CN112303970A - 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法 - Google Patents

利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112303970A
CN112303970A CN202011204382.1A CN202011204382A CN112303970A CN 112303970 A CN112303970 A CN 112303970A CN 202011204382 A CN202011204382 A CN 202011204382A CN 112303970 A CN112303970 A CN 112303970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
defrosting
conditioning system
heat exchanger
condenser
evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011204382.1A
Other languages
English (en)
Inventor
于宗伟
周进
叶润泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202011204382.1A priority Critical patent/CN112303970A/zh
Publication of CN112303970A publication Critical patent/CN112303970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/41—Defrosting; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法。所述的空调系统包括：多级制冷循环，所述多级制冷循环的蒸发器依次设置在送风管道中，其中，所述多级制冷循环共用一套冷凝器，在所述冷凝器的出水管道上并联一支路，所述支路上连接一融霜换热器，所述融霜换热器设于最后一级蒸发器的前端，其进水管道上设有融霜阀，出水管道上设有单向阀。本发明充分利用冷凝后的高温废水和融霜换热器对最后一级蒸发器进行化霜，化霜期间不影响整机的运行，送风温度波动小。

Description

利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法。
背景技术
飞机地面空调机组主要用于向地面停机状态的飞机提供一定流量、压力及温度的通风空气，是一种满足飞机舱内工作人员及旅客登机后空调供给要求的飞机地面保障设备。由于飞机要求输入室外新风，天气热时新风温度高达35℃，而要求的送风温度≤2℃,为满足送风温度要求，蒸发器蒸发温度往往会低至-2℃，甚至在-2℃以下工作，也就是说，需要大焓差送风。在这种工况下运行，最后一级蒸发器翅片表面温度低于该处空气露点温度且低于0℃时，会在换热器上形成霜层，霜层的热导率很低，热阻很大，结霜越厚，换热器的制冷效果就越差，霜层过厚将使换热器换热条件恶化，造成温度下降缓慢，制冷系统的制冷量下降，降温困难，耗电量增加，达不到要求的送风温度。
目前机组化霜方式主要有：①旁通融霜：即将系统冷媒旁通，减少冷媒循环量，减少系统换热量，提高蒸发器的蒸发温度来进行化霜。这种化霜方式，在化霜时间段内的送风温度是不满足要求的，造成较长时间送风温度的波动。而且完成化霜后，系统仍要运行一段时间才能稳定循环，恢复原送风温度。②电热融霜：在蒸发器前增加电热管，电热管加热使蒸发器温度升高，将霜融化。这种方式电热管耗电大，而且化霜阶段不能保证正常的送风温度。③中国专利CN209877196U公开了一种双风道双表冷融霜型低温空调系统，该系统采用两个表冷机构（蒸发器），通过交替使用两种冷媒、热媒介质在制冷和融霜之间切换，使得低温空调系统能够持续运行。这种系统结构复杂，设备成本和运行成本高。
综上，现有用于飞机地面空调的机组存在以下技术问题：
1、低送风情况下换热器结霜，影响制冷效果；
2、电加热融霜方式耗电大，而且化霜阶段不能保证正常的送风温度；
3、热气旁通除霜或双蒸发器双介质切换方案均存在送风温度波动较大、设备复杂和运行成本较高的问题。
发明内容
本发明提出一种利用冷凝废热化霜的空调系统，以解决现有技术中存在的化霜阶段温度波动较大、设备复杂和运行成本较高的问题。
本发明提出一种利用冷凝废热化霜的空调系统，包括：多级制冷循环，所述多级制冷循环的蒸发器依次设置在送风管道中，其中，所述多级制冷循环共用一套冷凝器，在所述冷凝器的出水管道上并联一支路，所述支路上连接一融霜换热器，所述融霜换热器设于最后一级蒸发器的前端，其进水管道上设有融霜阀，出水管道上设有单向阀。
优选地，还包括一设于第一级蒸发器前端，用于预冷空气的表冷器。
在一实施例中，所述表冷器的进水管道与一中央空调系统的冷冻水出水管道连通，所述表冷器的出水管道与所述冷凝器的进水管道连通，所述冷凝器的出水管道与冷冻水的回水管道连通。
