CN1563823A - 具有性能测试系统的蓄冷空调 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有性能测试系统的蓄冷空调，由制冷循环、蓄冷和释冷循环以及供冷循环三部分通过管道连接而成，在蓄冷和释冷循环中设有量热器，量热器两端分别通过调节阀和水泵与蒸发器、蓄冷槽和换热器相连接。与现有技术相比，本发明具有用来测试冰蓄冷空调在制冷工况、蓄冷工况、释冷工况及正常供冷工况时性能的系统，具有广阔的市场前景。

Description

具有性能测试系统的蓄冷空调
一、技术领域
本发明涉及一种制冷空调，具体地说是一种具有性能测试系统的蓄冷空调。
二、背景技术
蓄能空调是指在电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，空调主机开机制冷(热)并由蓄能设备将冷(热)量储存起来，待电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷(热)量释放出来满足高峰空调负荷的需要。
据《暖通空调》杂志1996年第3期介绍，目前的蓄冷空调主要采用水蓄冷和冰蓄冷。水蓄冷是利用蓄水温度在4-7℃之间的显热进行蓄冷，它可以使用常规的制冷机组，可实现蓄冷和蓄热的双重用途，蓄冷、释冷运行时冷水温度相近，制冷机组在这两种运行工况下均能维持额定容量和效率。但水蓄冷存在蓄冷密度低、蓄冷槽体积大及槽内不同温度的冷水易混合的缺点。冰蓄冷是利用冰的相变潜热进行冷量储存，具有蓄能密度大的优点。但冰蓄冷相变温度低(0℃)，且蓄冰时存在较大的过冷度(4-6℃)，使得其制冷主机的蒸发温度须低至-8-10℃，这将使制冷机组的效率降低。另外，在空调工况和蓄冰工况时要配置双工况(制冷、蓄冰工况)制冷主机。
不论是水蓄冷空调还是冰蓄冷空调，其系统性能将不同于现有的常规的空调系统，在目前的蓄冷空调中，还没有一种可以用来测试冰蓄冷空调在制冷工况、蓄冷工况、释冷工况及正常供冷工况时的性能测试系统，也没有一种可以用来测试冰蓄冷低温送风特性以及冰盘管式、冰球式、冰板式蓄冷系统蓄冰和融冰特性的测试系统。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种具有性能测试系统的蓄冷空调。该蓄冷空调中的性能测试系统可用来测试冰蓄冷空调在制冷工况、蓄冷工况、释冷工况及正常供冷工况的性能，也可以用来测试冰蓄冷低温送风特性，冰盘管式、冰球式、冰板式蓄冷系统的蓄冰和融冰特性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种具有性能测试系统的蓄冷空调，由制冷循环、蓄冷和释冷循环以及供冷循环三部分通过管道连接而成，制冷循环包括双工况制冷压缩机、冷凝器、电磁阀、节流阀、内部设有制冷剂的蒸发器和连接管道；供冷循环包括换热器、风机盘管、水泵、调节阀和管内设有循环冷媒水的连接管道，其特征是：所述电磁阀包括空调工况下的电磁阀和蓄冷工况下的电磁阀，节流阀包括空调工况下的节流阀和蓄冷工况下的节流阀，冷凝器通过两组电磁阀和节流阀与蒸发器连接；蓄冷和释冷循环包括量热器、内部安装有蓄冷盘管的蓄冷槽、换热器、水泵、调节阀和内部设有乙二醇循环溶液的连接管道，量热器的一端通过调节阀S5、S4、S1与蒸发器连接，通过调节阀S5、S11与换热器连接，另一端通过调节阀S6和水泵与蒸发器连接，通过调节阀S6、S10与换热器连接；在量热器与蒸发器和蓄冷槽间分别设有调节阀S2和调节阀S7，在蓄冷槽与换热器间设有调节阀S15。
本发明所述的蓄冷槽可以采用长方体，也可以采用圆柱体，并采用保温材料隔热。蓄冷槽可以根据需要采用多组并联。
本发明所述的蓄冷盘管可以采用螺旋盘管，也可以采用蛇形和U形盘管，既可采用光管，也可采用螺纹管和翅片管，蓄冷盘管安装在蓄冷槽内，乙二醇溶液在盘管内流动，盘管外蓄冰。
本发明中，安装在蓄冷槽内的蓄冷盘管可以采用蓄冷球或蓄冷板来代替，蓄冷球或蓄冷板可以填充到蓄冷槽内，乙二醇溶液在蓄冷球、蓄冷板外流动，蓄冷球、蓄冷板内蓄冰。
本发明中，为更好地进行测试系统操作，节流阀也可以采用三组并联，第一组是空调工况下的热力膨胀阀或电子膨胀阀，第二组是蓄冷工况下的热力膨胀阀或电子膨胀阀，第三组是空调工况下的毛细管，它们分别由各自的电磁阀控制其开闭。
本发明在蓄冷和释冷循环中增加了性能测试系统，该系统由量热器及相关的调节阀和水泵组成，与现有技术相比，其显著优点是：1、使用该系统可以测试冰蓄冷空调在空调工况、蓄冷工况、释冷工况及正常供冷工况的性能，如制冷量、蓄冷量、供冷量、系统功耗、制冷效率、蓄冷效率等；2、可以测试冰蓄冷空调低温送风特性，如送风温度、送风量及送风冷量等；3、可以测试冰盘管式、冰球式、冰板式蓄冷系统的蓄冰和融冰特性，如蓄冰和融冰过程中的温度变化、压力变化以及系统制冷量和蓄冷量变化。
四、附图说明
