CN1176337C - 无需水介质的超高层建筑冷暖空调设计方案及其调控方法 - Google Patents

Abstract

一种无需水介质的超高层建筑冷暖空调设计方案及其调控方法，主要是通过在空调系统工程中增设由制冷剂泵及其配套的低压储液桶构成的制冷剂加压配送装置，来替换作为二次传递冷量或热量的中间媒体介质水、及其配套的水泵与中间介质热交换设施三者构成的冷媒介质配送装置的工程环节及其调控方法来实现的。本设计方案还可达到简化设备，降低成本和提高空调效率之目的。

Description

无需水介质的超高层建筑冷暖空调设计方案及其调控方法

技术领域：

本发明涉及超高层建筑冷暖空调系统的无水设计方案技术及其调控方法。

背景技术：

目前的高层建筑工程，特别是超高层建筑工程中的冷暖空调系统设计方案，采用水作为冷媒介质对末端设备(例：风机盘管和水冷暖风柜等)传递冷热量是习以为常的技术手段。

这是因为：仅仅依靠空调系统中由压缩机造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量，经过弯弯曲曲的管道，进入几十米、甚至百米以上的超高层建筑中进行房间空调。因此，通过采用与有关空调装置进行热交换过的水及其配套的水泵来完成：将空调系统制取的冷量或热量间接地配送到需要空调的任何高度的楼层房间中去。

这类空调系统的优点在于：热容量较大的液态水传递冷量或热量的效率较高，并且对于房间所需要的末端冷量或热量便于现场调节。其不足之处在于：对水质的要求很高，通常为了减缓在配送冷量或热量的管网中结水垢(影响热传导)，尤其是其中的末端设备，每间隔一、二年就要用药剂疏通一次庞大的由水管网络构成的热交换系统。其次，就是整个的水管网络中的漏水与补漏的工作量不会少。可以想象，由于水在空调的冷量或热量配送系统中的全面介入，现有技术的维护工作量与维护成本都是相当可观的。

发明内容：

本发明之目的：

从冷量或热量的配送系统不需要借助于制冷剂以外的包括水在内的任何媒体介质及其配套设施着手，最终从根本上解决上述水介入的问题。

本发明是这样实现的：

其空调系统中至少含有：冷凝器、压缩机、蒸发器和节流器四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂，其特征在于：

A.空调系统处于制冷工况时，由于需要将液态制冷剂压送到高处，系统中增加了至少由制冷剂泵及其与之配套的低压储液桶二者构成的制冷剂加压配送系统。

B.空调系统处于制热工况时，由于只需要将气态制冷剂压送到高处，系统中不需要增加上述的制冷剂加压配送系统。

——空调系统的制冷与制热调控方法见下文的实施例。

本发明与现有技术比较的特点：

1.由于本发明在空调系统处于制冷工况时，引入了泵对液态制冷剂的加压配送系统(无水介入)，在空调系统处于制热工况时，不引入泵对液态制冷剂的加压配送系统。——压缩机在系统中形成的压力差足可以将气态制冷剂压送到任何需要制热的超高层房间(无需水的介入)，这为彻底解决水介入空调系统后引起的种种问题和隐患创造了条件。

2.由于上述的“1”，为降低超高层制冷空调系统的工程成本，降低日常维护工作量和维护成本，以及提高空调的工作效率(省略了水的二次冷量或热量的传递环节)又创造了条件。

附图说明：

图示意了本发明方案的一个实施例原理。

X：制冷剂加压配送装置；B：制冷剂泵；D：外包绝热层的低压储液桶；H：气压平衡管；P1：制冷回气阀；P2：制热回气阀；P3：制热排气阀；P4：制冷排气阀；P5：制冷气压平衡阀；P6：制冷供液阀；P7：制热旁路阀；P8：制冷配液阀；Q1：制冷工况时制冷剂的流向(实线箭头方向)；Q2：制热工况时制冷剂的流向(虚线箭头方向)；1：房间换热器；2：房间风机；3：压缩机；4：机组风机；5：机组换热器；6：节流阀；7：干燥过滤器。

具体实施方式：

现有的空调系统在实施制冷工况时，通常采用由水、水泵和中间介质热交换器三者构成的介质水配送系统，进行二次冷量传递后才能将冷气输送到需要制冷空调的超高层房间。在空调实施制热工况时，也就便依靠现成的介质水配送系统进行二次热量传递后将热气送达目的地。------制冷时依靠水的介入，如果制热时不依靠水的介入反而会造成更大的麻烦。

