CN105135725A - 一种单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统及其制冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统及其制冷方法。所述冷蓄冷空调系统的压缩机之排气管依次通过气液分离器Ⅰ、冷凝器、储液器与电磁阀Ⅰ连通，还包括一级制冷装置、二级制冰装置、换冷供冷空调装置，一级制冷装置之蒸发器浸没于热交换器中，电磁阀Ⅰ之出口与蒸发器、蓄冷桶串联或并联后与气液分离器Ⅱ之入口连通，热交换器之出口依次通过水泵Ⅰ和电磁阀Ⅱ与蓄冷桶上部的入口连通，蓄冷桶下部的出口与热交换器的入口连通，蓄冷桶的出液口和入液口分别与换冷供冷空调装置的入口和出口连通。所述制冷方法包括压缩冷凝、一级制冷、二级制冰、换冷供冷空调步骤。本发明具有制冷效率高、设备一次投入和运行成本低、可靠性高的特点。
Description
技术领域
本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种制冷效率高、设备一次投入和运行成本低、可靠性高的单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统及其制冷方法。
背景技术
随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，现代空调设备已成为人们生产与生活的迫切需要，中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央空调用电量已占其高峰用电量的20％以上，空调能耗在国民经济总耗能中的比例高达30%。电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，降低了人们生活质量。
针对以上问题，现有技术中的双工况制冷冰蓄冷技术，冰蓄冷空调系统利用夜间低谷电力进行制冰蓄冷，在日间电力高峰时段融冰放冷，可以削峰填谷，平衡电网负荷，减少削峰电站的建设费用与减少对环境的污染，具有很好的经济效益和社会效益。但现有技术的双工况制冷机组的功能进行分割，由常规制冷机组和制冰机组两组制冷机组进行各种组合而实现。在制冰工况下，由两组制冷机组联合工作进行制冰—常规制冷机组制取的冷冻水供给制冰机组以作其冷却水，制冰机组则以常规制冷机组为冷源装置制取的载冷剂制冰；而每组制冷机组的压缩比都远小于现有的双工况制冷机组。由于两组机组不仅造价高昂，而且机组之间完全独立运行，不能相互协调处理两个不同负荷，两台机组也难以实现集成式地控制管理。针对功能分割和难以控制的问题，现有技术中也有提出单机共同实现组制冷和制冰的结构。但是，现有双工况制冷机组采用制冷机与蓄冰槽串联或并联后向空调室内机供冷，制冷工质经制冷机后通过蓄冰槽中的蒸发器间接换热制冰，而且部分采用制冷工质直接供空调室内机制冷，不仅换热效率低，且制冷工质用量较多，成本较高，还容易造成制冷工质对空调管道的腐蚀。此外，在制冰工况下运行时，其制冷工质出口温度比常规制冷机组的冷冻水出水温度降低12～22℃，其蒸发温度也相应降低12～22℃。以致无论以何种方式排放热量，在冷凝温度相同的情况下，双工况制冷机组的压缩机的压缩比都远比常规制冷机组的大，能效比较低。而制冷、制冰两种工况下都能达到高能效比的双工况制冷机组，不仅技术要求高，工艺要求高，而且成本昂贵。其次，由于双工况制冷机组需要进行制冷、制冰两种工况的交替运行，甚至需要进行制冷、制冰两种工况的同时运行，每种工况都有不同的供冷温度和供冷量的要求，使得制冷机组难以达到在所有工况下运行都保持较高的运行效率和运行稳定性。为减少投资成本，提高制冷效率，中国专利“一种动态冰蓄冷方法及设备”授权公告号CN100538221C，改进传统冰蓄冷技术，研发制造了设备，该设备制冷造冰过程中采用制冷工质在水中直接蒸发吸热制冰，系统COP为4，达到普通空调水平，系统采用水作为载冷剂，降低系统投资维护成本，采用制冷工质直接蒸发制冰缩小储冰罐容积，减少制造成本。但该设备无法独立运行，必须依附于普通空调系统制取的冷量充当设备制冰过程中的冷凝器冷却制冷工质。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种制冷效率高、设备一次投入和运行成本低、可靠性高的单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统；第二目的在于提供一种实现第一目的制冷方法。
本发明的第一目的是这样实现的：包括压缩机、气液分离器Ⅰ、冷凝器、储液器、电磁阀Ⅰ、气液分离器Ⅱ，所述压缩机之排气管依次通过气液分离器Ⅰ、冷凝器、储液器与电磁阀Ⅰ连通，还包括一级制冷装置、二级制冰装置、换冷供冷空调装置，所述一级制冷装置之蒸发器浸没于热交换器中，所述电磁阀Ⅰ之出口与蒸发器、蓄冷桶串联或并联后与气液分离器Ⅱ之入口连通，所述热交换器之出口依次通过水泵Ⅰ和电磁阀Ⅱ与蓄冷桶上部的入口连通，所述蓄冷桶下部的出口与热交换器的入口连通，所述蓄冷桶的出液口和入液口分别与换冷供冷空调装置的入口和出口连通口。
