CN108168145B - 一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统及其控制方法，包括依次连接形成蒸气压缩制冷循环的压缩机、蒸发冷却器、节流阀、蒸发器，还包括依次连接形成第一吸附循环的第一吸附床、第一吸附冷凝器、第一吸附蒸发器，所述蒸发冷却器释放的冷凝热为第一吸附床提供热量。本发明可以在白天利用蒸气压缩制冷，并通过回收蒸气压缩制冷过程中产生的冷凝热储蓄冷量，在晚上利用所储蓄的冷量制冷，从而节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统及其控制方法。
背景技术
夏季白天日照强烈且时间长，气温高，公共建筑中央空调负荷大；夜晚气温相对较低，中央空调负荷低。中央空调在运行过程中，单纯消耗电能能耗大，而且在得到冷量时需要排出大量的冷凝热，不但增加城市的热污染，而且空调效率低。常规节能做法是采用错峰用电和水蓄冷技术，但是中央空调的耗电依然很大，给使用者造成经济负担。
吸附式制冷技术具有环境友好、可利用低品位热源、运行费用低等明显优势，符合当前社会对环保要求。如申请号为CN201110454931的一种冰蓄冷吸附热回收空调，将吸附制冷和蒸气压缩制冷串联起来共同工作；又如申请号为CN201010581180的一种吸附-机械压缩耦合制冷及蓄冷系统，吸附制冷中的蓄冷箱和蒸气压缩制冷中的壳管蒸发器并联起来。两份专利文献均公开了将吸附制冷系统和蒸气压缩制冷系统相结合的模式，但是两个系统共用制冷剂，不能单独控制，也不能很好地相互配合，没有考虑到实际需求与系统输出的匹配以及适应能力的调节，而且对于温度波动较大的热源和低品位热源，不能充分利用输出连续稳定的冷量，限制了吸附式制冷应用范围。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统及其控制方法，可以在白天利用蒸气压缩制冷，并通过回收蒸气压缩制冷过程中产生的冷凝热储蓄冷量，在晚上利用所储蓄的冷量制冷，从而节约能源。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统，包括依次连接形成蒸气压缩制冷循环的压缩机、蒸发冷却器、节流阀、蒸发器，还包括依次连接形成第一吸附循环的第一吸附床、第一吸附冷凝器、第一吸附蒸发器，所述蒸发冷却器释放的冷凝热为第一吸附床提供热量。
第一制冷剂在压缩机、蒸发冷却器、节流阀、蒸发器所连接而成的蒸气压缩制冷循环中循环，第二制冷剂在第一吸附床、第一吸附冷凝器、第一吸附蒸发器所连接而成的第一吸附循环中循环。
在白天，气温较高，制冷系统的制冷负荷较大，蒸气压缩制冷循环开启进行制冷，此时蒸气压缩制冷循环中的蒸气冷却器会放出大量的冷凝热，第一吸附床会吸收该冷凝热，随着第一吸附床的温度升高，第一吸附床内的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力下降，第一吸附循环内的第二制冷剂压力增大，达到冷凝压力后在第一吸附冷凝器中冷凝成液态，从而进行脱附蓄冷过程。在白天里利用第一吸附床有效地回收蒸发压缩制冷循环中释放的冷凝热，可以为晚上储蓄冷量。
在晚上，气温较低，制冷系统的制冷负荷较小，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时第一吸附床自然冷却，随着第一吸附床的温度降低，第一吸附床内的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力上升，第一吸附循环内的第二制冷剂压力减小，并在第一吸附蒸发器中蒸发成气态，从而进行脱附制冷过程。在晚上，蒸气压缩制冷循环停止工作，利用白天第一吸附循环所储蓄的冷量进行制冷，可以节约能源。
进一步地，所述制冷系统还包括外部热源、第二冷却风机以及依次连接形成第二吸附循环的第二吸附床、第二吸附冷凝器、第二吸附蒸发器，外部热源用于为第二吸附床提供热量，第二冷却风机用于冷却第二吸附床。
