蓄能热泵型户式中央空调机的制作方法

专利名称：蓄能热泵型户式中央空调机的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种空调机，特别是一种蓄能热泵型户式中央空调机。
二背景技术：
蓄能空调是指在电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，空调主机制冷(热)并由蓄能设备将冷(热)量储存起来，待电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷(热)量释放出来满足高峰空调负荷的需要。
据《暖通空调》杂志1996年第3期介绍，目前的蓄冷空调主要采用水蓄冷和冰蓄冷。水蓄冷是利用蓄水温度在0～7℃之间的显热进行蓄冷，它可以使用常规的制冷机组，可实现蓄冷和蓄热的双重用途，蓄冷、释冷运行时冷水温度相近，制冷机组在这两种运行工况下均能维持额定容量和效率。但水蓄冷存在蓄冷密度低、蓄冷槽体积大及槽内不同温度的冷水易混合的缺点。冰蓄冷是利用冰的相变潜热进行冷量储存，具有蓄能密度大的优点。但冰蓄冷相变温度低(0℃)，且蓄冰时存在较大的过冷度(4～6℃)，使得其制冷主机的蒸发温度须低至-8～-10℃，这将使制冷机组的效率降低。另外，在空调工况和蓄冰工况时要配置双工况(制冷、蓄冰工况)制冷主机，增加了系统的复杂性。
现有的热泵型空调机存在室外环境温度低时(如低于-5℃)，制热效果差、除霜频繁，室内供热温度波动范围较大等缺点。
三
发明内容
1、发明目的本实用新型的目的是提出一种利用高温复合相变蓄能材料蓄存的能量(冷、热量)来供冷、供热的蓄能热泵型户式中央空调机。该空调机在蓄冷、供冷时，无需双工况制冷主机，且蓄冷密度比水蓄冷系统高；在蓄热、供热时，解决了现有热泵型空调机除霜频繁、制热效果不佳等难题，在室外环境温度低于-15℃的情况下，该空调机仍能正常向室内供热，供热温度均匀。
2、技术方案(为叙述方便，以下均带有标志)本实用新型所述的蓄能热泵型户式中央空调机，包括压缩机1、电磁四通换向阀2、室外换热器3、节流阀11和室内换热器12，其特征在于它还包括电磁阀4、节流阀5、蓄能盘管6、电磁阀7-10、蓄能槽14和蓄能材料15；压缩机1的出口与电磁四通换向阀2连接，进口分别与电磁四通换向阀2和电磁阀8连接，室外换热器3的进口与电磁四通换向阀2连接，出口分别与电磁阀4、节流阀5和电磁阀7联接，室内换热器12的出口分别与电磁四通换向阀2和电磁阀9连接，进口与节流阀11连接，节流阀11的进口分别与电磁阀7和电磁阀10连接，蓄能盘管6的进口分别与电磁阀4和节流阀5连接，出口分别与电磁阀8-10连接，蓄能盘管6置于蓄能槽14内，蓄能槽14内填充有蓄能材料15。
在所述的蓄能槽14内设有辅助电加热器13。
所述的节流阀5、11是毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。
所述的蓄能盘管6采用螺旋盘管、蛇形盘管或“U”形盘管。
所述的蓄能盘管6为光管或螺纹管或翅片管。
所述的蓄能槽14为长方体或圆柱体。
所述的蓄能材料15为高温复合相变材料，其相变温度范围为5～15℃。
3、有益效果本实用新型与现有技术相比，其显著优点是(1)削峰填谷、平衡电力负荷。蓄能空调是用电负荷需求削峰填谷的强有力措施。(2)减少机组装机容量、节省空调用户的电力花费。(3)应用蓄能空调技术，可扩大空调区域使用面积。(4)解决现有热泵型空调机除霜频繁、制热效果差等难题，在室外环境温度低于-15℃的情况下，仍能正常向室内供热。
四

图1是本实用新型所述的制冷、蓄冷及供冷系统结构示意图。
图2是本实用新型所述的制热、蓄热及供热系统结构示意图。