附图是本发明所述具有性能测试系统的蓄冷空调中测试系统流程原理图。
五、具体实施方式
一种本发明所述具有性能测试系统的蓄冷空调，其中，1是双工况制冷压缩机、2是冷凝器、31是空调工况下的电磁阀、32是蓄冷工况下的电磁阀、41是空调工况下的节流阀、42是蓄冷工况下的节流阀、5是蒸发器、6是量热器、7是蓄冷槽、8是换热器、9是风机盘管、S1～S14是调节阀、15、16是水泵。
附图为本发明蓄冷空调中测试系统流程原理图，图中省略了干燥过滤器、气液分离器、液体分配器及电子控制部分，蓄冷槽7可以根据需要采用多组并联，图中只画出一组予以示意，图中省略了温度、压力、功率、流量、风量等参数的数据采集部分。
当执行制冷系统直接向风机盘管9供冷时，制冷循环系统中的电磁阀31开启，并启动压缩机1。同时蓄冷和释冷系统中的调节阀S1、S10、S12开启，启动水泵16；供冷系统中的调节阀S13、S14开启，启动水泵15。制冷循环系统中的制冷剂由压缩机1压缩后排出，进入冷凝器2放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀31流经节流阀41进行节流降压，降压后的制冷剂在蒸发器5内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂被吸入压缩机1。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蒸发器5冷却降温后，经调节阀S1、S12流入换热器8放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S10、水泵15流入蒸发器5。供冷循环系统中的冷媒水被换热器8降温后，经调节阀S14、水泵15流入风机盘管9向室内放冷，放冷后的冷媒水经调节阀S13流入换热器8。
当执行制冷系统冷量测量时，制冷循环系统中的电磁阀31开启，并启动压缩机1。同时蓄冷和释冷系统中的调节阀S1、S4、S5、S6开启，启动水泵16，接通量热器6电源使其工作。制冷循环系统中的制冷剂由压缩机1压缩后排出，进入冷凝器2放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀3流经节流阀4进行节流降压，降压后的制冷剂在蒸发器5内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂被吸入压缩机1。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蒸发器5冷却降温后，经调节阀S1、S4、S5流入量热器6加热升温，升温后的乙二醇溶液经调节阀S6、水泵16流入蒸发器5降温，通过测定量热器6的加热量就可确定制冷系统的制冷量。
当执行冰蓄冷循环时，制冷循环系统中的蓄冷工况下的电磁阀32开启，并启动压缩机1。同时蓄冷和释冷系统中的调节阀S1、S4、S8、S9开启，启动水泵16。制冷循环系统中的制冷剂由压缩机1压缩后排出，进入冷凝器2放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀32流经节流阀42进行节流降压，降压后的制冷剂在蒸发器5内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂被吸入压缩机1。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蒸发器5冷却降温后，经调节阀S1、S4、S8流入蓄冷槽7放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S9、水泵16流入蒸发器5降温，蓄冷盘管内乙二醇溶液吸收盘管外水的热量而使盘管外的水凝固成冰，或冰球、冰板外的乙二醇溶液吸收冰球、冰板内的水热量而使冰球、冰板内的水凝固成冰。
当执行蓄冷槽7冰蓄冷量测量时，蓄冷和释冷系统中的调节阀S2、S5、S8、S9开启，启动水泵16，接通量热器6电源使其工作。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蓄冷槽7冷却降温后，经调节阀S9、水泵16、S2流入量热器6加热升温，升温后的乙二醇溶液经调节阀S5、S8流入蓄冷槽7降温，通过测定量热器6的加热量就可确定蓄冷槽7的蓄冷量。
当执行蓄冷槽7单独向风机盘管9供冷时，蓄冷和释冷系统中的调节阀S3、S8、S9、S11、S12开启，启动水泵16；同时供冷系统中的调节阀S13、S14开启，启动水泵15。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蓄冷槽7冷却降温后，经调节阀S9、水泵16、S3、S12流入换热器8放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S11、S8流入蓄冷槽7。供冷循环系统中的冷媒水被换热器8降温后，经调节阀S14、水泵15流入风机盘管9向室内放冷，放冷后的冷媒水经调节阀S13流入换热器8。
