利用相变复合蓄热进行液体过冷及其相变复合蓄热模块制造技术

一种冷却系统包括：风冷式冷凝单元(ACCU)，其具有冷凝器出口和冷凝器入口；相变复合蓄热模块(PCCTESM)，其具有穿过其中设置的第一流体路径和第二流体路径，其中第一流体路径和第二流体路径中的每个都具有入口和出口。冷却系统进一步包括：至少一个空气处理单元(AHU)，其具有AHU入口和AHU出口；第一膨胀阀，其设置在冷凝器出口与第一流体路径入口之间；流体连接结构，其处于第二流体路径入口与冷凝器出口之间；第二膨胀阀，其设置在AHU入口与第二流体路径出口之间；和第二流体连接结构，其将第一流体路径出口和AHU出口连接至冷凝器入口。凝器入口。凝器入口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用相变复合蓄热进行液体过冷及其相变复合蓄热模块
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月15日提交的美国临时专利申请No.63/025,985的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术的领域是建筑和设施加热和冷却系统，包括使用地热能用于加热和冷却。

技术介绍

[0004]用于建筑和设施的辐射冷却系统是已知的。这样的系统将流体(通常为水)冷却并使其循环通过埋入保热物质(例如混凝土地板)的一系列管道。这些系统已知具有低效率并已知具有不佳的性能系数。而且，由于它们基于实时辐射传热，因而系统必须连续运行(特别是在给定一天的极端峰值温度期间)以保持空间舒适性。对循环流体温度的控制必须保持在低于空间露点温度的温度下，以避免使辐射冷却系统功效降低的凝水和滴水。