五、最佳实施方式本实用新型制作的蓄能热泵型户式中央空调机，包括压缩机1、电磁四通换向阀2、室外换热器3、电磁阀4、节流阀5、蓄能盘管6、电磁阀7-10、节流阀11、室内换热器12、辅助电加热器13、蓄能槽14和蓄能材料15。其工作原理叙述如下图1为本实用新型的制冷、蓄冷及供冷系统实施流程原理示意图。图中省略了干燥过滤器、气液分离器、液体分配器及电子控制部分，室内机组可以根据需要多组并联，图中只画出一组室内机组予以示意。
当执行制冷循环时，电磁阀4、8、9、10是关闭的，电磁阀7是打开的，电磁四通换向阀2处在制冷位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2流经室外换热器3放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀7流经节流阀11进行节流降压，降压后的制冷剂在室内换热器12内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂经电磁四通换向阀2被吸入压缩机1。
当执行蓄冷循环时，电磁阀4、7、9、10是关闭的，电磁阀8是打开的，电磁四通换向阀2处在制冷位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2流经室外换热器3放出热量，冷凝后的制冷剂液体经节流阀5进行节流降压，降压后的制冷剂在蓄能盘管6内蒸发吸热，而蓄能槽14内盘管外的蓄能材料15因放热而凝固成固态，将冷量以相变潜热和显热的形式贮存在相变材料内，蓄能盘管6内蒸发气化后的制冷剂经电磁阀8被吸入压缩机1。
当执行供冷循环时，电磁阀7、8、9是关闭的，电磁阀4、10是打开的，电磁四通换向阀2处在制冷位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2流经室外换热器3放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀4流入蓄能盘管6内，因盘管内制冷剂液体的温度高于盘管外蓄能材料15的温度，制冷剂液体因放热给管外的蓄能材料15而降温，而管外的蓄能材料因吸热而融化，被蓄能材料吸热而降温后的制冷剂液体经电磁阀10流经节流阀11进行节流降压，降压后的制冷剂液体在室内换热器12内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂经电磁四通换向阀2被吸入压缩机。降低节流阀11前的制冷剂液体温度，目的是减小节流过程中制冷剂的气化量，减小制冷剂进入蒸发器时的干度，从而增大制冷剂在室内换热器12内蒸发吸热量，即增大空调机组的制冷量。
附图2为本实用新型的制热、蓄热及供热系统实施流程原理示意图。
当执行制热循环时，电磁阀4、8、9、10是关闭的，电磁阀7是打开的，电磁四通换向阀2处在制热位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2流经室内换热器12放出热量，向室内供热，冷凝后的制冷剂液体经节流阀11进行节流降压，降压后的制冷剂液体经电磁阀7流至室外换热器3内蒸发吸收室外环境的热量，蒸发气化后的制冷剂经电磁四通换向阀2被吸入压缩机。
当执行蓄热循环时，电磁阀4、7、8、10是关闭的，电磁阀9是打开的，电磁四通换向阀2处在制热位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2、电磁阀9流入蓄能盘管6内，盘管内高温高压的制冷剂气体向盘管外的蓄能材料15放热而冷凝，而盘管外的蓄能材料因吸热而升温，冷凝后的制冷剂液体流经节流阀5进行节流降压，降压后的制冷剂液体流至室外换热器3内蒸发吸收室外环境的热量，蒸发气化后的制冷剂经电磁四通换向阀2被吸入压缩机。
当执行供热循环时，电磁阀9、10是关闭的，电磁4、7、8是打开的，电磁四通换向阀2处在制热位置。制冷剂由压缩机1压缩后排出，经电磁四通换向阀2流经室内换热器12放出热量，向室内供热，冷凝后的制冷剂液体经节流阀11进行节流降压，降压后的制冷剂液体经电磁阀7、4流至蓄能盘管6内蒸发吸收盘管外蓄能材料贮存的热量，蒸发气化后的制冷剂经电磁阀8被吸入压缩机。
