一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統的製作方法
2023-07-14 02:37:31
本專利涉及一種冰蓄冷溫度調節系統，尤其是一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統。
背景技術：
隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的提高，中國已經成為電力消費大國，由於目前電力生產還無法完全滿足人民用電需求，在某些時段、某些地區會出現電力緊張的問題。造成電力緊張的諸多原因中，居民家庭電器用電，特別是空調用電的大幅度增長不可忽視。目前冰箱和空調兩項的耗電量，佔家庭用電的85％。僅家用空調一項年耗電量就為400億kWh以上，相當於三峽水電站最高發電量的50％，超過電網負荷的30％。
城鎮用電量的不斷增加使得我國電力峰谷差不斷擴大，家用空調的普及與使用時間的集中性更加劇了供電的峰谷矛盾。應運而生的冰蓄冷空調技術則具有明顯的移峰填谷效果，因而受到政府和電力部門的鼓勵和支持，同時也因減少電費支出而受到用戶歡迎。隨著冰蓄冷空調技術的發展日益成熟，其在大型中央空調系統中的「削峰填谷」作用已經得到人們的廣泛認同，用於工、礦、商廈的大中型冰蓄冷技術的研究開發和推廣應用正在不斷發展和完善。
發明專利CN104279657A公開了一種冰蓄冷空調構型，可以根據冰蓄冷空調系統中製冰不同階段對冷量需求的不同而進行冷媒量動態調節。發明專利CN103438531A公開了一種冰蓄冷輻射空調系統構型，可通過改變閥門組合的開合調整冰蓄冷系統的工作模式，以適用於不同工作人群。發明專利CN102353288A公開了一種熱管式蓄冰融冰蓄冷裝置及蓄冰蓄冷空調，其中採用了熱管用以蓄冷劑與載冷劑間的換熱，是冰蓄冷裝置的效率得以提升。目前的冰蓄冷裝置為了提升效率，大多向著大型化、複雜化發展，而適合家用的小型冰蓄冷空調技術研究還不多，同時多數冰蓄冷空調在用戶負荷端帶有比較複雜的製冷劑循環迴路，使得冰蓄冷空調的小型化有一定難度。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種小型化冰蓄冷空調裝置方案，以滿足家用需求。利用高效率熱管對用戶負載端製冷循環迴路進行簡化，並結合換熱風扇，得到一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統。
本發明達成目的的技術方案是：
一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統，包括製冷子系統，蓄冰子系統和釋冷子系統；晚間谷電時段製冷子系統工作，為系統製冷使蓄冰子系統中的蓄冷劑凝結，此時蓄冰子系統可與釋冷子系統斷開，也可與釋冷子系統連通並工作，日間製冷子系統停止工作，蓄冰子系統與釋冷子系統連接，蓄冷劑融化通過釋冷子系統吸熱，降低外界溫度，達到空氣溫度調節的效果。
所述製冷子系統由壓縮機、壓力表、冷凝器、儲液器、過濾器、電磁閥、熱力膨脹閥和蒸發器組成。製冷劑經由壓縮機壓縮為高溫高壓氣體，通過冷凝器放熱凝結為液體，儲液器儲存多餘製冷劑，液態製冷劑經過濾器過濾後通過熱力膨脹閥迅速降壓至蒸發壓力，並於蒸發器吸熱蒸發為氣態，再進入冷凝器完成循環。所述電磁閥可控制子系統工作與否，所述壓力表可檢測子系統壓力，所述製冷劑可採用乙二醇水溶液或R134a等。
