专利名称：无需水主导输能的超高层建筑冷暖空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷暖空调系统，具体为一种用于超高层楼房(例如几十层甚至上百层)的无需利用水媒体介质作为协助传输冷量或热量的冷暖空调系统。
技术背景目前的高层建筑工程，特别是超高层建筑工程中的冷暖空调系统设计方案，采用水作为冷媒介质对末端设备(例风机盘管和水冷暖风柜等)传递冷热量是习以为常的技术手段。这是因为仅仅依靠空调系统中由压缩机造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量，经过弯弯曲曲的管道，进入几十米、甚至百米以上的超高层建筑中进行房间空调。因此，通过采用与有关空调装置进行热交换过的水及其配套的水泵来完成将空调系统制取的冷量或热量间接地配送到需要空调的任何高度的楼层房间中去。这类空调系统的优点在于热容量较大的液态水传递冷量或热量的效率较高，并且对于房间所需要的末端冷量或热量便于现场调节。其不足之处在于对水质的要求很高， 通常为了减缓在配送冷量或热量的管网中结水垢(影响热传导)，尤其是其中的末端设备， 每间隔一、二年就要用药剂疏通一次庞大的由水管网络构成的热交换系统。其次，就是整个的水管网络中的漏水与补漏的工作量不会少。可以想象，由于水在空调冷热量配送系统中的全面介入，现有技术的维护工作量与维护成本都是相当可观的。现有空调为系统中在的问题是(以制冷为例)将水这个中间介质夹在冷源(制冷蒸发器)与空调使用者(有人的房间)之间来协助冷量的传递，显然让水及其相关设施在超高层楼房空调系统中的介入，是于节能是不利的。CN 100473912C(ZL02158216. 5)专利技术中提出了一种利于节能的在高层楼房中无需水媒体二次传递冷、热量的冷暖空调系统及其使用方法，即让冷暖空调系统蒸发器中的液态制冷剂通过在蒸发器中直接蒸发来冷却高层房间中(楼房层次可以不受限制——该楼房层次与制冷剂液泵扬程有关而与液态制冷剂的蒸发压力无关)空气的制冷空调技术； 在需要制热时，采用的是让冷暖空调系统中的冷凝压力促使气态制冷剂进入高层楼房来直接温暖有限高层房间中空气的制热空调技术。——如果仅仅依靠上述冷凝压力促使气态制冷剂来满足不太高的楼房制热需求，问题不是很大，然而，在超高层楼房中让气态制冷剂直接对空气实施制热空调，很可能难以实现。
发明内容本发明之目的是对上述CN 100473912C技术的一种更趋于完善的改进，提供一种在超高层楼房中让气态制冷剂直接对空气实施制热的冷暖空调系统。为了实现上述目的，拟采用以下的技术它包括连接在冷暖系统管路上的房间换热器、机组换热器、压缩机和节流器四大常规制冷基本部件，以及充灌在该冷暖系统中适合于冷暖空调工况的制冷剂；
3[0010]其特征在于，该冷暖空调系统还包括了液态制冷剂加压配送装置与气态制冷剂加压配送装置一 .实施制冷空调时启用液态制冷剂加压配送装置，关闭气态制冷剂加压配送
装置；二 .实施制热空调时启用气态制冷剂加压配送装置，关闭液态制冷剂加压配送
装置；所述的液态制冷剂加压配送装置包括制冷剂泵以及与该制冷剂泵配用的低压储液桶；所述的制冷剂泵又包括液泵与包围该液泵的全密封型第一金属密封外壳，以及连接该全密封型第一金属密封外壳内腔的低压平衡管；所述的气态制冷剂加压配送装置包括气泵与包围该气泵的全密封型第二金属密封外壳，而且，还设置有连接该全密封型第二金属密封外壳内腔与处于制热工况的压缩机排气端得输气管。本发明与现有技术比较的特点由于冷暖空调系统采用了液态制冷剂加压配送装置与气态制冷剂加压配送装置技术，解决了水造成的种种麻烦，以及完善了整个冷暖空调系统实现无水化的设计结构，实现了在超高层楼房中让气态制冷剂直接对空气实施制热。