本发明设计方案中：

在实施制冷工况时，也必然需要借助于泵的力量，才能解决不让介质水介入的问题，而在这里，需要借助的是制冷系统内部的制冷剂泵(B)，及其与之配套的设施：外包绝热层的低压储液桶(D)。只有这样，才能将水介入的二次冷量传递系统降低为一次冷量传递系统，即完全由制冷剂本身担任冷量传递的任务。

在实施制热工况时，可以依靠空调系统中压缩机(3)造成的压力差值，无需借助于制冷剂泵(B)，就可以将高压高温气态制冷剂直接压送到所需要的地方。

超高层建筑冷暖空调设计方案中还涉及到如下的阀门：

制冷回气阀(P1)，制热回气阀(P2)，制热排气阀(P3)，制冷排气阀(P4)，制冷气压平衡阀(P5)，制冷供液阀(P6)，制热旁路阀(P7)，制冷配液阀(P8)。

以下，结合图来详述如何调控本发明实施冷暖空调的方法。

实施制冷空调时：

关闭制热回气阀(P2)、制热排气阀(P3)和制热旁路阀(P7)，打开其它所有的阀(P1)、(P4)、(P5)、(P6)、和(P8)，并且，开启制冷剂泵(B)。此时，制冷剂的流向(Q1)(实线箭头方向)将指明它的途径。不难发现，空调系统中的制冷剂加压配送装置(X)已被起用。

——这时，如果不把房间换热器(1)(此时正作为蒸发器使用)与制冷剂加压配送装置(X)中的外包绝热层的低压储液桶(D)用气压平衡管(H)接通，那么，制冷剂泵(B)是不可能将低压液态制冷剂泵送到超高层的房间换热器(1)(此时正作为蒸发器使用)中。此时，在外包绝热层的低压储液桶(D)中等待泵送的液态制冷剂，不会发生吸热气化(有绝热层阻止热源进入)情况并被压缩机(3)吸走。此时的机组换热器(5)正作为冷凝器使用。

实施制热空调时：

打开制热回气阀(P2)、制热排气阀(P3)和制热旁路阀(P7)，关闭其它所有的阀(P1)、(P4)、(P5)、(P6)、和(P8)，并让制冷剂泵(B)也停机。此时，制冷剂的流向(Q2)(虚线箭头方向)将指明它的途径。不难发现，空调系统中的制冷剂加压配送装置(X)已被停用。

——这时，比重很小的高压高温制冷剂气体，完全由空调系统中压缩机形成的高低压差所驱动被送往超高层的房间换热器(1)(此时正作为冷凝器使用)。此时的机组换热器(5)正作为蒸发器使用。

Claims (2)

1.一种无需水介质的超高层建筑冷暖空调设计方案，

它至少含有：冷凝器(1)、压缩机(2)、蒸发器(P)和节流器(7)四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂，

其特征在于：

A.实施制冷空调时：

空调系统中增加含有制冷剂泵(B)和低压储液桶(D)的制冷剂加压配送系统(X)；

B.实施制热空调时：

空调系统中不增加上述的制冷剂加压配送装置(X)。

2.一种如权利要求1所述的无需水介质的超高层建筑冷暖空调设计方案的调控方法，

其特征在于：

A.调控方法涉及到如下的阀门：

制冷回气阀(P1)，制热回气阀(P2)，制热排气阀(P3)，制冷排气阀(P4)，制冷气压平衡阀(P5)，制冷供液阀(P6)，制热旁路阀(P7)，制冷配液阀(P8)；

B.实施制冷空调时：

关闭：制热回气阀(P2)，制热排气阀(P3)和制热旁路阀(P7)；

打开：制冷回气阀(P1)，制冷排气阀(P4)、制冷气压平衡阀(P5)，

       制冷供液阀(P6)和制冷配液阀(P8)；

启动：制冷剂泵(B)；

C.实施制热空调时：

打开：制热回气阀(P2)，制热排气阀(P3)和制热旁路阀(P7)；

关闭：制冷回气阀(P1)，制冷排气阀(P4)，制冷气压平衡阀(P5)，

      制冷供液阀(P6)和制冷配液阀(P8)；

停止启动：制冷剂泵(B)。