所述蓄冰子系統由蓄冰槽、蓋板、銅板、隔熱板和電機組成。蓄冰槽、銅板和蓋板組成一個僅能單面換熱的封閉空間，其中充入蓄冷劑，電機控制隔熱板上下移動以控制蓄冰子系統與釋冷子系統的連接。夜間製冷子系統工作是蓄冷劑放熱凝結，日間蓄冰子系統與釋冷子系統連接，蓄冰劑吸熱融化通過釋冷子系統使外界降溫。所述蓄冷劑採用純水。
所述釋冷子系統由熱管和風扇組成。熱管插入蓄冰槽的部分成為內段，暴露在外界的成為外段，在日間，蓄冷劑與熱管通過輻射換熱，使熱管內段快速降溫，並與外段快速換熱，外段降溫以冷卻外界空氣，風扇轉動以加快空氣流動。所述熱管採用不鏽鋼製造，工質為乙醇。所述風扇可採用一臺大直徑風扇或多臺小直徑風扇。
相比現有系統，本發明具有如下優點：
通過蓄冰槽、蓋板與銅板形成封閉區域，使蓄冷劑與外部沒有物質交換，水質不易產生汙染，可長期反覆使用。
利用高效率熱管與風扇的組合替換了傳統冰蓄冷空調的釋冷循環迴路，結構簡單，便於系統小型化，利於冰蓄冷裝置運用於家庭生活，
附圖說明
圖1小型冰蓄冷溫度調節風扇系統結構示意圖
圖2製冷子系統示意圖
圖3蓄冰子系統示意圖
圖4釋冷子系統示意圖
具體實施方式
本實施例是一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統。
如圖1所示，一種小型冰蓄冷溫度調節風扇系統，包括壓縮機1、壓力表2、冷凝器3、儲液器4、過濾器5、電磁閥6、熱力膨脹閥7、蒸發器8、蓄冰槽9、蓋板10、銅板11、電機12、隔熱板13、熱管14和風扇15。蓋板10可以打開以更換蓄冷劑，電機12可控制隔熱板13上下移動。
如圖2所示，製冷子系統包括壓縮機1、壓力表2、冷凝器3、儲液器4、過濾器5、電磁閥6、熱力膨脹閥7和蒸發器8，除壓力表2外其餘部件通過銅管串聯形成迴路，壓力表2接在迴路上，迴路內部充入製冷劑乙二醇或R134a。如圖3所示，蓄冰子系統包括蓄冰槽9、蓋板10、銅板11、電機12和隔熱板13，由蓄冰槽9、蓋板10和銅板11圍成的封閉空間充入蓄冷劑純水，蒸發器8亦插入該封閉空間。釋冷子系統包括熱管14和風扇15，熱管14內段插入隔熱板13與蓄冰槽9形成的空間並與蓄冰槽9壁面固連。
小型冰蓄冷溫度調節風扇系統的工作過程包括夜間谷電時段的製冷蓄冰過程以及釋冷過程。
製冷蓄冰過程：該過程於夜間谷電時段完成。此時電磁閥6打開，製冷子系統形成完整迴路，壓縮機1工作使製冷劑被壓縮為高溫高壓氣體，經冷凝器3放熱凝結為液態，經儲液器4按需調節製冷劑量，經過濾器5濾除雜質，經熱力膨脹閥7近似等熵膨脹至蒸發壓力，進入蒸發器吸熱蒸發為氣態完成製冷循環。在蓄冰子系統中蓄冰槽9、蓋板10和銅板11形成一封閉空間，內部充有蓄冷劑純水，蒸發器8吸熱使蓄冷劑降溫直至凝結，從而完成製冷蓄冰過程。隔熱板13由電機12控制可上下移動，在製冷蓄冰過程中，隔熱板13可向下移動使蓄冰子系統不與釋冷子系統換熱，保證製冷蓄冰高效進行，亦可使隔熱板13向上移動在製冷蓄冰的同時向外界釋冷。
釋冷過程：該過程可在日間峰電時段進行，亦可在夜間谷電時段與製冷蓄冰過程同時進行。此時隔熱板13由電機12控制上移，蓄冷劑通過銅板11與熱管14相互換熱，熱管內部工質降溫液化利用毛細作用轉移至熱管外段與外界熱空氣換熱氣化並冷卻空氣，氣化工質使熱管外段局部壓力升高，氣態工質向內段低壓區流動完成釋冷循環，風扇15開啟加速外部空氣流動使空氣冷卻效率更高。
由於採用了熱管作為釋冷循環部件，整套裝置體積大幅降低，可製作為空調扇的樣式，更適於家庭使用。