專利名稱：一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法及系統(tǒng)，尤其適用于具有自然低溫冷源且水路不宜或不便直接進(jìn)入空調(diào)區(qū)域的供冷場(chǎng)合，屬于低溫冷源利用空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法及系統(tǒng)，其原理是利用低溫冷源對(duì)氣態(tài)冷媒進(jìn)行冷凝液化，然后通過(guò)液泵或電屏蔽泵將液態(tài)冷媒以一倍或多倍循環(huán)率輸送至空調(diào)區(qū)域的室內(nèi)機(jī)中，液態(tài)冷媒在室內(nèi)機(jī)中吸收室內(nèi)熱量全部或部分氣化，從而實(shí)現(xiàn)供冷的目的，氣化后的冷媒重新回到冷凝液化器中液化，形成封閉的冷媒供冷循環(huán)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明系統(tǒng)原理有關(guān)的技術(shù)有冷媒(制冷劑)自然循環(huán)供冷系統(tǒng)(①、孫麗穎，馬最良.冷劑自然循環(huán)空調(diào)機(jī)的特性與應(yīng)用.哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2004，20(6)729～732；②、吳畏，李娟.冷媒自然循環(huán)并用型空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能.節(jié)能，1999，538-39；)。它的特征在于在現(xiàn)有空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)上，在壓縮機(jī)及節(jié)流閥(或毛細(xì)管)的進(jìn)出口之間加設(shè)旁通管和閥門，在需供冷的過(guò)渡季節(jié)或夜間，關(guān)閉壓縮機(jī)，充分利用室外的自然低溫環(huán)境空氣在處于高位的冷凝器中對(duì)氣態(tài)冷媒進(jìn)行冷凝液化，液化后的冷媒在重力的作用下流入處于低位的蒸發(fā)器進(jìn)行吸熱氣化制冷，氣化后的低密度冷媒氣體沿氣管上升回至冷凝器冷凝液化，組成冷媒自然循環(huán)環(huán)路。另一種相關(guān)技術(shù)是與冰蓄冷技術(shù)相結(jié)合的冷媒自然循環(huán)供冷系統(tǒng)(http//www.cqu.edu.cn/yuanxishezhi/chengshijianshe/ch/bkjx/ntkt/ch5.htm)，它的特征在于和冷媒自然循環(huán)供冷系統(tǒng)形式一樣，只是其所用的低溫冷源是利用空調(diào)機(jī)組在夜間電力低谷時(shí)段制備的冰通過(guò)儲(chǔ)冰筒儲(chǔ)存起來(lái)，在白天電力高峰時(shí)段，用儲(chǔ)冰筒的冷量來(lái)冷凝處于高位的氣態(tài)冷媒(通常為氟利昂制冷劑)，并使其液化，液態(tài)冷媒在重力作用下流入處于低位的蒸發(fā)器中進(jìn)行吸熱供冷，吸熱氣化后的低密度氣態(tài)冷媒沿氣管上升回至冷凝液化器重新液化，如此循環(huán)形成自然冷媒供冷系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于冷媒是依靠重力的作用進(jìn)行自然循環(huán)，對(duì)系統(tǒng)各部件的安裝位置和安裝高度有嚴(yán)格的要求，即必須要求冷凝液化器處于系統(tǒng)的高位，而蒸發(fā)器處于系統(tǒng)的低位；同時(shí)冷媒的循環(huán)量是由冷媒的密度差及冷凝液化器與蒸發(fā)器之間的高度差來(lái)決定，冷媒的冷量輸送率相對(duì)較小，在相同的供冷量情況下，冷媒輸送管道尺寸及室內(nèi)機(jī)換熱器面積要求較大。并且已有技術(shù)一般是基于現(xiàn)有空調(diào)機(jī)組進(jìn)行改造，系統(tǒng)形式與控制復(fù)雜，在水電站及地下人防工程等常年或季節(jié)性具有低溫冷源利用的場(chǎng)合，現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)自然冷能的高效利用。因此，在一些具有低溫自然冷源利用的空調(diào)供冷場(chǎng)合，迫切需要一種新的方法和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自然冷源在區(qū)域空調(diào)供冷中的高效、可靠利用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明的目的和任務(wù)是提供一種系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單、無(wú)壓縮機(jī)組、運(yùn)行能耗小的供冷方法及系統(tǒng)，即利用低溫冷源對(duì)冷媒進(jìn)行冷凝液化、液泵驅(qū)動(dòng)冷媒直接蒸發(fā)的多聯(lián)式室內(nèi)機(jī)供冷系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)低溫冷源，如低溫地下水、深層庫(kù)水、江、河、湖、海水及城市次生污水等自然冷源及