第三制冷剂在第二吸附床、第二吸附冷凝器、第二吸附蒸发器所连接而成的第二吸附循环中循环。
在白天，气温较高，制冷系统的制冷负荷较大，蒸气压缩制冷循环开启进行制冷，第一吸附床会吸收蒸气压缩制冷循环中所产生的冷凝热，第一吸附循环进行脱附蓄冷过程；同时启动第二冷却风机，第二冷却风机会冷却第二吸附床，第二吸附循环进行吸附制冷过程。在白天，蒸气压缩制冷循环作为主要制冷循环，第二吸附循环进行辅助制冷循环，第一吸附循环进行蓄冷，可以减轻白天用电高峰期的供电压力，而且在白天里有效地回收蒸发压缩制冷循环中释放的冷凝热，可以为晚上储蓄冷量。
在晚上，气温较低，制冷系统的制冷负荷较小，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时第一吸附床自然冷却，第一吸附循环进行脱附制冷过程；同时启动外部热源，第二吸附床吸收外部热源的热量，第二吸附循环进行脱附蓄冷过程。在晚上，蒸气压缩制冷循环停止工作，利用白天第一吸附循环所储蓄的冷量进行制冷，可以节约能耗，而且在晚上第二吸附循环吸收外部热源的热量，可以为白天储蓄冷量。
蒸气压缩制冷循环与第一吸附循环、第二吸附循环的制冷剂是相互独立的，互不影响的，因此可以在白天、晚上分别独立控制其工作模式。可以单独利用蒸气压缩制冷循环制冷，也可以单独利用第一吸附循环或第二吸附循环制冷，还可以同时利用蒸气压缩制冷循环和第二吸附循环一起制冷，从而使制冷系统更加节能、更加高效。
进一步地，所述第一吸附床设有备用热源，用于为第一吸附床辅助提供热量。
备用热源对第一吸附床进行加热，可以提高第一吸附床的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力，也即提高了第一吸附循环中所储蓄的冷量。因此可以根据晚上的实际制冷需求，通过备用热源调整第一吸附循环中所储蓄的冷量。
当在白天第一吸附床吸收蒸气冷却器所放出冷凝热后所储蓄的冷量，不足以维持整个晚上的制冷效果时，可以采用备用热源对第一吸附床进行加热，使第一吸附循环在晚上消耗完白天所储蓄的冷量后，再次进入脱附蓄冷过程。
为了保证在第一吸附循环在晚上消耗完白天所储蓄的冷量后，仍然保持持续的制冷，可以通过第二冷却风机冷却第二吸附床，使第二吸附循环进入吸附制冷过程，利用晚上通过外部热源的热量储蓄的冷量进行制冷。
进一步地，所述第一吸附床设有第一冷却风机，用于冷却第一吸附床。
在晚上，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时需要对第一吸附床进行冷却才可以使第一吸附循环进行吸附制冷过程。若通过自然冷却，冷却效率会较低。在第一吸附床处增设第一冷却风机，可以加快第一吸附床的冷却速度，提高第一吸附循环的吸附制冷效率。
进一步地，所述蒸发冷却器包括喷淋循环装置，所述喷淋循环装置设置在蒸发冷却器和第一吸附床之间。
为了使第一吸附床可以充分地吸收蒸发冷却器释放的冷凝热，通过喷淋循环装置，将冷却水喷洒在蒸发冷却器上，使冷却水充分地与蒸发冷却器换热，吸收了蒸发冷却器的冷却水再流向第一吸附床，从而提高第一吸附床对冷凝热的利用率。
进一步地，所述喷淋循环装置包括喷嘴、循环水泵、接水盘、管道，循环水泵安装在管道上，喷嘴与管道的出口相连并朝向蒸发冷却器，第一吸附床设置在蒸发冷却器的下方，接水盘与管道的入口相连并设置在第一吸附床的下方。
冷却水通过管道后从管道出口处的喷嘴喷出，均匀地洒在蒸发冷却器上，与蒸发冷却器进行充分的换热；吸收了冷凝热的冷却水在重力的作用下往下流向在蒸发冷却器下方的第一吸附床并与第一吸附床进行充分的换热，使第一吸附床温度升高；与第一吸附床换热后的冷凝水聚集在第一吸附床下方的接水盘里，接水盘里的冷却水在循环水泵的动力作用下再次进入管道进行喷淋循环。
进一步地，所述制冷系统还包括机柜，所述蒸发冷却器、第一吸附床、第一冷却风机、喷嘴、接水盘设置在机柜内，机柜的外侧壁设有通风格栅，顶壁设有通风口。
