CN106015915A - 空调系统、储气装置及其稳压调节方法 - Google Patents

空调系统、储气装置及其稳压调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调系统、储气装置及其稳压调节方法，储气装置包括罐体(1)，还包括：用于调节所述罐体(1)内气体温度的温度调节装置(2)；用于检测所述罐体(1)内气体物质的量的变化的检测装置；当气体物质的量增加时，所述温度调节装置(2)降低所述罐体(1)内的气体温度；当气体物质的量减少时，所述温度调节装置(2)提高所述罐体(1)内的气体温度。本发明提供的储气装置，根据理想气体状态方程(pV＝nRT)可知，在罐体的体积V不变的情况下，为了减少气体压力p的变化，当气体物质的量n增加时，降低气体温度t；当气体物质的量n减少时，提高气体温度t。减少储气装置内的气体压力p的变化，提高了气体压力的稳定性。

Description

空调系统、储气装置及其稳压调节方法
技术领域
本发明涉及压力设备技术领域，特别涉及一种空调系统、储气装置及其稳压调节方法。
背景技术
储气罐是一种压力容器，用于气体的储存、运输，及各种工艺流程中对气体进行缓存。
由于储气罐的罐体内容积不变，随着储气罐气体的储存量增加或减少时，都会引起储气罐内气体压力的变化。
但是，随着储气罐应用功能的扩展，越来越多的储气罐应用过程中，需要其具有稳定的压力。
因此，如何提高气体压力稳定性，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种储气装置，以提高气体压力稳定性。本发明还公开了一种具有上述储气装置的空调系统及上述储气装置的稳压调节方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种储气装置，包括罐体，还包括：
用于调节所述罐体内气体温度的温度调节装置；
用于检测所述罐体内气体物质的量的变化的检测装置；
当气体物质的量增加时，所述温度调节装置降低所述罐体内的气体温度；当气体物质的量减少时，所述温度调节装置提高所述罐体内的气体温度。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置包括供外界换热流体流通的换热通道。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置包括换热管道，所述换热通道为所述换热管道的内部管道。
优选地，上述储气装置中，所述换热管道的数量为多个。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置还包括：
与多个所述换热管道的一端连通的流入集液管；
和/或，与多个所述换热管道的另一端连通的流出集液管。
优选地，上述储气装置中，所述罐体内具有用于容纳储存气体的换热管结构，所述换热通道为所述换热管结构的外壁与所述罐体的内壁形成的通道。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置包括板束结构，所述换热通道为所述板束结构的通道。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置还包括流量调节装置，所述流量调节装置设置于所述换热通道的进口。
优选地，上述储气装置中，所述检测装置为用于检测所述罐体的进气量及其排气量的差值的流量统计装置。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置还包括与所述流量调节装置及所述流量统计装置通信连接的控制装置；
当所述差值为高于额定值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体内的气体温度降低；当所述差值低于额定值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体内的气体温度升高。
优选地，上述储气装置中，所述检测装置为用于检测所述罐体内气体压力的压力传感器。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置还包括与所述压力传感器通信连接的控制装置；
当所述压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体内的气体温度降低；当所述压力传感器检测的压力值小于额定压力值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体内的气体温度升高。
优选地，上述储气装置中，所述罐体上设置有进气口及出气口，所述进气口及所述出气口的排列方向与所述换热通道内换热流体的流动方向相反。
优选地，上述储气装置中，还包括用于检测所述罐体内气体温度的温度传感器。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置位于所述罐体内。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置位于所述罐体外壁上。
