一种能够储热、储冷和储水的空调系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能够储热、储冷和储水的空调系统，它包括至少一个水箱（1），水箱（1）底部设有换热空腔体（4），换热空腔体（4）内流动着换热介质，水箱（1）的进水管（2）和出水管（3）分别与换热器（8）相连，形成水循环回路，水循环回路中设有水泵（9）；换热空腔体（4）的进换热介质管道（5）和出换热介质管道（6）分别与制冷制热机组（7）相连，形成换热介质循环回路。本实用新型成本特别低廉且运行可靠，可以兼顾储水、制冷和制热的功能，尤其是在房车这样的移动应用中，用于制冷和制热所需要的热水或冰块的重量对房车来讲也是可以负担的；水箱的个数可以根据需要自由组合，特别适合车载安装和不同家庭选用。
【专利说明】一种能够储热、储冷和储水的空调系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空调系统，特别涉及一种能够储热、储冷和储水的空调系统。【背景技术】
[0002]日益增长的能源消费，特别是煤炭、石油等化石燃料的大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。显然，21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品，而是能源。储能本身不是新兴的技术，但从产业角度来说却是刚刚出现，正处在起步阶段。目前为止，由于可再生能源如风能或太阳能都有间断的问题，为了解决持续功能的问题，就不得不进行能量储存。常见的储能方法如下:
[0003]( I)电池储能:目前一般采用铅酸蓄电池，主要用于应急电源、电瓶车、电厂富余能量的储存，小功率场合也可以采用可反复充电的干电池(如镍氢电池、锂离子电池等)，但用于大规模储能存在建设成本和运营成本较高的问题；
[0004](3)电感器储能:电感器本身就是一个储能原件，其储存的电能与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比:E = L*I*I/2，由于电感在常温下具有电阻，电阻要消耗能量，所以很多储能技术采用超导体，但电感储能还不够成熟，商业应用还很少；
[0005]( 3)电容器储能:电容器也是一种储能原件，其储存的电能与自身的电容和端电压的平方成正比:E = C*U*U/2，电容储能容易保持，不需要超导体，电容储能还有很重要的一点就是能够提供瞬间大功率，非常适合于激光器，闪光灯等应用场合；
[0006]风电光伏产业的迅猛发展将推动大容量储能产业的发展，储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。储能电池的未来应该在风电和光电产业，其中尤以已经大量布局的风电产业为主。风力资源具有不稳定性，此外，风力资源较大的后半夜又是用电低谷。因此，不论哪种储能技术，储能系统的成本都较为高昂，系统的可靠性都有待提高，都难以推广大规模应用。
[0007]为了解决以上难题，我们推出了储冷储热储水的空调系统。这个系统采用水来储冷储热的方式制冷制热，系统所消耗的功率和输出的冷量和热量可以不在同一时间，在结果上和采用如电池为储能部件的电力储能系统加传统的空调系统一样。
[0008]但是目前这样的技术还是以采用如电池为储能部件的电力储能系统加传统的空调系统为主，由于储能系统的造价问题，目前并不经济。因为目前储能系统的建造和运营成本由于商业成本的原因还没有达到可以应用的程度。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本特别低廉且运行可靠，可以兼顾储水、制冷和制热的功能，模块化设计，组合安装，水箱的个数可以根据需要自由组合，适合车载安装和不同家庭、商场和客户灵活选用的能够储热、储冷和储水的空调系统。[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种能够储热、储冷和储水的空调系统，它包括至少一个水箱，水箱底部设有换热空腔体，换热空腔体内流动着换热介质，水箱的进水管和出水管分别与换热器相连，形成水循环回路，水循环回路中设有水泵；换热空腔体的进换热介质管道和出换热介质管道分别与制冷制热机组相连，形成换热介质循环回路。
[0011]所述的水箱外部设有绝热外壳。
[0012]所述的进水管或出水管还通过阀门连接进排水口。
[0013]所述的换热器上设有风扇。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]1、和传统的电池储能系统相比，成本特别低廉且运行可靠，可以兼顾储水、制冷和制热的功能，尤其是在房车这样的移动应用中，既可以达到储冷功能，也可以通过发动机废热回收实现储热供暖，还可以作为储水的手段一举三得，而且用于制冷和制热所需要的热水或冰块的重量对房车来讲也是可以负担的；