蒸发冷却器所释放的冷凝热不会全部被冷却水吸收，冷凝热没有被完全散走会影响到蒸气压缩制冷循环的制冷效率，浪费能源。因此，在机柜的外壁增设通风格栅，在第一冷却风机的作用下，机柜外部空气从通风格栅进入机柜内部，吸收机柜内部蒸发冷却器剩余的冷凝热后，从通风口排出机柜外部。
优选地，所述通风格栅为多个，均匀设置在机柜的外侧壁。为了使进入机柜内的空气可以尽量多地带走蒸发冷却器未被吸收的剩余冷凝热，在机柜外侧壁均匀设置的通风格栅，使得机柜外部空气可以均匀分散地进入机柜内，并包覆在蒸发冷却器周围，充分吸收剩余冷凝热。
进一步地，至少在所述第一吸附蒸发器、第二吸附蒸发器、蒸发器的其中一个配置有风机。
在第一吸附蒸发器、第二吸附蒸发器、蒸发器中的至少一个上配置风机，可以强制让室外新风或室内回风通过第一吸附蒸发器、第二吸附蒸发器、蒸发器中的至少一个进行温降和除湿，再排入需要调节空气温湿度的室内。
优选地，所设风机强制空气依次流经第一吸附蒸发器、第二吸附蒸发器、蒸发器。强制空气先经过第一吸附蒸发器和第二吸附蒸发器、再经过蒸发器，可以优先利用第一吸附循环或第二吸附循环所存储的冷量进行制冷，再利用蒸气压缩制冷循环进行制冷，从而提高能量的有效利用率。
一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统控制方法，包括以下步骤：
当制冷负荷较大时，启动蒸气压缩制冷循环制冷，蒸气压缩制冷循环中所释放的冷凝热使第一吸附床温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷，同时第二吸附床在第二冷却风机的冷却作用下温度降低，第二吸附循环进行吸附制冷。
当制冷负荷较小时，停止蒸气压缩制冷循环制冷，第一吸附床在自然冷却作用或第一冷却风机的冷却作用下温度降低，第一吸附循环进行吸附制冷，第二吸附床在外部热源的加热作用下温度升高，第二吸附循环进行脱附蓄冷。
在白天，气温较高，制冷负荷较大，在蒸气压缩制冷循环的过程中回收所产生的冷凝热，第一吸附循环利用该冷凝热为晚上的制冷储蓄冷量，同时第二吸附循环在蒸气压缩制冷循环作为主要制冷循环的基础上，进行辅助制冷。
在晚上，气温较低，制冷负荷较小，停止蒸气压缩制冷循环，利用第一吸附循环在白天所储蓄的冷量进行制冷，同时第二吸附循环利用外部能源的热量为白天的制冷储蓄冷量。
通过上述对蒸气压缩制冷循环、第一吸附循环、第二吸附循环在白天和晚上的不同控制，可以减轻白天用电高峰期的供电压力，并且使制冷系统更加节能、更加高效。
进一步地，所述吸附和蒸气压缩结合的制冷系统控制方法还包括以下步骤：
当白天第一吸附床所吸收的冷凝热不足或晚上制冷负荷提高，第一吸附床在备用热源的加热作用下温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷。
备用热源对第一吸附床进行加热，可以提高第一吸附床的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力，也即提高了第一吸附循环中所储蓄的冷量。因此可以根据晚上的实际制冷需求，通过备用热源调整第一吸附循环中所储蓄的冷量。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
（1）在白天第一吸附循环利用蒸气压缩制冷循环中的冷凝热进行脱附蓄冷，在晚上第一吸附循环利用白天所储蓄的冷量制冷，从而使制冷系统节能、高效；
（2）在晚上第二吸附循环利用外部热源的热量进行脱附蓄冷，在白天蒸气压缩制冷循环作为主要制冷循环，第二吸附循环利用晚上所储蓄的冷量作为辅助制冷循环，可以减轻白天用电高峰期的供电压力；
（3）通过备用热源的设置，可以提高第一吸附循环中所储蓄的冷量，以解决蒸气压缩制冷循环中的冷凝热不足的问题以及由于晚上制冷负荷提高导致制冷能力不足的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的示意图。
