專利名稱：無需水主導輸能的超高層建筑冷暖空調系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷暖空調系統，具體為一種用于超高層樓房(例如幾十層甚至上百層)的無需利用水媒體介質作為協助傳輸冷量或熱量的冷暖空調系統。
技術背景目前的高層建筑工程，特別是超高層建筑工程中的冷暖空調系統設計方案，采用水作為冷媒介質對末端設備(例風機盤管和水冷暖風柜等)傳遞冷熱量是習以為常的技術手段。這是因為僅僅依靠空調系統中由壓縮機造成的高低壓差之力度，難以直接驅動額定的液態制冷劑流量，經過彎彎曲曲的管道，進入幾十米、甚至百米以上的超高層建筑中進行房間空調。因此，通過采用與有關空調裝置進行熱交換過的水及其配套的水泵來完成將空調系統制取的冷量或熱量間接地配送到需要空調的任何高度的樓層房間中去。這類空調系統的優點在于熱容量較大的液態水傳遞冷量或熱量的效率較高，并且對于房間所需要的末端冷量或熱量便于現場調節。其不足之處在于對水質的要求很高， 通常為了減緩在配送冷量或熱量的管網中結水垢(影響熱傳導)，尤其是其中的末端設備， 每間隔一、二年就要用藥劑疏通一次龐大的由水管網絡構成的熱交換系統。其次，就是整個的水管網絡中的漏水與補漏的工作量不會少。可以想象，由于水在空調冷熱量配送系統中的全面介入，現有技術的維護工作量與維護成本都是相當可觀的。現有空調為系統中在的問題是(以制冷為例)將水這個中間介質夾在冷源(制冷蒸發器)與空調使用者(有人的房間)之間來協助冷量的傳遞，顯然讓水及其相關設施在超高層樓房空調系統中的介入，是于節能是不利的。CN 100473912C(ZL02158216. 5)專利技術中提出了一種利于節能的在高層樓房中無需水媒體二次傳遞冷、熱量的冷暖空調系統及其使用方法，即讓冷暖空調系統蒸發器中的液態制冷劑通過在蒸發器中直接蒸發來冷卻高層房間中(樓房層次可以不受限制——該樓房層次與制冷劑液泵揚程有關而與液態制冷劑的蒸發壓力無關)空氣的制冷空調技術； 在需要制熱時，采用的是讓冷暖空調系統中的冷凝壓力促使氣態制冷劑進入高層樓房來直接溫暖有限高層房間中空氣的制熱空調技術。——如果僅僅依靠上述冷凝壓力促使氣態制冷劑來滿足不太高的樓房制熱需求，問題不是很大，然而，在超高層樓房中讓氣態制冷劑直接對空氣實施制熱空調，很可能難以實現。
發明內容本發明之目的是對上述CN 100473912C技術的一種更趨于完善的改進，提供一種在超高層樓房中讓氣態制冷劑直接對空氣實施制熱的冷暖空調系統。為了實現上述目的，擬采用以下的技術它包括連接在冷暖系統管路上的房間換熱器、機組換熱器、壓縮機和節流器四大常規制冷基本部件，以及充灌在該冷暖系統中適合于冷暖空調工況的制冷劑；
3[0010]其特征在于，該冷暖空調系統還包括了液態制冷劑加壓配送裝置與氣態制冷劑加壓配送裝置一 .實施制冷空調時啟用液態制冷劑加壓配送裝置，關閉氣態制冷劑加壓配送
裝置；二 .實施制熱空調時啟用氣態制冷劑加壓配送裝置，關閉液態制冷劑加壓配送
裝置；所述的液態制冷劑加壓配送裝置包括制冷劑泵以及與該制冷劑泵配用的低壓儲液桶；所述的制冷劑泵又包括液泵與包圍該液泵的全密封型第一金屬密封外殼，以及連接該全密封型第一金屬密封外殼內腔的低壓平衡管；所述的氣態制冷劑加壓配送裝置包括氣泵與包圍該氣泵的全密封型第二金屬密封外殼，而且，還設置有連接該全密封型第二金屬密封外殼內腔與處于制熱工況的壓縮機排氣端得輸氣管。本發明與現有技術比較的特點由于冷暖空調系統采用了液態制冷劑加壓配送裝置與氣態制冷劑加壓配送裝置技術，解決了水造成的種種麻煩，以及完善了整個冷暖空調系統實現無水化的設計結構，實現了在超高層樓房中讓氣態制冷劑直接對空氣實施制熱。
