CN2603333Y - 一种储能空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够使用深夜低谷电的储能空调器，它由压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、机箱、送风机、储能箱、百叶窗、均压腔、散热器、相变材料组件、换热片组成；蒸发器置于散热器和相变材料组件之间，并一起装入储能箱内。制冷时，蒸发器使相变材料组件中的低温相变材料发生相变结冰，存储大量的冷量；制热时，蒸发器使相变材料组件中的高温相变材料发生相变液化，存储大量的热量；在需要制冷(或制热)时，用送风机将储能箱中相变材料组件中的冷(或热)量放出。该实用新型适用集体食堂、旅馆、会议室等要求调温迅速的用户。

Description

一种储能空调器

本实用新型涉及空气调节装置，特别是室内空调器。

通常的室内空调器用电都比较多，并且是在需要调节温度时开机，不需要调节温度时关机，因此用户用电时间往往集中，造成电力供应紧张。用户空调器与其它用电器同时使用，造成电力负荷加重，需要考虑和实施配电网络的扩容，也会造成总费用增加。另外，当用户需要急速调整房间温度时，一般空调机不能迅速输出较大的冷量或热量，造成用户急不可耐。

本实用新型的目的是提供一种能够使用深夜低谷电来储存冷热能量，而在需调节温度时又将储存的冷热能量释放，用电又极少，并能在短时间内迅速调控温度的储能空调器。

为了达到以上目的，本实用新型由压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、机箱、送风机、储能箱、百叶窗、均压腔、散热器、相变材料组件、换热片组成；压缩机的排气管接四通换向阀的H端，四通换向阀的K端接冷凝器(参见图1)，冷凝器的另一端接节流阀，节流阀的另一端接蒸发器的进口，蒸发器的出口接四通换向阀的F端，四通换向阀的G端接压缩机的回气口；压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀在机箱内，蒸发器、散热器、相变材料组件、换热片在储能箱内，机箱和送风机在储能箱外；百叶窗在储能箱的前壁上，与百叶窗相对的储能箱后壁内有均压腔，均压腔与百叶窗之间有顺向排列的散热器的散热风道；散热器和相变材料组件从下至上交替叠放在储能箱内，其间逐层放置蒸发器，各层蒸发器的进出口分别由竖直管道连通，进口竖直管道接节流阀，出口竖直管道接四通换向阀；换热片紧贴装在蒸发器上。相变材料组件由相变材料袋、低温相变材料、高温相变材料袋、高温相变材料、扎带组成，高温相变材料装入高温相变材料袋中，高温相变材料袋用扎带逐段扎紧后，和低温相变材料一起装入相变材料袋中。高温相变材料袋为条状，用扎带逐段扎紧，使液态低温相变材料能从每段的间隙中通过，然后将其弯曲，呈S形装入相变材料袋中，条状高温相变材料袋间充满低温相变材料。散热片上有凹槽，凹槽中贴装管状蒸发器，有凹槽的面贴紧散热器，因凹槽而凸起的面贴紧相变材料组件。蒸发器为S形盘状管道。

由于本实用新型利用了高低温相变材料储能，使空调机组平时以小的用电容量、较长的时间对相变材料制冷(或制热)，当需要向房间供冷(或供热)时，又把相变材料所储的冷量(或热量)迅速输出，完成对房间的温度调节。这样，空调器的用电时间长，但功率相对较小，用户不必将供电网扩容，而且可以利用夜间低谷电，节省电费。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型工作原理图。

