CN207438784U - 一种相变冷凝空调 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种相变冷凝空调，包括压缩机、冷凝器、相变换热器、节流装置、蒸发器和控制系统；相变换热器和冷凝器可采用并联连接或串联连接串；串联连接时，压缩机、冷凝器、相变换热器、节流装置依次通过管道连接；并联连接时，相变换热器和冷凝器各串联一个电磁后再相互并联，接于压缩机出口和节流装置入口之间；或者，相变换热器安装在冷凝器的出风侧；相变换热器内部可布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热；也可采用板式换热器形式，实现室外空气和相变材料的换热。该相变冷凝空调在蒸汽压缩式制冷技术的基础上增加相变换热器，提高制冷系统运行的稳定性，降低制冷系统的冷凝温度，提高其制冷效率。
Description
技术领域
本实用新型属于空调工程技术领域，涉及一种相变冷凝空调。
背景技术
目前，空调系统多数为常年运行，家用舒适性空调夏季制冷，冬季采暖；机房用工业空调常年制冷；然而，夏季和冬季室外环境参数大不相同，导致空调系统室外侧的冷凝器运行环境大幅度变化，其冷凝效果受室外环境参数的影响不断变化，从而影响了整个制冷系统运行的稳定性。例如：家用舒适性空调夏季运行室外温度过高时，导致冷凝效果不充分，制冷能力下降；冬季运行时，室外机往往存在结霜的问题，导致制冷系统无法正常采暖；机房用工业空调系统在夏季室外高温时，冷凝器的冷凝能力下降，制冷能力下降，导致机房内温度急剧攀升；冬季时室外环境温度较低，制冷系统运行时由于冷凝器的过度冷凝，液态制冷剂滞留在冷凝器内，导致压缩机的吸气压力过低，从而产生低压报警信号强制停止运行，导致机房内温度升高。
由此可见，目前常用的蒸汽压缩式制冷方式无法满足制冷场合的环境稳定性，因此，有必要设计一种全年稳定运行的空调系统，满足不同室外环境参数下的室内环境的稳定性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种相变冷凝空调，该相变冷凝空调在传统蒸汽压缩制冷系统上附加相变换热器，运行可靠性高。
实用新型的技术解决方案如下：
本实用新型提供的第一种相变冷凝空调，包括由压缩机1、冷凝器2、节流装置4和蒸发器5依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；还包括相变换热器3和控制系统；
所述控制系统包括三个电磁阀和一个控制器；
所述相变换热器3接于压缩机1出口和节流装置4入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热；
第一电磁阀安装于所述冷凝器2出口与节流装置4入口之间的管道上；
第二电磁阀安装于所述压缩机1出口与相变换热器3入口之间的管道上；
第三电磁阀安装于所述冷凝器2出口与相变换热器3入口之间的管道上；
三个电磁阀均受控于控制器。
进一步地，所述控制系统还包括安装于压缩机的排气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的排气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连；
控制器采集压力传感器和温度传感器采集的压缩机的排气压力和温度，当排气压力小于设定值P，且排气温度小于设定值T时，将第二电磁阀打开，第一和第三电磁阀关闭；即运行相变换热器与冷凝器并联工况1。
进一步地，所述控制系统还包括设置在压缩机的吸气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的吸气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连，用于监测压缩机的吸气压力和温度。
上述相变冷凝空调中，将第三电磁阀打开，第一和第二电磁阀关闭；即运行相变换热器与冷凝器串联工况。
本实用新型提供的第二种相变冷凝空调(图1所示的相变换热器与冷凝器串联工况)，包括由压缩机1、冷凝器2、节流装置4和蒸发器5依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；还包括相变换热器3；
所述相变换热器3串接于冷凝器2出口和节流装置4入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热。
本实用新型提供的第三种相变冷凝空调(图2所示的相变换热器与冷凝器并联工况1)，包括由压缩机1、冷凝器2、节流装置4和蒸发器5依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；还包括相变换热器3和控制系统；
所述控制系统包括压力传感器、温度传感器、两个电磁阀和一个控制器；压力传感器和温度传感器安装于压缩机的排气管处，用于检测压缩机的排气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连；