附圖為本發明一個實施例的示意圖。X 制冷劑加壓配送裝置；D 低壓儲液桶；B 制冷劑泵；c 液泵；d 第二金屬密封外殼；K :A類氣態制冷劑加壓配送裝置；a 氣泵；b 第一金屬密封外殼；H 設置低壓氣體平衡管性質的管路范圍(管徑可以取小一些)；G 輸氣管(管徑可以取得小一些——目的在于輸送從氣泵中泄漏的少量氣態制冷劑)；Ql 制冷工況時制冷劑的流向(實線箭頭的方向)；Q2:制熱工況時制冷劑的流向(虛線箭頭的方向)；V:制熱調控閥組；U:氣流調控閥組；Y 液流調控閥組；Pl 制冷回氣閥；P2 制熱回氣閥；P3 制熱排氣閥；P4 制冷排氣閥； P5 制冷氣壓平衡閥；P6 制冷供液閥；P7 制熱旁路閥；P8 制冷配液閥；P9 冷熱控制閥； PlO 制熱配送閥；1 設置在樓房最高層次的房間換熱器；2 換熱器風機；3 壓縮機；4 機組風機；5 機組換熱器；6 節流閥；7 干燥過濾器。
具體實施方式
這里，首先需要說明現有的空調系統在實施制冷工況時，通常采用由水、水泵和中間介質熱交換器三者構成的介質水配送裝置，經過二次冷量傳遞后才能將冷氣或熱氣輸送到需要制冷空調或制熱空調的高層或超高層設房間中。本發明的冷暖空調系統中顯然省略了上述的介質水配送裝置，由液態制冷劑加壓配送裝置X與A類(加壓配送裝置的結構形式或型號)氣態制冷劑加壓配送裝置K來省略利用水的裝置，讓制冷劑直接在換熱器當中來冷卻或加熱房間中的空氣，就如人們使用的家用小功率空調器那樣地直接在自己的房間中制冷與制熱那樣，與水無緣。 為了實現本發明目的，擬采用以下的技術 本發明包括連接在冷暖系統管路上的房間換熱器1、機組換熱器5、壓縮機3、和節流器7四大常規制冷基本部件，以及充灌在該冷暖系統中適合于冷暖空調工況的制冷劑；其特征在于，該冷暖空調系統還包括了液態制冷劑加壓配送裝置X與A類氣態制冷劑加壓配送裝置K 一 .實施制冷空調時啟用液態制冷劑加壓配送裝置X，關閉A類氣態制冷劑加壓配送裝置K ；——此時的房間換熱器1發揮蒸發器制冷的功能，此時的機組換熱器5在室外發揮冷凝器的冷凝散熱功能。二 .實施制熱空調時啟用C類氣態制冷劑加壓配送裝置K，關閉液態制冷劑加壓配送裝置X。一此時的房間換熱器1發揮冷凝器制熱的功能，此時的機組換熱器5在室外發揮蒸發器制冷吸熱的功能。——在實施制冷空調時所啟用的液態制冷劑加壓配送裝置X包括液態制冷劑加壓配送裝置X包括制冷劑泵B以及與該制冷劑泵B配用的低壓儲液桶D ；所述的制冷劑泵B 又包括液泵c (含它的拖動電機)與包圍該液泵c的全密封型第一金屬密封外殼d，以及連接該全密封型第一金屬密封外殼d內腔的低壓氣體平衡管H。——在實施制冷空調時所啟用的A類氣態制冷劑加壓配送裝置K包括氣泵a (含它的拖動電機)與包圍該氣泵a的全密封型第二金屬密封外殼b，而且，還設置有連接該全密封型第二金屬密封外殼b內腔與處于制熱工況的壓縮機3排氣端的輸氣管G。本發明具體調控冷暖空調的操作使用方法，其特征在于，即通過閥門控制適合于冷暖二種空調工況的制冷劑流向的方法如下三.