[0016]2、模块化设计，组合安装，水箱的个数可以根据需要自由组合，特别适合车载安装和不同家庭、商场和客户灵活选用；
[0017]3、运输成本低，储能部分等安装以后在充水，大大节约安装运输成本，系统运行的时候无压缩机噪音，噪音低，舒适性特佳。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的系统结构示意图；
[0019]图1-水箱,2-进水管,3-出水管,4-换热空腔体,5-进换热介质管道,6-出换热介质管道，7-制冷制热机组，8-换热器，9-水泵，10-进排水口，11-阀门。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案，但本实用新型所保护的内容不局限于以下所述。
[0021]如图1所示，一种能够储热、储冷和储水的空调系统，它包括至少一个水箱1，水箱I底部设有换热空腔体3，换热空腔体4内流动着换热介质，水箱I的进水管2和出水管3分别与换热器8相连，形成水循环回路，水循环回路中设有水泵9 ;换热空腔体4的进换热介质管道5和出换热介质管道6分别与制冷制热机组7相连，形成换热介质循环回路。
[0022]所述的水箱I外部设有绝热外壳，可以隔绝水向外部传热热量。
[0023]所述的进水管2或出水管3还通过阀门11连接进排水口 10，可以向水箱I里面加注水或者将水放出。
[0024]所述的换热器8上设有风扇，水通过装有风扇的换热器8和空气交换热量，实现制冷或者制热的效果。
[0025]本实用新型在储冷时换热介质采用制冷介质，其底部换热空腔在制冷时的工作原理为:制冷介质一直在位于水箱I底部的换热空腔体I里面流动，制冷介质的温度低于冰点时，水将会在水箱I底部的界面上结冰，制冷介质将持续停留在水箱I底部一段时间，当水箱I底部的冰达到一定厚底的时，将制冷介质的温度提高到高于冰点的温度，这个时候水箱底部的界面上的冰开始融化，由于冰的密度比水小，已经形成的冰会在浮力的作用下上浮，离开水箱I底部，完成一个制冰循环。制热制冷机组7继续下一个制冰循环，直到整个水箱I内充满了大量的冰和少量的水，制冰循环将自动停止。
[0026]本实用新型在储热时换热介质采用制热介质,制热介质不断通过换热空腔体4,为水箱I内的水制热。
[0027]在制热或制冷的过程中，水箱I外部的绝热外壳能够隔绝水箱I内的水与外界环境交换热量，使水保持稳定的温度。
[0028]实用储冷、储热能力计算
[0029]储冷能力:
[0030]1、相变热Ikg (TC的冰变为Ikg (TC的水需要吸收325000焦耳的热量；
[0031]2、Ikg (TC的水上升到25°C需要吸收105000焦耳的热量；
[0032]这样Ikg冰到Ikg 25摄氏度的水一共可以吸收430000焦耳的热量，折合119.44wh/kg按照每平米制冷功率150w计算,一个晚上12小时,一个10平方米的房间需要制冷量为150w*12h*10为18kwh，只需要150.7kg冰即可达到要求。这样的重量就算对房车来讲也是可以接受的。
[0033]储热能力:
[0034]假如Ikg水从95摄氏度降低到25摄氏度需要放出294000焦耳的热量，折算为81.67 wh/kg，按照每平米制热功率150w计算，一个晚上12小时，一个10平方米的房间需要制热量为150w*12h*10为18kwh只需要220kg 95摄氏度的热水即可达到要求，这样的
重量就算对房车来讲也是可以接受的。
【权利要求】
1.一种能够储热、储冷和储水的空调系统，其特征在于:它包括至少一个水箱(1)，水箱(I)底部设有换热空腔体(4)，换热空腔体(4)内流动着换热介质，水箱(I)的进水管(2)和出水管(3)分别与换热器(8)相连，形成水循环回路，水循环回路中设有水泵(9);换热空腔体(4)的进换热介质管道(5)和出换热介质管道(6)分别与制冷制热机组(7)相连，形成换热介质循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种能够储热、储冷和储水的空调系统，其特征在于:所述的水箱(I)外部设有绝热外壳。
3.根据权利要求1所述的一种能够储热、储冷和储水的空调系统，其特征在于:所述的进水管(2 )或出水管(3 )还通过阀门(11)连接进排水口( 10 )。
4.根据权利要求1所述的一种能够储热、储冷和储水的空调系统，其特征在于:所述的换热器(8)上设有风扇。
【文档编号】F24F5/00GK203823966SQ201420089059
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】毛珂, 陈乃邦, 许平, 武建新 申请人:成都宇能通能源开发有限公司