本发明的第二目的是这样实现的：包括压缩冷凝、一级制冷、二级制冰、换冷供冷空调步骤，具体包括：
A、压缩冷凝：压缩机将气液分离器Ⅱ送入的制冷工质压缩成压缩气体，经气液分离器Ⅰ、冷凝器后冷凝为液体流入储液器并通过电磁阀Ⅰ控制和储存；
B、一级制冷：根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ开口大小，制冷工质节流为冷媒后流入蒸发器内吸热制冷成为气体，蒸发器浸没在充满水的热交换器中，然后将热交换器内的冷水通过水泵Ⅰ和电磁阀Ⅱ泵入蓄冷桶内存储；
C、二级制冰：将一级制冷后的制冷工质或根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ开口大小直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流为冷媒后流入蓄冷桶中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶中水全部变成冰后，关停压缩机，蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶上方流出进入气液分离器Ⅱ；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶中的冷水抽出并流入空调室内机内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水流入蓄冷桶内吸取冷量。
本发明采用单一压缩机压缩制冷工质，制冷工质串联或并联一级制冷和二级流动模式实现二级动态制冷蓄冷，一级制冷是与普通制冷机组一样动态制取冷水，二级制冷为制冷工质在蓄冷桶内的水中直接蒸发制冰实现动态制冰，最后通过冷水换冷供冷空调装置将冷量换出供室内降温。本发明采用制冷工质在水中直接蒸发的技术以提高制冷效率，换冷供冷空调装置通过冷水循环制冷，不仅提高换热效率，而且减少制冷工质的用量，避免制冷工质对空调装置管道的腐蚀，从而节约设备的一次投资和后期使用、维护成本，可有效解决双工况制冷机组性价比较低，后期维护频繁的难题。采用串联或并联模式实现制冷工质即制取冷水又制冰，摈弃传统制冷工质直接蒸发式制冰系统必须依附的普通制冷机组，缩减两套制冷压缩机为单压缩机，可进一步降低系统成本，还能实现冷水供冷与冰蓄冷两套系统共存，达到稳定供冷和提高系统稳定性的目的。因此，本发明具有制冷效率高、设备一次投入和运行成本低、可靠性高的特点。
附图说明
图1为本发明之制冷蓄冷空调系统串联结构示意图；
图2为本发明之制冷蓄冷空调系统并联结构示意图；
图3为本发明之制冷方法串联流程示意图；
图4为本发明之制冷方法并联流程示意图；
图中：A-一级制冷装置，B-二级制冰装置，C-换冷供冷空调装置，1-压缩机，2-气液分离器Ⅰ，3-冷凝器，4-储液器，5-电磁阀Ⅰ，6-节流阀Ⅰ，7-蒸发器，8-节流阀Ⅱ，9-气液分离器Ⅱ，10-热交换器，11-水泵Ⅰ，12-电磁阀Ⅱ，13-蓄冷桶，14-水泵Ⅱ，15-电磁阀Ⅲ，16-单向阀，17-比例调节阀Ⅰ，18-空调室内机，19-比例调节阀Ⅱ，20-控制器，21-节流阀Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1和2所示，本发明的单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统包括压缩机1、气液分离器Ⅰ2、冷凝器3、储液器4、电磁阀Ⅰ5、气液分离器Ⅱ9，所述压缩机1之排气管依次通过气液分离器Ⅰ2、冷凝器3、储液器4与电磁阀Ⅰ5连通，其特征在于还包括一级制冷装置A、二级制冰装置B、换冷供冷空调装置C，所述一级制冷装置A之蒸发器7浸没于热交换器10中，所述电磁阀Ⅰ5之出口与蒸发器7、蓄冷桶13串联或并联后与气液分离器Ⅱ9之入口连通，所述热交换器10之出口依次通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12与蓄冷桶13上部的入口连通，所述蓄冷桶13下部的出口与热交换器10的入口连通，所述蓄冷桶13的出液口和入液口分别与换冷供冷空调装置C的入口和出口连通。
所述一级制冷装置A还包括节流阀Ⅰ6，所述节流阀Ⅰ6之入口与电磁阀Ⅰ5之出口连通，所述节流阀Ⅰ6之出口依次通过蒸发器7、节流阀Ⅱ8与蓄冷桶13之入口连通，所述蓄冷桶13之出口与气液分离器Ⅱ9之入口连通。