优选地，上述储气装置中，所述温度调节装置为电控温装置。
本发明还提供了一种空调系统，包括压缩机，还包括如上述任一项所述的储气装置，储气装置的储气腔体与所述压缩机的压缩腔连通。
优选地，上述空调系统中，所述储气装置的温度调节装置(2)具有换热通道；
所述换热通道与空调系统的制冷循环回路连通。
本发明还提供了一种应用上述任一项所述的储气装置的稳压调节方法，包括步骤：
1)检测所述罐体内气体物质的量的变化；
2)当气体物质的量增加时，降低所述罐体内的气体温度；
当气体物质的量减少时，提高所述罐体内的气体温度。
本发明提供的储气装置，通过温度调节装置调节罐体内气体的温度。根据理想气体状态方程(pV＝nRT)可知，在罐体的体积V不变的情况下，为了减少气体压力p的变化，当气体物质的量n增加时，降低气体温度t；当气体物质的量n减少时，提高气体温度t。由此可知，通过设置温度调节装置及检测装置，以便于减少储气装置内的气体压力p的变化，提高了气体压力的稳定性。
本发明还提供了一种具有上述储气装置的空调系统及上述储气装置的稳压调节方法。由于上述储气装置具有上述技术效果，具有上述储气装置的空调系统及上述储气装置的稳压调节方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的储气装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种储气装置，以提高气体压力稳定性。本发明还公开了一种具有上述储气装置的空调系统及上述储气装置的稳压调节方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的储气装置，包括罐体1、温度调节装置2及检测装置，温度调节装置2用于调节罐体1内气体温度，检测装置用于检测罐体1内气体物质的量的变化。当气体物质的量n增加时，温度调节装置2降低罐体1内的气体温度；当气体物质的量n减少时，温度调节装置2提高罐体1内的气体温度。
本发明实施例提供的储气装置，通过温度调节装置2调节罐体1内气体的温度。根据理想气体状态方程(pV＝nRT)可知，在罐体1的体积V不变的情况下，为了减少气体压力p的变化，当气体物质的量n增加时，降低气体温度t；当气体物质的量n减少时，提高气体温度t。由此可知，通过设置温度调节装置2及检测装置，以便于减少储气装置内的气体压力p的变化，提高了气体压力的稳定性。
可以理解的是，pV＝nRT为理想气体状态方程。因此，在实际应用过程中，需要根据具体气体类型进行试验验证。优选地，可以拟合出经验公式，以便于调节，进一步提高气体压力的稳定性。
优选地，温度调节装置2包括供外界换热流体流通的换热通道。其中，外界换热流体可以为制冷流体，也可以为制热流体。
如图1所示，温度调节装置2包括换热管道21，换热通道为换热管道21的内部管道。当换热管道21位于罐体1内时，使得储气装置整体形成管壳式换热器，罐体1为管壳式换热器的壳体。通过上述设置，方便了换热通道的设置。在工作状态下，换热通道可以水平设置，也可以竖直设置，在此不做具体限制且均在保护范围之内。当然，换热管道21也可以位于罐体1外部，通过对罐体1调温(加热或冷却)间接调节罐体1内的气体压力。
为了进一步提高换热效率，换热管道21的数量为多个。其中，多个换热管道21的分布可以依实际需求而定。
本发明实施例提供的温度调节装置2还包括流入集液管22和/或流出集液管23。其中，流入集液管22与多个换热管道21的一端连通，流出集液管23与多个换热管道21的另一端连通。在本实施例中，温度调节装置2包括流入集液管22和流出集液管23，减少了管路布置。当然，也可以仅设置流入集液管22及流出集液管23中的一个。
在第二种实施例中，罐体1内具有用于容纳储存气体的换热管结构，换热通道为换热管结构的外壁与罐体1的内壁形成的通道。由于本实施例中的换热通道较大，因此，可以通过喷淋换热流体，使其与换热管结构的外壁接触，进而达到换热效果。即，上述储气装置整体形成降膜式蒸发器的结构。上述形成了降膜式蒸发器结构的储气装置，进一步提高了换热效率。该种储气装置尤其适用于惰性气体。在本实施例中，气体储存在换热管结构中。因此，外界换热流体由罐体1上设置的通孔进入罐体1内。
在第三种实施例中，温度调节装置2包括板束结构，换热通道为板束结构的通道。当板束结构位于罐体1内时，使得储气装置整体形成板翅式换热器，罐体1为板翅式换热器的壳体。
温度调节装置2还包括流量调节装置，流量调节装置设置于换热通道的进口。通过流量调节装置达到调节换热通道内换热流体的流量的作用，进而调节温度调节装置2对罐体1内气体温度调节的效果。当换热通道内换热流体的流量较少时，温度调节装置2对罐体1内气体温度调节效果较弱，当换热通道内换热流体的流量较多时，温度调节装置2对罐体1内气体温度调节效果较强。
本发明实施例提供的储气装置中，检测装置为用于检测罐体1的进气量及罐体1的排气量的差值的流量统计装置。
当流量统计装置为正值时，即罐体1的进气量大于排气量，罐体1内气体物质的量n增加。此时，温度调节装置2降低罐体1内的气体温度。