附图为本发明一个实施例的示意图。X 制冷剂加压配送装置；D 低压储液桶；B 制冷剂泵；c 液泵；d 第二金属密封外壳；K :A类气态制冷剂加压配送装置；a 气泵；b 第一金属密封外壳；H 设置低压气体平衡管性质的管路范围(管径可以取小一些)；G 输气管(管径可以取得小一些——目的在于输送从气泵中泄漏的少量气态制冷剂)；Ql 制冷工况时制冷剂的流向(实线箭头的方向)；Q2:制热工况时制冷剂的流向(虚线箭头的方向)；V:制热调控阀组；U:气流调控阀组；Y 液流调控阀组；Pl 制冷回气阀；P2 制热回气阀；P3 制热排气阀；P4 制冷排气阀； P5 制冷气压平衡阀；P6 制冷供液阀；P7 制热旁路阀；P8 制冷配液阀；P9 冷热控制阀； PlO 制热配送阀；1 设置在楼房最高层次的房间换热器；2 换热器风机；3 压缩机；4 机组风机；5 机组换热器；6 节流阀；7 干燥过滤器。
具体实施方式
这里，首先需要说明现有的空调系统在实施制冷工况时，通常采用由水、水泵和中间介质热交换器三者构成的介质水配送装置，经过二次冷量传递后才能将冷气或热气输送到需要制冷空调或制热空调的高层或超高层设房间中。本发明的冷暖空调系统中显然省略了上述的介质水配送装置，由液态制冷剂加压配送装置X与A类(加压配送装置的结构形式或型号)气态制冷剂加压配送装置K来省略利用水的装置，让制冷剂直接在换热器当中来冷却或加热房间中的空气，就如人们使用的家用小功率空调器那样地直接在自己的房间中制冷与制热那样，与水无缘。 为了实现本发明目的，拟采用以下的技术 本发明包括连接在冷暖系统管路上的房间换热器1、机组换热器5、压缩机3、和节流器7四大常规制冷基本部件，以及充灌在该冷暖系统中适合于冷暖空调工况的制冷剂；其特征在于，该冷暖空调系统还包括了液态制冷剂加压配送装置X与A类气态制冷剂加压配送装置K 一 .实施制冷空调时启用液态制冷剂加压配送装置X，关闭A类气态制冷剂加压配送装置K ；——此时的房间换热器1发挥蒸发器制冷的功能，此时的机组换热器5在室外发挥冷凝器的冷凝散热功能。二 .实施制热空调时启用C类气态制冷剂加压配送装置K，关闭液态制冷剂加压配送装置X。一此时的房间换热器1发挥冷凝器制热的功能，此时的机组换热器5在室外发挥蒸发器制冷吸热的功能。——在实施制冷空调时所启用的液态制冷剂加压配送装置X包括液态制冷剂加压配送装置X包括制冷剂泵B以及与该制冷剂泵B配用的低压储液桶D ；所述的制冷剂泵B 又包括液泵c (含它的拖动电机)与包围该液泵c的全密封型第一金属密封外壳d，以及连接该全密封型第一金属密封外壳d内腔的低压气体平衡管H。——在实施制冷空调时所启用的A类气态制冷剂加压配送装置K包括气泵a (含它的拖动电机)与包围该气泵a的全密封型第二金属密封外壳b，而且，还设置有连接该全密封型第二金属密封外壳b内腔与处于制热工况的压缩机3排气端的输气管G。本发明具体调控冷暖空调的操作使用方法，其特征在于，即通过阀门控制适合于冷暖二种空调工况的制冷剂流向的方法如下三.