[发明专利]中央空调系统之制冷方法及制冷储冷装置

说明书

本发明涉及一适用于中央空调系统上的制冷方法，以及应用该方法的一种制冷储冷装置。其是将冷媒以喷雾方式与被冷却流体混合，利用直接接触传热效果，提高热交换效率以大幅缩短制冷时间。

一般常见用于目前中央空调系统的制冷储冷装置（即俗称的制冰储冰槽），主要是在用电低谷期间（如假日或晚上）以压缩机来制冰或制冷并储存之，待至白天需要冷气时，再透过输水泵、送风机来送，而不需动用耗电惊人的压缩机，如此可在用电高峰期间内有效地减轻电力供应上的负荷，并在用电低谷期间内有效地运用剩余用电。

这种现有技术以台湾明潭水力发电厂为例-白天以明潭的水发电供电，而夜晚利用剩余用电将水抽回明潭以供白天发电。

这种现有的制冷储冷装置（制冰储冰槽），在目前有多种型式，且各有其特色。其基本的动作原理是在晚上启动压缩机而使冷媒流动于图3所示的冷媒管30内，并启动水泵而使被冷却水流动于制冰储冰槽20内。而水流的方向是自下而上（如图3中具有箭头的流线所表示），而水之出、入口21、22可设成多组。被冷却水绕经冷媒管30经多次循环之后，其水温即因冷媒吸热之故而逐渐降低。最后将凝结成冰或冷却成冰水（冰水内可能亦有浮冰），并被储存。待白天需要系统供应冰水送冷时，则仅需透过输水泵，供入相当量的水来化冰，并将化得的冰水输送至空调空间吸热，以调整室内温度。而吸收热后的冰水再回到制冰储冰槽20内进行化冰，从另一方面来讲即是进行降温释热。如此循环，空调空间的热量就不断地被带走，使空调空间得在适当的控制下而冷却降温至适当的温度。

另外，亦有以冰点较低的卤水来取代被冷却水，则储冰槽内就可以储存低温的不冻液，然后在白天系统供冷时，就直接将不冻液送至空调空间吸热，而不需要另外供水来化冰了。

而目前虽有很多形式的制冷储冷装置以供使用者选用，但皆为上述的传统管壳式热交换器之使用。该类热交换器常使用于工业用的冷冻系统及商业空调系统。其缺点为：仅管在各方面作改善，例如冷媒管外壁表面的形状改变、或冷媒管盘绕格局的改变等等，却无法大幅提高其传热效率，使制冷、结冰时间漫长而耗电。

近年来，有效高效率、小体积、小接近温差的板式热交换器（COMPACT  HIGH  EFFICIENCY  SMALL  APPROACH  TEMPERATURE  DIFFERENCE  PLATE  HEAT  EXCHANGER）替代管壳式热交换器。但仍有结垢（Fouling  Factor）及换热系数无法大幅度提高的缺点。

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点而提出一种用于利用低谷电力以热交换系统储存冷源之循环的制冷方法。

本以明的另一目的在于提出一种新颖的制冷储冷装置。

为此，一方面本发明提出一种制冷方法，用于利用低谷电力以热交换系统储存冷源之循环，其特征在于：在上述热交换系统中的冷却室顶端内部，将冷媒雾化后以雾状喷洒于经过的被冷却流体，使冷媒与被冷却流体直接接触以进行热交换;冷媒吸热后，膨胀气化自上述冷却室顶端排出;而被冷却流体降温后，下降至上述冷却室底部收集。

另一方面，本发明提供一种制冷储冷装置，包括：一制冷储冷槽，其顶部中央具有一两相流体混合器，且顶部具有冷媒排出口，底部具有被冷却流体流出口;一冷媒循环系统，可将冷媒经液滴分离器、除液器、干燥器后，自上述两相流体混合器送入上述制冷储冷槽;一被冷却流体循环系统，将被冷却流体经一过滤器过滤清除杂物及污泥后，经上述两相流体混合器送入上述制冷储冷槽;上述冷媒与被冷却流体于上述制冷储冷槽内直接接触进行热交换，而经热交换后的冷媒自上述冷媒排出口送出并进入冷媒循环系统，而被冷却流体则从上述被冷却流体出口排出进入被冷却流体循环系统的管路。

本发明所使用制冷方法，热传效果良好，无严重发生导致物理性质改变或相变化温度点改变的现象。因而经由长期实际运转下，仍不致发生结垢的现象。

本发明所提供之方法及装置中，因使用之被冷却流体与冷媒不相溶解，经由扩散（disperse）的接触过程中，两种流体不会发生损耗现象，而不需常加冷媒。

本发明之上述目的及其他进步功能，将在以下结合附图所示之较佳实例予以说明。图中：

图1为依据本发明实验的一种喷雾冷却室实例;

图2为依据图1所示喷雾冷却室所作喷雾冷凝系统的实验装置;

图3表示现有技术的制冷储冷装置的简单构造图;

图4为依据本发明的一种较佳实施例的简单系统构造图;

图5为依据图示所示实例的网状结冰器的结构简图。