其它形式的低溫冷源在區(qū)域空調(diào)供冷中的高效與可靠應(yīng)用，以解決現(xiàn)有冷媒自然循環(huán)供冷系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)部件安裝位置和安裝高度要求嚴(yán)格及系統(tǒng)供冷量小與可控性差的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的和任務(wù)是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)以相變冷媒為供冷工質(zhì)，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；所述的低溫冷源的溫度不高于18℃；2)冷凝液化后的相變冷媒通過(guò)液泵或電屏蔽泵驅(qū)動(dòng)，以一倍或多倍循環(huán)率進(jìn)入供冷空間的室內(nèi)機(jī)中直接蒸發(fā)吸熱供冷；吸熱后的氣態(tài)或氣液兩相冷媒又回至冷凝液化器中進(jìn)行冷凝液化，形成供冷循環(huán)；所述的供冷空間的環(huán)境溫度不低于22℃。
本發(fā)明所述的相變冷媒采用R717、R134a、R22、R500或R502。所述的低溫冷源可采用低溫地表水、深層水庫(kù)水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低溫空氣。
本發(fā)明提供了一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)，其特征在于，該供冷系統(tǒng)包括一個(gè)冷凝液化器，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；一個(gè)貯液器，通過(guò)冷媒管路與冷凝液化器的相變冷媒側(cè)出口連接；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)的液泵或電屏蔽泵，與貯液器的底部出口相連，用來(lái)驅(qū)動(dòng)冷媒形成供冷循環(huán)；一個(gè)多聯(lián)式室內(nèi)機(jī)組，用來(lái)使液態(tài)冷媒吸熱后變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相冷媒以實(shí)現(xiàn)供冷；一個(gè)安裝在室內(nèi)機(jī)入口處的相變冷媒流量控制調(diào)節(jié)閥。
在所述的供冷系統(tǒng)中，所述的室內(nèi)機(jī)組是由一個(gè)或多個(gè)室內(nèi)機(jī)并聯(lián)和/或串聯(lián)構(gòu)成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)與突出性效果①本發(fā)明無(wú)壓縮機(jī)組及管路旁通裝置，系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；②本發(fā)明采用液泵驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)，對(duì)室內(nèi)機(jī)及冷凝液化器的安裝位置與安裝高度無(wú)特殊的要求，系統(tǒng)供冷效率高、可控性強(qiáng)；③本發(fā)明對(duì)低溫冷源的適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)所采用的低溫冷源可以是自然的或其它來(lái)源的低溫水或低溫空氣，低溫水可以是低溫的地表水、深層水庫(kù)水、地下水、江、河、湖、海水及城市次生污水等；④本發(fā)明的方法及系統(tǒng)的能耗僅為液泵、室內(nèi)機(jī)風(fēng)扇及冷源側(cè)的水泵或風(fēng)機(jī)的電耗，系統(tǒng)運(yùn)行能耗小，具有節(jié)能、環(huán)保、無(wú)噪音的優(yōu)點(diǎn)。在具有低溫冷源利用且空調(diào)供冷區(qū)域因工藝要求水路不宜或不便直接進(jìn)入室內(nèi)的供冷場(chǎng)合，如要求防水、防潮的空調(diào)供冷場(chǎng)合，應(yīng)用本發(fā)明方法及系統(tǒng)進(jìn)行供冷尤為適用。


圖1為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)的lgp-h圖。
圖3為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖4為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中各部件的序號(hào)和名稱如下1-冷凝液化器；2-貯液器；3-.液泵或電屏蔽泵；4-.冷媒管路；5-.流量控制調(diào)節(jié)閥；6-.室內(nèi)機(jī)；7-.低溫冷源。A→B液泵增壓過(guò)程；B→C冷媒蒸發(fā)吸熱氣化過(guò)程(供冷空間側(cè))；C→D氣相或氣液兩相冷媒管路的阻力；D→A冷媒冷凝放熱液化過(guò)程(低溫冷源側(cè))具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。