在另一实施例中，还包括一冷却塔，所述表冷器的出水管道和所述冷凝器的进水管道连通，所述冷凝器的出水管道与所述冷却塔的进水管道连通。
在一优选实施例中，本发明提出的空调系统包括二级制冷循环统，第一级制冷循环的蒸发器前端设有表冷器，所述表冷器的进水管道与一中央空调系统的冷冻水出水管道连通，出水管道与所述冷凝器的进水管道连通，所述融霜换热器设于第二级蒸发器前端。
优选地，所述冷凝器采用壳管式换热器，各级制冷系统的冷凝管道独立设置。
优选地，各级蒸发器均采用翅片式换热器 。
优选地，所述送风管道中设有送风机，所述送风机采用增压离心风机。
本发明还提出一种上述空调系统的化霜控制方法，包括：当最后一级蒸发器满足化霜条件时，控制器控制融霜换热器进水管道上的融霜阀和出水管道上的单向阀开启，将所述冷凝器出水管道内的热水引入所述融霜换热器对最后一级蒸发器进行化霜；化霜结束后，关闭所述融霜阀和所述单向阀，将融霜换热器内的热水全部流出，汇集到所述冷凝器的出水管道中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、充分利用冷凝后的高温废水和融霜换热器对最后一级蒸发器进行化霜，化霜期间不影响整机的运行，送风温度波动小；
2、化霜期期间融霜换热器的热水来源于冷凝器的废热，无需增加额外的功耗；
3、利用地面中央空调系统的冷冻水对空气进行预热，提高飞机空调系统的能效，降低设备运行成本。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1为本发明空调系统的原理图；
图2为本发明化霜控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
本发明提出的空调系统采用多级制冷循环，多级直接蒸发式换热，通过制冷剂在蒸发器盘管内的蒸发，使空气冷却降温，并利用送风机将低温空气送入飞机机舱。多级制冷循环的冷凝器共用一套冷却水循环。在第一级蒸发器的前端还可以设置表冷器，充分利用地面中央空调的冷冻水对进入第一级蒸发器的空气进行预热，提高空调系统的能效比。本发明在最后一级蒸发器前面加设融霜换热器，利用冷凝后排出的热水携带的废热提高进入最后一级蒸发器的送风温度，对蒸发器化霜。化霜过程对制冷循环系统无任何影响，既节能又可减少化霜时的温度波动。
在图1所示的实施例中，本发明提出的利用冷凝废热化霜的空调系统由两级制冷循环组成，第一制冷循环包括：第一压缩机1、冷凝器2、第一电子膨胀阀3和一级蒸发器4。第二制冷循环包括第二压缩机5、冷凝器2、第二电子膨胀阀6和第二级蒸发器7。从图1中可以看出，多级制冷循环的蒸发器依次设置在送风管道中（图中虚线所示），送风管道中设有送风机8，可以采用增压离心风机。两个制冷循环共用一个冷凝器2，该冷凝器可以采用卧式壳管式换热器，其内的两个循环系统的冷凝管是独立设计的，可以通过不同的换热面积、流量等控制，达到不同的冷凝要求。
在冷凝器2的出水管道上并联一支路9，该支路上连接一融霜换热器10，融霜换热器设于二级蒸发器7的前端，其进水管道上设有融霜阀11，出水管道上设有单向阀12。
本发明在在最后一级蒸发器前加设融霜换热器，该融霜换热器10连通冷凝器2，冷凝器排水携带的废热(热水)引入融霜换热器中用于提高送风温度，对最后一级蒸发器化霜。化霜时，打开融霜阀11和单向阀12，融霜换热器中通入热水，送风机送风时经过融霜换热器的空气会被加热，从而提高进入最后一级蒸发器的送风温度，对其进行融霜。化霜结束时，关闭冷凝器与表冷器之间设置的融霜阀11和融霜换热器出水管道上的单向阀12，切断热水，恢复正常的送风温度。
优选地，在第一级蒸发器4的前端还可以设置对空气预冷的表冷器13。该表冷器的进水管道与机场地面的中央空调系统的冷冻水出水管道连通，表冷器的出水管道与冷凝器2的进水管道连通，冷凝器的出水管道与冷冻水的回水管道连通。
在另一实施例中，可以使用一冷却塔替代地面中央空调系统，表冷器13的出水管道和冷凝器2的进水管道连通，冷凝器的出水管道与冷却塔的进水管道连通。
如图1所示，该实施例包括表冷器供冷和两级压缩制冷，表冷器13连接地面中央空调输出的冷冻水，作为对空气的预热，表冷器中的冷冻水经换热后流入冷凝器2中，给两个压缩制冷循环系统中的冷媒提供冷凝降温。冷凝器2使用壳管式换热器，两级制冷系统共用该壳管式换热器。一级蒸发器和二级蒸发器均使用翅片式换热器，并依次设置在送风管道中。机组运行时，飞机供气气流经过表冷器13预冷后、由送风机8进口吸入到风机内部经增压后从出口吹出，通过风道送往一级蒸发器4和二级蒸发器7，最后由送风管道通过飞机接口送入飞机内部。
一般蒸发器在-2℃至-3℃时会结霜，按机组送风温度要求，最后一级蒸发器的蒸发温度刚好在这个范围。本发明提出的化霜控制方法包括：实时检测最后一级蒸发器的温度，当最后一级蒸发器满足化霜条件时，控制器控制融霜换热器进水管道上的融霜阀和出水管道上的单向阀开启，将冷凝器出水管道内的热水引入融霜换热器中对流经的冷空气进行换热，提高送风温度，相对较高温度的空气再流经最后一级蒸发器，融化其表面霜层，完成化霜处理；化霜结束后，控制器控制关闭融霜阀和单向阀，将融霜换热器内的热水全部流出，汇集到所述冷凝器的出水管道中。
