1313344 九、發明說明： '【發明所屬之技術領域】 本發明係一種儲冰式恆溫空調系統，尤指有關一種冷 ·. 媒分流之儲冰式技術，冷媒系統可依空調空間的負荷大小 來分配冷媒之分流量，藉此冷媒可全量或分流應用，達到 最佳運轉效果。 【先前技術】 當水結成冰時，其所儲存的能量稱為「潛熱」，此「潛 熱」能量為79 KCAL/KG。因一般中央空調系統所使用的 冰水溫度最高約為15°C，也就是說：「當15°C的水，凍結 成0°C的冰時，合計可應用之儲存能量共94KCAL/KG」。 儲冰式空調之原理即是：「選擇某段可利用之時間（離 峰或半尖峰時間），使壓縮機運轉，冷卻冰水製冰，將壓縮 機的冷卻能量，以冰的形態儲存起來，等到白天尖峰時 段，需使用冰水（冷氣），而又不適宜運轉冰水機組的時間 (尖峰時間），即可讓冰溶化，吸收高溫冰水的熱量，達到 _·冰水冷卻的效果，如此即可將白天尖峰時段的冷氣用電， 轉移至夜間」，即可讓冰溶化，吸收高溫冰水的熱量，達 到冰水冷卻的效果，如此即可白天尖峰時段的冷氣用電， 轉移至夜間離峰時段。 請參閱「第1圖」所示，係為習知之儲冰式空調之冷 媒系統示意圖。儲冰式空調運轉狀態為： 當空調機（室内機）中的冰水回水的溫度在回水感溫器 之設定值以上時，系統會啟動壓縮機（Compressor) 11運 5 1313344 轉’同時冷媒會經由一輪畜 透過該壓縮機11壓縮為：‘ 19到該壓縮機11 ’冷媒再 入冷凝器（〇>nde_)124；；&溫之過熱氣冷媒，接著進 媒，冷媒祕祕輪衫散度的冷卻液冷 的過冷卻液冷媒；㈣由讀器μ成高塵低溫 溫呈霧狀的飽和液氣⑼/服闕15降屋節流為據低 進行蒸發，用以吸入，器~训 出冷空氣到空謂处門.妙^襄冷，再藉由空調機17送 媒流入儲冰槽的Z冷:==:_溫度的冷 動作；流過財冷_路m料媒進行儲冰 過輸氣管19吸回冷媒，完成— St在由魏機η透 而冰水主機之冰水側，由空 經由冰水幫浦送流入蒸發器 k出之冰水回水 冷=空間的熱負荷，完成一次心所…水， . 7 ，不管是在低冷房或高冷房的需长τ =經過蒸發器16，再進人儲冰槽；;冷媒都必 如此不管當時蒸發器16所-二:冷媒迴路18， 冷媒都必項經過蒸發器16 :熱能轉少’全部的 儲冰冷媒超略18，大大減少在低冷房情^到儲冰槽的 又，1市售之儲冰式值溫空=+错冰效率。 :::產生的冷凝水都採用排出之=而;:=作 中水氣之補充水到儲冰裝置’無形中浪費空調空ΐ
1313344 【發明内容】 爰是’本發明之主要目的係揭露一種冷媒分流儲冰式 板溫空調系統，主要係在蒸發器之前裝置一冷媒分流裝置 取代該膨脹閥，該冷媒分流裝置控製冷媒流量與流向，該 成向分為一管線到蒸發器，而另一管線直接可流入儲冰槽 的儲冰冷媒迴路。如此，冷媒可進行正常全量流入儲冰槽 儲冰或全量進入蒸發器的融冰空調，或是一部份到儲冰槽 一部份到蒸發器。藉此’系統可依空調空間的負荷大小來 分配冷媒之分流量，達到移轉能源、節約能源以及怪温空 調之最佳運轉效果。 本發明另一目的係在蒸發器之下方，設置一冷凝水收 集盤，用以將冷氣運轉時產生之低溫凝結水熱回收，自動 補充儲冰槽之冰水，且在儲冰或融冰空調時將冷凝器出口 之冷媒冷卻為過冷卻液冷媒，提高冷凍效果。 本發明係一種冷媒分流儲冰式恆溫空調系統，本系統 包括-壓縮機，冷媒經由該壓縮機壓縮為高壓高溫之過熱 氣冷媒，一冷凝器，該冷凝器接收該過熱氣冷媒，且將該 過熱氣冷媒散熱為高壓正常溫度的冷卻液冷媒；該冷卻液 冷媒液再流經一輸液管到一熱交換器成高壓低溫的過冷 卻液冷媒。一=媒分流袭置再將過冷卻液冷媒分流為二， ，分流為降壓節流為低壓低溫呈霧狀的飽和液氣冷媒，透 過一第一管路使呈霧狀的飽和液氣冷媒隨後進入一蒸發 器進行蒸發，用以吸收空氣中大量潛熱製冷，再藉由一空 調機送出冷空氣到空調空間，然後吸熱後變成低壓正常溫 7 U13344 度的冷媒流入儲 進行儲冰動作。巧，冰冷媒迴路，利用殘餘的冷媒 冰冷媒迴路，第—官路直接將過冷卻液冷媒送至該儲 該儲冰冷媒、回抑用該過冷卻液冷媒冷媒進行儲冰動作。