CN110836429A - 一种带有新型过冷装置的空调系统 - Google Patents

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张恺
陈露芳
马明泉
姚炳如
吴少杰
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Abstract

本发明公开了一种带有新型过冷装置的空调系统，包括辐射致冷薄膜、腔体、冷凝器、换热器、水箱、储液器、分液集管、排气集管、吸气集管、压缩机、电动调节阀、膨胀阀、蒸发器、水泵。本发明通过辐射致冷薄膜制取冷水储存在水箱中，在用户需要供冷时，水箱中的冷水对制冷剂进行过冷，以提高单位制冷量，保护压缩机，节能环保。

Description

一种带有新型过冷装置的空调系统
技术领域
本发明属于制冷与空调设备节能技术领域，具体来说，涉及一种带有新型过冷装置的空调系统。
背景技术
随着经济的快速发展，空调已经成为建筑物不可缺少的重要设备。多联机空调具有舒适节能、方便灵活等优点，现已得到广泛的应用。多联机空调机组通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。与传统的中央空调系统相比，多联机空调具有节约能源、控制先进、机组适应性好、设计自由度高等优点；与传统空调相比，多联机空调具有集一拖多技术、节能技术和网络控制技术等多种高新技术于一身的优点；与多台家用空调相比，多联机空调具有投资较少、安装方便美观、控制灵活方便等优点。
现有的多联机空调系统由于室外机连接的室内机数量相对较多，导致冷凝器中制冷剂管道的压损增大、闪发气体所占的容积比容也增大，降低了空调系统的制冷效果。针对上述问题，中国专利CN109373644A提供了一种利用低温的冷凝水与冷媒换热，提高冷媒过冷度的空调过冷装置。其实施方法为在冷凝器的出口连接冷媒主管道，用接水盘收集空调制冷过程中产生的冷凝水，冷凝水与冷媒主管道的冷媒换热，从而提升冷媒的过冷度，但是该方法管道设计相对复杂。中国专利CN208735979U将液态冷媒定向引流，形成层流状态，与换热管充分接触，获得低温液态冷媒，提高换热性能。其实施方法为在冷凝器的筒体内通过支撑板安装过冷机构，过冷机构包括分流板和折流板，折流板具有若干块呈交替错开设置形成折流通道且在折流通道中布置换热管，分流板两侧与筒体两侧之间具有供液态冷媒流通的间隙通道且设有密封胶，液态冷媒与换热管充分接触，获得低温液态冷媒从而达到过冷。但是该方法占用了冷凝器的一部分换热面积，提高了冷凝压力，增加了压缩机的功耗。
针对上述不足，本发明公开一种带有新型过冷装置的空调系统，该装置通过辐射致冷薄膜将产生的冷量用于制取冷水，实现蓄冷功能；在用户需要供冷时，水箱中的冷水对制冷剂进行过冷，不仅可以提高单位制冷量，保护压缩机，同时可充分利用自然冷源，节能环保且系统结构简单。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种带有新型过冷装置的空调系统，通过辐射致冷薄膜将产生的冷量用于制取冷水，实现蓄冷功能；在用户需要供冷时，水箱中的冷水对制冷剂进行过冷，不仅可以提高单位制冷量，保护压缩机，同时可充分利用自然冷源，节能环保且系统结构简单。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案：
一种带有新型过冷装置的空调系统，该系统包括辐射致冷薄膜(1)、腔体(2)、冷凝器(3)、换热器(4)、水箱(5)、储液器(6)、分液集管(7)、排气集管(8)、第一压缩机(9)、吸气集管(10)、蒸发器(11)、第一膨胀阀(12)、第二膨胀阀(13)、第三膨胀阀(14)、第一电动调节阀(15)、第二调电动节阀(16)、第三电动调节阀(17)、第二压缩机(18)、第三压缩机(19)、水泵(20)。
作为优选例，所述系统在管段的连接方面主要有以下内容：
