专利名称：一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法及系统，尤其适用于具有自然低温冷源且水路不宜或不便直接进入空调区域的供冷场合，属于低温冷源利用空调系统领域。
背景技术：
一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法及系统，其原理是利用低温冷源对气态冷媒进行冷凝液化，然后通过液泵或电屏蔽泵将液态冷媒以一倍或多倍循环率输送至空调区域的室内机中，液态冷媒在室内机中吸收室内热量全部或部分气化，从而实现供冷的目的，气化后的冷媒重新回到冷凝液化器中液化，形成封闭的冷媒供冷循环。
在现有技术中，与本发明系统原理有关的技术有冷媒(制冷剂)自然循环供冷系统(①、孙丽颖，马最良.冷剂自然循环空调机的特性与应用.哈尔滨商业大学学报.2004，20(6)729～732；②、吴畏，李娟.冷媒自然循环并用型空调机系统的节能.节能，1999，538-39；)。它的特征在于在现有空调机组的基础上，在压缩机及节流阀(或毛细管)的进出口之间加设旁通管和阀门，在需供冷的过渡季节或夜间，关闭压缩机，充分利用室外的自然低温环境空气在处于高位的冷凝器中对气态冷媒进行冷凝液化，液化后的冷媒在重力的作用下流入处于低位的蒸发器进行吸热气化制冷，气化后的低密度冷媒气体沿气管上升回至冷凝器冷凝液化，组成冷媒自然循环环路。另一种相关技术是与冰蓄冷技术相结合的冷媒自然循环供冷系统(http//www.cqu.edu.cn/yuanxishezhi/chengshijianshe/ch/bkjx/ntkt/ch5.htm)，它的特征在于和冷媒自然循环供冷系统形式一样，只是其所用的低温冷源是利用空调机组在夜间电力低谷时段制备的冰通过储冰筒储存起来，在白天电力高峰时段，用储冰筒的冷量来冷凝处于高位的气态冷媒(通常为氟利昂制冷剂)，并使其液化，液态冷媒在重力作用下流入处于低位的蒸发器中进行吸热供冷，吸热气化后的低密度气态冷媒沿气管上升回至冷凝液化器重新液化，如此循环形成自然冷媒供冷系统。
现有技术的不足之处在于冷媒是依靠重力的作用进行自然循环，对系统各部件的安装位置和安装高度有严格的要求，即必须要求冷凝液化器处于系统的高位，而蒸发器处于系统的低位；同时冷媒的循环量是由冷媒的密度差及冷凝液化器与蒸发器之间的高度差来决定，冷媒的冷量输送率相对较小，在相同的供冷量情况下，冷媒输送管道尺寸及室内机换热器面积要求较大。并且已有技术一般是基于现有空调机组进行改造，系统形式与控制复杂，在水电站及地下人防工程等常年或季节性具有低温冷源利用的场合，现有技术难以实现自然冷能的高效利用。因此，在一些具有低温自然冷源利用的空调供冷场合，迫切需要一种新的方法和系统来实现自然冷源在区域空调供冷中的高效、可靠利用。
发明内容
针对现有技术的不足与缺陷，本发明的目的和任务是提供一种系统形式简单、无压缩机组、运行能耗小的供冷方法及系统，即利用低温冷源对冷媒进行冷凝液化、液泵驱动冷媒直接蒸发的多联式室内机供冷系统，以实现低温冷源，如低温地下水、深层库水、江、河、湖、海水及城市次生污水等自然冷源及其它形式的低温冷源在区域空调供冷中的高效与可靠应用，以解决现有冷媒自然循环供冷系统对系统部件安装位置和安装高度要求严格及系统供冷量小与可控性差的问题。
本发明的目的和任务是通过如下的技术方案来实现一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)以相变冷媒为供冷工质，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；所述的低温冷源的温度不高于18℃；2)冷凝液化后的相变冷媒通过液泵或电屏蔽泵驱动，以一倍或多倍循环率进入供冷空间的室内机中直接蒸发吸热供冷；吸热后的气态或气液两相冷媒又回至冷凝液化器中进行冷凝液化，形成供冷循环；所述的供冷空间的环境温度不低于22℃。
本发明所述的相变冷媒采用R717、R134a、R22、R500或R502。所述的低温冷源可采用低温地表水、深层水库水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低温空气。
本发明提供了一种液泵供液直接蒸发多联式供冷系统，其特征在于，该供冷系统包括一个冷凝液化器，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；一个贮液器，通过冷媒管路与冷凝液化器的相变冷媒侧出口连接；一个用于驱动冷媒循环的液泵或电屏蔽泵，与贮液器的底部出口相连，用来驱动冷媒形成供冷循环；一个多联式室内机组，用来使液态冷媒吸热后变为气态或气液两相冷媒以实现供冷；一个安装在室内机入口处的相变冷媒流量控制调节阀。
