一種基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如每輛汽車(chē)都有自己的經(jīng)濟(jì)時(shí)速，過(guò)快或過(guò)慢都會(huì)消耗更多的燃油，空調(diào)也有最高效的“經(jīng)濟(jì)制冷量”。以制冷空調(diào)為例，其制冷量在一定的范圍內(nèi)才能獲得最優(yōu)的制冷效率，如果提供更多或更少的冷量，制冷效率都會(huì)快速下降。如果制冷系統(tǒng)能始終高效工作在“經(jīng)濟(jì)制冷量”，同時(shí)通過(guò)蓄冷技術(shù)適應(yīng)負(fù)荷變化，即在供冷谷時(shí)蓄冷，供冷峰時(shí)釋冷，就能有效降低系統(tǒng)的全天運(yùn)行能耗。
[0003]然而，傳統(tǒng)蓄冷裝置都獨(dú)立于制冷系統(tǒng)。常見(jiàn)的蓄冷技術(shù)如水蓄冷空調(diào)和冰蓄冷空調(diào)都是在機(jī)組效率較高的夜間制冷并蓄冷，所蓄冷量白天直接用于空氣降溫除濕。雖然此類(lèi)蓄冷技術(shù)有利于電力移峰填谷，提高電網(wǎng)用電負(fù)荷率，但對(duì)制冷系統(tǒng)本身沒(méi)有幫助;而且，傳統(tǒng)蓄冷裝置空間占用大，蓄冷過(guò)程能量耗散多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)，本發(fā)明通過(guò)蓄冷模塊增加系統(tǒng)在高負(fù)荷運(yùn)行下的過(guò)冷度，平衡不同負(fù)荷下冷量需求，可明顯降低運(yùn)行能耗。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝器、第一節(jié)流裝置、蓄冷模塊、三通閥、第二節(jié)流裝置、蒸發(fā)器及電磁閥，所述的壓縮機(jī)具有排氣口、第一吸氣口及第二吸氣口，壓縮機(jī)的排氣口經(jīng)連接管順序與冷凝器、第一節(jié)流裝置、蓄冷模塊及三通閥的進(jìn)口連接，三通閥的第一出口通過(guò)連接管直接連接壓縮機(jī)的第二吸氣口，三通閥的第二出口通過(guò)連接管順序連接第二節(jié)流裝置、蒸發(fā)器及壓縮機(jī)的第一吸氣口，在第一節(jié)流裝置的入口與三通閥的第二出口之間通過(guò)設(shè)有電磁閥的連接管連通。
[0007]所述的蓄冷模塊為內(nèi)部裝填蓄冷材料的反應(yīng)床，且存儲(chǔ)在蓄冷模塊中蓄冷材料不進(jìn)入尚效制冷系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)。
[0008]所述的蓄冷材料與制冷劑進(jìn)行熱交換，當(dāng)制冷劑與蓄能材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或互溶時(shí)，制冷劑可以和蓄冷材料直接接觸換熱，否則應(yīng)設(shè)置間壁防止其發(fā)生接觸。
[0009]所述的蓄冷材料可以為各類(lèi)液體蓄冷材料(例如水，溶液，有機(jī)化合物等)、固體蓄冷材料(例如無(wú)機(jī)固體材料，有機(jī)固體材料等)、氣體蓄冷材料(例如空氣，揮發(fā)性有機(jī)物氣體等)、相變材料或熱化學(xué)反應(yīng)材料等。
[0010]優(yōu)選的，所述的蓄冷模塊具備一定的液體制冷劑存儲(chǔ)功能。
[0011]所述的壓縮機(jī)可以單缸實(shí)現(xiàn)(如帶噴焓的渦旋壓縮機(jī))，也可將兩個(gè)氣缸串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，即將第一級(jí)壓縮的排氣與第二吸氣口吸入的制冷劑混合后再進(jìn)行第二級(jí)壓縮。
[0012]所述的第一節(jié)流裝置與第二節(jié)流裝置的節(jié)流面積可變，即為變截面節(jié)流裝置，選自電子膨脹閥或熱力膨脹閥。
[0013]本發(fā)明基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)可分為常規(guī)供冷工況和高峰供冷工況兩種工作模式。
[0014]所述的高效制冷系統(tǒng)用于常規(guī)供冷工況下，三通閥的進(jìn)口與第一出口連通，電磁閥為開(kāi)啟狀態(tài)，制冷劑在壓縮機(jī)作用下成為高溫高壓蒸汽，經(jīng)連接管進(jìn)入冷凝器冷凝放熱，一部分冷凝的制冷劑經(jīng)第一節(jié)流裝置進(jìn)入蓄冷模塊，蒸發(fā)吸熱，冷卻蓄冷材料，再經(jīng)三通閥從壓縮機(jī)的第二吸氣口返回壓縮機(jī)；另一部分冷凝的制冷劑經(jīng)電磁閥、第二節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)吸熱，冷卻蒸發(fā)器另一側(cè)的放熱介質(zhì)，再?gòu)膲嚎s機(jī)的第一吸氣口返回壓縮機(jī)，完成制冷循環(huán)。
[0015]常規(guī)工況下的控制策略為，所述的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)蒸發(fā)器的冷負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，第一節(jié)流裝置的開(kāi)度保證壓縮機(jī)第二吸氣口的吸氣過(guò)熱度，第二節(jié)流裝置的開(kāi)度保證壓縮機(jī)第一吸氣口的吸氣過(guò)熱度。當(dāng)蓄冷模塊蓄滿(mǎn)冷量時(shí)，可以關(guān)閉第一節(jié)流裝置。