所述相变换热器3和冷凝器2各串联一个电磁后再相互并联，接于压缩机1出口和节流装置4入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热。
控制器采集压力传感器和温度传感器采集的压缩机的排气压力和温度，当排气压力小于设定值P，且排气温度小于设定值T时，将与相变换热器串联的电磁阀打开，与冷凝器串联的电磁阀关闭。
进一步地，所述控制系统还包括设置在压缩机的吸气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的吸气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连，用于监测压缩机的吸气压力和温度。
本实用新型提供的第四种相变冷凝空调(图3所示的相变换热器与冷凝器并联工况2)，包括由压缩机1、冷凝器2、节流装置4和蒸发器5依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；还包括相变换热器3；相变换热器3安装在冷凝器2的出风侧；
所述相变换热器3采用板式换热器形式，实现室外空气和相变材料的换热。
所述第二种和第四种相变冷凝空调，还包括控制系统，所述控制系统包括两个压力传感器、两个温度传感器和一个控制器；压力传感器和温度传感器安装于压缩机的吸气管和排气管处，用于检测压缩机的吸气压力、温度和排气压力、温度；两个压力传感器和两个温度传感器的输出端均与控制器相连。
进一步地，所述控制系统还包括安装于室外机的进风口的温度传感器，用于检测室外环境温度。
所述第一种和第三种相变冷凝空调的控制系统还包括安装于室外机的进风口的温度传感器，用于检测室外环境温度。
有益效果：
本实用新型专利在传统制冷系统的基础上增加相变换热器，可以提高制冷系统运行的稳定性，降低制冷系统的冷凝温度，提高其制冷效率。该空调可在一年四季内稳定运行；对于舒适性空调，提高夏季制冷系统的制冷效率，冬季减少制冷系统的化霜现象；对于机房用工业空调，提高其夏季制冷系统的制冷效率，冬季保证制冷效果的稳定性。
本实用新型与传统的制冷技术相比，可保证制冷系统一年四季不间断的运行，且具有显著的节能效果。
附图说明
图1为相变冷凝空调原理图1——相变换热器和冷凝器串联；
图2为相变冷凝空调原理图2——相变换热器和冷凝器并联1；
图3为相变冷凝空调原理图3——相变换热器和冷凝器并联2。
附图标记说明：
1—压缩机；2-冷凝器；3-相变换热器；4-节流装置；5-蒸发器
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
参见图1--图3，本实用新型公开了一种相变冷凝空调，包括压缩机、冷凝器、相变换热器、节流装置、蒸发器和控制系统；控制系统包括两个压力传感器、两个温度传感器和一个控制器；两个压力传感器和两个温度传感器位于压缩机的吸气管和排气管处，用于检测压缩机的吸气压力、温度和排气压力、温度；另外，还可设置一个温度传感器用于检测室外环境；各温度压力传感器和温度传感器均与控制器相连；
本实用新型的相变换热器内含相变材料，相变材料采用相变温度点在0-50℃之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料。相变温度点在0-50℃之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料非常多，均可应用于本实用新型中。所述有机材料包括Na2HPO4·12H2O(35℃)、CaCl2·6H2O(29℃)、Na2SO4·10H2O(32.4℃)、Ba(OH)2·8H2O、Zn(NO3)2·6H2O和CaBr2·6H2O；所述无机材料包括石蜡和脂肪酸。以上列举的各种材料，其在本实用新型的应用效果均良好。
所述蒸发器采用微通道结构或铜管铝翅片结构；冷凝器采用微通道结构或铜管铝翅片结构；节流装置采用毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀。
相变换热器和冷凝器可采用并联连接或串联连接；并联连接时，相变换热器和冷凝器各串联一个电磁后再相互并联，接于压缩机出口和节流装置入口之间；串联连接时，压缩机、冷凝器、相变换热器、节流装置依次通过管道连接；或者，相变换热器安装在冷凝器的出风侧。相变换热器内部可布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热；也可采用板式换热器形式，实现室外空气和相变材料的换热；
本实用新型根据相变换热器与制冷系统的连接方式不同可分为四种不同的运行工况：
