CN205718024U - 一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，该系统的冷凝器和蒸发器均选配或同时配置风/冷媒换热器、水/冷媒换热器，同时配置在冷凝器侧蒸发器侧的两台换热器间设置有切换阀，以便于应用在不同场所；系统配置四通换向阀，具备制冷制热切换功能，以适用系统工况变化；压缩采用可容量调节的压缩机，可满足负荷变动时的精确控制需求；本实用新型可根据任一换热器进行制冷量与制热量的精确控制，根据其它换热器工况变化进行辅助控制，达到机组精确稳定控制目的。
Description
技术领域
本实用新型属于空调技术领域，尤其是涉及一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统。
背景技术
目前，中央空调系统在制冷或制热时，同时产生的废热及废冷大部份排放至自然环境中，能源未得到充份利用。小部份中央空调系统采用了热回收机组，将部份废热进行了二次利用。但较多热回收系统由于末端对热回收量需求较小，热水需求温度较高，为了热量的需求，又再次导致了主机冷凝压力升高，主机能耗增加，整体节能效益较差。
同时，在目前无尘室恒温恒湿空调系统中，较多采用一次回风系统，既采用带新风处理功能的空气处理机组，或采用外气空调箱+干盘管+FFU的系统方式。为同时满足无尘室恒温恒湿要求、正压需求及净化换气次数需求，系统运转时采用冷冻除湿，再通过再热补足室内余热，来进行室内恒温恒湿的控制，系统冷冻除湿及再热造成了能耗的重大重复浪费。
以上所述为说明在目前中央空调系统的架构方式中，仍有较大的节能空间。但受限于现有空调设备存在的类型。
以下举例说明无尘室恒温恒湿场合目前少量采用的节能技术：
以无尘室采用外气空调箱+干盘管+FFU的系统型式，现在技术夏季工况时采用热管将或乙二醇盘管+水泵的方式，将部份外气的热量转移至冷盘后侧，进行再热。上述系统的缺点在于其作用仅在夏季可用，其它季节工况无法使用，且采用热管技术时，转移的热量无法精确控制。再者，采用热管或乙二醇盘管+水泵的方式，最大的问题是换热效率差，给系统带来的风阻增加，引起风机功率增加，在夏季有节能效果，但造成了全年系统风机耗电的增加。整体来说不实用，节能效益不佳。
发明内容
本实用新型针对现有的技术问题，提供了一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其采用压缩机、风/冷媒换热器、水/冷媒换热器、四通换向阀、膨胀阀、储液器、汽液分离器、单向阀、三通阀、传感器、控制器及其它辅助元件组成一套利用蒸汽压缩循环制冷原理形成的多用途冷热量转移装置，用以实现能源的充分利用，精确控制能力可适用于大多数场合，大大节省系统运转能耗。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于，系统冷凝器和蒸发器均选配或同时配置风/冷媒换热器、水/冷媒换热器，同时配置在冷凝器侧蒸发器侧的两台换热器间设置有切换阀；系统配置四通换向阀，具备制冷制热切换功能；压缩采用可容量调节的压缩机。
进一步，作为优选，其包括压缩机、四通换向阀、储液器、汽液分离器、风/冷媒换热器、水/冷媒换热器、单向阀、膨胀阀和三通阀，其中，所述压缩机依次通过所述四通换向阀和汽液分离器后循环连接该压缩机，所述四通换向阀还通过所述三通阀与所述水/冷媒换热器连接，所述水/冷媒换热器与所述风/冷媒换热器连接，所述风/冷媒换热器与所述三通阀连接，所述四通换向阀还通过另一个三通阀与另一个所述风/冷媒换热器连接，该另一个三通阀还连接有另一个所述水/冷媒换热器，所述膨胀阀的两端均串联所述单向阀后并联设置，所述储液器与所述单向阀的输入端连接，所述风/冷媒换热器和水/冷媒换热器均连接设置在所述单向阀与所述膨胀阀之间。
进一步，作为优选，所述水/冷媒换热器上设置有回水管和供水管。
进一步，作为优选，本实用新型还包括传感器和控制器，所述控制器与所述压缩机、四通换向阀和风/冷媒换热器、水/冷媒换热器连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)、本实用新型采用可能量调节的压缩机，可根据需求精确控制制冷量或制热量；
(2)、冷热两侧均可配置水/冷媒换热器、风/冷媒换热器，且可切换，便于用应在不同场所；
(3)、采用四通换向阀，可切换制冷制热，以适用工况变化；
(4)、可根据任一换热器进行控制，系统可根据其它换热器工况进行辅助控制，达到机组精确稳定控制。
附图说明
图1为本实用新型一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统的结构示意图；
图2为本实用新型一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统的实施例结构示意图；
