載狀態Q『Q,+儲冰冷能。
其中，Qo是總冷媒量；Qi是第一管路251的冷媒量，也就是 先流至蒸發器26的冷媒量；Q2是第二管路252的冷媒量，也就是 直接流至儲冰冷媒回路28的冷媒量。
1. 當為冷房無負載狀態時，該冷媒分流器25會將第一管路251 的流量關閉，全部的冷i某流量相變由該第二管^各252直4妄流入該4諸 冰冷媒回路28，使全部的冷媒都可以用以儲冰儲能用，儲能后可作 為后續高冷房負載時使用。
2. 當為低冷房負載狀態時，利用傳感器所量測的溫度，將信息 傳給該冷媒分流器25，該冷媒分流器25會根據實際需求量控制第 一管路251的冷々某量Q！及第二管路252的冷々某量Q2比例，使第一 管路251的冷媒量Qi可根據該蒸發器26的冷媒需求量由室溫的變
化而改變流量，且會將總冷媒量Q。中剩余的冷媒量分配給第二管 路252。請參照圖4所示，是低冷房狀態的4氐冷房負荷及儲水冷凍 負荷分配示意圖，所以冷J 某流量有兩部分， 一部分流至該蒸發器26 作為低冷房負荷所用， 一部分直接流至該儲冰冷々某回路28,該些液 態冷媒被作為儲冰冷凍負荷所用，在該儲冰冷媒回路28產生儲冰 的冷凍能力，且總冷媒量Q。的總負荷量可達100%的滿載使用。
3. 為冷房滿載狀態時，該冷々某分流器25會將第二管路252的 流量關閉，全部的冷々某流量相變由該第一管路251直4妄流入該蒸發 器26，使全部的冷々某都可以為該蒸發器26所用，所有的總冷J 某量 Qo全部提供冷房負載使用。
4. 當為高冷房負載狀態時，當該冷媒分流器25將全部的冷媒 都為該蒸發器26所用時，而傳感器所測量的溫度還未達到預定溫 度時，也就是總冷媒量Qo所提供的制冷能力不夠時，該儲冰槽50 將由該熱交換器24發揮融冰功能，將所有先前冷房無負載狀態及 低冷房負載狀態時該儲冰冷媒回路28的儲冰冷能隨冷房負載需求 量而提供所需的能量，使空調空間達到所需的溫度。請參照圖5所 示，是高冷房狀態的高冷房負荷及融冰負荷分配示意圖，所以冷々某 流量冷房滿載狀態時相同，該冷媒分流器25會將第二管路252的 流量關閉，全部的冷纟某流量相變流入該蒸發器26 ，使全部的冷々某都 可以為該蒸發器26所用，所有的總冷媒量Qo全部提供冷房負載使 用，但因為此時該壓縮4幾21所提供的能源不足以應付該高冷房的
能經該熱交換器24將冷媒冷卻為過冷卻冷4某(subcooling ),降低液 態冷媒的溫度，提升冷媒的過冷度，相對的提高冷媒循環量，約可 提升30%以上的冷房能力。
請參照圖6所示，是本發明的莫理爾線示意圖。就本發明的效 能分析，根據各主要組件流出的冷媒所測量的壓力與溫度，來分析 本發明的冷々某分流儲水式恒溫空調系統，與現有的冷々某無分流的儲
冰式空調系統分析。如圖所示 h2 - 113，=原來的散熱歲文果；
h3， - h3H氏溫冷凝結水+融冰提升的過冷卻效果；
本發明的散熱效果=(h2-h3，) + (h3，-h3 )。
hl -114，=原來的冷凍效果；
h4， - h4:過冷卻冷媒所提供的冷凍效果；
本發明的冷凍效果=(hl - h4， ) + (h4， -h4)。