说明：1.压缩机；2.蒸发冷却器；10.风机；22.喷嘴；23.循环水泵；24.接水盘；25.管道；26.机柜；27.通风格栅；28.通风口；3.节流阀；4.蒸发器；51.第一吸附床；52.第二吸附床；61.第一吸附冷凝器；62.第二吸附冷凝器；71.第一吸附蒸发器；72.第二吸附蒸发器；81.备用热源；82.外部热源；91.第一冷却风机；92.第二冷却风机。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例
如图1所示，一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统，包括依次连接形成蒸气压缩制冷循环的压缩机1、蒸发冷却器2、节流阀3、蒸发器4，还包括依次连接形成第一吸附循环的第一吸附床51、第一吸附冷凝器6161、第一吸附蒸发器71，所述蒸发冷却器2释放的冷凝热为第一吸附床51提供热量。
第一制冷剂在压缩机1、蒸发冷却器2、节流阀3、蒸发器4所连接而成的蒸气压缩制冷循环中循环，第二制冷剂在第一吸附床51、第一吸附冷凝器6161、第一吸附蒸发器71所连接而成的第一吸附循环中循环。
在白天，气温较高，制冷系统的制冷负荷较大，蒸气压缩制冷循环开启进行制冷，此时蒸气压缩制冷循环中的蒸气冷却器会放出大量的冷凝热，第一吸附床51会吸收该冷凝热，随着第一吸附床51的温度升高，第一吸附床51内的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力下降，第一吸附循环内的第二制冷剂压力增大，达到冷凝压力后在第一吸附冷凝器6161中冷凝成液态，从而进行脱附蓄冷过程。在白天里利用第一吸附床51有效地回收蒸发压缩制冷循环中释放的冷凝热，可以为晚上储蓄冷量。
在晚上，气温较低，制冷系统的制冷负荷较小，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时第一吸附床51自然冷却，随着第一吸附床51的温度降低，第一吸附床51内的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力上升，第一吸附循环内的第二制冷剂压力减小，并在第一吸附蒸发器71中蒸发成气态，从而进行脱附制冷过程。在晚上，蒸气压缩制冷循环停止工作，利用白天第一吸附循环所储蓄的冷量进行制冷，可以节约能源。
进一步地，所述制冷系统还包括外部热源82、第二冷却风机92以及依次连接形成第二吸附循环的第二吸附床52、第二吸附冷凝器62、第二吸附蒸发器72，外部热源82用于为第二吸附床52提供热量，第二冷却风机92用于冷却第二吸附床52。
第三制冷剂在第二吸附床52、第二吸附冷凝器62、第二吸附蒸发器72所连接而成的第二吸附循环中循环。
在白天，气温较高，制冷系统的制冷负荷较大，蒸气压缩制冷循环开启进行制冷，第一吸附床51会吸收蒸气压缩制冷循环中所产生的冷凝热，第一吸附循环进行脱附蓄冷过程；同时启动第二冷却风机92，第二冷却风机92会冷却第二吸附床52，第二吸附循环进行吸附制冷过程。在白天，蒸气压缩制冷循环作为主要制冷循环，第二吸附循环进行辅助制冷循环，第一吸附循环进行蓄冷，可以减轻白天用电高峰期的供电压力，而且在白天里有效地回收蒸发压缩制冷循环中释放的冷凝热，可以为晚上储蓄冷量。
在晚上，气温较低，制冷系统的制冷负荷较小，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时第一吸附床51自然冷却，第一吸附循环进行脱附制冷过程；同时启动外部热源82，第二吸附床52吸收外部热源82的热量，第二吸附循环进行脱附蓄冷过程。在晚上，蒸气压缩制冷循环停止工作，利用白天第一吸附循环所储蓄的冷量进行制冷，可以节约能耗，而且在晚上第二吸附循环吸收外部热源82的热量，可以为白天储蓄冷量。