融霜换热器出水管上设置的单向阀用于防止在化霜结束后，壳管的出水回流到融霜换热器中。
本发明的优势在于：
1.化霜期间，送风温度波动小。
常规机组冷媒旁通方案化霜，化霜完成后，机组需要运行一段时间才能恢复稳定状态，这段时间送风温度较高，无法满足正常需求。本发明利用冷凝热水升温化霜，无需调节压缩制冷系统，化霜结束后，排掉融霜换热器中的水后，送风温度迅速恢复，因此化霜期间送风温度波动较小。
2.化霜方案无额外能耗。
电热化霜方案是靠加热电热管发热来融霜，能耗较高。本发明利用冷凝器冷凝后的热水来提高送风温度，保证最后一级蒸发器融霜，属于废热利用，化霜完全无能耗。
以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用冷凝废热化霜的空调系统，包括：多级制冷循环，所述多级制冷循环的蒸发器依次设置在送风管道中，其特征在于，所述多级制冷循环共用一套冷凝器，在所述冷凝器的出水管道上并联一支路，所述支路上连接一融霜换热器，所述融霜换热器设于最后一级蒸发器的前端，其进水管道上设有融霜阀，出水管道上设有单向阀。
2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，还包括一设于第一级蒸发器前端，用于预冷空气的表冷器。
3.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述表冷器的进水管道与一中央空调系统的冷冻水出水管道连通，所述表冷器的出水管道与所述冷凝器的进水管道连通，所述冷凝器的出水管道与所述冷冻水的回水管道连通。
4.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，还包括一冷却塔，所述表冷器的出水管道和所述冷凝器的进水管道连通，所述冷凝器的出水管道与所述冷却塔的进水管道连通。
5.如权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，包括：二级制冷循环，第一级制冷循环的蒸发器前端设有表冷器，所述表冷器的进水管道与一中央空调系统的冷冻水出水管道连通，出水管道与所述冷凝器的进水管道连通，所述融霜换热器设于第二级蒸发器前端。
6.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷凝器采用壳管式换热器，各级制冷系统的冷凝管道独立设置。
7.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，各级蒸发器均采用翅片式换热器 。
8.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述送风管道中设有送风机。
9.如权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述送风机采用增压离心风机。
10.一种权利要求1-9任一项所述空调系统的化霜控制方法，其特征在于，当最后一级蒸发器满足化霜条件时，控制器控制融霜换热器进水管道上的融霜阀和出水管道上的单向阀开启，将所述冷凝器出水管道内的热水引入所述融霜换热器对最后一级蒸发器进行化霜；化霜结束后，关闭所述融霜阀和所述单向阀，将融霜换热器内的热水全部流出，汇集到所述冷凝器的出水管道中。
CN202011204382.1A 2020-11-02 2020-11-02 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法 Pending CN112303970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011204382.1A CN112303970A (zh) 2020-11-02 2020-11-02 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011204382.1A CN112303970A (zh) 2020-11-02 2020-11-02 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112303970A true CN112303970A (zh) 2021-02-02

Family

ID=74333649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011204382.1A Pending CN112303970A (zh) 2020-11-02 2020-11-02 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112303970A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113124513A (zh) * 2021-05-06 2021-07-16 珠海格力电器股份有限公司 空调系统及其控制方法