而 管吸回冷媒，*内的冷媒最後在由㈣縮機透過-輸氣 入儲冰槽财t媒循環。藉此，冷媒可正常全量流 份到儲冰;I#, ^或全量進人蒸發器的融冰空調’或是一部 部份到蒸發器。 L貫知方式】 作進j關本翻之詳細内容及技術說明，現以實施例來 之用，說月，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明 不應被解釋為本發明實施之限制。 冷媒^ f閱「第2圖」所示，係為本發明之儲冰式空調之 (室内機统不意圖。本發明之系統其運轉狀態為，當空調機 時，系）中的冰水回水的溫度在回水感溫器之設定值以上 从％、統會啟動一壓縮機(C〇mpressor)21運轉，使一輸氣 執$ —S略中的冷媒經由該壓縮機21壓縮為高壓高溫之過 ’’’、7媒’接著該過熱氣冷媒進入一冷凝器（Condenser)22 、‘、、、二高壓正常溫度的冷卻液冷媒。然後，高壓正常溫度 1冷部液冷媒液經由一輸液管23流進一熱交換器24，而 該熱交換器24成一高壓低溫的過冷卻液冷媒。該過 :卻液冷媒再藉由 一冷媒分流裝置25將該過冷卻液冷媒 刀⑽為二’其中一分流為降壓節流為低壓低溫呈霧狀的飽 °氣冷媒’透過一第一管路251使呈霧狀的飽和液氣冷 媒^後進入一蒸發器（Evaporater)26進行蒸發，用以吸收空 8 1313344
調空間中空氣内的大量潜熱製冷，再藉由一空調機27送 出冷空氣到空調空間，然後吸熱後變成低壓正常溫度的冷 媒流入健冰槽的-儲冰冷媒迴路1利用殘餘的冷媒進行 儲冰動作。另一分流為將該過冷卻液冷媒直接透過一第二 管路252駐該儲冰冷媒迴路28，利用該過冷卻液冷媒冷 媒進行儲冰動作。最後’流過該儲冰冷媒迴路28已進行 儲冰動作之冷媒再經由該壓縮機21透過該輸氣管Μ吸回 冷媒，完成一空调系統之冷媒循環。 而冰^機之冰水側，由空二27流出之冰水回水 經由冰水幫浦送流入該蒸發考 純么rr、o « 水水侧，製成低溫（一 般值為7C)冰水’用以供應該空調機27其空調所需之冰 水，冷卻㈣空間的熱負荷，完成—次冰水财所 :參閲:第3圓」所示’係本發明之裝置結構示音圖。 在應用上’為增加财以_冷凝水的 發明之系統的應用。該實施上該裝，針對本 室外機3。内包含該壓縮機21及該= 4〇，該室内機40透過該輸氣管29及輸液管2二= 機30相連接，且該室内機4 ”該至卜 該儲冰槽50内包括位於上半部之3儲、；之儲冰槽心 於下半部之衫換器24，=切柄路28，及位 上方，而”、= 發器26位於該儲冰槽50 機心出然後在該空調 空間;本發明之特徵係在於該蒸發器氣=調 冷妨收集盤51，用以將冷氣運轉時產生之低溫凝ς水熱 9 1313344 回收，藉由該冷凝水收集盤51使被收集的水被導引流入 到該儲冰槽50，自動補充儲冰槽50之冰水，此自動補充 水到儲冰裝置之方式，使得冷氣運轉過程中將不需再補充 額外的水到該冰水循環。且在儲冰或融冰空調時該低溫凝 結水可用以將冷凝器22出口之冷媒冷卻為過冷卻液冷 媒，提高冷凍效果。 該冷媒分流裝置25分流之原則係依空調空間不同之 狀態來分配該第一管路251與該第二管路252内之冷媒 量。依空調空間不同之狀態其冷媒量之關係如下表示： 1. 冷房無負載狀態：Qo=Q2 ; 2. 低冷房負載狀態：QfQi+C^ ; 3. 冷房滿載狀態：QfQi ; 4. 高冷房負載狀態：儲冰冷能。 其中，Qo係總冷媒量；Q!係第一管路251之冷媒量， 也就是先流至蒸發器26之冷媒量；Q2係第二管路252之 冷媒量，也就是直接流至儲冰冷媒迴路28之冷媒量。 1. 當冷房無負載狀態時，該冷媒分流裝置25會將第一 管路251的流量關閉，全部的冷媒流量相變由該第二管路 252直接流入該儲冰冷媒迴路28，使全部的冷媒都可以用 以儲冰儲能用，儲能後可作為後續高冷房負載時使用。 2. 當低冷房負載狀態時，利用感測器所量測之溫度， 將訊息傳給該冷媒分流裝置25，該冷媒分流裝置25會依 實際需求量控制第一管路251之冷媒量Q!及第二管路252 之冷媒量Q2比例，使第一管路251之冷媒量Q!可使該蒸 1313344 發器26的八加 θ 7某需求置由室溫的變化而改變流量，而總冷 Q〇會將其餘的冷媒分配給第二管路252。請參閱「第 4圖」所示，必， 八師-立 係低冷房狀態之低冷房負荷及儲水冷凍負荷 刀配不忍圖，