当热泵型空调机室外换热器3需要定期融霜时，这里可由控制系统自动将循环切换到上述的供热循环模式，该循环系统就可从蓄热单元内取出贮存的热量向室内供暖，而使空调机在融霜期间，不影响其向室内供暖的效果，使其向室内供暖的温度均匀。当室外换热器3表面上的霜层融化完成时，控制系统再将其切换到原来的制热循环模式。
当热泵空调机室外环境温度很低(如低于-15℃)、制热效果不佳时，这时可由控制系统自动将循环切换到上述的供热循环模式，该循环系统就可以从蓄热单元内取出贮存的热量向室内供暖，当蓄热单元贮存的热量不够时，可以启动蓄能槽内的辅助电加热器13工作，以弥补蓄能槽内贮存热量的不足，从而保持空调机在寒冷季节也能向室内提供额定的供热量。
权利要求1.一种蓄能热泵型户式中央空调机，包括压缩机(1)、电磁四通换向阀(2)、室外换热器(3)、节流阀(11)和室内换热器(12)，其特征在于它还包括电磁阀(4)、节流阀(5)、蓄能盘管(6)、电磁阀(7-10)、蓄能槽(14)和蓄能材料(15)；压缩机(1)的出口与电磁四通换向阀(2)连接，进口分别与电磁四通换向阀(2)和电磁阀(8)连接，室外换热器(3)的进口与电磁四通换向阀(2)连接，出口分别与电磁阀(4)、节流阀(5)和电磁阀(7)联接，室内换热器(12)的出口分别与电磁四通换向阀(2)和电磁阀(9)连接，进口与节流阀(11)连接，节流阀(11)的进口分别与电磁阀(7)和电磁阀(10)连接，蓄能盘管(6)的进口分别与电磁阀(4)和节流阀(5)连接，出口分别与电磁阀(8-10)连接，蓄能盘管(6)置于蓄能槽(14)内，蓄能槽(14)内填充有蓄能材料(15)。
2.根据权利要求1所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于在所述的蓄能槽(14)内设有辅助电加热器(13)。
3.根据权利要求1所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于所述的节流阀(5、11)是毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于所述的蓄能盘管(6)采用螺旋盘管、蛇形盘管或“U”形盘管。
5.根据权利要求1或4所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于所述的蓄能盘管(6)为光管或螺纹管或翅片管。
6.根据权利要求1所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于所述的蓄能槽(14)为长方体或圆柱体。
7.根据权利要求1所述的蓄能热泵型户式中央空调机，其特征在于蓄能材料(15)为高温复合相变材料，其相变温度范围为5～15℃。
专利摘要本实用新型公开了一种蓄能热泵型户式中央空调机，包括压缩机(1)、电磁四通换向阀(2)、室外换热器(3)、节流阀(11)和室内换热器(12)，其特点在于它还包括电磁阀(4)、节流阀(5)、蓄能盘管(6)、电磁阀(7－10)、蓄能槽(14)和蓄能材料(15)；本实用新型与现有技术相比，其显著优点是(1)削峰填谷、平衡电力负荷。蓄能空调是用电负荷需求削峰填谷的强有力措施。(2)减少机组装机容量、节省空调用户的电力花费。(3)应用蓄能空调技术，可扩大空调区域使用面积。(4)解决现有热泵型空调机除霜频繁、制热效果差等难题，在室外环境温度低于－15℃的情况下，仍能正常向室内供热。
文档编号F24F12/00GK2535697SQ02219808
公开日2003年2月12日 申请日期2002年4月8日 优先权日2002年4月8日
发明者方贵银, 李辉 申请人:南京大学