技术实现思路

[0005]在本专利技术的一个方面中，一种冷却系统包括：风冷式冷凝单元(ACCU)，其具有冷凝器出口和冷凝器入口；以及相变复合蓄热模块(PCCTESM)，其具有穿过其中设置的第一流体路径和第二流体路径，其中所述第一流体路径和第二流体路径中的每个都具有入口和出口。冷却系统进一步包括：至少一个空气处理单元(AHU)，其具有AHU入口和AHU出口；第一膨胀阀，其设置在冷凝器出口与第一流体路径入口之间；流体连接结构，其处于第二流体路径入口与冷凝器出口之间；第二膨胀阀，其设置在AHU入口与第二流体路径出口之间；以及第二流体连接结构，其将第一流体路径出口和AHU出口连接至冷凝器入口。/>[0006]在本专利技术的另一方面中，冷却系统包括：第一风冷式冷凝单元(ACCU)，其具有第一冷凝器出口和第一冷凝器入口；第二风冷式冷凝单元(ACCU)，其具有第二冷凝器出口和第二冷凝器入口；以及相变复合蓄热模块(PCCTESM)，其具有穿过其中设置的第一和第二流体路径，其中，第一流体路径和第二流体路径中的每一个都具有入口和出口。冷却系统进一步包括：至少一个空气处理单元(AHU)，其具有AHU入口和AHU出口；第一流体连接结构，其处于第一冷凝器出口与第二流体路径入口之间；第一膨胀阀，其设置在AHU入口与第二流体路径出口之间；第二膨胀阀，其设置在第二冷凝器出口与第一流体路径入口之间；第二流体连接结构，其处于第一流体路径出口与第二冷凝器入口之间；以及第三流体连接结构，其将AHU出口连接至第一冷凝器入口。
[0007]在本专利技术又一方面，相变复合蓄热模块(PCCTESM)包括：穿过相变复合蓄热模块设置的第一流体路径，第一流体路径具有入口和出口；穿过相变复合蓄热模块设置的第二流体路径，第二流体路径具有入口和出口；以及至少一个相变复合板(PCCS)，相变复合板被设置为与第一流体路径和第二流体路径热接触。
[0008]附图简要说明
[0009]各附图形成说明书的一部分并将结合说明书阅读，其中相同的附图标记在各视图中用于相同或相似的部分，其中：
[0010]图1是本专利技术的第一实施例的示意图；
[0011]图2是图1中所示第一实施例的控制方法的示意图；
[0012]图3是本专利技术的第二实施例的示意图；
[0013]图4是图3中所示第二实施例的控制方法的示意图；
[0014]图5是相变复合蓄热模块的实施例的示意图；
[0015]图6是图1的简化形式，其中已移除次要细节以显示出基础部件的基本结构和互连；
[0016]图7是图3的简化形式，其中已移除次要细节以显示出基础部件的基本结构和互连。
[0017]具体实施细节
[0018]以下对本专利技术的详细描述参照附图，图中例示出本专利技术能够实现的具体实施例。这些实施例意在足以详细的描述本专利技术的各方面以实践本专利技术。在不背离本专利技术范围的情况下，可采用其它实施例并可进行改变。本专利技术通过所附权利要求限定，因而说明书描述不应被理解为限制性的，不应限制由这些权利要求限定的等同方案的范围。
[0019]附图标记清单：
[0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027]应注意的是，调查者在以“using Phase Change Material for Thermal Energy Storage with Air Conditioning applications”(以下简称为PCMTESAC)为题的文献拓展研究中已进行了探究和报道。先前提出的PCMTESAC解决方案包括将不同蓄热技术与空调最佳集成的各种方法。不过，所有这样的先前尝试具有严重缺陷，使得所提出的解决方案不切实际或者成本高昂。例如，基本问题在于：相变复合板易于渗漏且难以密封，特别是当冷却剂或者换热器管道延伸穿过其中时，这导致相变蜡泄露。关于将相变材料集成到大型空调系统中的另一已知问题在于：在高峰时期中，从相变材料热传递的速率不足以满足高峰时段的需求。
[0028]建立切实可行且经济有效的PCMTESAC的所有先前尝试均告失败，这并不是一个完全出乎意料的结果，因为跨越多种技术的多学科领域的主要突破通常需要跨越各技术的知识和经验。例如，PCMTESAC需要对空调的基础科学、工程、和应用的深入了解，这通常为经验丰富的机械工程师所具备，此外，PCMTESAC需要对材料科学、传热学、和材料加工技术的深入了解、以及对于相变材料的经验，这通常为化学工程师或材料科学家所具备。
[0029]为了克服上述缺陷，并且开发出创新且优越的PCMTESAC技术方案，需要先前未知的元素组合(其中一些是未知的)以产生新的改进结果。如本文中公开的这样的解决方案将蓄热和空调设备以经济高效的方式集成，其中通过相变材料板的材料选择与相变复合蓄热模块(在下文中为PCCTESM)20(其以新的方式集成到空调系统设计、操作和控制中)的结构的组合实现。所公开的PCCTESM 20的结构提供解决渗漏问题的新颖结构，例如通过将相变复合板分离成独立的流体密封模块，该模块可与换热器热接触地堆叠，换热器可通过PCCTESM 20以根据需要加热和/或冷却相变材料。另外，本文中公开的各元素的组合提供全新架构，用于在结构上和在操作上将PCCTESM 20集成到大型空调系统中。本文中公开的各元素的组合因而不仅是先前已知技术的简单添加或组合，而是在性能和能效上远超于已知元素以其常见方式组合以产生已知结果的任意普通组合。例如，新的架构通过相变模块使用任一个或两个风冷式冷凝单元提供同时的空间冷却和液体过冷。
[0030]对于空调系统
的普通技术人员而言，其将认识到高压液体流过冷的益
处。在此描述两种系统：第一种采用单风冷式冷凝单元，第二种采用双风冷式冷凝单元。可以认识到的是，存在与采用双冷凝单元相关联的初始成本，不过，在许多情况下，这种初始成本可通过电能和需求节省被抵消，特别是在周围极度高温时。使用双风冷式冷凝单元支持用户利用能量成本优势：采用双蒸发温度以提供同时的空间冷却和液体过冷。另外，使用双风冷式冷凝单元允许根据本地设施电气需求率进行双变速压缩机操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种冷却系统，包括：风冷式冷凝单元ACCU，其具有冷凝器出口和冷凝器入口；相变复合蓄热模块PCCTESM，其具有穿过其中设置的第一流体路径和第二流体路径，所述第一流体路径和所述第二流体路径中的每个都具有入口和出口；至少一个空气处理单元AHU，其具有AHU入口和AHU出口；第一膨胀阀，其设置在所述冷凝器出口与所述第一流体路径入口之间；流体连接结构，其处于所述第二流体路径入口与所述冷凝器出口之间；第二膨胀阀，其设置在所述AHU入口与所述第二流体路径出口之间；以及第二流体连接结构，其连接所述第一流体路径出口和所述AHU出口至所述冷凝器入口。2.如权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个AHU包括两个或更多个AHU，每个AHU都具有AHU入口和AHU出口；其中，所述第二膨胀阀设置在每个AHU入口与所述第二流体路径出口之间，所述第二流体连接结构将所述第一流体路径出口和每个AHU出口连接至所述冷凝器入口。3.如权利要求1所述的冷却系统，其中，所述PCCTESM包括至少一个相变复合板PCCS，所述PCCS被设置为与所述第一流体路径和所述第二流体路径热接触。4.如权利要求3所述的冷却系统，其中，所述PCCTESM包括多个PCCS，每个所述PCCS被设置为与所述第一流体路径和所述第二流体路径热接触。5.如权利要求4所述的冷却系统，其中，所述第一流体路径包括多个第一换热器，所述第二流体路径包括多个第二换热器。6.如权利要求5所述的冷却系统，其中，所述多个第一换热器与第一公共入口源和第一公共出口集管流体连通，所述多个第二换热器与第二公共入口源和第二公共出口集管流体连通。7.如权利要求6所述的冷却系统，其中，所述多个第一换热器和所述多个第二换热器中的每个都包括铝微通道换热器。8.一种冷却系统，包括：第一风冷式冷凝单元ACCU，其具有第一冷凝器出口和第一冷凝器入口；第二风冷式冷凝单元ACCU，其具有第二冷凝器出口和第二冷凝器入口；以及相变复合蓄热模块PCCTESM，其具有穿过其中设置的第一流体路径和第二流体路径，所述第一流体路径和所述第二流体路径中的每个都具有入口和出口；至少一个空气处理单元AHU，其具有AHU入口和AHU出口；第一流体连接结构，其处于所述第一冷凝器出口与所述第二流体路径入口之间；第一膨胀阀，其设置在所述AHU入口与所述第二流体路径出口之间；第二膨胀阀，其设置在所述第二冷凝器出口与所述第一流体路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞义德，
申请(专利权)人：净能纳姆能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：