CN113686064A (zh) * 2021-08-30 2021-11-23 浙江铭鑫冷链设备有限公司 一种冷风机余热化霜系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201697248U (zh) * 2010-01-20 2011-01-05 广东申菱空调设备有限公司 多工况预冷型变频节能的飞机地面空调机组
CN201697249U (zh) * 2010-01-20 2011-01-05 广东申菱空调设备有限公司 双冷却源的飞机地面空调机组
KR20190023011A (ko) * 2017-08-25 2019-03-07 제주대학교 산학협력단 시설원예용 연속난방 공기조화 시스템
CN110371315A (zh) * 2019-08-20 2019-10-25 无锡雪鸥移动空调有限公司 蓄冷式低能耗飞机地面空调
CN111102660A (zh) * 2019-12-23 2020-05-05 广东申菱环境系统股份有限公司 一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201697248U (zh) * 2010-01-20 2011-01-05 广东申菱空调设备有限公司 多工况预冷型变频节能的飞机地面空调机组
CN201697249U (zh) * 2010-01-20 2011-01-05 广东申菱空调设备有限公司 双冷却源的飞机地面空调机组
KR20190023011A (ko) * 2017-08-25 2019-03-07 제주대학교 산학협력단 시설원예용 연속난방 공기조화 시스템
CN110371315A (zh) * 2019-08-20 2019-10-25 无锡雪鸥移动空调有限公司 蓄冷式低能耗飞机地面空调
CN111102660A (zh) * 2019-12-23 2020-05-05 广东申菱环境系统股份有限公司 一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113124513A (zh) * 2021-05-06 2021-07-16 珠海格力电器股份有限公司 空调系统及其控制方法
CN113686064A (zh) * 2021-08-30 2021-11-23 浙江铭鑫冷链设备有限公司 一种冷风机余热化霜系统
CN113686064B (zh) * 2021-08-30 2022-09-27 浙江铭鑫冷链设备有限公司 一种冷风机余热化霜系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204923448U (zh) 空调热水系统
CN107178833B (zh) 热回收外机系统和空调系统
CN100538208C (zh) 一种双温冷水/冷风机组
CN106016771A (zh) 太阳能空气源热泵三联供系统及其控制方法
KR20110056180A (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
WO2022022642A1 (zh) 空调及除湿方法
US20180356130A1 (en) Cascading heat recovery using a cooling unit as a source
CN109028413A (zh) 一种组合多源一体化的多联式机组及其控制方法
CN103900184A (zh) 水冷媒三管制空调系统
CN104776629A (zh) 蒸发式冷凝器空调系统及其工作方法
CN102235775A (zh) 热泵式热水供给装置
CN111251813B (zh) 车辆的热管理系统及车辆
CN112373264B (zh) 一种热泵型整车热管理系统
CN112594871A (zh) 一种具有双四通阀多功能多联机系统的化霜控制方法
CN112303970A (zh) 利用冷凝废热化霜的空调系统及其化霜控制方法
CN111251814B (zh) 车辆的热管理系统及车辆
CN214469435U (zh) 一种具有冷媒回收功能的多联机系统
CN110319721A (zh) 一种机房热管空调系统
CN105627625A (zh) 热泵与热水加热组合系统的混合制热流程
CN108528170A (zh) 一种空调电池热泵系统
KR200412598Y1 (ko) 고온수 공급이 가능한 히트펌프 시스템
CN103225850B (zh) 一种静音空调系统
CN113864920B (zh) 除湿热泵空调系统
CN206514563U (zh) 空调系统单元及空调系统
KR101173736B1 (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210202

RJ01 Rejection of invention patent application after publication