CN104457010B - 一种双循环动力热管式中央空调节能系统 - Google Patents

一种双循环动力热管式中央空调节能系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双循环动力热管式中央空调节能系统,包括冷暖设备,冷暖设备出水管,冷暖设备回水管,水泵,M个储液稳流器,与储液稳流器一一对应的冷凝器和二相流泵一组成的M个冷凝循环支路,N个一一对应的二相流泵二、蒸发器和蒸发器风机组成的蒸发循环支路,M小于等于N;每个所述冷凝器壳体进口连接所述冷暖设备出水管,出口连接所述冷暖设备回水管;每个所述蒸发器位于室内;每个所述储液稳流器有四个外接端口,分别将一个冷凝循环支路和多个并联的蒸发循环支路链接为一个整体双循环动力热管系统;该系统能够有效地利用室外自然冷源来制冷,无需使用在降低环境显热过程中压缩机,降低维护成本,实现安全节能。

Description

一种双循环动力热管式中央空调节能系统
技术领域
本发明属于冷热能量输运技术领域,特别涉及一种双循环动力热管式中央空调节能系统。
背景技术
中央空调是由一台主机通过风道或冷媒管接接多个末端设备的方式来控制不同的房间以达到室内空气调节目的设备。目前,在许多高层建筑物中,中央空调机组应用较多, 中央空调系统由冷源系统和空气调节系统组成;采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量,用以抵消室内环境的冷负荷,由于机组的心脏部分采用变频压缩机,因而可以实现冷量的无级调节功能,所配带室内机容量可以允许在总容量的50 ~ 130%范围内自由搭配,并且室内机种类多、形式多样,给设计选型带来很多方便,虽然可以实现单个室内机的单独使用,但是变频压缩机总会运转,从而导致电能的无谓浪费。
根据检索,与本发明专利相近的专利为申请号为ZL 201020502518.2,发明专利名称为一种分布式水冷分离式热管排热系统的专利,利用利用室外自然冷源(冷水塔)用重力热管来降温,所用冷源单一,且当室外自然冷源温度高的时候不适用;另外一个申请号为ZL201110095012.3,发明专利名称为一种热环境控制系统的专利,在专利号为ZL201020502518.2的专利上做了一个改进,在热管循环末端和冷却塔之间增加压缩机循环系统,来实现一年四季的降温,虽然达到的降温目的,但是该系统压缩机承担的热负荷大,全年走在高压缩比工况下,制冷效率低,功耗大。
发明内容
本发明的目为解决以上不足,提供了一种在单位容量的系统中,在低负荷和满负荷的状态下,系统运行在最佳制冷模块循环系统,更加安全、可靠、稳定、节能的双循环动力热管式中央空调节能系统。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
一种双循环动力热管式中央空调节能系统,包括冷暖设备,冷暖设备出水管,冷暖设备回水管,水泵,M个储液稳流器,与储液稳流器一一对应的冷凝器和二相流泵一组成的M个冷凝循环支路,N个一一对应的二相流泵二、蒸发器和蒸发器风机组成的蒸发循环支路,M小于等于N;所述冷凝循环支路中二相流泵一的制冷工质输入端连接所述冷凝器的制冷剂输出端;所述蒸发循环支路中二相流泵二的输出端连接蒸发器制冷剂的输入端;每个所述冷凝器壳体进口连接所述冷暖设备出水管,出口连接所述冷暖设备回水管;每个所述蒸发器位于室内;每个所述储液稳流器有四个外接端口,其中两个端口连接一个冷凝循环支路中冷凝器的制冷剂输入端和二相流泵一的输出端,另外两个端口连接多个并联的蒸发循环支路的蒸发器的制冷剂输出端和二相流泵二的输入端。
以上所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,进一步包括与二相流泵一和一一对应的四通阀一和与二相流泵二一一对应的四通阀二,当蒸发器和冷凝器的功能互换时,所述四通阀能够改变制冷或者暖气时候制冷剂的流动方向。
以上所述冷暖设备是冷却塔。
以上所述冷暖设备是地源热泵。
以上所述冷暖设备是蒸汽锅炉。
以上所述的多个冷凝器是板式换热器。
以上所述的多个蒸发器是微通道全铝换热器。
以上所述的水泵位于冷暖设备出水管上。
以上所述的水泵位于冷暖设备回水管上。
以上所述双循环动力热管循环系统内部循环工质为R22、R134a 或R410a 中的任意一种。