辐射致冷薄膜(1)放置在腔体(2)上，腔体(2)的输出端与管道s的输入端连接，管道s的输出端与水箱(5)的第一输入端连接，水箱(5)的输出端与管道r的输入端连接，管道r的输出端与换热器(4)的第一输入端相连，换热器(4)的第一输出端与管道z的输入端连接，管道z的输出端与水泵(20)的输入端连接，水泵(20)的输出端与管道q的输入端连接，管道q的输出端与腔体(2)的输入端连接；
冷凝器(3)的制冷剂管道输出端与管道p的输入端连接，管道p的输出端与换热器(4)的第二输入端连接，换热器(4)的第二输出端与管道o的输入端连接，管道o的输出端与储液器(6)的输入端连接，储液器(6)的输出端与管道n的输入端连接，管道n的输出端与分液集管(7)的输入端连接；
分液集管(7)的第一输出端与管道y的输入端连接，管道y的输出端与第三膨胀阀(14)的输入端连接，第三膨胀阀(14)的输出端与管道m的输入端连接，管道m的输出端与蒸发器(11)的第一输入端连接，蒸发器(11)的第一输出端与管道j的输入端连接，管道j的输出端与第六电动调节阀(17)的输入端连接，第六电动调节阀(17)的输出端与管道v的输入端连接，管道v的输出端与吸气集管(10)的第一输入端连接；
吸气集管(10)的第一输出端与管道g的输入端连接，管道g的输出端与第一压缩机(9)的输入端连接，第一压缩机(9)的输出端与管道d的输入端连接，管道d的输出端与排气集管(8)的第一输入端连接；
分液集管(7)的第二输出端与管道x的输入端连接，管道x的输出端与第二膨胀阀(13)的输入端连接，第二膨胀阀(13)的输出端与管道1的输入端连接，管道1的输出端与蒸发器(11)的第二输入端连接，蒸发器(11)的第二输出端与管道i的输入端连接，管道i的输出端与第五电动调节阀(16)的输入端连接，第五电动调节阀(16)的输出端与管道u的输入端连接，管道u的输出端与吸气集管(10)的第二输入端连接；
吸气集管(10)的第二输出端与管道f的输入端连接，管道f的输出端与第二压缩机(18)的输入端连接，第二压缩机(18)的输出端与管道c的输入端连接，管道c的输出端与排气集管(8)的第二输入端连接；
分液集管(7)的第三输出端与管道w的输入端连接，管道w的输出端与第一膨胀阀(12)的输入端连接，第一膨胀阀(12)的输出端与管道k的输入端连接，管道k的输出端与蒸发器(11)的第三输入端连接，蒸发器(11)的第三输出端与管道h的输入端连接，管道h的输出端与第四电动调节阀(15)的输入端连接，第四电动调节阀(15)的输出端与管道t的输入端连接，管道t的输出端与吸气集管(10)的第三输入端连接；
吸气集管(10)的第三输出端与管道e的输入端连接，管道e的输出端与第三压缩机(19)的输入端连接，第三压缩机(19)的输出端与管道b的输入端连接，管道b的输出端与排气集管(8)的第三输入端连接，排气集管(8)的输出端与管道a的输入端连接，管道a的输出端与冷凝器(3)的制冷剂管道输入端连接，形成一个完整的回路；
水箱(5)的第二输入端与管道a’的输出端连接，管道a’为补水管。
作为优选例，所述的辐射致冷薄膜，在8-13μm波段(“大气窗口”波段)内发射率大于0.90；同时，在0.25-3μm波段(太阳热辐射波段)的反射率大于0.90；
所述的辐射致冷薄膜，可以是超材料的光谱选择性膜，纳米激光性选择发射材料，或者辐射致冷涂层或涂料中的一种。
作为优选例，所述的辐射致冷薄膜放置在腔体上，辐射致冷薄膜与外太空进行辐射换热获得的冷量对腔体内的水进行降温，降温后的冷水存储在水箱中。
作为优选例，所述的水箱中的冷水在水泵作用下进入换热器，对换热器中的制冷剂进行过冷。
作为优选例，所述系统主要存在以下两种模式：
蓄冷模式：在空调系统不运行时，辐射致冷薄膜(1)与外太空进行辐射换热，获得的冷量对腔体(2)内的水进行降温，降温后的冷水通过管道s进入水箱(5)，存储备用；