传统制冷工况：采用蒸汽压缩式制冷方式，蒸发后的制冷剂在压缩机内压缩后进入冷凝器，冷凝器内的高温高压制冷剂经室外空气降温后进入节流装置，制冷剂在节流装置后出来后变为低温低压液态制冷剂，进入蒸发器，液态制冷剂在蒸发器内吸收机房回水中的热量蒸发，完整制冷循环。此时，制冷剂不进入相变换热器。
相变换热器与冷凝器串联工况(如图1所示)：当夏季室外高温时,冷凝器的换热效果减弱，压缩机排气压力和温度增大；此时，相变换热器和冷凝器串联，冷凝器出来的制冷剂先进入相变换热器后进入节流装置，相变换热器有效补充冷凝器损失的换热量，降低压缩机的排气压力和温度，保证系统的连续运行；冬季制冷工况，冷凝器出来的制冷剂先进入相变换热器后进入节流装置，相变换热器为制冷剂升温，解决因室外温度过低造成的过度冷凝问题，提高压缩机的吸气压力，保证系统的连续运行；冬季采暖工况，冷凝器出来的制冷剂先进入相变换热器后进入节流装置，相变换热器为制冷剂升温，弥补冷凝器结霜时减少的换热量，保证室内的采暖工况。
相变换热器与冷凝器并联工况1(如图2所示)：相变换热器和冷凝器各串联一个电磁阀等再相互并联，控制器检测到压缩机的排气温度、压力小于某一设定值T和P时，将与相变换热器串联的开关打开，与冷凝器串联的开关关闭，使用相变换热器完全取代冷凝器的功能。采用蒸汽压缩式制冷方式，蒸发后的制冷剂在压缩机内压缩后进入相变换热器，相变换热器内的高温高压制冷剂经室外空气降温后进入节流装置，制冷剂在节流装置后出来后变为低温低压液态制冷剂，进入蒸发器，液态制冷剂在蒸发器内吸收机房回水中的热量蒸发，完整制冷循环。此时，制冷剂不进入冷凝器。
相变换热器与冷凝器并联工况2(如图3所示)：相变换热器安装在冷凝器的出风侧，室外空气先与相变换热器进行热量交换，再与冷凝器进行热量交换。夏季相变材料储存夜间室外空气的冷量，白天室外空气首先与相变材料换热，降温后再与冷凝器中的制冷剂进行换热，降低制冷系统的冷凝温度，提高其制冷效率；冬季相变材料储存白天室外空气的热量，夜晚室外空气首先与相变材料换热，升温后再与冷凝器中的制冷剂进行换热，降低冷凝器结霜的几率，保证制冷系统的稳定运行。
本实用新型在传统制冷系统的基础上增加相变换热器，保证制冷系统一年四季的稳定运行，解决传统制冷系统因夏季高温冷凝能力下降的问题，增大系统的制冷量；该系统在冬季制冷时可解决传统制冷系统因压缩机吸气温度过低引起的低压保护停机问题，保证机房的制冷量需求；该系统在冬季采暖时可解决传统制冷系统冷凝器结霜时无法采暖的问题，满足室内的环境需求。
Claims (10)
1.一种相变冷凝空调，包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(4)和蒸发器(5)依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；其特征在于，还包括相变换热器(3)和控制系统；
所述控制系统包括三个电磁阀和一个控制器；
所述相变换热器(3)接于压缩机(1)出口和节流装置(4)入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热；
第一电磁阀安装于所述冷凝器(2)出口与节流装置(4)入口之间的管道上；
第二电磁阀安装于所述压缩机(1)出口与相变换热器(3)入口之间的管道上；
第三电磁阀安装于所述冷凝器(2)出口与相变换热器(3)入口之间的管道上；
三个电磁阀均受控于控制器。
2.根据权利要求1所述的相变冷凝空调，其特征在于，所述控制系统还包括安装于压缩机的排气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的排气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连；
控制器采集压力传感器和温度传感器采集的压缩机的排气压力和温度，当排气压力小于设定值P，且排气温度小于设定值T时，将第二电磁阀打开，第一和第三电磁阀关闭。
3.根据权利要求1所述的相变冷凝空调，其特征在于，所述控制系统还包括设置在压缩机的吸气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的吸气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连，用于监测压缩机的吸气压力和温度。
4.一种相变冷凝空调，包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(4)和蒸发器(5)依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；其特征在于，还包括相变换热器(3)；
所述相变换热器(3)串接于冷凝器(2)出口和节流装置(4)入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热。