本发明与现有技术相比,该系统通过室内的蒸发器吸热,室外的板式换热器排热,室外板式换热器与冷源或者热源接触,通过动力热管来传递热量,满足室内的制冷和供暖;本发明的系统利用热管节能模式替代高耗能大压缩机,能耗极低;另外本发明的一个冷凝器可供一个家庭的不同房间制冷,或者一个楼层使用一个大的冷凝器,末端单独控制,更加节能;本发明适用于别墅、公寓、家庭住宅和各种工业、商业场所。
附图说明
图1为本发明双循环动力热管式中央空调节能系统第一实施结构示意图。
图2为本发明双循环动力热管式中央空调节能系统第二实施结构示意图。
图3为本发明双循环动力热管式中央空调节能系统第三实施结构示意图。
图4为本发明双循环动力热管式中央空调节能系统第四实施结构示意图。
图中: 1冷暖设备; 2水泵; 3冷凝器; 4蒸发器; 51二相流泵一;52二相流泵二;6储液稳流器; 7蒸发器风机; 81四通阀一; 82四通阀二。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
如图1所示的本发明第一实施结构示意图,一种双循环动力热管式中央空调节能系统,包括冷暖设备1,冷暖设备出水管,冷暖设备回水管,水泵2,M个储液稳流器6,与储液稳流器6一一对应的冷凝器3和二相流泵一51组成的M个冷凝循环支路,N个一一对应的二相流泵二52、蒸发器4和蒸发器风机7组成的蒸发循环支路, M等于N;所述冷凝循环支路中二相流泵一51的制冷工质输入端连接所述冷凝器3的制冷剂输出端;所述蒸发循环支路中二相流泵二52的输出端连接蒸发器4制冷剂的输入端;每个所述冷凝器3壳体进口连接所述冷暖设备1出水管,出口连接所述冷暖设备1回水管;每个所述蒸发器4位于室内;每个所述储液稳流器6有四个外接端口,其中两个端口连接一个冷凝循环支路中冷凝器3的制冷剂输入端和二相流泵一51的输出端,另外两个端口连接一个蒸发循环支路的蒸发器4的制冷剂输出端和二相流泵二52的输入端,这样冷凝循环支路与蒸发循环支路通过储液稳流器6连接到一起,组成一个双循环动力热管系统。
本发明的双循环动力热管系统内部充满R22、R134a 或R410a 中的任意一种;此双循环动力热管系统工作时,二相流泵二52把液态工作介质从储液稳流器6中吸入并经蒸发器4导液管送至蒸发器4,蒸发器4内部的液体工作介质与室内热空气进行热交换,液态工作介质在蒸发器4内吸收室内热空气的热量而蒸发为气体,蒸发形成的气体和部分没有蒸发的液体在高速流动中相互混合形成气液二相流体,它们从蒸发器4流出经蒸发器导气管回到储液稳流器6中,进入储液稳流器6的气液二相流体在储液稳流器6中完成气液分离,从而完成蒸发循环;在二相流泵一51的抽吸力作用下,储液稳流器6的气态工作介质通过冷凝器3导气管进入冷凝器3,制冷工质在冷凝器3与冷却水接触,气态工作介质将热量传递给冷却水后,冷凝成为液态,并放出热量,冷凝形成的液体和部分没有液化的气体在高速流动中相互混合形成气液二相流体,它们从冷凝器3流出经冷凝器导液管和二相流泵一51回到储液稳流器6,进入储液稳流器6的气液二相流体在储液稳流器6中完成气液分离,从而完成冷凝循环;蒸发循环和冷凝循环同时进行,蒸发循环产生的气体工作介质进入冷凝循环,冷凝循环产生的液态工作介质进入蒸发循环,同时把热量从蒸发器4搬运至冷凝器3,冷凝器3与冷暖设备1的冷水进行热交换,热交换之后的冷暖设备1的冷水通过冷暖设备回水管送回冷暖设备1进行冷却。
如图2所示的本发明双循环动力热管式中央空调节能系统的第二实施结构示意图,相比于图1所示第一实施结构示意图,是多个蒸发循环支路并联之后接入储液稳流器6;其所有部件的开启与运行与图1第一实施结构示意图的循环工作模式相同。
如图3所示的本发明双循环动力热管式中央空调节能系统的第三实施结构示意图,相比于图1所示第一实施结构示意图,多了一个与二相流泵一51一一对应的四通阀一81,一个与二相流泵二52一一对应的四通阀二82;当室内需要制冷时,冷暖设备1内部运行的是冷水,其各部件的运行和图1所示第一实施一样。