蒸气压缩制冷循环与第一吸附循环、第二吸附循环的制冷剂是相互独立的，互不影响的，因此可以在白天、晚上分别独立控制其工作模式。可以单独利用蒸气压缩制冷循环制冷，也可以单独利用第一吸附循环或第二吸附循环制冷，还可以同时利用蒸气压缩制冷循环和第二吸附循环一起制冷，从而使制冷系统更加节能、更加高效。
进一步地，所述第一吸附床51设有备用热源81，用于为第一吸附床51辅助提供热量。
备用热源81对第一吸附床51进行加热，可以提高第一吸附床51的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力，也即提高了第一吸附循环中所储蓄的冷量。因此可以根据晚上的实际制冷需求，通过备用热源81调整第一吸附循环中所储蓄的冷量。
当在白天第一吸附床51吸收蒸气冷却器所放出冷凝热后所储蓄的冷量，不足以维持整个晚上的制冷效果时，可以采用备用热源81对第一吸附床51进行加热，使第一吸附循环在晚上消耗完白天所储蓄的冷量后，再次进入脱附蓄冷过程。
为了保证在第一吸附循环在晚上消耗完白天所储蓄的冷量后，仍然保持持续的制冷，可以通过第二冷却风机92冷却第二吸附床52，使第二吸附循环进入吸附制冷过程，利用晚上通过外部热源82的热量储蓄的冷量进行制冷。
进一步地，所述第一吸附床51设有第一冷却风机91，用于冷却第一吸附床51。
在晚上，蒸气压缩制冷循环停止进行制冷，此时需要对第一吸附床51进行冷却才可以使第一吸附循环进行吸附制冷过程。若通过自然冷却，冷却效率会较低。在第一吸附床51处增设第一冷却风机91，可以加快第一吸附床51的冷却速度，提高第一吸附循环的吸附制冷效率。
进一步地，所述蒸发冷却器2包括喷淋循环装置，所述喷淋循环装置设置在蒸发冷却器2和第一吸附床51之间。
为了使第一吸附床51可以充分地吸收蒸发冷却器2释放的冷凝热，通过喷淋循环装置，将冷却水喷洒在蒸发冷却器2上，使冷却水充分地与蒸发冷却器2换热，吸收了蒸发冷却器2的冷却水再流向第一吸附床51，从而提高第一吸附床51对冷凝热的利用率。
进一步地，所述喷淋循环装置包括喷嘴22、循环水泵23、接水盘24、管道25，循环水泵23安装在管道25上，喷嘴22与管道25的出口相连并朝向蒸发冷却器2，第一吸附床51设置在蒸发冷却器2的下方，接水盘24与管道25的入口相连并设置在第一吸附床51的下方。
冷却水通过管道25后从管道25出口处的喷嘴22喷出，均匀地洒在蒸发冷却器2上，与蒸发冷却器2进行充分的换热；吸收了冷凝热的冷却水在重力的作用下往下流向在蒸发冷却器2下方的第一吸附床51并与第一吸附床51进行充分的换热，使第一吸附床51温度升高；与第一吸附床51换热后的冷凝水聚集在第一吸附床51下方的接水盘24里，接水盘24里的冷却水在循环水泵23的动力作用下再次进入管道25进行喷淋循环。
进一步地，所述制冷系统还包括机柜26，所述蒸发冷却器2、第一吸附床51、第一冷却风机91、喷嘴22、接水盘24设置在机柜26内，机柜26的外侧壁设有通风格栅27，顶壁设有通风口28。
蒸发冷却器2所释放的冷凝热不会全部被冷却水吸收，冷凝热没有被完全散走会影响到蒸气压缩制冷循环的制冷效率，浪费能源。因此，在机柜26的外壁增设通风格栅27，在第一冷却风机91的作用下，机柜26外部空气从通风格栅27进入机柜26内部，吸收机柜26内部蒸发冷却器2剩余的冷凝热后，从通风口28排出机柜26外部。
优选地，所述通风格栅27为多个，均匀设置在机柜26的外侧壁。为了使进入机柜26内的空气可以尽量多地带走蒸发冷却器2未被吸收的剩余冷凝热，在机柜26外侧壁均匀设置的通风格栅27，使得机柜26外部空气可以均匀分散地进入机柜26内，并包覆在蒸发冷却器2周围，充分吸收剩余冷凝热。
进一步地，至少在所述第一吸附蒸发器71、第二吸附蒸发器72、蒸发器4的其中一个配置有风机10。
