一種冰水式高效節能中央空調系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種冰水式高效節能中央空調系統，其包括有主機和室內空調末端兩部分，所述主機包括有單元模塊、熱水箱、冷熱水箱、冷卻塔及多個水泵；每個單元模塊均由一熱交換器、一蒸發器、一冷凝器和壓縮機組成，其中熱交換器、蒸發器和冷凝器里各設置有一盤管和一帶進、出口的通道。本實用新型專利技術通過主機對工質的二次降溫，可使輸往室內空調末端的冷水降溫為０度冰水，極大地提升了制冷效率，同時也能獲得更低的室內溫度，此外，對工質第一次降溫所散發出來的熱量進行了再回收利用，起到了化廢為寶的效果。另外，本實用新型專利技術通過電磁控制閥對管路的調節，可實現冬天制熱過程，實現了一機多用，提高了空調的利用率。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種中央空調系統，特別是一種冰水式高效節能中央空調系統。
技術介紹
市場中己知的中央空調系統一般都只具有制冷功能，其包括有主機和室內空調末 端兩部分，最早的主機本身不帶熱交換系統，其直接抽取地下水或海水由管路送往室 內與室內空氣進行熱交換來降低室內溫度，因該設計受地理環境影響很大，同時抽取 的水不能直接進行循環利用，會造成大量水資源的浪費，近年來已很少使用。目前使用最多的主機采用一熱交換系統，其包括有壓縮機、冷凝器和蒸發器，各 部件之間依序用管路連接而形成一個封閉環路，整個封閉環路中充注適量的工質，同 時蒸發器上還設置有相互連通的進水管和出水管，兩者與室內空調末端連接而形成水 循環系統。機組工作時，當工質通過蒸發器時，其最初狀態為低溫液態，與通過水循 環系統流經蒸發器的水存在一定的溫差，從而使兩者在盤管內外發生熱量交換，工質 吸收熱量由低溫液態轉換為低壓氣態，而水則放出熱量使其本身溫度降低，隨后低壓 氣態的工質流往壓縮機，由壓縮機壓縮成為高溫高壓氣態后通往冷凝器后進行降溫， 使其由高溫高壓氣態再次轉換為低溫液態重新流回蒸發器，而經過蒸發器降溫后的水 則由出口輸往室內空調末端，用于與室內空氣進行熱交換，在使室內溫度降低的同時 使其本身溫度重新升高，最后又由蒸發器進口進入再次降溫，如此不斷的反復循環， 最終實現室內溫度的降低。在這里，因通往室內空調末端的冷水只進行一次熱交換降溫，這在很大程度上限 制了其降溫的幅度，導致其與室內空間熱量交換后的溫差不大，根據熱對流熱量公式Q=HXAX AT (公式中Q代表熱量，也就是熱對流單位時間里所帶走的熱量；H為熱對 流系數值，A則代表熱對流的有效接觸面積，AT代表固體表面與區域流體之間的溫 差。)，在H、 A不變的情況下，溫差AT和熱量Q成正比，實踐中降溫后由蒸發器輸出 的冷水溫度大概為7'C，其在與室內空氣進行熱量交換后的溫度為12'C左右，兩者的 溫差A T為5C，降溫效果不是很理想，同時從理論來說只能使室內溫度降到20'C左右。 此外，現有的冷凝器一般外連一風機并直接面向室外空氣，同時工質由高溫高壓 氣態轉化為低溫液態時放出的熱量被白白浪費掉，而散發的熱量又會導致外機環境進 一步惡化，影響人們生活。
技術實現思路
本技術目的在于提供一種冰水式高效節能中央空調系統，其通過主機對工質 的二次降溫，可使輸往室內空調末端的冷水降溫為0度冰水，極大地增加了冷水與室內空氣的溫差，其一方面提升了制冷效率，同時也能獲得更低的室內溫度，此外，對 工質第一次降溫所散發出來的熱量進行了再回收利用，達到了化廢為寶的效果。為實現上述目的，本技術采用以下技術方案-一種冰水式高效節能中央空調系統，其包括有主機和室內空調末端兩部分，其特征在于所述主機包括有單元模塊、熱水箱、冷熱水箱、冷卻塔及多個水泵；每個單 元模塊均由一熱交換器、 一蒸發器、 一冷凝器和壓縮機組成，其中熱交換器、蒸發器 和冷凝器里各設置有一盤管和一帶進、出口的通道；所述熱交換器通道、水泵和熱水 箱首尾連通形成水循環環路I ,所述蒸發器通道、室內空調末端、冷熱水箱及水泵首 尾連通形成水循環環路II，所述壓縮機、熱交換器盤管、冷凝器通道、蒸發器盤管依 序由管路首尾連通形成工質循環環路，所述冷凝器盤管、冷卻塔與水泵首尾連通形成水循環環路in。上述單元模塊可以為一個、兩個或多個，各單元模塊的熱交換器和蒸發器中的通 道分別各自串聯連接，而冷凝器中盤管則并聯設置。 上述熱水箱和水泵之間設置有一 電磁控制閥。 上述冷熱水箱和水泵之間設置有一電磁控制閥。