所述节流阀Ⅰ6之出口与蒸发器7上部的入口连通，所述蒸发器7下部的出口通过节流阀Ⅱ8与蓄冷桶13下部的入口连通，所述蓄冷桶13顶部的出口与气液分离器Ⅱ9之入口连通，所述热交换器10上部的出口依次通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12与蓄冷桶13上部的入口连通，所述蓄冷桶13下部的出口与热交换器10下部的入口连通。
所述一级制冷装置A还包括节流阀Ⅰ6，所述电磁阀Ⅰ5为三通电磁阀，所述节流阀6之入口与电磁阀Ⅰ5之一出口连通，所述节流阀Ⅰ6之出口通过蒸发器7直接与气液分离器Ⅱ9之入口连通，所述电磁阀Ⅰ5之另一出口通过节流阀Ⅲ21与蓄冷桶13之入口连通，所述蓄冷桶13之出口与气液分离器Ⅱ9之入口连通。
所述节流阀Ⅰ6之出口与蒸发器7上部的入口连通，所述蒸发器7下部的出口与气液分离器Ⅱ9之入口连通，所述电磁阀Ⅰ5之另一出口通过节流阀Ⅲ21与蓄冷桶13下部的入口连通，所述热交换器10上部的出口依次通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12与蓄冷桶13上部的入口连通，所述蓄冷桶13下部的出口与热交换器10下部的入口连通。
所述换冷供冷空调装置C包括水泵Ⅱ14、电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17、空调室内机18、比例调节阀Ⅱ19、控制器20，所述蓄冷桶13之出液口依次通过水泵Ⅱ14、电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17、空调室内机18和比例调节阀Ⅱ19与其入液口连通，所述控制器20分别与压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12、电磁阀Ⅲ15、水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14电连接。
所述压缩机1为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、活塞压缩机中的任一种。
所述冷凝器3为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。
所述节流阀Ⅰ6、节流阀Ⅱ8和/或节流阀Ⅲ21为热力膨胀阀、毛细管、手动膨胀阀、电子膨胀阀中的任一种。
如图3和4所示，本发明的制冷方法包括压缩冷凝、一级制冷、二级制冰、换冷供冷空调步骤，具体包括：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为液体流入储液器4并通过电磁阀Ⅰ5控制和储存；
B、一级制冷：根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ5开口大小，制冷工质节流为冷媒后流入蒸发器7内吸热制冷成为气体，蒸发器7浸没在充满水的热交换器10中，然后将热交换器10内的冷水通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12泵入蓄冷桶13内存储；
C、二级制冰：将一级制冷后的制冷工质或根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ5开口大小直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流为冷媒后流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶13中水全部变成冰后，关停压缩机1，蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶13上方流出进入气液分离器Ⅱ9；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水抽出并流入空调室内机内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水流入蓄冷桶13内吸取冷量。
所述压缩冷凝步骤中压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为35～45℃、压强为1.2～1.8MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝成温度为25～35℃、压强为1.2～1.8MPa液体。
所述一级制冷步骤中根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ5开口大小，制冷工质节流成温度为3～7℃、压强为0.4～0.6MPa的冷媒后，流入蒸发器7内吸热制冷成温度为8～12℃，压强为0.6～0.8MPa的气体；