其中，1、压缩机，2、四通换向阀，3、储液器，4、汽液分离器，5、风/冷媒换热器，6、水/冷媒换热器，7、单向阀，8、膨胀阀，9、三通阀，10、冷水供水管，11、冷水回水管，12、加湿器，13、电加热，14、冷水盘管，15、预热电加热，16、过滤器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于，系统冷凝器和蒸发器均选配或同时配置风/冷媒换热器、水/冷媒换热器，同时配置在冷凝器侧蒸发器侧的两台换热器间设置有切换阀；系统配置四通换向阀，具备制冷制热切换功能；压缩采用可容量调节的压缩机。
在本实施例中，其包括压缩机1、四通换向阀2、储液器3、汽液分离器4、风/冷媒换热器5、水/冷媒换热器6、单向阀7、膨胀阀8和三通阀9，其中，所述压缩机依次通过所述四通换向阀和汽液分离器后循环连接该压缩机，所述四通换向阀还通过所述三通阀与所述水/冷媒换热器连接，所述水/冷媒换热器与所述风/冷媒换热器连接，所述风/冷媒换热器与所述三通阀连接，所述四通换向阀还通过另一个三通阀与另一个所述风/冷媒换热器连接，该另一个三通阀还连接有另一个所述水/冷媒换热器，所述膨胀阀的两端均串联所述单向阀后并联设置，所述储液器与所述单向阀的输入端连接，所述风/冷媒换热器和水/冷媒换热器均连接设置在所述单向阀与所述膨胀阀之间。
此外，所述水/冷媒换热器上设置有回水管和供水管。本实用新型还包括传感器和控制器，所述控制器与所述压缩机、四通换向阀和风/冷媒换热器、水/冷媒换热器连接。
如图2所示，其为本实用新型在恒温恒湿新风空调的应用，其中，附图标记12为加湿器，13为电加热，14为冷水盘管，15为预热电加热，16为过滤器。
本实用新型能够全面解决空调系统中能量浪费况状。
本实用新型将制冷或制热量产生的热量或冷量转移到其它场所进行充分利用，如恒温恒湿空调箱再热量产生的冷量转移到进风侧做空气预冷，或普通制冷工况时产生的热量转移到热水系统，制热时将冷量转移到冷水系统。
本实用新型采用可调容量的压缩机，根据需要，精确控制需求侧制冷量或制热量。采用蒸汽压缩制冷系统，提高了换热温差，减小换热面积，比同类产品大大减小系统风阻，减小风机能耗的影响。
节能效果说明：
以目前大部份在运转的系统分析，大部份场合节能超过90％。
以普通恒温恒湿无尘室为例，目前较多采用外气空调箱+干盘管+FFU的架构，假设外气空调箱制冷采用冷冻水系统，预热和再热采用电加热，当系统中增加本设计时，将两个风/冷媒换热器分别置于外气空调箱的进风侧及再热侧，利用本设计做再热控制，则再热量产生的冷量转移至进风侧进行预冷，冷冻水本身也是由冰水主机产生，计算以本设计及系统自身冰水主机能效比均以4计算(实际本设计由于工况优于即有冰水主机系统，本设计能效比会比即有冰水主机高)，此时本设计提供再热量时的电功率为原电加热功率的1/4，制热侧节能75％，同时本设计将冷量提供至进风侧进行预冷，节省的既有冰水主机制冷量约为此处再热量的3/4，则节省电力能耗为制热量的3/4*1/4＝18.75％，本设计对系统风阻增加量非常小，此处忽略不计，则总节能量＝75％+18.75％＝93.75％。
本实用新型在夏季运转时，外气空调箱侧风/冷媒换热器充当再热器，产生的冷量转移至进风侧用于新风预冷；冬季运转时进风侧风/冷媒换热器制热，产生的冷量通过水/冷媒换热器转移至既有中央冰水系统。供应给干盘管系统制冷使用，以上全年运转过程中都非常有效的进行了热量转移，节省了能耗。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于，系统冷凝器和蒸发器均选配或同时配置风/冷媒换热器、水/冷媒换热器，同时配置在冷凝器侧蒸发器侧的两台换热器间设置有切换阀；系统配置四通换向阀，具备制冷制热切换功能；压缩采用可容量调节的压缩机。
2.根据权利要求1所述的一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于：其包括压缩机、四通换向阀、储液器、汽液分离器、风/冷媒换热器、水/冷媒换热器、单向阀、膨胀阀和三通阀，其中，所述压缩机依次通过所述四通换向阀和汽液分离器后循环连接该压缩机，所述四通换向阀还通过所述三通阀与所述水/冷媒换热器连接，所述水/冷媒换热器与所述风/冷媒换热器连接，所述风/冷媒换热器与所述三通阀连接，所述四通换向阀还通过另一个三通阀与另一个所述风/冷媒换热器连接，该另一个三通阀还连接有另一个所述水/冷媒换热器，所述膨胀阀的两端均串联所述单向阀后并联设置，所述储液器与所述单向阀的输入端连接，所述风/冷媒换热器和水/冷媒换热器均连接设置在所述单向阀与所述膨胀阀之间。
3.根据权利要求1所述的一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于：所述水/冷媒换热器上设置有回水管和供水管。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种利用相变制冷原理的多功能蒸汽压缩循环制冷空调系统，其特征在于：还包括传感器和控制器，所述控制器传感器与所述压缩机、四通换向阀和风/冷媒换热器、水/冷媒换热器连接。
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