上述和冷熱水箱連通的水泵和蒸發器通道進口之間設置有一 電磁控制閥，同時該 水泵通過一電磁控制閥和冷凝器盤管的進口連通；所述蒸發器通道出口和室內空調末 端之間設置有一電磁控制閥，同時該出口通過一電磁控制閥與冷卻塔進口連通；所述 冷卻塔出口上的水泵和冷凝器盤管進口之間設置有一電磁控制閥，同時該水泵通過一 電磁控制閥與蒸發器通道進口連通；所述冷凝器盤管出口和冷卻塔進口之間設置一電 磁控制閥，同時該出口通過一電磁控制閥和室內空調末端連通。在夏天制冷過程中，通過對電磁控制閥調節，由熱交換器通道、水泵和熱水箱首 尾連通形成水循環環路I，由蒸發器通道、室內空調末端、冷熱水箱及水泵(B2)首尾 連通形成水循環環路II,由壓縮機、熱交換器盤管、冷凝器通道、蒸發器盤管依序由 管路首尾連通形成工質循環環路，由冷凝器盤管、冷卻塔與水泵首尾連通形成水循環 環路ffl。壓縮機工作時，把蒸發器盤管送過來的低壓氣態壓縮成高溫高壓氣態并送往熱交 換器盤管，此時因盤管內工質溫度高于通道內水的溫度，兩者發生熱量交換，工質由高溫高壓氣態轉化為半液半氣狀態后被送往冷凝器通道，實現其第一次降溫，而其放 出的熱量被水吸收，并通過水循環環路I使熱水箱中的水被加熱作為生活用水使用， 起到了化費為寶的作用。接著被送到冷凝器通道中的半液半氣狀態工質溫度還高于冷 凝器盤管中的水的溫度，兩者再次發生熱量交換，此時，工質完全轉化為低溫液態并 被送往蒸發器盤管，實現其第二次降溫，而其放出的熱量被水吸收，升溫后的水通過 水循環環路ffl流往冷卻塔，為加快冷卻塔的熱量交換速度，在塔上設置有散熱風扇， 冷卻后的水重新流回冷凝器盤管。隨后被送到蒸發器盤管的低溫液態工質再次和蒸發 器通道中的水進行熱量交換，因此時工質經過兩次降溫，其溫度遠低于水溫，工質快 速吸收熱量由液態轉化為氣態并被重新送回壓縮機，而蒸發器通道中的水放出熱量被降溫到0'C左右，其通過水循環環路II被送到室內空調末端，與室內空氣進行熱量交換 后被送回冷熱水箱，經實驗表明，此次交換后出來的水溫為7'C左右，即前后溫差達到 7'C，與現有空調的前后溫差5'C相比，有了 40%的提高，極大的提高了空調的降溫效 率，同時因與室內空氣熱量交換后的水溫為7'C左右，這可以使室內溫度降到更低，從 理論上來說最低可以達到13—15'C。在冬天制熱過程中，通過對電磁控制閥的調節，由熱交換器通道、水泵和熱水箱 首尾連通形成水循環環路I，由冷凝器盤管、室內空調末端、冷熱水箱及水泵首尾連 通形成水循環環路IV，由壓縮機、熱交換器盤管、冷凝器通道、蒸發器盤管依序由管 路首尾連通形成工質循環環路，由蒸發器通道、冷卻塔與水泵首尾連通形成水循環環 路V。壓縮機工作時，把蒸發器盤管送過來的低壓氣態壓縮成高溫高壓氣態并送往熱交 換器盤管，此時因盤管內工質溫度高于通道內水的溫度，兩者發生熱量交換，工質由 高溫高壓氣態轉化為半液半氣狀態后被送往冷凝器通道，實現其第一次降溫，而其放 出的熱量被水吸收，并通過水循環環路I使熱水箱中的水被加熱作為生活用水使用， 起到了化費為寶的作用。接著被送到冷凝器通道中的半液半氣狀態工質溫度還高于冷 凝器盤管中的水的溫度，兩者再次發生熱量交換，此時，工質完全轉化為低溫液態并 被送往蒸發器盤管，實現其第二次降溫，而其放出的熱量被水吸收，升溫后的水通過 水循環環路IV被送到室內空調末端，與室內空氣進行熱量交換使室內溫度升高，熱量 交換后的水被送回冷熱水箱。而被送到蒸發器盤管的低溫液態工質再次和蒸發器通道 中的水進行熱量交換，因此時工質經過兩次降溫，其溫度遠低于水溫，工質快本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冰水式高效節能中央空調系統，其包括有主機和室內空調末端兩部分，其特征在于：所述主機包括有單元模塊、熱水箱、冷熱水箱、冷卻塔及多個水泵；每個單元模塊均由一熱交換器、一蒸發器、一冷凝器和壓縮機組成，其中熱交換器、蒸發器和冷凝器里各設置有一盤管和一帶進、出口的通道；所述熱交換器通道、水泵（Ｂ１）和熱水箱首尾連通形成水循環環路Ⅰ，所述蒸發器通道、室內空調末端、冷熱水箱及水泵（Ｂ２）首尾連通形成水循環環路Ⅱ，所述壓縮機、熱交換器盤管、冷凝器通道、蒸發器盤管依序由管路首尾連通形成工質循環環路，所述冷凝器盤管、冷卻塔與水泵（Ｂ３）首尾連通形成水循環環路Ⅲ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：余小兵，
申請(專利權)人：余小兵，
類型：實用新型
國別省市：33[中國|浙江]