該供冷系統(tǒng)主要包括一個(gè)冷凝液化器1，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；一個(gè)貯液器2，通過(guò)冷媒管路4與冷凝液化器1的相變冷媒側(cè)出口連接；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)的液泵或電屏蔽泵3，與貯液器2的底部出口相連，用來(lái)驅(qū)動(dòng)冷媒形成供冷循環(huán)；一個(gè)多聯(lián)式室內(nèi)機(jī)組6，是由一個(gè)或多個(gè)室內(nèi)機(jī)并聯(lián)和/或串聯(lián)構(gòu)成，用來(lái)使液態(tài)冷媒吸熱后變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相冷媒以實(shí)現(xiàn)供冷；一個(gè)安裝在室內(nèi)機(jī)入口處的相變冷媒流量控制調(diào)節(jié)閥5。本發(fā)明以相變冷媒為供冷工質(zhì)，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；相變冷媒可采用R717、R134a、R22、R500或R502。低溫冷源可采用低溫地表水、深層水庫(kù)水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低溫空氣，溫度一般不高于18℃。冷凝液化后的相變冷媒通過(guò)液泵或電屏蔽泵驅(qū)動(dòng)，以一倍或多倍循環(huán)率進(jìn)入供冷空間的室內(nèi)機(jī)中直接蒸發(fā)吸熱供冷；所述的供冷空間的環(huán)境溫度不低于22℃。吸熱后的氣態(tài)或氣液兩相冷媒又回至冷凝液化器中進(jìn)行冷凝液化，形成供冷循環(huán)。
圖2為本發(fā)明提供的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)的lgp-h圖。圖中A→B過(guò)程為貯液器2出口液態(tài)相變冷媒經(jīng)液泵的增壓過(guò)程，A點(diǎn)為經(jīng)冷凝液化器1液化后相變冷媒的飽和液態(tài)或過(guò)冷狀態(tài)點(diǎn)，B點(diǎn)為經(jīng)液泵3升壓后液態(tài)相變冷媒的過(guò)冷狀態(tài)點(diǎn)；B→C過(guò)程為液態(tài)冷媒在室內(nèi)機(jī)組6中的蒸發(fā)吸熱氣化過(guò)程，C點(diǎn)為室內(nèi)機(jī)組6出口處相變冷媒的氣相或氣液兩相狀態(tài)點(diǎn)，D點(diǎn)為冷凝液化器1入口的相變冷媒狀態(tài)點(diǎn)，C→D過(guò)程為室內(nèi)機(jī)6至冷凝液化器1之間的氣相或氣液兩相冷媒管路的阻力；D→A過(guò)程為氣態(tài)冷媒在冷凝液化器1中利用低溫冷源7進(jìn)行冷凝液化的放熱過(guò)程。
實(shí)施例1
按照附圖3將貯液器2通過(guò)冷媒管路4與和低溫冷源7換熱的冷凝液化器1的冷媒側(cè)出口連接，并通過(guò)冷媒管路4將電屏蔽泵3的吸入口連接至貯液器2的底部冷媒出口，同時(shí)將液泵或電屏蔽泵3的出口通過(guò)冷媒管路4與1臺(tái)室內(nèi)機(jī)6連接，并在室內(nèi)機(jī)6的入口裝設(shè)冷媒流量控制調(diào)節(jié)閥5，室內(nèi)機(jī)6的出口通過(guò)冷媒管路4連接至冷凝液化器1的冷媒側(cè)吸入口，形成一個(gè)完整的閉式環(huán)路。在該發(fā)明方法及系統(tǒng)中以氟利昂制冷劑R134a為供冷工質(zhì)，采用16℃的低溫水通過(guò)水泵輸送至冷凝液化器1中，對(duì)進(jìn)入冷凝液化器1中的氣態(tài)制冷劑R134a進(jìn)行冷凝液化；液化后的液態(tài)制冷劑儲(chǔ)存在貯液器2中，然后通過(guò)電屏蔽泵3從貯液器2的底部將液態(tài)制冷劑抽出并經(jīng)制冷劑管路4以單倍循環(huán)率輸送至室內(nèi)機(jī)6中，液態(tài)制冷劑在室內(nèi)機(jī)6中吸收室內(nèi)余熱進(jìn)行干式蒸發(fā)氣化，從而實(shí)現(xiàn)供冷。吸熱氣化后的制冷劑在液泵3的驅(qū)動(dòng)下回至冷凝液化器1中進(jìn)行重新冷凝液化，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)利用低溫水冷凝液化、液泵驅(qū)動(dòng)制冷劑循環(huán)的干式直接蒸發(fā)供冷。
