[发明专利]分时变温循环制冷(热)水装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种分时变温循环制冷水/热水装置。

背景技术

现有的空调用压缩式冷水/热水机组，如图1，由于受早期设计理念的限制，都设计成单蒸发器单压蒸发系统以简化其结构及降低成本。其工作过程主要为：制冷剂在蒸发器内蒸发成蒸汽，蒸发时吸收汽化潜热而将盘管外的冷水温度降低产生低温冷水。为了使蒸发器中的蒸发过程能持续不断进行下去，需不断补充制冷剂液体并排走蒸发器内所产生的蒸汽。压缩机从蒸发器中吸走制冷剂蒸汽并将其压缩而变成了高温高压的制冷剂蒸汽；高温高压的制冷剂蒸汽从压缩机的排汽口排出沿制冷剂管流向冷凝器。在冷凝器中，制冷剂蒸汽在高压下被冷却放出热量，又变成了制冷剂液体以供蒸发器蒸发制冷用。由于蒸发温度与蒸发压力成正比，为了得到冷水所需的低蒸发温度，需用节流装置对制冷剂液体节流降压以产生低压；降压后的制冷剂液体又重新流入蒸发器中蒸发制冷，如此就实现了一个制冷循环。只要压缩机不停止工作，这种制冷循环就会一直进行下去。

这种冷（热）水机组的缺点在于：（1）虽然在冷水/热水流过蒸发器的过程中水温是逐步下降(上升)的，但由于蒸发压力只能由温度最低（高）的蒸发器出口水温决定,制冷循环中无法利用冷水降温过程中前端的相对高温,根据制冷原理，蒸发温度（压力）越低，制冷效率就越低；（2）由于单蒸发器冷水/热水机组蒸发压力下降时效率降低很快，限制了低温冷水和大温差技术的利用，提高供回水温差对提高空调系统能量利用效率有很大的潜力，降低冷水温出水度对空调系统除湿性能有很大的影响,而除湿效率的提高也可显著提高空调系统空气处理过程中的能量利用效率；（3）制冷过程中，单蒸发器冷水进出口温差大，出口水温在冰点附近时,蒸发器内易产生因换热死角而导致局部过冷结冰,损坏机组。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种结构简单、节能降耗的分时变温循环制冷水/热水装置。

本发明的技术构成是这样的，其特征在于：包括二个或二个以上的周转储水罐，在二个或二个以上的周转储水罐上设有两组将周转储水罐相互并联连接的管道，每组并联连接的管道均设有进水端和出水端，在每组并联连接的管道的进水端或出水端的交汇处各设有一个换向阀；所述的两组管道中，其中一组管道通过循环水泵与制冷/热系统中的蒸发器的进出水端口对应连接，另一组管道也通过循环水泵与用户端的进出水端对应连接；在每个周转储水罐内壁上连接有将周转储水罐内腔体分割成两个空间的柔性隔膜，在柔性隔膜上设有单向阀，单向阀的开口方向与蒸发器的水流循环方向一致。

较之已有技术而言，本发明具有下列优点：（1）由于蒸发器的工作温度与装置出水温度分离，制冷剂在不同的压力（温度）下周期性地变温蒸发，因而提高了装置的平均蒸发温度，提高了装置的能效比。其等制冷循环可视为劳伦兹循环。在假定冷凝温度都为40℃，蒸发器最终出水温度都为7℃，冷水装置进出口水温差都为5℃时，本发明在理论上比现有的冷水机组一般可提高制冷效率10%左右，而且装置进出口水温差越大节能效果越好；（2）可更安全更高效地产生更低温度的冷水，减缓了装置冷水出口温度下降而引起的效率降低，提高装置的综合能效比。更低温的冷水冷源在空调系统的空气处理过程中有更高的除为效率及更大的节能潜力。（3）蒸发器制冷过程与冷水机级组供回水过程分离，在蒸发器内水流量稳定不变的前提下，可方便地实现变流量供水。（4）可更高效地实现大温差供回水，而大温差冷源有利于中央空调系统高效地实现空调负荷的“分质”处理，这是以前的空调系统中是难以实现的。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为现有技术能耗（温熵）示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明能耗（温熵）示意图；

图5为本发明蒸发器及系统进出口水温度变化随时间的曲线图；

图6为本发明中单向阀的结构图；其中（a）为主视图、（b）为俯视图；

图7为图6中A-A面的剖视图；

图8为本发明中浮力缓冲圈的结构图；其中（a）为主视图、（b）为俯视图。

标号说明：1制冷/热系统、1-1蒸发器、2管道、3用户端、4蒸发器冷水进水管、5蒸发器冷水出水管、6装置进水管、7装置出水管、8周转储水罐、9循环水泵、10换向阀、11柔性隔膜、12浮力缓冲圈、13单向阀、131阀体、132阀芯、133柔性阀片、134泄压孔、135弹性垫圈、136通水孔。

图5中： A代表蒸发器出水温度变化曲线、B代表装置进水度曲线、C代表装置出水温度曲线。