在所述的供冷系统中，所述的室内机组是由一个或多个室内机并联和/或串联构成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点与突出性效果①本发明无压缩机组及管路旁通装置，系统形式简单，运行可靠；②本发明采用液泵驱动冷媒循环，对室内机及冷凝液化器的安装位置与安装高度无特殊的要求，系统供冷效率高、可控性强；③本发明对低温冷源的适应性强，系统所采用的低温冷源可以是自然的或其它来源的低温水或低温空气，低温水可以是低温的地表水、深层水库水、地下水、江、河、湖、海水及城市次生污水等；④本发明的方法及系统的能耗仅为液泵、室内机风扇及冷源侧的水泵或风机的电耗，系统运行能耗小，具有节能、环保、无噪音的优点。在具有低温冷源利用且空调供冷区域因工艺要求水路不宜或不便直接进入室内的供冷场合，如要求防水、防潮的空调供冷场合，应用本发明方法及系统进行供冷尤为适用。
图1为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统的结构原理图。
图2为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统的lgp-h图。
图3为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统实施例1的结构原理图。
图4为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统实施例2的结构原理图。
图中各部件的序号和名称如下1-冷凝液化器；2-贮液器；3-.液泵或电屏蔽泵；4-.冷媒管路；5-.流量控制调节阀；6-.室内机；7-.低温冷源。A→B液泵增压过程；B→C冷媒蒸发吸热气化过程(供冷空间侧)；C→D气相或气液两相冷媒管路的阻力；D→A冷媒冷凝放热液化过程(低温冷源侧)具体实施方式
下面结合附图对本发明系统的实施过程作进一步的说明。
图1为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统的结构原理示意图。该供冷系统主要包括一个冷凝液化器1，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；一个贮液器2，通过冷媒管路4与冷凝液化器1的相变冷媒侧出口连接；一个用于驱动冷媒循环的液泵或电屏蔽泵3，与贮液器2的底部出口相连，用来驱动冷媒形成供冷循环；一个多联式室内机组6，是由一个或多个室内机并联和/或串联构成，用来使液态冷媒吸热后变为气态或气液两相冷媒以实现供冷；一个安装在室内机入口处的相变冷媒流量控制调节阀5。本发明以相变冷媒为供冷工质，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；相变冷媒可采用R717、R134a、R22、R500或R502。低温冷源可采用低温地表水、深层水库水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低温空气，温度一般不高于18℃。冷凝液化后的相变冷媒通过液泵或电屏蔽泵驱动，以一倍或多倍循环率进入供冷空间的室内机中直接蒸发吸热供冷；所述的供冷空间的环境温度不低于22℃。吸热后的气态或气液两相冷媒又回至冷凝液化器中进行冷凝液化，形成供冷循环。
图2为本发明提供的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统的lgp-h图。图中A→B过程为贮液器2出口液态相变冷媒经液泵的增压过程，A点为经冷凝液化器1液化后相变冷媒的饱和液态或过冷状态点，B点为经液泵3升压后液态相变冷媒的过冷状态点；B→C过程为液态冷媒在室内机组6中的蒸发吸热气化过程，C点为室内机组6出口处相变冷媒的气相或气液两相状态点，D点为冷凝液化器1入口的相变冷媒状态点，C→D过程为室内机6至冷凝液化器1之间的气相或气液两相冷媒管路的阻力；D→A过程为气态冷媒在冷凝液化器1中利用低温冷源7进行冷凝液化的放热过程。
实施例1