图2为本实用新型结构原理示意图。

图3为图2中A-A剖面示意图。

图4为图3中B-B剖面示意图。

图5为图3中C-C剖面示意图。

图6为管状蒸发器形状示意图。

如图1、图2所示，储能空调器由压缩机1、四通换向阀2、冷凝器3、节流阀4、蒸发器5、机箱7、送风机8、储能箱9、百叶窗14、均压腔13、散热器10、相变材料组件11、换热片15组成。件1的排气管接件2的H端，件2的K端接件3，件3的L端接件4，件4的另一端接件5的进口D端，件5的出口接件2的F端，件2的G端接件1的回气口。件1、件2、件3、件4装在件7内，按常规的方式安装联接，件5、件10、件11、件15在有隔热层12的件9内，件7、件8装在件9外，件14在件9的前壁上，与件14相对的件9后壁内有件13，件13与件14之间有顺向排列的件10的散热风道。件10和件11从下至上交替叠放在件9内，其接触面间逐层放置呈S形盘状管道的件5，各层件5的进出口分别由进口、出口竖直管道连通，进口竖直管道接件4的D端，出口竖直管道接件2的F端，件15为片状，其上有凹槽，件15的凹槽面紧贴装在件5上，当把件5、件15放置入件10和件11之间时，把件15上有凹槽的面贴紧件10，因凹槽而凸起的面贴紧件11。如图3、图4、图5、图6所示，件11由塑料相变材料袋19、低温相变材料水17、塑料高温相变材料袋18、高温相变材料16、扎带20组成。件16装入件18中，然后将条状的件18用件20逐段扎紧后弯曲成S形和件17一起装入件19中。逐段扎紧后的条状件18能使液态的件17从每段的径向间隙中通过。

本储能空调器的制冷工作原理如下：

先将四通换向阀2置于G端和K端断开，G端和F端接通的位置，如图1实线所示。

压缩机1将压缩的氟利昂通过四通换向阀2的H端、K端输送至冷凝器3，氟利昂放出热量冷凝成液体，氟利昂液体通过节流阀4形成低压液体，低压液体通过蒸发器5的一组管道蒸发吸热，通过件15带走相变材料组件11和散热器10中的热量后，经过四通换向阀2的F端、G端回到压缩机1的进气口。压缩机1再将低压氟利昂压缩到冷凝压力后输送至四通换向阀进行第二次制冷循环。如此周而复始，当相变材料组件11的温度降至塑料相变材料袋19中的低温相变材料水17的结冰相变点时，件17失去大量热量，逐渐完全相变结成冰，使相变材料组件11储存了大量的冷量，储能箱9上的百叶窗14和隔热层12将冷量有效保存。当需要向房间制冷时，打开百叶窗14，启动送风机8，空气从均压腔13流经散热器10通过百叶窗14将相变材料组件11中的冷量释放出来。

本储能空调器的制热工作原理如下：先将四通换向阀2拨至G端和K端接通，G端和F端断开的位置如图1虚线所示。压缩机1将压缩到冷凝压力的氟利昂通过四通换向阀2的H端、F端输送至蒸发器5，氟利昂放出热量冷凝成液体，此时，蒸发器5起冷凝作用，高压氟利昂液体通过蒸发器5的一组管道冷凝放热，通过件15将件11和件10升温。然后通过节流阀4形成低压液体，低压液体通过冷凝器3蒸发吸热，此时冷凝器3起蒸发作用，低压蒸汽带走机箱7外空气的热量后，经过四通换向阀2的K端、G端回到压缩机1的进气口。压缩机1再将低压氟利昂压缩到冷凝压力后输送至四通换向阀H端进行第二次制热循环。如此周而复始，当相变材料组件11的温度升至塑料高温相变材料袋18中的高温相变材料16的液化相变点时，件16得到大量热量，逐渐完全相变，变成液态，使相变材料组件11储存了大量的热量，储能箱9上的百叶窗14和隔热层12将热量有效保存。当需要向房间制热时，打开百叶窗14，启动送风机8，空气从均压腔13流经散热器10通过百叶窗14将相变材料组件11中的热量释放出来。

本实施例中的散热器10是铝质的，相变材料袋19和高温相变材料袋18均用高强度耐高低温的塑料薄膜制成，高温相变材料16选用固液相变温度为32℃左右的材料，蒸发器5由一组弯曲的铜管制成，换热片15由铜板制成，中部有凹槽，能与件5铜管紧密贴合，减少热阻。

