[发明专利]实现配置为利用热能储存为目标空间保持低温的鲁棒空调系统的系统和方法

说明书

发明领域

本发明大体上涉及实现热能储存设备的空调系统。

背景

空调是在现代社会中无所不在的便利设施。在本申请的范围内，“空调”可以理解为是指在限定的空间内控制空气的特性(特别是温度)，并包括空气的加热和冷却(尽管注意到，“空调”有时被通俗地解释为不适用于加热—即加热有时被通俗地理解为与空调是不相关的)。空调可以使用多种设备中的任一种来实现，并且通常用于例如帮助创造舒适的室内环境。重要地，空调的一个关键应用是制冷，这通常用于保存/延长食品的保质期。典型的空调系统—包括冰箱—采用“蒸汽压缩式”循环来冷却目标空间。在“蒸汽压缩式”循环中，工作流体(例如，制冷剂)靠近待冷却的目标空间循环，并经历反复的相变，以从目标空间连续地移除热量并将其排出到目标空间的外部。

蒸汽压缩式循环通常通过压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器来实现，其全部通过促进工作流体循环的管道操作地连接。通常，使工作流体—处于其液相—通过膨胀阀，并从而经历压力降和对应的温度降。工作流体—之后通常处于饱和流体相—随后通过蒸发器，蒸发器是冷却工作的目标。饱和流体从蒸发器吸收热量，并因此被基本上蒸发成汽相。然后，基本上汽相的工作流体然后通过压缩机，在那里其被压缩到较高的压力以及相关地较高的温度。之后，高压、高温汽相工作流体通过冷凝器，在那里其将热量释放到蒸发器的外部并且从而冷凝成液相工作流体，这可以再循环。因此，列举了通常如何实现蒸汽压缩式循环以从目标空间移除热量。

发明概述

根据本发明的实施方案的系统和方法实现了空调系统，其可操作以为目标空间建立/保持期望的温度并同时为所包括的冷式热能储存单元建立/保持低于目标空间的期望温度的温度，使得冷式热能储存单元可以随后用于为目标空间建立/保持期望的温度而不必主要依赖于被供电的冷凝单元的操作。在一个实施方案中，空调系统包括：冷凝单元；液体加压器和分流器合体；冷式热能储存单元；目标空间；以及吸入气体加压器和分流器合体；其中：冷凝单元、液体加压器和分流器合体、冷式热能储存单元、目标空间以及吸入气体加压器和分流器合体通过管道操作地连接，使得引起冷式热能储存单元和目标空间的冷却的蒸汽压缩式循环可以被同时实现；并且空调系统配置为使得当引起冷式热能储存单元和目标空间冷却的蒸汽压缩式循环被同时实现时，冷式热能储存单元冷却到比目标空间更大的程度。

在另一个实施方案中，冷式热能储存单元包括第一膨胀设备；目标空间包括第二膨胀设备；并且第一膨胀设备可操作以将所接收的工作流体的温度降低到比第二膨胀设备更大的程度。

在又一个实施方案中，吸入气体加压器和分流器合体包括：压力调节器和压缩机中的至少一个；和流动控制装置，其可操作以可控地将汽相工作流体引导到邻接的结构。

在还有的另一个实施方案中，冷式热能储存单元包括封装在热隔离件中的相变材料。

在还有的又一个实施方案中，冷凝单元包括串联的压缩机和冷凝器，并且其中冷凝单元可操作以将所接收的汽相工作流体引导通过压缩机以压缩汽相工作流体，并且然后将压缩的汽相工作流体引导通过冷凝器以使汽相工作流体冷凝，使得冷凝单元可以输出对应的液相工作流体。

在另外的实施方案中，液体加压器和分流器合体包括可操作以改变所接收的液相工作流体的压力的泵和可操作以可控地将所接收的液相工作流体引导到邻接的结构的流动控制装置。

在还有的另外的实施方案中，冷凝单元可操作以输出加热的汽相工作流体。

在又一个另外的实施方案中，冷凝单元包括集成的加热源并且从而可操作以输出加热的汽相工作流体。

在还有的又一个另外的实施方案中，集成的加热源是气体供能加热器。

在另一个实施方案中，空调系统还包括配置为将由冷凝单元输出的加热的汽相工作流体引导到目标空间的管道。

在又一个实施方案中，冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当加热的汽相工作流体由管道引导到目标空间时，其冷凝成液相工作流体。

在还有的另一个实施方案中，空调系统还包括：排出气体分流器；和热式热能储存单元；其中排出气体分流器、热式热能储存单元、液体加压器和分流器合体以及目标空间通过管道操作地连接，使得使用排出气体分流器可以将由冷凝单元输出的加热的液相工作流体循环到目标空间和/或热式热能储存单元。

在另外的实施方案中，冷凝单元配置为输出加热的汽相工作流体，使得当加热的汽相工作流体由管道引导到目标空间和/或热式热能储存单元时，其冷凝成液相工作流体。