当执行制冷系统和蓄冷槽串联向风机盘管供冷时，制冷循环系统中空调工况下的电磁阀31开启，并启动压缩机1。同时蓄冷和释冷系统中的调节阀S1、S4、S8、S10、S15开启，启动水泵16；供冷系统中的调节阀S13、S14开启，启动水泵15。制冷循环系统中的制冷剂由压缩机1压缩后排出，进入冷凝器2放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀31流经节流阀41进行节流降压，降压后的制冷剂在蒸发器5内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂被吸入压缩机1。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蒸发器5冷却降温后，经调节阀S1、S4、S8流入蓄冷槽7进一步冷却降温，降温后的乙二醇溶液经调节阀S15流入换热器8放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S10、水泵16流入蒸发器5。供冷循环系统中的冷媒水被换热器8降温后，经调节阀S14、水泵15流入风机盘管9向室内放冷，放冷后的冷媒水经调节阀S13流入换热器8。
当执行制冷系统和蓄冷槽并联向风机盘管供冷时，制冷循环系统中的电磁阀31开启，并启动压缩机1。同时蓄冷和释冷系统中的调节阀S1、S2、S7、S10、S12、S15开启，启动水泵16；供冷系统中的调节阀S13、S14开启，启动水泵15。制冷循环系统中的制冷剂由压缩机1压缩后排出，进入冷凝器2放出热量，冷凝后的制冷剂液体经电磁阀31流经节流阀41进行节流降压，降压后的制冷剂在蒸发器5内蒸发吸热而产生制冷效应，蒸发气化后的制冷剂被吸入压缩机1。蓄冷和释冷系统中的乙二醇溶液被蒸发器5冷却降温后，经调节阀S1、S12流入换热器8放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S10、水泵16流入蒸发器5；另一路乙二醇溶液通过蓄冷槽7降温后经调节阀S15流入换热器8放冷，放冷后的乙二醇溶液经调节阀S10、水泵16、调节阀S2、S7流入蓄冷槽7。供冷循环系统中的冷媒水被换热器8降温后，经调节阀S14、水泵15流入风机盘管9向室内放冷，放冷后的冷媒水经调节阀S13流入换热器8。
本发明在蓄冷和释冷循环中增加了性能测试系统，不仅具有普通蓄冷空调的特点，而且还具有用来测试冰蓄冷空调在制冷工况、蓄冷工况、释冷工况及正常供冷工况的性能的系统，同时，该系统也可以用来测试冰蓄冷低温送风特性，冰盘管式、冰球式、冰板式蓄冷系统的蓄冰和融冰特性。

Claims (5)

1、一种具有性能测试系统的蓄冷空调，由制冷循环、蓄冷和释冷循环以及供冷循环三部分通过管道连接而成，制冷循环包括双工况制冷压缩机(1)、冷凝器(2)、电磁阀、节流阀、内部设有制冷剂的蒸发器(5)和连接管道；供冷循环包括换热器(8)、风机盘管(9)、水泵(15)、调节阀(S13、S14)和管内设有循环冷媒水的连接管道，其特征是：所述电磁阀包括空调工况下的电磁阀(31)和蓄冷工况下的电磁阀(32)，节流阀包括空调工况下的节流阀(41)和蓄冷工况下的节流阀(42)，冷凝器(2)通过电磁阀(31、32)和节流阀(41、42)与蒸发器(5)连接；蓄冷和释冷循环包括量热器(6)、内部安装有蓄冷盘管的蓄冷槽(7)、换热器(8)、水泵(16)、调节阀(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12)和内部设有乙二醇循环溶液的连接管道，量热器(6)的一端通过调节阀(S5、S4、S1)与蒸发器(5)连接，通过调节阀(S5、S11)与换热器(8)连接，另一端通过调节阀(S6)和水泵(16)与蒸发器(5)连接，通过调节阀(S6、S10)与换热器(8)连接；在量热器(6)与蒸发器(5)和蓄冷槽(7)间分别设有调节阀(S2)和调节阀(S7)，在蓄冷槽(7)与换热器(8)间设有调节阀(S15)。
2、根据权利要求1所述的具有性能测试系统的蓄冷空调，其特征是：所述蓄冷槽(7)可以采用长方体，也可以采用圆柱体。
3、根据权利要求1或2所述的具有性能测试系统的蓄冷空调，其特征是：所述蓄冷槽(7)可以采用隔热保温材料。
4、根据权利要求1所述的具有性能测试系统的蓄冷空调，其特征是：所述蓄冷盘管可以采用螺旋盘管，也可以采用蛇形或U形盘管，既可采用光管，也可采用螺纹管或翅片管。
5、根据权利要求1所述的具有性能测试系统的蓄冷空调，其特征是：所述安装在蓄冷槽(7)内的蓄冷盘管可以采用蓄冷球或蓄冷板代替。
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