5.一种相变冷凝空调，包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(4)和蒸发器(5)依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；其特征在于，还包括相变换热器(3)和控制系统；
所述控制系统包括压力传感器、温度传感器、两个电磁阀和一个控制器；压力传感器和温度传感器安装于压缩机的排气管处，用于检测压缩机的排气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连；
所述相变换热器(3)和冷凝器(2)各串联一个电磁后再相互并联，接于压缩机(1)出口和节流装置(4)入口之间；相变换热器内部布置制冷剂管路，实现制冷系统内的循环工质和相变材料的换热；
控制器采集压力传感器和温度传感器采集的压缩机的排气压力和温度，当排气压力小于设定值P，且排气温度小于设定值T时，将与相变换热器串联的电磁阀打开，与冷凝器串联的电磁阀关闭。
6.根据权利要求5所述的相变冷凝空调，其特征在于，所述控制系统还包括设置在压缩机的吸气管处的压力传感器和温度传感器，用于检测压缩机的吸气压力和温度；压力传感器和温度传感器的输出端均与控制器相连，用于监测压缩机的吸气压力和温度。
7.根据权利要求1～3、5～6中任一项所述的相变冷凝空调，其特征在于，所述控制系统还包括安装于室外机的进风口的温度传感器，用于检测室外环境温度。
8.一种相变冷凝空调，包括由压缩机(1)、冷凝器(2)、节流装置(4)和蒸发器(5)依次通过管道连接而成的制冷剂循环回路；其特征在于，还包括相变换热器(3)；相变换热器(3)安装在冷凝器(2)的出风侧；
所述相变换热器(3)采用板式换热器形式，实现室外空气和相变材料的换热。
9.根据权利要求4或8所述的相变冷凝空调，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括两个压力传感器、两个温度传感器和一个控制器；压力传感器和温度传感器安装于压缩机的吸气管和排气管处，用于检测压缩机的吸气压力、温度和排气压力、温度；两个压力传感器和两个温度传感器的输出端均与控制器相连。
10.根据权利要求9所述的相变冷凝空调，其特征在于，所述控制系统还包括安装于室外机的进风口的温度传感器，用于检测室外环境温度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720995901.8U CN207438784U (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种相变冷凝空调 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720995901.8U CN207438784U (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种相变冷凝空调 |
Publications (1)
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| CN207438784U true CN207438784U (zh) | 2018-06-01 |
Family
ID=62300696
Family Applications (1)
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| CN201720995901.8U Active CN207438784U (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种相变冷凝空调 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN207438784U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112762600A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 冷凝器和直流电空调器 |
| WO2023185664A1 (zh) * | 2022-04-02 | 2023-10-05 | 丹佛斯有限公司 | 空调系统 |
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2017
- 2017-08-08 CN CN201720995901.8U patent/CN207438784U/zh active Active
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| WO2023185664A1 (zh) * | 2022-04-02 | 2023-10-05 | 丹佛斯有限公司 | 空调系统 |
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