供冷模式：当室外温度高于25度且用户需要供冷时，开启空调系统，冷凝器(3)中的制冷剂经过管道p进入换热器(4)，此时启动水泵(20)，水箱(5)中的冷水在水泵(20)作用下，经过管道r进入换热器(4)对制冷剂进行过冷，过冷后的制冷剂经过储液器(6)、分液集管(7)，根据用户实际供冷需求，自动调节第一膨胀阀(12)、第二膨胀阀(13)、第三膨胀阀(14)、第一电动调节阀(15)、第二调电动节阀(16)、第三电动调节阀(17)的开度，以控制制冷剂流量，制冷剂进入蒸发器(11)后，在蒸发器(11)中蒸发，进而对房间进行降温，蒸发后的气态制冷剂经由吸气集管(10)进入第一压缩机(9)、第二压缩机(18)、第三压缩机(19)，分别通过管道d、管道c、管道b进入排气集管(8)，再经由管道a进入冷凝器(3)，完成循环。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：通过辐射致冷薄膜将产生的冷量用于制取冷水，实现蓄冷功能；在用户需要供冷时，水箱中的冷水对制冷剂进行过冷，不仅可以提高单位制冷量，保护压缩机，同时可充分利用自然冷源，节能环保且系统结构简单。
附图说明
图1是一种带有新型过冷装置的空调系统示意图；
图中的标号名称：1、辐射致冷薄膜；2、腔体；3、冷凝器；4、换热器；5、水箱；6、储液器；7、分液集管；8、排气集管；9、第一压缩机；10、吸气集管；11、蒸发器；12、第一膨胀阀；13、第二膨胀阀；14、第三膨胀阀；15、第一电动调节阀；16、第二电动调节阀；17、第三电动调节阀；18、第二压缩机；19、第三压缩机；20、水泵。
具体实施方法
如图1所示，该发明所述的是一种带有新型过冷装置的空调系统，装置包括1、辐射致冷薄膜；2、腔体；3、冷凝器；4、换热器；5、水箱；6、储液器；7、分液集管；8、排气集管；9、第一压缩机；10、吸气集管；11、蒸发器；12、第一膨胀阀；13、第二膨胀阀；14、第三膨胀阀；15、第一电动调节阀；16、第二电动调节阀；17、第三电动调节阀；18、第二压缩机；19、第三压缩机；20、水泵。该发明中各个环路的连接方式按照以下几点进行操作：
辐射致冷薄膜(1)放置在腔体(2)上，腔体(2)的输出端与管道s的输入端连接，管道s的输出端与水箱(5)的第一输入端连接，水箱(5)的输出端与管道r的输入端连接，管道r的输出端与换热器(4)的第一输入端相连，换热器(4)的第一输出端与管道z的输入端连接，管道z的输出端与水泵(20)的输入端连接，水泵(20)的输出端与管道q的输入端连接，管道q的输出端与腔体(2)的输入端连接；
冷凝器(3)的制冷剂管道输出端与管道p的输入端连接，管道p的输出端与换热器(4)的第二输入端连接，换热器(4)的第二输出端与管道o的输入端连接，管道o的输出端与储液器(6)的输入端连接，储液器(6)的输出端与管道n的输入端连接，管道n的输出端与分液集管(7)的输入端连接；
分液集管(7)的第一输出端与管道y的输入端连接，管道y的输出端与第三膨胀阀(14)的输入端连接，第三膨胀阀(14)的输出端与管道m的输入端连接，管道m的输出端与蒸发器(11)的第一输入端连接，蒸发器(11)的第一输出端与管道j的输入端连接，管道j的输出端与第六电动调节阀(17)的输入端连接，第六电动调节阀(17)的输出端与管道v的输入端连接，管道v的输出端与吸气集管(10)的第一输入端连接；
吸气集管(10)的第一输出端与管道g的输入端连接，管道g的输出端与第一压缩机(9)的输入端连接，第一压缩机(9)的输出端与管道d的输入端连接，管道d的输出端与排气集管(8)的第一输入端连接；
分液集管(7)的第二输出端与管道x的输入端连接，管道x的输出端与第二膨胀阀(13)的输入端连接，第二膨胀阀(13)的输出端与管道1的输入端连接，管道1的输出端与蒸发器(11)的第二输入端连接，蒸发器(11)的第二输出端与管道i的输入端连接，管道i的输出端与第五电动调节阀(16)的输入端连接，第五电动调节阀(16)的输出端与管道u的输入端连接，管道u的输出端与吸气集管(10)的第二输入端连接；
吸气集管(10)的第二输出端与管道f的输入端连接，管道f的输出端与第二压缩机(18)的输入端连接，第二压缩机(18)的输出端与管道c的输入端连接，管道c的输出端与排气集管(8)的第二输入端连接；