当流量统计装置为负值时，即罐体1的进气量小于排气量，罐体1内气体物质的量n减少。此时，温度调节装置2提高罐体1内的气体温度。
其中，流量统计装置可以为两个分别设置于罐体1的进气口11及排气口的流量计，通过人为观察或增加比较器得出二者的差值。
为了进一步提高自动化程度，温度调节装置2还包括与流量调节装置及流量统计装置通信连接的控制装置；当差值为低于额定值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度降低；当差值低于额定值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度升高。其中，额定值优选为0，即，罐体1的进气量与其排气量相等，气体物质的量n不变。其中，流量调节装置的开度增大还是缩小取决于换热通道内换热流体是制冷流体还是制热流体。以制冷流体为例，当差值为低于额定值时，控制装置控制流量调节装置的开度增大，进而增加制冷流体在换热通道内的流量，使罐体1内的气体温度降低；当差值低于额定值时，控制装置控制流量调节装置的开度减小，进而减少制冷流体在换热通道内的流量，使罐体1内的气体温度升高。
为了避免反复调节流量调节装置，可以将上述额定值设置为区间值，当差值为高于额定值的最大值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度降低；当差值低于额定值的最小值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度升高。
在本实施例中，检测装置为用于检测罐体1内气体压力的压力传感器。通过设置压力传感器，直接检测罐体1内气体压力，便于对气体温度进行调节。
当压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，罐体1内气体物质的量n增加。此时，温度调节装置2降低罐体1内的气体温度。
当压力传感器检测的压力值小于额定压力值时，罐体1内气体物质的量n减少。此时，温度调节装置2提高罐体1内的气体温度。
进一步地，由于进入口设置有流量调节装置，温度调节装置2还包括与还包括与压力传感器通信连接的控制装置，以便于达到控制流量的作用。当压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度降低；当压力传感器检测的压力值小于额定压力值时，控制装置控制流量调节装置的开度，使罐体1内的气体温度升高。同理，流量调节装置的开度增大还是缩小取决于换热通道内换热流体是制冷流体还是制热流体。以制冷流体为例，当压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，控制装置控制流量调节装置的开度增大，进而增加制冷流体在换热通道内的流量，使罐体1内的气体温度降低；当压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，控制装置控制流量调节装置的开度减小，进而减小制冷流体在换热通道内的流量，使罐体1内的气体温度升高。
在本实施例中，罐体1上设置有进气口11及出气口12，进气口11及出气口12的排列方向与换热通道内换热流体的流动方向相反。通过换热通道内的换热流体与罐体1内的气体对流，提高了换热效率。
本发明实施例提供的储气装置还包括用于检测罐体1内气体温度的温度传感器。通过温度传感器，直观的得出罐体1内的气体温度。
如图1所示，温度调节装置2位于罐体1内。因此，温度调节装置2与罐体1形成换热器结构。
也可以将温度调节装置2设置于罐体1外壁上。通过温度调节装置2对罐体1调温达到间接调节罐体1内气体温度的作用。
也可以不设置换热通道，将温度调节装置2设置为电控温装置。通过通电控制电控温装置的温度，进而实现调节罐体1内气体温度的效果。
本发明实施例还提供了一种空调系统，包括压缩机及如上述任一种储气装置，储气装置的储气腔体与压缩机的压缩腔连通。由于上述空调系统具有上述技术效果，具有上述储气装置的空调系统也应具有同样的技术效果。
可以理解的是，储气装置的储气腔体与压缩机的压缩腔之间设置有控制二者连通及断开的控制阀。通过储气装置的储气腔体与压缩机的压缩腔连通，实现对压缩机的压缩腔内气体量的控制，进而实现控制压缩机排气量的作用。
进一步地，温度调节装置2为具有换热通道；换热通道与空调系统的制冷循环回路连通。在具体设置中，换热通道的进入口与空调系统的制冷循环回路的第一连接部连通，换热通道的流出口与制冷循环回路的第二连接部连通；第一连接部位于第二连接部的上游。即，在制冷循环回路中，制冷流体经过第一连接部后流向第二连接部。
本发明实施例还提供了一种应用上述任一种储气装置的稳压调节方法，包括步骤：
S1：检测罐体1内气体物质的量的变化；
其中，气体物质的量的变化可以根据额定温度下罐体1的进气量及排气量的差值得出；气体物质的量的变化也可以在额定温度下罐体1内气体压力得出。
S2：当气体物质的量增加时，温度调节装置2控制罐体1内的气体温度降低；