按照附图3将贮液器2通过冷媒管路4与和低温冷源7换热的冷凝液化器1的冷媒侧出口连接，并通过冷媒管路4将电屏蔽泵3的吸入口连接至贮液器2的底部冷媒出口，同时将液泵或电屏蔽泵3的出口通过冷媒管路4与1台室内机6连接，并在室内机6的入口装设冷媒流量控制调节阀5，室内机6的出口通过冷媒管路4连接至冷凝液化器1的冷媒侧吸入口，形成一个完整的闭式环路。在该发明方法及系统中以氟利昂制冷剂R134a为供冷工质，采用16℃的低温水通过水泵输送至冷凝液化器1中，对进入冷凝液化器1中的气态制冷剂R134a进行冷凝液化；液化后的液态制冷剂储存在贮液器2中，然后通过电屏蔽泵3从贮液器2的底部将液态制冷剂抽出并经制冷剂管路4以单倍循环率输送至室内机6中，液态制冷剂在室内机6中吸收室内余热进行干式蒸发气化，从而实现供冷。吸热气化后的制冷剂在液泵3的驱动下回至冷凝液化器1中进行重新冷凝液化，如此循环实现利用低温水冷凝液化、液泵驱动制冷剂循环的干式直接蒸发供冷。
实施例2根据附图4将贮液器2通过冷媒管路4与和低温冷源7换热的冷凝液化器1的冷媒侧出口连接，并通过冷媒管路4将液泵3的吸入口连接至贮液器2的底部冷媒出口，同时将液泵或电屏蔽泵3的出口通过冷媒管路4与多台串并混联的室内机6连接，其中串联的室内机组中各台室内机首尾相连，并在各并联室内机6的入口装设冷媒流量控制调节阀5，各并联室内机6的出口通过冷媒管路4连接至冷凝液化器1的冷媒侧吸入口，形成一个完整的闭式环路。在该发明方法及系统中以氟利昂制冷剂R134a为供冷工质，采用18℃的自然低温空气通过风机输送至冷凝液化器1中，对进入冷凝液化器1中的气态制冷剂R717进行冷凝液化；液化后的液态制冷剂储存在贮液器2中，然后通过液泵3从贮液器2的底部将液态制冷剂抽出并经制冷剂管路4以多倍循环率输送至室内机6中，液态制冷剂在室内机6中吸收室内余热后部分蒸发气化，从而实现供冷。部分吸热气化后的气液两相制冷剂在液泵3的驱动下回至冷凝液化器1中重新进行冷凝液化，如此循环实现利用低温空气冷凝液化、液泵驱动的制冷剂多倍率循环直接蒸发供冷。
权利要求
1.一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法，其特征在于该方法按如下步骤进行1)以相变冷媒为供冷工质，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；所述的低温冷源的温度不高于18℃；2)冷凝液化后的相变冷媒通过液泵或电屏蔽泵驱动，以一倍或多倍循环率进入供冷空间的室内机中直接蒸发吸热供冷；吸热后的气态或气液两相冷媒又回至冷凝液化器中进行冷凝液化，形成供冷循环；所述的供冷空间的环境温度不低于22℃。
2.按照权利要求1所述的一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法，其特征在于所述的相变冷媒采用R717、R134a、R22、R500或R502。
3.按照权利要求1所述所述一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法，其特征在于所述的低温冷源采用低温地表水、深层水库水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低温空气。
4.一种液泵供液直接蒸发多联式供冷系统，其特征在于，该供冷系统包括一个冷凝液化器(1)，利用低温冷源对相变冷媒进行冷凝液化；一个贮液器(2)，通过冷媒管路(4)与冷凝液化器(1)的相变冷媒侧出口连接；一个用于驱动冷媒循环的液泵或电屏蔽泵(3)，与贮液器(2)的底部出口相连，用来驱动冷媒形成供冷循环；一个多联式室内机组，用来使液态冷媒吸热后变为气态或气液两相冷媒以实现供冷；一个安装在室内机入口处的相变冷媒流量控制调节阀(5)。
5.按照权利要求4所述的液泵供液直接蒸发多联式供冷系统，其特征在于所述的室内机组是由一个或多个室内机并联和/或串联构成。
全文摘要
一种液泵供液直接蒸发多联式供冷方法及系统，属于空调系统自然冷能利用领域。主要由低温冷源、冷凝液化器、贮液器、液泵、控制调节阀、室内机及冷媒管路组成。本发明的特征在于以相变冷媒作为供冷工质，并通过低温冷源(包括低温地下水、深层库水、江、河、湖、海水、城市次生污水及低温空气等)对吸收空调区域室内余热后的气相或气液两相冷媒在冷凝液化器中冷凝液化，液化后的冷媒储存在贮液器中，然后通过液泵将其输送至空调区域的各室内机中吸收室内余热气化实现对区域的供冷。本发明方法及系统与现有技术方法相比，无压缩机组和相关的管路旁通装置，系统形式简单，具有节能、环保、无噪音的优点。
文档编号F25D1/02GK1789867SQ20051013547
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者余延顺, 石文星, 李先庭 申请人:清华大学