在第一吸附蒸发器71、第二吸附蒸发器72、蒸发器4中的至少一个上配置风机10，可以强制让室外新风或室内回风通过第一吸附蒸发器71、第二吸附蒸发器72、蒸发器4中的至少一个进行温降和除湿，再排入需要调节空气温湿度的室内。
优选地，所设风机10强制空气依次流经第一吸附蒸发器71、第二吸附蒸发器72、蒸发器4。强制空气先经过第一吸附蒸发器71和第二吸附蒸发器72、再经过蒸发器4，可以优先利用第一吸附循环或第二吸附循环所存储的冷量进行制冷，再利用蒸气压缩制冷循环进行制冷，从而提高能量的有效利用率。
一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统控制方法，包括以下步骤：
当制冷负荷较大时，启动蒸气压缩制冷循环制冷，蒸气压缩制冷循环中所释放的冷凝热使第一吸附床51温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷，同时第二吸附床52在第二冷却风机92的冷却作用下温度降低，第二吸附循环进行吸附制冷。
当制冷负荷较小时，停止蒸气压缩制冷循环制冷，第一吸附床51在自然冷却作用或第一冷却风机91的冷却作用下温度降低，第一吸附循环进行吸附制冷，第二吸附床52在外部热源82的加热作用下温度升高，第二吸附循环进行脱附蓄冷。
在白天，气温较高，制冷负荷较大，在蒸气压缩制冷循环的过程中回收所产生的冷凝热，第一吸附循环利用该冷凝热为晚上的制冷储蓄冷量，同时第二吸附循环在蒸气压缩制冷循环作为主要制冷循环的基础上，进行辅助制冷。
在晚上，气温较低，制冷负荷较小，停止蒸气压缩制冷循环，利用第一吸附循环在白天所储蓄的冷量进行制冷，同时第二吸附循环利用外部能源的热量为白天的制冷储蓄冷量。
通过上述对蒸气压缩制冷循环、第一吸附循环、第二吸附循环在白天和晚上的不同控制，可以减轻白天用电高峰期的供电压力，并且使制冷系统更加节能、更加高效。
进一步地，所述吸附和蒸气压缩结合的制冷系统控制方法还包括以下步骤：
当白天第一吸附床51所吸收的冷凝热不足或晚上制冷负荷提高，第一吸附床51在备用热源81的加热作用下温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷。
备用热源81对第一吸附床51进行加热，可以提高第一吸附床51的吸附剂对第二制冷剂的吸附能力，也即提高了第一吸附循环中所储蓄的冷量。因此可以根据晚上的实际制冷需求，通过备用热源81调整第一吸附循环中所储蓄的冷量。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统，包括依次连接形成蒸气压缩制冷循环的压缩机（1）、蒸发冷却器（2）、节流阀（3）、蒸发器（4），其特征在于，还包括依次连接形成第一吸附循环的第一吸附床（51）、第一吸附冷凝器（61）、第一吸附蒸发器（71），所述蒸发冷却器（2）释放的冷凝热为第一吸附床（51）提供热量，还包括外部热源（82）、第二冷却风机（92）以及依次连接形成第二吸附循环的第二吸附床（52）、第二吸附冷凝器（62）、第二吸附蒸发器（72），外部热源（82）用于为第二吸附床（52）提供热量，第二冷却风机（92）用于冷却第二吸附床（52），所述第一吸附床（51）设有备用热源（81），用于为第一吸附床（51）辅助提供热量，所述第一吸附床（51）设有第一冷却风机（91），用于冷却第一吸附床（51）；
还包括喷淋循环装置，所述喷淋循环装置包括喷嘴（22）、循环水泵（23）、接水盘（24）、管道（25），循环水泵（23）安装在管道（25）上，喷嘴（22）与管道（25）的出口相连并朝向蒸发冷却器（2），第一吸附床（51）设置在蒸发冷却器（21）的下方，接水盘（24）与管道（25）的入口相连并设置在第一吸附床（51）的下方；
至少在所述第一吸附蒸发器（71）、第二吸附蒸发器（72）、蒸发器（4）的其中一个配置有风机（10）；
吸附和蒸气压缩结合的制冷系统的控制方法包括以下步骤：