[0016]所述的高效制冷系統(tǒng)用于高峰供冷工況下，三通閥的進(jìn)口與第二出口連通，電磁閥為開(kāi)啟狀態(tài)，制冷劑首先在壓縮機(jī)作用下成為高溫高壓蒸汽，經(jīng)連接管進(jìn)入冷凝器冷凝放熱，從冷凝器2流出的制冷劑全部經(jīng)第一節(jié)流裝置進(jìn)入蓄冷模塊，進(jìn)一步冷卻降溫提高過(guò)冷度，此后，制冷劑經(jīng)三通閥、第二節(jié)流裝置，全部進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)吸熱，最后從壓縮機(jī)的第一吸氣口返回壓縮機(jī)，完成制冷循環(huán)。
[0017]高峰工況下，蓄冷模塊作用下系統(tǒng)過(guò)冷度提高，使得制冷循環(huán)單位質(zhì)量流量制冷量上升，滿(mǎn)足供冷高峰需求的同時(shí)沒(méi)有增加系統(tǒng)的功耗，系統(tǒng)效率得到了提升。
[0018]本發(fā)明將蓄冷模塊設(shè)置在制冷系統(tǒng)內(nèi)部，作為制冷系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部跨時(shí)空能量管理，滿(mǎn)足不同時(shí)段供冷需求同時(shí)降低全天的運(yùn)行能耗。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于將蓄冷技術(shù)與提高制冷系統(tǒng)過(guò)冷度相結(jié)合，通過(guò)蓄冷模塊，將冷量從供冷谷時(shí)轉(zhuǎn)移至峰時(shí)，起到避峰運(yùn)行的作用;在常規(guī)供冷時(shí)段，充分利用機(jī)組自身的制冷能力；在供冷高峰期，蓄冷模塊充當(dāng)了過(guò)冷器的作用，蓄存的冷量增加制冷系統(tǒng)過(guò)冷度，使得制冷循環(huán)單位質(zhì)量流量的制冷量大幅增加，提高了制冷系統(tǒng)能力和效率。
[0019]本發(fā)明系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)段蓄存的冷量用于增加高負(fù)荷時(shí)段的過(guò)冷度，以解決制冷設(shè)備定常制冷量與用冷負(fù)荷起伏的矛盾。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1.區(qū)別于傳統(tǒng)水蓄冷技術(shù)，本發(fā)明中蓄冷模塊就作為制冷系統(tǒng)的一部分，成為制冷系統(tǒng)的“第五大部件”，參與冷量的跨時(shí)空調(diào)節(jié)，降低系統(tǒng)全天運(yùn)行能耗；
[0022]2.傳統(tǒng)蓄冷系統(tǒng)的蓄冷量需覆蓋全部冷負(fù)荷，本發(fā)明中蓄冷模塊只需保證用冷高峰期的供冷缺口即可，蓄冷模塊的體積大幅減??；
[0023]3.使用本發(fā)明后，制冷壓縮機(jī)不需按照最大制冷容量選型，降低了設(shè)備初投資。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為實(shí)施例1中基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中，I為壓縮機(jī)，2為冷凝器，3為第一節(jié)流裝置，4為蓄冷模塊，5為三通閥，6為第二節(jié)流裝置，7為蒸發(fā)器，8為電磁閥，其余為連接管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例
[0028]—種基于蓄冷過(guò)冷的高效制冷系統(tǒng)，如圖1所示，包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、第一節(jié)流裝置3、蓄冷模塊4、三通閥5、第二節(jié)流裝置6、蒸發(fā)器7及電磁閥8，壓縮機(jī)I具有排氣口、第一吸氣口及第二吸氣口，壓縮機(jī)I的排氣口、連接管10、冷凝器2、連接管11、連接管12、第一節(jié)流裝置3、連接管13、蓄冷模塊4及三通閥5的進(jìn)口順序連接，三通閥5的第一出口通過(guò)連接管21直接連接壓縮機(jī)的第二吸氣口，三通閥5的第二出口、連接管15、連接管18、第二節(jié)流裝置
6、連接管19、蒸發(fā)器7、連接管20及壓縮機(jī)I的第一吸氣口順序連接，在第一節(jié)流裝置3的入口與三通閥5的第二出口之間順序連接連接管16、電磁閥8及連接管17。
[0029]其中，蓄冷模塊4為內(nèi)部裝填蓄冷材料的反應(yīng)床，且存儲(chǔ)在蓄冷模塊中蓄冷材料不進(jìn)入高效制冷系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)。蓄冷材料與制冷劑進(jìn)行熱交換，當(dāng)制冷劑與蓄能材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或互溶時(shí)，制冷劑可以和蓄冷材料直接接觸換熱，否則應(yīng)設(shè)置間壁防止其發(fā)生接觸。蓄冷材料可以為各類(lèi)液體蓄冷材料(例如水，溶液，有機(jī)化合物等)、固體蓄冷材料(例如無(wú)機(jī)固體材料，有機(jī)固體材料等)、氣體蓄冷材料(例如空氣，揮發(fā)性有機(jī)物氣體等)、相變材料或熱化學(xué)反應(yīng)材料等。優(yōu)選的，蓄冷模塊具備一定的液體制冷劑存儲(chǔ)功能。
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