制冷剂流向调控中将涉及到以下的阀控制压缩机3正反向吸排气工作的气流调控阀组U包括制冷回气阀P1、制热回气阀P2、制热排气阀P3以及制冷排气阀P4 ；控制液态制冷剂加压配送装置X工作与否的制冷调控阀组包括由制热旁路阀P7 和制冷配液阀P8构成的制冷剂泵B的液流调控阀组Y，以及由制冷气压平衡阀P5和制冷供液阀P6构成的低压储液桶D的功能调控阀组二个部分；控制C类气态制冷剂加压配送装置K工作与否的制热调控阀组V包括冷热控制阀P9和制热配送阀PlO ；分别在制冷空调时与制热空调时实施微调的节流阀6 ；四.实施制冷空调时开启制冷回气阀P1、制冷排气阀P4、制冷气压平衡阀P5、制冷供液阀P6、制冷配液阀P8以及冷热控制阀P9 关闭制热回气阀P2、制热排气阀P3、制热旁路阀P7以及制热配送阀PlO ；启动制冷剂泵B;微调节流阀6(扩展阀的口径)，让作为冷凝器使用的机组换热器5的冷凝温度与作为蒸发器使用的房间换热器1的蒸发温度二者符合制冷工况的标准要求；五.实施制热空调时开启制热回气阀P2、制热排气阀P3、制热旁路阀P7以及制热配送阀PlO ；关闭制冷回气阀P1、制冷排气阀P4、制冷气压平衡阀P5、制冷供液阀P6、制冷配液阀P8以及冷热控制阀P9 ；
5[0042]停止启动制冷剂泵B。微调节流阀6(缩小阀的口径)，压低作为蒸发器使用的机组换热器5的蒸发温度，让它符合制热工况的标准要求。——如果作为冷凝器使用的房间换热器1内的冷凝压力有所提高，则属于正常情况。—气流调控阀组U所属的制冷回气阀P1、制热回气阀P2、制热排气阀P3以及制冷排气阀P4由一只二位四通电磁阀来取代。——液流调控阀组Y所属的制热旁路阀P7和制冷配液阀P8由一只二位三通电磁阀来取代。—制热调控阀组V所属的冷热控制阀P9和制热配送阀PlO由一只二位三通电磁阀来取代。有关液态制冷剂加压配送装置X的设置问题已经在CN 100473912C技术中揭示过，这里从略。本发明与CN 100473912C技术中介绍的制冷剂泵W的不同点在于，本发明的制冷剂泵W是全密封型的，即作为孤立部件来说，不存在泄漏的可能。关于本发明中的A类气态制冷剂加压配送装置K的设置问题冷暖空调系统中的冷凝压力虽然比蒸发压力高一些，依靠自己的力量将高温气态制冷剂送到好几层楼的高度，途中还要克服管道的重重阻力，难以实现，如果能够借助于恰到好处的额外的外力(气泵a)协助向上输送气态制冷剂，就不困难了。在实施制热空调时就启用A类气态制冷剂加压配送装置K，此时，房间换热器1作为室内冷凝器使用，而机组换热器5作为室外蒸发器使用。 该B类气态制冷剂加压配送装置K的结构比上述液态制冷剂加压配送装置X简单得多，以下介绍它的作用机理由于本发明通过气态制冷剂加压配送装置K额外地接力或加力举措，实现助力气态制冷剂将自己推向更高的楼层实现正常的由冷凝器中的气态制冷剂直接对房间空气实施制热空调创造了条件。这样势必会有可能随之提高该制热空调系统中室外作为蒸发器使用的机组换热器5的蒸发压力，即提高室外机组换热器5的制冷温度，则对于在室外低温环境条件下的通过蒸发吸热来吸取该低温环境条件下的室外热量是不利的。为了压低该制热空调系统中室外机组换热器5中的蒸发压力，即蒸发温度，应该配合对节流器6的微调(口径调小)，适当减小液态制冷剂的流量，使得蒸发温度降低到原来的标准状态(适合不低于环境温度7°C时的室内制热水平)或认为更合适的程度即可。——蒸发温度越低，越容易吸收低温环境条件下的室外空气热量，然而，吸收的该低温热量将会减少。此外，如果室外环境温度偏低，那么，也可以通过调小节流器2的口径使得上述的蒸发温度也适当地调得偏低一些。然而过低的蒸发温度容易引起作为蒸发器使用的室外机组换热器5结霜，于维持正常的室内制热工况是不利的。显然，由于在系统中增加了气态制冷剂加压配送装置K，在变换制冷工况与制热工况时，再配合节流阀6的微调是需要的，否则，制热工况(非标准工况)难以达到理想的工作状态。由于在制热空调时需要节流阀6的微调，那么，再重新变换到制冷空调(尽管是标准工况)时，就难免也得微调一下节流阀6 了，即由制热时的非标准工况变回到制冷时的标准工况。包括本发明在内的中央冷暖空调系统当中，目前要做到其中的制冷剂绝对不泄漏