5| 26供、 斤以冷媒流量有兩部份，一部份流至該蒸發 迴路28 , Ϊ低冷房負荷所用，一部份直接流至該儲冰冷媒 冰冷媒迴=些液態冷媒被做為儲水冷凍負荷所用，在該儲 备；?4蔷π + 28產生儲冰之冷凍能力，且總冷媒量之總 3 : 〇〇%的滿載使用。 252的滿载狀態時’該冷媒分流裝置25會將第二管路 直接流入閉’„全部的冷媒流量相變由該第一管路251 26所用，二Ϊ發器26,使全部的冷媒都可以為該蒸發器 4.當高Α的總冷媒量Q〇全部提供冷房負載使用。 的冷媒當該冷媒分流如 尚未達到預〜I器26所用時，然感測器所量測之溫度 能力不夠時，X時也就疋總冷媒量Q〇所提供的製冷 能，將所有=儲冰槽50將由該熱交換器24發揮融冰功 冰冷媒迴路冷房無負載狀態及低冷房負載狀態時該儲 之能量，使空調^冰冷輯冷房負載需求量而提供所須 所示，係高^房^間達到所需之溫度。請參閱「第5圖」 圖，所以冷^流量^之高冷房負荷及融水負荷分配示意 25會將第二管路 '々房滿載狀態時相同，該冷媒分流裝置 入該蒸發器二，\的流量關閉，全部的冷媒流量相變流 所有的總冷媒旦王。卩的冷媒都可以為該蒸發器26所用， 、里Q〇全部提供冷房負載使用 ，但因為此時 11 1313344 • 該壓縮機21所提供之能源不足以應付該高冷房之負荷， '系統會將冷房無負載狀態與低冷房負載狀態時所做的儲 . 冰冷能經該熱交換器24將冷媒冷卻為過冷卻冷媒 、 （subcooling)，降低液態冷媒之溫度，提昇冷媒之過冷度， ·. 相對的提高冷媒循環量，約可提昇30%以上的冷房能力。 請參閱「第6圖」所示，係本發明之莫理爾線示意圖。。 就本發明的效能分析，依各主要元件流出的冷媒所量測的 壓力與溫度，來分析本發明之冷媒分流儲冰式恆溫空調系 統，與習用冷媒無分流之儲冰式空調系統分析。如圖所示： h2 —h3’=原來之散熱效果； h3’一 h3=低溫冷凝結水+融冰提昇之過冷卻效果； 本發明之散熱效果=(h2 — h3’)+( h3’一h3)。 hl — h4’=原來之冷凜效果； h4’一h4=過冷卻冷媒所提供之冷凍效果； 本發明之冷凍效果=(hi —h4’)+( h4’一 h4) 據此，本發明之冷媒分流與冷氣凝結水熱回收之精 神，冷媒可進行正常全量流入儲冰槽儲冰或全量進入蒸發 器的融冰空調，或是一部份到儲冰槽一部份到蒸發器。系 統可依空調空間的負荷大小來分配冷媒之分流量，達到移 轉能源、節約能源以及恆溫空調之最佳運轉冷房效果。 惟上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定 本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均 等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。 12 1313344 【圖式簡單說明】 、/第1圖，係習知之儲冰式空調之冷媒系統示意圖。 第2圖，係本發明之儲冰式空調之冷媒系統示意圖。 - 第3圖，係本發明之裝置結構示意圖。 ·. 第4圖，係低冷房狀態之低冷房負荷及儲水冷凍負荷分配 示意圖。 第5圖，係高冷房狀態之高冷房負荷及融水負荷分配示意 圖。 r 第6圖，係本發明之莫理爾線示意圖。 【主要元件符號說明】 11、 21 :壓縮機 12、 22 :冷凝器 13、 23 :輸液管 14、 24 :熱交換器 15 :膨脹閥 16、26 :蒸發器 ·· 17、27 :空調機 18、 28 :儲冰冷媒迴路 19、 29 :輸氣管 25 :冷媒分流裝置 251 :第一管路 252 :第二管路 271 :送風口 30 :室外機 13 1313344 40 :室内機 50:儲冰槽 51 :冷凝水收集盤