制冷劑流向調控中將涉及到以下的閥控制壓縮機3正反向吸排氣工作的氣流調控閥組U包括制冷回氣閥P1、制熱回氣閥P2、制熱排氣閥P3以及制冷排氣閥P4 ；控制液態制冷劑加壓配送裝置X工作與否的制冷調控閥組包括由制熱旁路閥P7 和制冷配液閥P8構成的制冷劑泵B的液流調控閥組Y，以及由制冷氣壓平衡閥P5和制冷供液閥P6構成的低壓儲液桶D的功能調控閥組二個部分；控制C類氣態制冷劑加壓配送裝置K工作與否的制熱調控閥組V包括冷熱控制閥P9和制熱配送閥PlO ；分別在制冷空調時與制熱空調時實施微調的節流閥6 ；四.實施制冷空調時開啟制冷回氣閥P1、制冷排氣閥P4、制冷氣壓平衡閥P5、制冷供液閥P6、制冷配液閥P8以及冷熱控制閥P9 關閉制熱回氣閥P2、制熱排氣閥P3、制熱旁路閥P7以及制熱配送閥PlO ；啟動制冷劑泵B;微調節流閥6(擴展閥的口徑)，讓作為冷凝器使用的機組換熱器5的冷凝溫度與作為蒸發器使用的房間換熱器1的蒸發溫度二者符合制冷工況的標準要求；五.實施制熱空調時開啟制熱回氣閥P2、制熱排氣閥P3、制熱旁路閥P7以及制熱配送閥PlO ；關閉制冷回氣閥P1、制冷排氣閥P4、制冷氣壓平衡閥P5、制冷供液閥P6、制冷配液閥P8以及冷熱控制閥P9 ；
5[0042]停止啟動制冷劑泵B。微調節流閥6(縮小閥的口徑)，壓低作為蒸發器使用的機組換熱器5的蒸發溫度，讓它符合制熱工況的標準要求。——如果作為冷凝器使用的房間換熱器1內的冷凝壓力有所提高，則屬于正常情況。—氣流調控閥組U所屬的制冷回氣閥P1、制熱回氣閥P2、制熱排氣閥P3以及制冷排氣閥P4由一只二位四通電磁閥來取代。——液流調控閥組Y所屬的制熱旁路閥P7和制冷配液閥P8由一只二位三通電磁閥來取代。—制熱調控閥組V所屬的冷熱控制閥P9和制熱配送閥PlO由一只二位三通電磁閥來取代。有關液態制冷劑加壓配送裝置X的設置問題已經在CN 100473912C技術中揭示過，這里從略。本發明與CN 100473912C技術中介紹的制冷劑泵W的不同點在于，本發明的制冷劑泵W是全密封型的，即作為孤立部件來說，不存在泄漏的可能。關于本發明中的A類氣態制冷劑加壓配送裝置K的設置問題冷暖空調系統中的冷凝壓力雖然比蒸發壓力高一些，依靠自己的力量將高溫氣態制冷劑送到好幾層樓的高度，途中還要克服管道的重重阻力，難以實現，如果能夠借助于恰到好處的額外的外力(氣泵a)協助向上輸送氣態制冷劑，就不困難了。在實施制熱空調時就啟用A類氣態制冷劑加壓配送裝置K，此時，房間換熱器1作為室內冷凝器使用，而機組換熱器5作為室外蒸發器使用。 該B類氣態制冷劑加壓配送裝置K的結構比上述液態制冷劑加壓配送裝置X簡單得多，以下介紹它的作用機理由于本發明通過氣態制冷劑加壓配送裝置K額外地接力或加力舉措，實現助力氣態制冷劑將自己推向更高的樓層實現正常的由冷凝器中的氣態制冷劑直接對房間空氣實施制熱空調創造了條件。這樣勢必會有可能隨之提高該制熱空調系統中室外作為蒸發器使用的機組換熱器5的蒸發壓力，即提高室外機組換熱器5的制冷溫度，則對于在室外低溫環境條件下的通過蒸發吸熱來吸取該低溫環境條件下的室外熱量是不利的。為了壓低該制熱空調系統中室外機組換熱器5中的蒸發壓力，即蒸發溫度，應該配合對節流器6的微調(口徑調小)，適當減小液態制冷劑的流量，使得蒸發溫度降低到原來的標準狀態(適合不低于環境溫度7°C時的室內制熱水平)或認為更合適的程度即可。——蒸發溫度越低，越容易吸收低溫環境條件下的室外空氣熱量，然而，吸收的該低溫熱量將會減少。此外，如果室外環境溫度偏低，那么，也可以通過調小節流器2的口徑使得上述的蒸發溫度也適當地調得偏低一些。然而過低的蒸發溫度容易引起作為蒸發器使用的室外機組換熱器5結霜，于維持正常的室內制熱工況是不利的。顯然，由于在系統中增加了氣態制冷劑加壓配送裝置K，在變換制冷工況與制熱工況時，再配合節流閥6的微調是需要的，否則，制熱工況(非標準工況)難以達到理想的工作狀態。由于在制熱空調時需要節流閥6的微調，那么，再重新變換到制冷空調(盡管是標準工況)時，就難免也得微調一下節流閥6 了，即由制熱時的非標準工況變回到制冷時的標準工況。包括本發明在內的中央冷暖空調系統當中，目前要做到其中的制冷劑絕對不泄漏