所述二级制冰步骤中根据制冷需求，将一级制冷后的制冷工质或调节电磁阀Ⅰ5开口大小直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流成0～1℃的液体后流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷。
所述二级制冰步骤中，一级制冷后的制冷工质吸热后从蒸发器7下部的出口经节流阀Ⅱ8进一步节流降温为冷媒后通入蓄冷桶13直接吸热蒸发制冷。
所述二级制冰步骤中，根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ5开口大小，直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流阀Ⅲ21节流为冷媒后流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，将蒸发器7下部出口的制冷工质直接导入气液分离器Ⅱ9。
所述换冷供冷空调步骤中，根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出后并经电磁阀Ⅲ15、单向阀16和比例调节阀Ⅰ17控制调节流入空调室内机18制冷，然后经比例调节阀Ⅱ19重新流回蓄冷桶13中；同时，通过控制器20分别控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12、电磁阀Ⅲ15、水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14以完成制冷、制冰和空调运行的控制。
本发明工作原理：
本发明采用单一压缩机压缩制冷工质，制冷工质串联或并联一级制冷和二级流动模式实现二级动态制冷蓄冷，一级制冷是与普通制冷机组一样动态制取冷水，二级制冷为制冷工质在蓄冷桶内的水中直接蒸发制冰实现动态制冰，最后通过冷水换冷供冷空调装置将冷量换出供室内降温。采用制冷工质串联流动模式有利于简化制冷和制冰的控制；特别是将电磁阀Ⅰ设置为三向电磁阀，制冷工质以一级制冷与二级制冰并联流动模式，能够进一步实现制取冷水与制冰过程的独立高效运行，实现单独制取冷水、单独制冰、先制取冷水后制冰和制取冷水与制冰同时进行四种工作模式，而且电磁阀Ⅰ还能根据供冷需求调节制冷工质的流速，实现制冷与供冷最佳匹配。本发明采用制冷工质直接蒸发技术以提高制冷效率，换冷供冷空调装置通过冷水循环制冷，不仅减少了制冷工质的用量，而且避免了制冷工质对空调装置管道的腐蚀，从而节约了设备的一次投资和后期使用、维护成本，可有效解决双工况制冷机组性价比较低，后期维护频繁的难题。采用串联或并联模式实现制冷工质即制取冷水又制冰，摈弃传统制冷工质直接蒸发式制冰系统必须依附的普通制冷机组，缩减两套制冷压缩机为单压缩机，可进一步降低系统成本，还能实现冷水供冷与冰蓄冷两套系统共存，达到稳定供冷和提高系统稳定性的目的。因此，本发明具有制冷效率高、设备一次投入和运行成本低、可靠性高的特点。
实施例1
如图3所示，单压缩机二级动态串联制冷蓄冷空调的制冷方法如下：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为40℃、压强为1.5MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为温度为30℃、压强为1.5MPa液体流入储液器4并通过电磁阀Ⅰ5控制和储存；
B、一级制冷：根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ5开口大小，制冷工质经节流阀Ⅰ6节流为温度为5℃、压强为0.5MPa的冷媒，流入蒸发器7内吸热制冷成为温度为10℃，压强为0.7MPa的气体，蒸发器7浸没在充满载冷剂水的热交换器10中，然后将热交换器10内的冷水通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12泵入蓄冷桶13内存储，实现一级制取冷水；
C、二级制冰：将一级制冷后的制冷工质经节流阀Ⅱ8节流为0～1℃的冷媒，流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶13中水全部变成冰后，关停压缩机1，蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶13上方流出进入气液分离器Ⅱ9，实现二级制冰；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出，然后经电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17流入空调室内机18内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水经比例调节阀Ⅱ19流入蓄冷桶13内吸取冷量。