分液集管(7)的第三输出端与管道w的输入端连接，管道w的输出端与第一膨胀阀(12)的输入端连接，第一膨胀阀(12)的输出端与管道k的输入端连接，管道k的输出端与蒸发器(11)的第三输入端连接，蒸发器(11)的第三输出端与管道h的输入端连接，管道h的输出端与第四电动调节阀(15)的输入端连接，第四电动调节阀(15)的输出端与管道t的输入端连接，管道t的输出端与吸气集管(10)的第三输入端连接；
吸气集管(10)的第三输出端与管道e的输入端连接，管道e的输出端与第三压缩机(19)的输入端连接，第三压缩机(19)的输出端与管道b的输入端连接，管道b的输出端与排气集管(8)的第三输入端连接，排气集管(8)的输出端与管道a的输入端连接，管道a的输出端与冷凝器(3)的制冷剂管道输入端连接，形成一个完整的回路；
水箱(5)的第二输入端与管道a’的输出端连接，管道a’为补水管。
辐射致冷薄膜，在8-13μm波段(“大气窗口”波段)内发射率大于0.90；同时，在0.25-3μm波段(太阳热辐射波段)的反射率大于0.90；
辐射致冷薄膜，可以是超材料的光谱选择性膜，纳米激光性选择发射材料，或者辐射致冷涂层或涂料中的一种。
辐射致冷薄膜放置在腔体上，辐射致冷薄膜与外太空进行辐射换热获得的冷量对腔体内的水进行降温，降温后的冷水存储在水箱中。
水箱中的冷水在水泵作用下进入换热器，对换热器中的制冷剂进行过冷。
该发明有如下两种模式：
蓄冷模式：在空调系统不运行时，辐射致冷薄膜(1)与外太空进行辐射换热，获得的冷量对腔体(2)内的水进行降温，降温后的冷水通过管道s进入水箱(5)，存储备用；
供冷模式：当室外温度高于25度且用户需要供冷时，开启空调系统，冷凝器(3)中的制冷剂经过管道p进入换热器(4)，此时启动水泵(20)，水箱(5)中的冷水在水泵(20)作用下，经过管道r进入换热器(4)对制冷剂进行过冷，过冷后的制冷剂经过储液器(6)、分液集管(7)，根据用户实际供冷需求，自动调节第一膨胀阀(12)、第二膨胀阀(13)、第三膨胀阀(14)、第一电动调节阀(15)、第二调电动节阀(16)、第三电动调节阀(17)的开度，以控制制冷剂流量，制冷剂进入蒸发器(11)后，在蒸发器(11)中蒸发，进而对房间进行降温，蒸发后的气态制冷剂经由吸气集管(10)进入第一压缩机(9)、第二压缩机(18)、第三压缩机(19)，分别通过管道d、管道c、管道b进入排气集管(8)，再经由管道a进入冷凝器(3)，完成循环。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带有新型过冷装置的空调系统，其特征在于：
包括辐射致冷薄膜(1)、腔体(2)、冷凝器(3)、换热器(4)、水箱(5)、储液器(6)、分液集管(7)、排气集管(8)、第一压缩机(9)、吸气集管(10)、蒸发器(11)、第一膨胀阀(12)、第二膨胀阀(13)、第三膨胀阀(14)、第一电动调节阀(15)、第二调电动节阀(16)、第三电动调节阀(17)、第二压缩机(18)、第三压缩机(19)、水泵(20)。
2.根据权利要求1所述的一种带有新型过冷装置的空调系统，各个环路之间相互连接，其特征在于：
辐射致冷薄膜(1)放置在腔体(2)上，腔体(2)的输出端与管道s的输入端连接，管道s的输出端与水箱(5)的第一输入端连接，水箱(5)的输出端与管道r的输入端连接，管道r的输出端与换热器(4)的第一输入端相连，换热器(4)的第一输出端与管道z的输入端连接，管道z的输出端与水泵(20)的输入端连接，水泵(20)的输出端与管道q的输入端连接，管道q的输出端与腔体(2)的输入端连接；
冷凝器(3)的制冷剂管道输出端与管道p的输入端连接，管道p的输出端与换热器(4)的第二输入端连接，换热器(4)的第二输出端与管道o的输入端连接，管道o的输出端与储液器(6)的输入端连接，储液器(6)的输出端与管道n的输入端连接，管道n的输出端与分液集管(7)的输入端连接；
分液集管(7)的第一输出端与管道y的输入端连接，管道y的输出端与第三膨胀阀(14)的输入端连接，第三膨胀阀(14)的输出端与管道m的输入端连接，管道m的输出端与蒸发器(11)的第一输入端连接，蒸发器(11)的第一输出端与管道j的输入端连接，管道j的输出端与第六电动调节阀(17)的输入端连接，第六电动调节阀(17)的输出端与管道v的输入端连接，管道v的输出端与吸气集管(10)的第一输入端连接；