據此，本發明利用冷媒分流與冷氣凝結水熱回收，冷媒可進行 正常全量流入儲冰槽儲冰或全量進入蒸發器的融冰空調，或是一部 分到儲冰槽、 一部分到蒸發器。系統可根據空調空間的負荷大小來 分配冷媒的分流量，達到移轉能源、節約能源以及恒溫空調的最佳 運轉冷房效果。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發 明。在上述實施例中，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明 的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包 含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種冷媒分流儲冰式恒溫空調系統，其特征在于，包括一壓縮機(21)，用以壓縮冷媒成為過熱氣態冷媒；一冷凝器(22)，接收所述過熱氣態冷媒，且將過熱氣態冷媒散熱為冷卻液態冷媒；一冷媒分流器(25)，通過一輸液管(23)接收所述冷卻液態冷媒，且將再冷卻液態冷媒自動分流為一第一管路(251)與一第二管路(252)；其中，通過所述第一管路(251)及其管路上的一熱交換器(24)，冷卻液態冷媒經過所述熱交換器(24)成為一高壓低溫的過冷卻液態冷媒，隨后再將所述過冷卻液態冷媒經由一空調膨脹閥(253)膨脹后呈霧狀的飽和液氣態冷媒接入一蒸發器(26)，所述蒸發器(26)用以吸收大量潛熱及顯熱制冷，然后殘留的冷媒再流入一儲冰冷媒回路(28)進行儲冰動作；以及所述第二管路(252)將部分冷卻液態冷媒直接通過一儲冰膨脹閥(254)膨脹后送至所述儲冰冷媒回路(28)，利用所述冷媒經膨脹后吸收大量潛熱進行儲冰動作；所述儲冰冷媒回路(28)內的冷媒最后再由所述壓縮機(21)通過一輸氣管(29)吸回冷媒，完成一冷媒循環。
2, 4艮據權利要求1所述的冷纟某分流4諸冰式恒溫空調系統，其特征 在于，所述冷媒分流器(25)在冷房無負載狀態時，所述冷媒 分流器(25)將第一管路(251)關閉，全部的冷媒流量流入 所述第二管路(252)。
3. 根據權利要求1所述的冷4某分流儲冰式恒溫空調系統，其特征 在于，所述冷媒分流器(25)在低冷房負載狀態時，根據室溫 控制第一管路(251 )及第二管路(252)的冷媒比例量，使第 一管路(251)的冷媒量根據所述蒸發器(26)的冷媒需求量 而改變流量，其余的冷媒分配給第二管路(252)。
4. 根據權利要求1所述的冷媒分流儲冰式恒溫空調系統，其特征 在于，所述冷媒分流器(25)在冷房滿載狀態時，所述冷媒分 流器(25)將第二管路(252)關閉，全部的冷媒流量相變由 所述第一管路(251)流入所述蒸發器(26)。
5. 根據權利要求1所述的冷媒分流儲冰式恒溫空調系統，其特征 在于，所述冷媒分流器(25)在高冷房負載狀態時，所述冷媒 分流器(25)將全部的冷媒都由所述第一管路(251)到所述 蒸發器(26);且所述熱交換器(24)發揮融冰功能，將冷房無負載狀態 及低冷房負載狀態時的儲冰冷能釋出。
6. 4艮據權利要求1所述的冷々某分流儲冰式恒溫空調系統，其特征 在于，所述蒸發器(26)的下方設置有一冷凝水收集盤(51 )， 用以熱回收冷氣運轉時產生的^f氐溫;疑結水，自動補充系統的4諸 冰槽(50)的冰水。
全文摘要
一種冷媒分流儲冰式恒溫空調系統，通過一冷媒分流器將冷媒分流為二管路，第一管路進入一蒸發器，用以吸收大量潛熱制冷，然后冷媒再流入儲冰槽的一儲冰冷媒回路進行儲冰動作，第二管路直接將冷媒送至該儲冰冷媒回路用以儲冰，由此冷媒可全量或分流應用；且在蒸發器的下方設置有一冷凝水收集盤，用以將空調運轉時產生的低溫凝結水進行熱回收，并自動補充儲冰槽的冰水，且在儲冰或融冰空調時將冷凝器出口的冷媒冷卻成為過冷卻液態冷媒，提高冷凍效果。
文檔編號F24F5/00GK101344296SQ200710130698
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月13日 優先權日2007年7月13日
發明者蕭志欣, 蕭明哲 申請人:南開技術學院