控制器20控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12和电磁阀Ⅲ15，同时也调节控制水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14。
实施例2
如图4所示，单压缩机二级动态并联制冷蓄冷空调的单独制取冷水如下：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为45℃、压强为1.8MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为温度为35℃、压强为1.8MPa液体流入储液器4，并通过三向电磁阀Ⅰ5控制制冷工质的流向及各向流的流速；
B、一级制冷：控制三向电磁阀Ⅰ5将全部制冷工质经节流阀Ⅰ6节流为温度为7℃、压强为0.6MPa的冷媒，流入蒸发器7内吸热制冷成为温度为12℃，压强为0.8MPa的气体，蒸发器7浸没在充满载冷剂水的热交换器10中，然后将热交换器10内的冷水通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12泵入蓄冷桶13内存储，蒸发器7中蒸发为气态的制冷工质流入气液分离器Ⅱ9，实现一级制取冷水；
C、二级制冰：不打开三向电磁阀Ⅰ5对蓄冷桶13的开口，从而不进行制冰；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出，然后经电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17流入空调室内机18内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水经比例调节阀Ⅱ19流入蓄冷桶13内吸取冷量。
控制器20控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12和电磁阀Ⅲ15，同时也调节控制水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14。
实施例3
如图4所示，单压缩机二级动态并联制冷蓄冷空调的单独制冰如下：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为35℃、压强为1.2MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为温度为25℃、压强为1.2MPa液体流入储液器4，并通过三向电磁阀Ⅰ5控制制冷工质的流向及各向流的流速；
B、一级制冷：不打开三向电磁阀Ⅰ5对蒸发器7的开口，从而不进行制取冷水；
C、二级制冰：控制三向电磁阀Ⅰ5将压缩冷凝后的全部制冷工质经节流阀Ⅲ21节流为0～1℃的冷媒，流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶13中水全部变成冰后，关停压缩机1，蓄冷桶13中蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶13上方流出进入气液分离器Ⅱ9，实现二级制冰；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出，然后经电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17流入空调室内机18内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水经比例调节阀Ⅱ19流入蓄冷桶13内吸取冷量。
控制器20控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12和电磁阀Ⅲ15，同时也调节控制水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14。
实施例4
如图4所示，单压缩机二级动态并联制冷蓄冷空调的先制冷后制冰如下：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为35℃、压强为1.8MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为温度为25℃、压强为1.8MPa液体流入储液器4，并通过三向电磁阀Ⅰ5控制制冷工质的流向及各向流的流速；
B、一级制冷：控制三向电磁阀Ⅰ5将全部制冷工质经节流阀Ⅰ6节流为温度为5℃、压强为0.5MPa的冷媒，流入蒸发器7内吸热制冷成为温度为10℃，压强为0.8MPa的气体，蒸发器7浸没在充满载冷剂水的热交换器10中，然后将热交换器10内的冷水通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12泵入蓄冷桶13内存储，蒸发器7中蒸发为气态的制冷工质流入气液分离器Ⅱ9，实现一级制取冷水；