本实用新型所使用的高温相变材料16，是选择相变温度较高，又适合于压缩机输出氟里昂温度的材料，材料的选择至关重要，又要温度合适，又要价格低廉，通常可使用单一温度材料。例如32℃左右单纯固态——液态转换材料。为提高适用范围和效率，还可以使用固态——固溶态——液态的宽相变材料，这种材料可在5～8℃至30～40℃范围内逐渐变化形态从而储存能量。当这种材料在低温段5～8℃使用时，可代替本实施例中的低温相变材料的功能储存大量的冷量进行制冷，这样，本储能空调器将会有更宽广的使用前景。

值得提出的是，本实施例的压缩机一冷凝机组与蒸发器同在一个房间中，构成了一个没有室外机的空调器。夏季，因为房间在不需降温的大部分时间里是一个散热系统，虽然压缩机一冷凝机组在运行中会放出热量，但这种热量在单位时间内的能量(功率)不大，房间会不断地将这一些热量散出去，房间的温度不至于显著提高而被察觉。当房间要降温时，打开送风机和百叶窗，大流量的风使储在相变材料中的冷量一下子迅速地释放到房间中，达到了降温的目的。相反，冬季制热也是类似的，虽然压缩机一冷凝机组在运行中会放出冷量(因此时冷凝器起蒸发的作用)，但这种冷量在单位时间内的能量(功率)不大，房间的温度不至于显著降低而被察觉。当房间要升温时，打开送风机和百叶窗，大流量的风使储在相变材料中的热量一下子迅速地释放到房间中，达到了升温的目的。

本实用新型也可以将压缩机一冷凝机组与蒸发器(储能箱)分别放置于房间内外，成为分体式。除储能箱外，其余结构及工作原理与常规空调器类似，此处不再详细说明。

Claims (6)

1.一种储能空调器，由压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、机箱组成；其特征在于：它还有储能箱、百叶窗、均压腔、送风机、散热器、相变材料组件、换热片；压缩机的排气管接四通换向阀的H端，四通换向阀的K端接冷凝器，冷凝器的另一端接节流阀，节流阀的另一端接蒸发器的进口，蒸发器的出口接四通换向阀的F端，四通换向阀的G端接压缩机的回气口；压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀在机箱内，蒸发器、散热器、相变材料组件、换热片在储能箱内，机箱和送风机在储能箱外；百叶窗在储能箱的前壁上，与百叶窗相对的储能箱后壁内有均压腔，均压腔与百叶窗之间有顺向排列的散热器的散热风道；散热器和相变材料组件从下至上交替叠放在储能箱内，其间逐层放置蒸发器，各层蒸发器的进出口分别由竖直管道连通，进口竖直管道接节流阀，出口竖直管道接四通换向阀；换热片紧贴装在蒸发器上。

2.根据权利要求1所述的储能空调器，其特征在于：所述相变材料组件由相变材料袋、低温相变材料、高温相变材料袋、高温相变材料、扎带组成，高温相变材料装入高温相变材料袋中，高温相变材料袋用扎带逐段扎紧后，和低温相变材料一起装入相变材料袋中。

3.根据权利要求2所述的储能空调器，其特征在于：所述高温相变材料袋为条状，用扎带逐段扎紧，使液态低温相变材料能从每段的间隙中通过，然后将其弯曲，呈S形装入相变材料袋中，条状高温相变材料袋间充满低温相变材料。

4.根据权利要求1所述的储能空调器，其特征在于：所述散热片上有凹槽，凹槽中贴装管状蒸发器，有凹槽的面贴紧散热器，因凹槽而凸起的面贴紧相变材料组件。

5.根据权利要求1所述的储能空调器，其特征在于：所述蒸发器为S形盘状管道。

6.根据权利要求1所述的储能空调器，其特征在于：所述储能箱壁内装有隔热材料。

Images