6是不可能的，然而，作為設計者來說，應該向著上述“制冷劑絕對不泄漏”的方向努力，能夠做到一點就算一點，積少就能成多，本發明的設計就是本著這個原則行事的例如，本發明中的關鍵部件“制冷劑泵W”與“B類氣態制冷劑加壓配送裝置K”就屬于在正常運行過程當中絕對不會向大氣空間泄漏制冷劑分子的二個全密封型部件。顯然，讓所謂的“密封”欲做到絕對不泄漏流體物質分子的程度，通常最容易實現的辦法是金屬密封結構(存在泄漏流體物質分子的縫隙——再光滑的平面都是存在粗糙度的)+焊接工藝=金屬全密封結構(不存在泄漏任何流體物質分子的縫隙)。——本發明中采用的上述二個“全密封”型金屬結構部件就是依據“金屬+焊接”的理念設計的。眾所周知，自行車的內胎一段時間不打氣就不能使用了，可見，作為非金屬軟性材料的橡皮本身， 就無法構成能夠阻止流體物質分子從中穿透的程度，只能夠達減緩其穿透的速率。空氣或水的泄漏一般不傷脾胃，然而，對于諸如工程上人們經常使用昂貴的空調用途制冷劑來說， 就應該盡可能地減少或杜絕它的日常泄漏量。本發明涉及的其他有關問題或事宜，均屬于現有技術范疇，這里就從略了。
權利要求1. 一種無需水主導輸能的超高層建筑冷暖空調系統，它包括連接在冷暖系統管路上的房間換熱器(1)、機組換熱器(5)、壓縮機(3)、和節流器(7)四大制冷基本部件，以及充灌在該冷暖系統中適合于冷暖空調工況的制冷劑；其特征在于，該冷暖空調系統還包括了液態制冷劑加壓配送裝置(X)與氣態制冷劑加壓配送裝置(K)所述的液態制冷劑加壓配送裝置(X)包括制冷劑泵(B)以及與該制冷劑泵(B)配用的低壓儲液桶(D)；所述的制冷劑泵(B)又包括液泵(c)與包圍該液泵(c)的全密封型第一金屬密封外殼(d)，以及連接該全密封型第一金屬密封外殼(d)內腔的低氣壓平衡管(H)； 所述的氣態制冷劑加壓配送裝置(K)包括氣泵(a)與包圍該氣泵(a)的全密封型第二金屬密封外殼(b)，而且，還設置有連接該全密封型第二金屬密封外殼(b)內腔與處于制熱工況的壓縮機C3)排氣端的輸氣管(G)。
專利摘要一種無需水主導輸能的超高層建筑冷暖空調系統，該冷暖空調系統還包括了液態制冷劑加壓配送裝置與氣態制冷劑加壓配送裝置，所述的液態制冷劑加壓配送裝置包括制冷劑泵以及與該制冷劑泵配用的低壓儲液桶；所述的制冷劑泵又包括液泵與包圍該液泵的全密封型第一金屬密封外殼，以及連接該全密封型第一金屬密封外殼內腔的低氣壓平衡管；所述的氣態制冷劑加壓配送裝置包括氣泵與包圍該氣泵的全密封型第二金屬密封外殼，而且，還設置有連接該全密封型第二金屬密封外殼內腔與處于制熱工況的壓縮機排氣端的輸氣管。該發明解決了水造成的種種麻煩，以及完善了整個冷暖空調系統實現無水化的設計結構，實現了在超高層樓房中讓氣態制冷劑直接對空氣實施制熱。
文檔編號F25B41/00GK202254020SQ20112005523
公開日2012年5月30日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者張小軍 申請人:深圳市雅爾典科技有限公司