当气体物质的量减少时，温度调节装置2控制罐体1内的气体温度升高。
由于上述空调系统具有上述技术效果，应用上述储气装置的稳压调节方法也应具有同样的技术效果，在此不再一一累述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种储气装置，包括罐体(1)，其特征在于，还包括：
用于调节所述罐体(1)内气体温度的温度调节装置(2)；
用于检测所述罐体(1)内气体物质的量的变化的检测装置；
当气体物质的量增加时，所述温度调节装置(2)降低所述罐体(1)内的气体温度；当气体物质的量减少时，所述温度调节装置(2)提高所述罐体(1)内的气体温度。
2.如权利要求1所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)包括供外界换热流体流通的换热通道。
3.如权利要求2所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)包括换热管道(21)，所述换热通道为所述换热管道(21)的内部管道。
4.如权利要求3所述的储气装置，其特征在于，所述换热管道(21)的数量为多个。
5.如权利要求4所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)还包括：
与多个所述换热管道(21)的一端连通的流入集液管(22)；
和/或，与多个所述换热管道(21)的另一端连通的流出集液管(23)。
6.如权利要求2所述的储气装置，其特征在于，所述罐体(1)内具有用于容纳储存气体的换热管结构，所述换热通道为所述换热管结构的外壁与所述罐体(1)的内壁形成的通道。
7.如权利要求2所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)包括板束结构，所述换热通道为所述板束结构的通道。
8.如权利要求2所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)还包括流量调节装置，所述流量调节装置设置于所述换热通道的进口。
9.如权利要求8所述的储气装置，其特征在于，所述检测装置为用于检测所述罐体(1)的进气量及其排气量的差值的流量统计装置。
10.如权利要求9所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)还包括与所述流量调节装置及所述流量统计装置通信连接的控制装置；
当所述差值为高于额定值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体(1)内的气体温度降低；当所述差值低于额定值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体(1)内的气体温度升高。
11.如权利要求8所述的储气装置，其特征在于，所述检测装置为用于检测所述罐体(1)内气体压力的压力传感器。
12.如权利要求11所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)还包括与所述压力传感器通信连接的控制装置；
当所述压力传感器检测的压力值大于额定压力值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体(1)内的气体温度降低；当所述压力传感器检测的压力值小于额定压力值时，所述控制装置控制所述流量调节装置的开度，使所述罐体(1)内的气体温度升高。
13.如权利要求2所述的储气装置，其特征在于，所述罐体(1)上设置有进气口(11)及出气口(12)，所述进气口(11)及所述出气口(12)的排列方向与所述换热通道内换热流体的流动方向相反。
14.如权利要求1所述的储气装置，其特征在于，还包括用于检测所述罐体(1)内气体温度的温度传感器。
15.如权利要求1所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)位于所述罐体(1)内。
16.如权利要求1所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)位于所述罐体(1)外壁上。
17.如权利要求1所述的储气装置，其特征在于，所述温度调节装置(2)为电控温装置。
18.一种空调系统，包括压缩机，其特征在于，还包括如权利要求1-17任一项所述的储气装置，储气装置的储气腔体与所述压缩机的压缩腔连通。
19.如权利要求18所述的空调系统，其特征在于，所述储气装置的温度调节装置(2)具有换热通道；
所述换热通道与空调系统的制冷循环回路连通。
20.一种应用权利要求1-17任一项所述的储气装置的稳压调节方法，其特征在于，包括步骤：
1)检测所述罐体(1)内气体物质的量的变化；
2)当气体物质的量增加时，温度调节装置(2)控制所述罐体(1)内的气体温度降低；
当气体物质的量减少时，温度调节装置(2)控制所述罐体(1)内的气体温度升高。
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