热泵型空调系统及作业技术方案

热泵型空调系统或作业，它包括利用非峰值时间的电能储存热势的装置，该装置与室外机成并联位置且具有热势储存材料，该热势储存材料具有５℃到３５℃范围内的相变温度，且在一年四季的作业中保持不变。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于室内的热泵型空调系统及方法，尤其是一种具有压缩机、冷却器、汽化器三个基本元件的热泵型空调系统及方法(如附加有膨胀阀，计有4个基本元件)，并装有用于储存热势的装置，它利用正常期间非用电高峰期间电能以备用电高峰空气调节的需求，而该用于储存热势的装置按下述特殊方法进行安装。由于电能供给紧张，故空调系统通常在夏季完成良好的冷势传送比较困难。为了防备夏季工作时间电能供给紧张，可利用夜晚电量需求降低期间的电能来储备冷势。这里所采用的方法参照图5加以描述。图5A中，参考号数100表示建筑物顶层即建筑物平面图，102为热泵型空调系统的室外机；104为制冰装置即致冷机，它在夜间利用电能来冷冻水以储存冷势；106、108为室外机，与致冷机之间的管路；110、112为自致冷机通向安装于建筑物内部的室内装置114a、114b、114c的管路；114a、114b、114c为室内装置，用来排出调节空气；110a、112a；110b、112b；110c、112c为自管路110、112分支出来的管路，它们通至室内装置。参看图5B再加以说明。102a表示与室外机102安装在一起的风扇，102b为致冷剂压缩机(冷热介质，常用的是氟冷剂衍生物)，102c为热交换器，102d为多孔通风板，104a为用于致冷机104的热交换器，104b是将在致冷机中冷冻的水，115a为室内装置114a中致冷剂汽化器(热交换器)，116a为用于排出调节空气的风扇。在所述系统中，当夜间用电能制冰时，通向室内装置114a、114b、114c的管路110、112关闭以在室外机102与致冷机104之间形成致冷循环，而致冷剂沿图5B中虚线所示方向循环，同时使致冷机中的水104b冷冻。这种空调方法所存在的问题是，水应冷冻成冰，以便水充当相变物质的作用并在解冻过程中呈现出吸热反应的潜热，而用致冷作用冷冻水的作业在汽化器(致冷机104中的热交换器104a)中的汽化温度需要较大的温差，一般温度要降低到零下10℃左右。然而，如此作业条件会大大减小室外机和致冷机致冷过程中的特性系数(COP)，并且致冷机必须置于与白天冷却不同的作业条件中，而这样的条件将导致致冷机的过载运行。另外，在夜间无冷冻的把水冷却到5℃左右的运行是可供选择的，但本运行只能利用水的显热，而无法利用作为冷却作用主体、从固态冰到液态水的相变所呈现出的水的大量潜热。这里给以说明的是，在所述系统中，室外设备102、致冷机104以及室内装置114a、114b和114c将被串联在一起。本专利技术的一部分涉及一包括环路系统的热泵循环，该环路系统包括；热介质(氟冷剂、一般为HFC或其衍生物)压缩机；室外机(该装置在夏季用作冷却作业的冷却器，在冬季用作升温作业的汽化器)；以及室内机(该设备在夏季用作冷却作业的汽化器，在冬季用作升温作业的冷却器)。而对于压缩机，是用来储存热势于中间通路中的装置，该中间通路相对于室外设备成并联关系、自压缩机通向室外、室内设备之间的一点。用于储存热势的该装置，借助形成和运行另一包括压缩机和室外机的热泵环路，来储存热势和冷势。在储存热势的情况下，势储存装置起冷却器的作用，而室外机起汽化器的作用；在储存冷势的情况下，势储存装置及室外机的作用将产生交换。这里说明本专利技术的另一特点。在储存热势的方法中，采用了两种不同介质来满足冷却和升温作用。例如，一种相变温度在0-5℃的介质(非水介质)在夏季用于冷却作业，而另一种相变温度在40℃左右的介质在冬季用于升温作业。然而，当其作业由夏季的冷却情况变为冬季的升温情况时，这种方法需要变换介质，这将不可避免的产生变换介质的高强度劳动。相反，尽管因温差降低而以使用显热为代价，然而，当应用热储存介质相变所产生的潜热时，本专利技术自夏季到冬季只采用一种热储存介质，无需变换，而且可以满足各种热势要求，并解决了上述方法中存在的问题，这些解决方法的获得即为本专利技术的目的。