当室内需要制热时,冷暖设备1内部循环的是热蒸汽,此时蒸发器4和冷凝器3的功能互换时,四通阀一81和四通阀二82能够改变制冷或者暖气时候制冷剂的流动方向,蒸发器充当冷凝器,冷凝器充当蒸发器,该系统室内制热工作时,二相流泵一51通过四通阀一81把液态工作介质从储液稳流器6中吸入并经冷凝器3导液管送至冷凝器3,制冷工质在冷凝器3与热的蒸汽接触,液态工作介质吸收热蒸汽的热量,蒸发成为气态,蒸发形成的气体和部分没有蒸发的液体在高速流动中相互混合形成气液二相流体,它们从冷凝器3流出经冷凝器导气管回到储液稳流器6,进入储液稳流器6的气液二相流体在储液稳流器6中完成气液分离,从而完成蒸发循环;在二相流泵二52的抽吸力作用下,储液稳流器6的气态工作介质通过蒸发器4导气管进入蒸发器4,制冷工质在蒸发器4与室内冷空气接触,气态工作介质将热量传递给冷空气后,冷凝成为液态,并放出热量,冷凝形成的液体和部分没有液化的气体在高速流动中相互混合形成气液二相流体,它们从蒸发器4流出经四通阀二82和二相流泵二52回到储液稳流器6,进入储液稳流器6的气液二相流体在储液稳流器6中完成气液分离,从而完成冷凝循环;蒸发循环和冷凝循环同时进行,蒸发循环产生的气体工作介质进入冷凝循环,冷凝循环产生的液态工作介质进入蒸发循环,同时把热量从冷凝器3搬运至蒸发器4,冷凝器3与冷暖设备1的水蒸气进行热交换,热交换之后的冷暖设备1的热水通过冷暖设备回水管送回冷暖设备1进行加热。
如图4所示的本发明双循环动力热管式中央空调节能系统第四实施结构示意图,相比于图3所示第三实施结构示意图,是多个蒸发循环支路并联之后接入储液稳流器6;在制冷和供暖中,其所有部件的开启与运行与图3第三实施结构示意图的循环工作模式相同,这样一个冷凝器可供一个家庭的不同房间制冷和供暖,或者一个楼层使用一个大的冷凝器,末端单独控制,更加节能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:包括冷暖设备,冷暖设备出水管,冷暖设备回水管,水泵,M个储液稳流器,与储液稳流器一一对应的冷凝器和二相流泵一组成的M个冷凝循环支路,N个一一对应的二相流泵二、蒸发器和蒸发器风机组成的蒸发循环支路, M小于等于N;所述冷凝循环支路中二相流泵一的制冷工质输入端连接所述冷凝器的制冷剂输出端;所述蒸发循环支路中二相流泵二的输出端连接蒸发器制冷剂的输入端;每个所述冷凝器壳体进口连接所述冷暖设备出水管,出口连接所述冷暖设备回水管;每个所述蒸发器位于室内;每个所述储液稳流器有四个外接端口,其中两个端口连接一个冷凝循环支路中冷凝器的制冷剂输入端和二相流泵一的输出端,另外两个端口连接多个并联的蒸发循环支路的蒸发器的制冷剂输出端和二相流泵二的输入端。
2.根据权利要求1 所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:进一步包括与二相流泵一一一对应的四通阀一和与二相流泵二一一对应的四通阀二,当蒸发器和冷凝器的功能互换时,所述四通阀能够改变制冷或者暖气时候制冷剂的流动方向。
3.根据权利要求1所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述冷暖设备是冷却塔。
4.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述冷暖设备是地源热泵。
5.根据权利要求2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述冷暖设备是蒸汽锅炉。
6.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述的多个冷凝器是板式换热器。
7.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述的多个蒸发器是微通道全铝换热器。
8.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述的水泵位于冷暖设备出水管上。
9.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述的水泵位于冷暖设备回水管上。
10.根据权利要求1和2所述的一种双循环动力热管式中央空调节能系统,其特征在于:所述双循环动力热管循环系统内部循环工质为R22、R134a 或R410a 中的任意一种。
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