C、二级制冰：然后控制三向电磁阀Ⅰ5将压缩冷凝后的全部制冷工质经节流阀Ⅲ21节流为0～1℃的冷媒，流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶13中水全部变成冰后，关停压缩机1，蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶13上方流出进入气液分离器Ⅱ9，实现二级制冰；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出，然后经电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17流入空调室内机18内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水经比例调节阀Ⅱ19流入蓄冷桶13内吸取冷量。
控制器20控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12和电磁阀Ⅲ15，同时也调节控制水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14。
实施例5
如图4所示，单压缩机二级动态并联制冷蓄冷空调的制冷与制冰同时进行，具体如下：
A、压缩冷凝：压缩机1将气液分离器Ⅱ9送入的制冷工质压缩成温度为40℃、压强为1.2MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ2、冷凝器3后冷凝为温度为30℃、压强为1.2MPa液体流入储液器4，并通过三向电磁阀Ⅰ5控制制冷工质的流向及各向流的流速；
B、一级制冷：控制三向电磁阀Ⅰ5将一部分制冷工质经节流阀Ⅰ6节流为温度为3℃、压强为0.4MPa的冷媒，流入蒸发器7内吸热制冷成为温度为8℃，压强为0.6MPa的气体，蒸发器7浸没在充满载冷剂水的热交换器10中，然后将热交换器10内的冷水通过水泵Ⅰ11和电磁阀Ⅱ12泵入蓄冷桶13内存储，蒸发器7中蒸发为气态的制冷工质流入气液分离器Ⅱ9，实现一级制取冷水；
C、二级制冰：控制三向电磁阀Ⅰ5将压缩冷凝后的另外一部分制冷工质经节流阀Ⅲ21节流为0～1℃的冷媒，流入蓄冷桶13中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶13中水全部变成冰后，关停压缩机1，蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶13上方流出进入气液分离器Ⅱ9，实现二级制冰；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶13中的冷水经水泵Ⅱ14抽出，然后经电磁阀Ⅲ15、单向阀16、比例调节阀Ⅰ17流入空调室内机18内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水经比例调节阀Ⅱ19流入蓄冷桶13内吸取冷量。
控制器20控制压缩机1、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ12和电磁阀Ⅲ15，同时也调节控制水泵Ⅰ11和水泵Ⅱ14。
Claims (10)
1.一种单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统，包括压缩机（1）、气液分离器Ⅰ（2）、冷凝器（3）、储液器（4）、电磁阀Ⅰ（5）、气液分离器Ⅱ（9），所述压缩机（1）之排气管依次通过气液分离器Ⅰ（2）、冷凝器（3）、储液器（4）与电磁阀Ⅰ（5）连通，其特征在于还包括一级制冷装置（A）、二级制冰装置（B）、换冷供冷空调装置（C），所述一级制冷装置（A）之蒸发器（7）浸没于热交换器（10）中，所述电磁阀Ⅰ（5）之出口与蒸发器（7）、蓄冷桶（13）串联或并联后与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通，所述热交换器（10）之出口依次通过水泵Ⅰ（11）和电磁阀Ⅱ（12）与蓄冷桶（13）上部的入口连通，所述蓄冷桶（13）下部的出口与热交换器（10）的入口连通，所述蓄冷桶（13）的出液口和入液口分别与换冷供冷空调装置（C）的入口和出口连通。
2.根据权利要求1所述的制冷蓄冷空调系统，其特征在于所述一级制冷装置（A）还包括节流阀Ⅰ（6），所述节流阀Ⅰ（6）之入口与电磁阀Ⅰ（5）之出口连通，所述节流阀Ⅰ（6）之出口依次通过蒸发器（7）、节流阀Ⅱ（8）与蓄冷桶（13）之入口连通，所述蓄冷桶（13）之出口与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通。