此外，在本专利技术中形成有具有热储存介质的储热器，它具有夏季0-5℃和冬季的40℃左右的之间的温度即在5-35℃之间，较佳温度是在7-20℃之间，而在10-15℃最佳。这里选择了具有此温度范围的相变介质来满足本专利技术需要，而且免除了热储存介质的变换。这里所述方法中，制冰装置设定安装在建筑物的顶层，但在较大规模的空调系统安装中，具有热储存介质的储热器最好安装在建筑物的最底层。在这种情况下，较佳的是，储热器的温度与周围环境即最底层的平均温度一致。如通常所述，最好预先考察所安装位置处的周围环境、气候条件以及一年四季的温度，并使储热器温度即在±5℃范围内的热储存介质的相变温度与储热器周围环境的平均温度一致。本空调系统具有如下优点(1)夏季冷却作业中，如与无热储存系统相比，设备致冷所需容量下降了大约20％；(2)冬季升温作业中，如与无热储存系统相比，设备所需容量下降了20％左右；(3)如与具有制冰装置的方法相比，所需电能节约40％左右；(4)储热器成并联关系安装，这将使热介质(致冷剂)循环速率具有较大的变化范围，从而确保由系统或系统作业所传递的空调效果具有足够的调整范围，故可满足多种空调需求。附图说明图1表示本专利技术在夏季作业时的热泵型图解回路；图2表示本专利技术在冬季作用时的热泵型图解回路；图3为基于草图1及2的以简化垂直面图表示的实施例；图4为以简化平面图表示的热势储存器实例；图5为以简化垂直面图表示的使用制冰技术的热泵型空调系统；图6为以简化垂直面图表示的气密型储存器实例。用于储存热势的材料或呈现潜热作用的材料(“呈现潜热作用”意指放热作用和吸热作用两者)是一种自身可产生相变的物质(相变物质PCM)，举例如下，这里“mp”表示溶点，如石蜡〔n-14烷(mp5.5℃)、n-15烷(mp10.0℃)、n-16烷(mp18.1℃)、n-17烷(mp22.5℃)、n-18烷(mp28.0℃)、n-19烷(mp32℃)、n-20烷(mp36.4℃)〕、高链烃基酸〔辛酸(mp16.7℃)、壬酸(mp12.5℃)、癸酸(mp31.6℃)、十一烷酸(mp29.3℃)〕、高链烃基脂〔甲基十四脂(mp18.5℃)、甲基十五脂(mp18.5℃)、甲基十六脂(mp30.6℃)〕、高链烃基醇〔癸醇-1(mp6.9℃)、十一醇-1(mp15.9℃)、十二醇-1(mp24.0℃)、十三醇-1(mp30.6℃)〕。另外还有无机盐，如以硫酸钠为基础的水合物或氯氢化合物；硫酸钠10水合物盐/氯化钠/氯化铵/(mp13℃)(一种包络复合盐)、硫酸钠10水合物盐(mp32.2℃)。对于这些物质，石蜡可由精炼及原油脱蜡处理来产生，且获取这种产品非常方便。而本专利技术中的PCM无需是一种相变温度如13℃的物质，PCM可以是相变温度在一定范围如在10-15℃之间的两种以上物质的混合物，而石蜡油混合物因其相互化合力的存在可很容易地满足这种条件。此外，允许一起使用石蜡PCM和无机物PCM。例如，可吸油性丙烯酸树脂市场上可买到，而石蜡PCM被吸收进此丙烯酸树脂中，该树脂正常地扩散进介质(此介质一般不同于所述的热介质，但可以是水)，无机物PCM以混合物的形式扩散到水相中，以便能利用PCM石蜡和无机盐的潜热作用。这里要陈述的是，如采用上述方法，具有两种成分的热储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
热泵型空调系统，包括利用非峰值时间的电能储存热势的装置，该装置相对于室外机成并联位置且具有储存热势材料，该热势储存材料具有５℃到３５℃范围内的相变温度且在一年四季的作业中不用更换。２．热泵型空调方法，包括利用非峰值时间的电能储存热势的装置，该装置与室外机成并联位置，且具有储存热势材料，该热势储存材料具有５℃到３５℃范围内的相变温度且在一年四季的作业中不用更换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赤松幸彦，锅岛恭，
申请(专利权)人：新晃工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]