吸气集管(10)的第一输出端与管道g的输入端连接，管道g的输出端与第一压缩机(9)的输入端连接，第一压缩机(9)的输出端与管道d的输入端连接，管道d的输出端与排气集管(8)的第一输入端连接；
分液集管(7)的第二输出端与管道x的输入端连接，管道x的输出端与第二膨胀阀(13)的输入端连接，第二膨胀阀(13)的输出端与管道1的输入端连接，管道1的输出端与蒸发器(11)的第二输入端连接，蒸发器(11)的第二输出端与管道i的输入端连接，管道i的输出端与第五电动调节阀(16)的输入端连接，第五电动调节阀(16)的输出端与管道u的输入端连接，管道u的输出端与吸气集管(10)的第二输入端连接；
吸气集管(10)的第二输出端与管道f的输入端连接，管道f的输出端与第二压缩机(18)的输入端连接，第二压缩机(18)的输出端与管道c的输入端连接，管道c的输出端与排气集管(8)的第二输入端连接；
分液集管(7)的第三输出端与管道w的输入端连接，管道w的输出端与第一膨胀阀(12)的输入端连接，第一膨胀阀(12)的输出端与管道k的输入端连接，管道k的输出端与蒸发器(11)的第三输入端连接，蒸发器(11)的第三输出端与管道h的输入端连接，管道h的输出端与第四电动调节阀(15)的输入端连接，第四电动调节阀(15)的输出端与管道t的输入端连接，管道t的输出端与吸气集管(10)的第三输入端连接；
吸气集管(10)的第三输出端与管道e的输入端连接，管道e的输出端与第三压缩机(19)的输入端连接，第三压缩机(19)的输出端与管道b的输入端连接，管道b的输出端与排气集管(8)的第三输入端连接，排气集管(8)的输出端与管道a的输入端连接，管道a的输出端与冷凝器(3)的制冷剂管道输入端连接，形成一个完整的回路；
水箱(5)的第二输入端与管道a’的输出端连接，管道a’为补水管。
3.按照权利要求1所述的一种带有新型过冷装置的空调系统，其特征在于，所述的辐射致冷薄膜(1)，在8-13μm波段(“大气窗口”波段)内发射率大于0.90；同时，在0.25-3μm波段(太阳热辐射波段)的反射率大于0.90；
所述的辐射致冷薄膜(1)，可以是超材料的光谱选择性膜，纳米激光性选择发射材料，或者辐射致冷涂层或涂料中的一种。
4.按照权利要求1所述的一种带有新型过冷装置的空调系统，其特征在于，所述的辐射致冷薄膜(1)放置在腔体(2)上，辐射致冷薄膜(1)与外太空进行辐射换热获得的冷量对腔体(2)内的水进行降温，降温后的冷水存储在水箱(5)中。
5.按照权利要求1所述的一种带有新型过冷装置的空调系统，其特征在于，所述的水箱(5)中的冷水在水泵(20)作用下进入换热器(4)，对换热器(4)中的制冷剂进行过冷。
6.按照权利要求1所述的一种带有新型过冷装置的空调系统，其特征在于分为蓄冷模式和供冷模式，具体工作情况如下：
蓄冷模式：在空调系统不运行时，辐射致冷薄膜(1)与外太空进行辐射换热，获得的冷量对腔体(2)内的水进行降温，降温后的冷水通过管道s进入水箱(5)，存储备用；
供冷模式：当室外温度高于25度且用户需要供冷时，开启空调系统，冷凝器(3)中的制冷剂经过管道p进入换热器(4)，此时启动水泵(20)，水箱(5)中的冷水在水泵(20)作用下，经过管道r进入换热器(4)对制冷剂进行过冷，过冷后的制冷剂经过储液器(6)、分液集管(7)，根据用户实际供冷需求，自动调节第一膨胀阀(12)、第二膨胀阀(13)、第三膨胀阀(14)、第一电动调节阀(15)、第二调电动节阀(16)、第三电动调节阀(17)的开度，以控制制冷剂流量，制冷剂进入蒸发器(11)后，在蒸发器(11)中蒸发，进而对房间进行降温，蒸发后的气态制冷剂经由吸气集管(10)进入第一压缩机(9)、第二压缩机(18)、第三压缩机(19)，分别通过管道d、管道c、管道b进入排气集管(8)，再经由管道a进入冷凝器(3)，完成循环。
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