用于水冷却和热储存的复合致冷系统技术方案

一种复合致冷系统，与一种热储存系统一同使用。具有水冷却器和盐水冷却器，一初级压缩机经水冷却器吸入致冷剂，和一增压压缩机经盐水冷却器吸入致冷剂，并将致冷剂送往初级压缩机的入口。高压阶压缩机和低压阶增压压缩机在夜晚时间内同时运行，同时冷却用于空调的水和用于制冰的盐水。在白天时间内，只有高压阶压缩机运行，冷却水通过与在夜晚制成的冰的热交换，进一步冷却。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及一种致冷系统。更准确地说，本专利技术涉及一种复合致冷系统，该系统用于建筑物或类似情况的空调。相关技术说明由于现有公用事业费用结构特点，在高峰需求期，例如白天，电是最昂贵的，而在需求的低谷期，例如夜晚，则最低廉。白天一般也正是空气温度最高和人们活动的时间。因此，空调负荷的高峰通常发生在午后，在这段时间，能源使用最多，电费最昂贵。空调负荷最小通常是在夜晚，这时的能源的需求最低，电费最低廉。热储存系统已经建议用于空调种种空间。热储存的概念是，在夜晚，当能源费用最低廉时，生成一种冷却势能，储存冷却势能，而在白天能源最昂贵的时间，用这种冷却势能来冷却空气。传统的热储存系统包括一个单独的压缩机、一个单独的冷却器、和一个致冷装置。压缩机压缩一种致冷剂例如氟利昂，致冷剂在致冷装置中放出热量，然后循环至冷却器。白天，水流经冷却器被致冷剂冷却。根据传统冷却器技术，被冷却的水随后被用于冷却空气。而在夜晚，一种盐水溶液(Brine solution)，例如乙二醇(Ethylene glycol)或类似溶液，流经冷却器。被冷却的盐水随后被用于将水冷冻成冰。这种冰随后可以用来在第二天去冷却水。传统的热储存系统有缺点。单一的压缩机和冷却器只能用于冷却水或者只能冷却盐水，而不能用于二者。于是，如果在夜晚为了空调的目的而需要冷却水，常常需要另外一套致冷/空调系统。这是低效率和昂贵的。专利技术综述本专利技术已经提供了排除传统致冷系统和热储存系统中上述一个或多个缺点的方法。根据本专利技术，一个复合致冷系统包括一个初级压缩机(Primarycompressor)、一个致冷装置、一个蒸发阀、一个水冷却器、一个增压压缩机Booster compressor)、一个盐水冷却器和一套致冷剂循环回路，其中，初级压缩机从水冷却器吸入致冷剂并将其输入致冷装置，而增压压缩机则从盐水冷却器吸入致冷剂。初级压缩机和增压压缩机在致冷剂循环回路中是串联的，增压压缩机的输出与初级压缩机的输入是流体连通的。初级压缩机和增压压缩机在第一选择时间区间内同时工作，而在第二选择时间区间内，增压压缩机断电。最好，第一选择时间区间包括夜晚的时间，而第二选择时间区间包括白天的时间。推荐至少盐水冷却器，最好是水冷却器和盐水冷却器二者均包括致冷剂水位控制器，用于辨别致冷剂的水位，并控制蒸发阀和其他服务于相应冷却器的阀的开与关。当增压压缩机关闭而盐水冷却器中的致冷剂达到了预定的水平，增压冷却器的水位控制器，可用来关闭蒸发阀。结果没有致冷剂流经盐水冷却器，直到增压压缩机重新启动。本专利技术之复合致冷系统最好包括在一种热储存系统中，其中可生成冰，供以后对用于冷却某一空间的水的冷却。在第一选择时间区间内，致冷系统冷却两方面的水用于冷却空气和盐水的水，用于在冰储存装置内制冰的水。在第二选择时间区间内，随着增压压缩机的断电，水是被一个或两个水冷却器以及在冰储存装置中的冰所冷却。本专利技术的其他目的与优点，将在下面的说明中显示出来，一部分从说明将会明显，或者从本专利技术的实践中理解。本专利技术的目的和优点可通过综合在权利要求中指出的特点来实现与获得。附图简介体现并构成详细说明之一部分的附图，图解说明了本专利技术的推荐实施例，连同上述一般说明以及下面的详细说明，足以说明本专利技术的原理。在附图中，附图说明图1是根据本专利技术之一种复合致冷系统的原理图2是根据本专利技术使用的复合致冷系统的原理图，该系统具有一种热储存系统，例如一种冰储存柜；图3a是根据本专利技术的一个复合压缩机循环的压力-焓图；和图3b是传统的热储存系统中的单压缩机循环的压力-焓图。推荐实施例的详细说明现参考附图对本专利技术的优选实施例给予详细说明。