3.根据权利要求2所述的制冷蓄冷空调系统，其特征在于所述节流阀Ⅰ（6）之出口与蒸发器（7）上部的入口连通，所述蒸发器（7）下部的出口通过节流阀Ⅱ（8）与蓄冷桶（13）下部的入口连通，所述蓄冷桶（13）顶部的出口与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通，所述热交换器（10）上部的出口依次通过水泵Ⅰ（11）和电磁阀Ⅱ（12）与蓄冷桶（13）上部的入口连通，所述蓄冷桶（13）下部的出口与热交换器（10）下部的入口连通。
4.根据权利要求1所述的制冷蓄冷空调系统，其特征在于所述一级制冷装置（A）还包括节流阀Ⅰ（6），所述电磁阀Ⅰ（5）为三通电磁阀，所述节流阀（6）之入口与电磁阀Ⅰ（5）之一出口连通，所述节流阀Ⅰ（6）之出口通过蒸发器（7）直接与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通，所述电磁阀Ⅰ（5）之另一出口通过节流阀Ⅲ（21）与蓄冷桶（13）之入口连通，所述蓄冷桶（13）之出口与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通。
5.根据权利要求4所述的制冷蓄冷空调系统，其特征在于所述节流阀Ⅰ（6）之出口与蒸发器（7）上部的入口连通，所述蒸发器（7）下部的出口与气液分离器Ⅱ（9）之入口连通，所述电磁阀Ⅰ（5）之另一出口通过节流阀Ⅲ（21）与蓄冷桶（13）下部的入口连通，所述热交换器（10）上部的出口依次通过水泵Ⅰ（11）和电磁阀Ⅱ（12）与蓄冷桶（13）上部的入口连通，所述蓄冷桶（13）下部的出口与热交换器（10）下部的入口连通。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的制冷蓄冷空调系统，其特征在于所述换冷供冷空调装置（C）包括水泵Ⅱ（14）、电磁阀Ⅲ（15）、单向阀（16）、比例调节阀Ⅰ（17）、空调室内机（18）、比例调节阀Ⅱ（19）、控制器（20），所述蓄冷桶（13）之出液口依次通过水泵Ⅱ（14）、电磁阀Ⅲ（15）、单向阀（16）、比例调节阀Ⅰ（17）、空调室内机（18）和比例调节阀Ⅱ（19）与其入液口连通，所述控制器（20）分别与压缩机（1）、电磁阀Ⅰ（5）、电磁阀Ⅱ（12）、电磁阀Ⅲ（15）、水泵Ⅰ（11）和水泵Ⅱ（14）电连接。
7.一种基于权利要求1所述的单压缩机二级动态制冷蓄冷空调系统的制冷方法，其特征在于包括压缩冷凝、一级制冷、二级制冰、换冷供冷空调步骤，具体包括：
A、压缩冷凝：压缩机（1）将气液分离器Ⅱ（9）送入的制冷工质压缩成压缩气体，经气液分离器Ⅰ（2）、冷凝器（3）后冷凝为液体流入储液器（4）并通过电磁阀Ⅰ（5）控制和储存；
B、一级制冷：根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ（5）开口大小，制冷工质节流为冷媒后流入蒸发器（7）内吸热制冷成为气体，蒸发器（7）浸没在充满水的热交换器（10）中，然后将热交换器（10）内的冷水通过水泵Ⅰ（11）和电磁阀Ⅱ（12）泵入蓄冷桶（13）内存储；
C、二级制冰：将一级制冷后的制冷工质或根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ（5）开口大小直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流为冷媒后流入蓄冷桶（13）中直接吸热蒸发制冷，直到蓄冷桶（13）中水全部变成冰后，关停压缩机（1），蒸发为气态的制冷工质经蓄冷桶（13）上方流出进入气液分离器Ⅱ（9）；
D、换冷供冷空调：根据需要将蓄冷桶（13）中的冷水抽出并流入空调室内机内将冷量吹出给室内降温，交换完冷量的水流入蓄冷桶（13）内吸取冷量。
8.根据权利要求7所述的制冷方法，其特征在于所述压缩冷凝步骤中压缩机（1）将气液分离器Ⅱ（9）送入的制冷工质压缩成温度为35～45℃、压强为1.2～1.8MPa的压缩气体，经气液分离器Ⅰ（2）、冷凝器（3）后冷凝成温度为25～35℃、压强为1.2～1.8MPa液体。
9.根据权利要求7所述的制冷方法，其特征在于所述一级制冷步骤中根据制冷需求调节电磁阀Ⅰ（5）开口大小，制冷工质节流成温度为3～7℃、压强为0.4～0.6MPa的冷媒后，流入蒸发器（7）内吸热制冷成温度为8～12℃，压强为0.6～0.8MPa的气体。
10.根据权利要求7、8或9所述的制冷方法，其特征在于所述二级制冰步骤中根据制冷需求，将一级制冷后的制冷工质或调节电磁阀Ⅰ（5）开口大小直接将压缩冷凝后的制冷工质经节流成0～1℃的液体后流入蓄冷桶（13）中直接吸热蒸发制冷。
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