實(shí)施例2根據(jù)附圖4將貯液器2通過(guò)冷媒管路4與和低溫冷源7換熱的冷凝液化器1的冷媒側(cè)出口連接，并通過(guò)冷媒管路4將液泵3的吸入口連接至貯液器2的底部冷媒出口，同時(shí)將液泵或電屏蔽泵3的出口通過(guò)冷媒管路4與多臺(tái)串并混聯(lián)的室內(nèi)機(jī)6連接，其中串聯(lián)的室內(nèi)機(jī)組中各臺(tái)室內(nèi)機(jī)首尾相連，并在各并聯(lián)室內(nèi)機(jī)6的入口裝設(shè)冷媒流量控制調(diào)節(jié)閥5，各并聯(lián)室內(nèi)機(jī)6的出口通過(guò)冷媒管路4連接至冷凝液化器1的冷媒側(cè)吸入口，形成一個(gè)完整的閉式環(huán)路。在該發(fā)明方法及系統(tǒng)中以氟利昂制冷劑R134a為供冷工質(zhì)，采用18℃的自然低溫空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)輸送至冷凝液化器1中，對(duì)進(jìn)入冷凝液化器1中的氣態(tài)制冷劑R717進(jìn)行冷凝液化；液化后的液態(tài)制冷劑儲(chǔ)存在貯液器2中，然后通過(guò)液泵3從貯液器2的底部將液態(tài)制冷劑抽出并經(jīng)制冷劑管路4以多倍循環(huán)率輸送至室內(nèi)機(jī)6中，液態(tài)制冷劑在室內(nèi)機(jī)6中吸收室內(nèi)余熱后部分蒸發(fā)氣化，從而實(shí)現(xiàn)供冷。部分吸熱氣化后的氣液兩相制冷劑在液泵3的驅(qū)動(dòng)下回至冷凝液化器1中重新進(jìn)行冷凝液化，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)利用低溫空氣冷凝液化、液泵驅(qū)動(dòng)的制冷劑多倍率循環(huán)直接蒸發(fā)供冷。
權(quán)利要求
1.一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)以相變冷媒為供冷工質(zhì)，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；所述的低溫冷源的溫度不高于18℃；2)冷凝液化后的相變冷媒通過(guò)液泵或電屏蔽泵驅(qū)動(dòng)，以一倍或多倍循環(huán)率進(jìn)入供冷空間的室內(nèi)機(jī)中直接蒸發(fā)吸熱供冷；吸熱后的氣態(tài)或氣液兩相冷媒又回至冷凝液化器中進(jìn)行冷凝液化，形成供冷循環(huán)；所述的供冷空間的環(huán)境溫度不低于22℃。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法，其特征在于所述的相變冷媒采用R717、R134a、R22、R500或R502。
3.按照權(quán)利要求1所述所述一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法，其特征在于所述的低溫冷源采用低溫地表水、深層水庫(kù)水、地下水、江、河、湖、海水、城市次生污水或低溫空氣。
4.一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)，其特征在于，該供冷系統(tǒng)包括一個(gè)冷凝液化器(1)，利用低溫冷源對(duì)相變冷媒進(jìn)行冷凝液化；一個(gè)貯液器(2)，通過(guò)冷媒管路(4)與冷凝液化器(1)的相變冷媒側(cè)出口連接；一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)的液泵或電屏蔽泵(3)，與貯液器(2)的底部出口相連，用來(lái)驅(qū)動(dòng)冷媒形成供冷循環(huán)；一個(gè)多聯(lián)式室內(nèi)機(jī)組，用來(lái)使液態(tài)冷媒吸熱后變?yōu)闅鈶B(tài)或氣液兩相冷媒以實(shí)現(xiàn)供冷；一個(gè)安裝在室內(nèi)機(jī)入口處的相變冷媒流量控制調(diào)節(jié)閥(5)。
5.按照權(quán)利要求4所述的液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷系統(tǒng)，其特征在于所述的室內(nèi)機(jī)組是由一個(gè)或多個(gè)室內(nèi)機(jī)并聯(lián)和/或串聯(lián)構(gòu)成。
全文摘要
一種液泵供液直接蒸發(fā)多聯(lián)式供冷方法及系統(tǒng)，屬于空調(diào)系統(tǒng)自然冷能利用領(lǐng)域。主要由低溫冷源、冷凝液化器、貯液器、液泵、控制調(diào)節(jié)閥、室內(nèi)機(jī)及冷媒管路組成。本發(fā)明的特征在于以相變冷媒作為供冷工質(zhì)，并通過(guò)低溫冷源(包括低溫地下水、深層庫(kù)水、江、河、湖、海水、城市次生污水及低溫空氣等)對(duì)吸收空調(diào)區(qū)域室內(nèi)余熱后的氣相或氣液兩相冷媒在冷凝液化器中冷凝液化，液化后的冷媒儲(chǔ)存在貯液器中，然后通過(guò)液泵將其輸送至空調(diào)區(qū)域的各室內(nèi)機(jī)中吸收室內(nèi)余熱氣化實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域的供冷。本發(fā)明方法及系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，無(wú)壓縮機(jī)組和相關(guān)的管路旁通裝置，系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單，具有節(jié)能、環(huán)保、無(wú)噪音的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25D1/02GK1789867SQ20051013547
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者余延順, 石文星, 李先庭 申請(qǐng)人:清華大學(xué)