正如下面更为充分地说明的那样，本专利技术是针对一种复合致冷系统，该系统最好用于区域冷却的应用场合，在这种场合，一种大型设备使用冷却的水进行建筑物空间的空调，在能源费用最低廉的夜晚时间制冰。本专利技术的复合致冷系统，在夜晚时间同时制冰和冷却建筑物空间。本系统在夜晚时间制成的冰的冷却能力，随后被用于在白天时间内去冷却水，从而降低水冷却器在能源最昂贵的白天的负荷。本系统最好具有这样一种致冷剂循环回路，其中，正如下面将要说明的那样，两种压缩机按串联设置。根据本专利技术，提供了一种复合致冷系统。如图1所示，复合致冷系统总体用数字10表示。本系统包括一个高阶(High stage)或初级压缩机42，用于压缩致冷剂；一个致冷装置44，用于液化致冷剂；一个储蓄罐46，用于储存一定数量的液态致冷剂；一个蒸发阀48；一个水冷却器20；一个盐水冷却器30；和一个低阶(Low stage)增压压缩机50。当低阶增压压缩机50断电时，致冷剂从初级压缩机42流经致冷装置44，经过储蓄罐46，经过蒸发阀48，经过水冷却器20，然后返回高阶压缩机。对于这种应用，流经水冷却器的水被冷却，然后用于冷却建筑物内的一个或多个空间。当增压压缩机50启动时，在水冷却器中的部分液态致冷剂流经蒸发阀56，经过盐水冷却器30，经低阶增压压缩机50，经水冷却器20，然后进入高阶初级压缩机42。从增压压缩机出口52出来的气态致冷剂，最好送到水冷却器的顶半部，在这里与冷却器内从液态致冷剂蒸发的气态致冷剂相混合。水冷却器20属于现有技术中众所周知的类型。水冷却器20从进口22接受水，通过在流动的水和冷却器中致冷剂之间的热交换，将水冷却，冷却后的水从出口24输出。在系统运行过程中，本专利技术的水冷却器从蒸发阀48接受冷的致冷剂，从增压压缩机50接受热的气态致冷剂。最好将从蒸发阀48来的冷的致冷剂，送到水冷却器的底半部，而热的致冷剂则送到水冷却器的顶半部。由于水是冷却的，气态致冷剂气化至致冷剂的顶半部，并最终送入初级压缩机42。仅通过一个例子可知，水冷却器20可以具有这样的冷却能力，输入大约54°F的水，将其冷却至大约39°F的水输出。盐水冷却器30也是属于现有技术中众所周知的类型。盐水冷却器30从入口32接受盐水溶液，通过在盐水溶液与致冷剂之间的热交换将盐水溶液冷却，从出口34输出冷却的盐水溶液。盐水溶液可以是多种不同的液体，只要它能冷却到水的冰点温度以下。本专利技术的一个实施例中所用的盐水是乙二醇。仅通过一个例子可知，盐水冷却器30可以具有这样的冷却能力，输入大约24°F的盐水，将其冷却至大约18°F的盐水输出。高阶压缩机42从水冷却器中吸入气态致冷剂，而低阶增压压缩机50从盐水冷却器中吸入气态致冷剂。初级压缩机与增压压缩机串联，最好是经过水冷却器的上部。这种间接的连接较好，因为它允许从增压压缩机来的热气体，在送入初级压缩机之前，被冷却至某种程°F，并与水冷却器中的其他致冷剂气体相混合。不过，低阶增压压缩机可以直接连接到高压阶(High pressuure stage)压缩机，而仍能提供本专利技术的显著利益。如图1所示，提供了一种致冷剂循环回路40，其中包括几种众所周知的致冷剂之一，例如氟利昂或类似的致冷剂。初级压缩机42最好设置在邻近水冷却器20处，用来使致冷剂从水冷却器20至致冷装置44循环。根据传统技术，从压缩机来的被压缩致冷剂在致冷装置44中放出压缩热。致冷剂随后被送入储蓄罐46，该储蓄罐是一种传统的封闭容器，用以保持致冷剂的供应，并允许工作循环回路中的致冷剂根据工作状况增减，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合致冷系统，包括： 一初级压缩机； 一致冷装置； 一蒸发阀； 一水冷却器； 一增压压缩机； 一盐水冷却器；和 一个致冷剂循环回路，其中，初级压缩机从所述水冷却器中吸入致冷剂，并将其输入致冷装置；增压压缩机从所述盐水冷却器中有选择地吸入致冷剂；所述初级压缩机和所述增压压缩机串联连接，所述增压压缩机的输出口与所述初级压缩机的输入口是流体连通的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华J特姆斯，
申请(专利权)人：约克国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]