6是不可能的，然而，作为设计者来说，应该向着上述“制冷剂绝对不泄漏”的方向努力，能够做到一点就算一点，积少就能成多，本发明的设计就是本着这个原则行事的例如，本发明中的关键部件“制冷剂泵W”与“B类气态制冷剂加压配送装置K”就属于在正常运行过程当中绝对不会向大气空间泄漏制冷剂分子的二个全密封型部件。显然，让所谓的“密封”欲做到绝对不泄漏流体物质分子的程度，通常最容易实现的办法是金属密封结构(存在泄漏流体物质分子的缝隙——再光滑的平面都是存在粗糙度的)+焊接工艺=金属全密封结构(不存在泄漏任何流体物质分子的缝隙)。——本发明中采用的上述二个“全密封”型金属结构部件就是依据“金属+焊接”的理念设计的。众所周知，自行车的内胎一段时间不打气就不能使用了，可见，作为非金属软性材料的橡皮本身， 就无法构成能够阻止流体物质分子从中穿透的程度，只能够达减缓其穿透的速率。空气或水的泄漏一般不伤脾胃，然而，对于诸如工程上人们经常使用昂贵的空调用途制冷剂来说， 就应该尽可能地减少或杜绝它的日常泄漏量。本发明涉及的其他有关问题或事宜，均属于现有技术范畴，这里就从略了。
权利要求1. 一种无需水主导输能的超高层建筑冷暖空调系统，它包括连接在冷暖系统管路上的房间换热器(1)、机组换热器(5)、压缩机(3)、和节流器(7)四大制冷基本部件，以及充灌在该冷暖系统中适合于冷暖空调工况的制冷剂；其特征在于，该冷暖空调系统还包括了液态制冷剂加压配送装置(X)与气态制冷剂加压配送装置(K)所述的液态制冷剂加压配送装置(X)包括制冷剂泵(B)以及与该制冷剂泵(B)配用的低压储液桶(D)；所述的制冷剂泵(B)又包括液泵(c)与包围该液泵(c)的全密封型第一金属密封外壳(d)，以及连接该全密封型第一金属密封外壳(d)内腔的低气压平衡管(H)； 所述的气态制冷剂加压配送装置(K)包括气泵(a)与包围该气泵(a)的全密封型第二金属密封外壳(b)，而且，还设置有连接该全密封型第二金属密封外壳(b)内腔与处于制热工况的压缩机C3)排气端的输气管(G)。
专利摘要一种无需水主导输能的超高层建筑冷暖空调系统，该冷暖空调系统还包括了液态制冷剂加压配送装置与气态制冷剂加压配送装置，所述的液态制冷剂加压配送装置包括制冷剂泵以及与该制冷剂泵配用的低压储液桶；所述的制冷剂泵又包括液泵与包围该液泵的全密封型第一金属密封外壳，以及连接该全密封型第一金属密封外壳内腔的低气压平衡管；所述的气态制冷剂加压配送装置包括气泵与包围该气泵的全密封型第二金属密封外壳，而且，还设置有连接该全密封型第二金属密封外壳内腔与处于制热工况的压缩机排气端的输气管。该发明解决了水造成的种种麻烦，以及完善了整个冷暖空调系统实现无水化的设计结构，实现了在超高层楼房中让气态制冷剂直接对空气实施制热。
文档编号F25B41/00GK202254020SQ20112005523
公开日2012年5月30日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者张小军 申请人:深圳市雅尔典科技有限公司