当制冷负荷较大时，启动蒸气压缩制冷循环制冷，蒸气压缩制冷循环中的蒸发冷却器（2）所释放的冷凝热使第一吸附床（51）温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷，同时第二吸附床（52）在第二冷却风机（92）的冷却作用下温度降低，第二吸附循环进行吸附制冷；
当制冷负荷较小时，停止蒸气压缩制冷循环制冷，第一吸附床（51）在自然冷却作用或第一冷却风机（91）的冷却作用下温度降低，第一吸附循环进行吸附制冷，第二吸附床（52）在外部热源（82）的加热作用下温度升高，第二吸附循环进行脱附蓄冷；
当白天第一吸附床（51）所吸收的冷凝热不足或晚上制冷负荷提高，第一吸附床（51）在备用热源（81）的加热作用下温度升高，第一吸附循环进行脱附蓄冷。
2.根据权利要求1所述的吸附和蒸气压缩结合的制冷系统，其特征在于，还包括机柜（26），所述蒸发冷却器（2）、第一吸附床（51）、第一冷却风机（91）、喷嘴（22）、接水盘（23）设置在机柜（26）内，机柜（26）的外侧壁设有通风格栅（27），顶壁设有通风口（28）。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314744B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-conditioning system and operation control method thereof |
| CN204494922U (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-22 | 浙江国祥空调股份有限公司 | 一种蒸发冷凝满液式螺杆冷水机组 |
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| CN207662012U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-27 | 广东申菱环境系统股份有限公司 | 一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6314744B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-conditioning system and operation control method thereof |
| CN204494922U (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-22 | 浙江国祥空调股份有限公司 | 一种蒸发冷凝满液式螺杆冷水机组 |
| WO2017169925A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 日本電気株式会社 | 冷却システムおよび冷却方法 |
| CN105783329A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-07-20 | 云南师范大学 | 一种太阳能吸收式制冷与吸附式制冷复合的制冷系统 |
| CN207662012U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-27 | 广东申菱环境系统股份有限公司 | 一种吸附和蒸气压缩结合的制冷系统 |
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| Title |
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| 戎卫国.建筑节能原理与技术.华中科技大学出版社,2010,第204-205页. * |
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