[发明专利]蓄热式空调机及除霜方法

说明书

本发明涉及一种蓄热式空调机，该空调机带有一包含蓄热介质的蓄热箱，并有助于在白天限制电力消耗，从而使一整天内的间歇性电力消耗均匀。

图14是一致冷剂管道回路示意图，示出了例如由日本专利申请(OPI)No.33573/1990(这里所用的“OPI”一词指的是“未审查申请”)所公开的一种传统蓄热空调机的配置。该空调机包括：主致冷剂回路6，该主致冷剂回路6带有按以下顺序连接的一压缩机1，一第一减压机构3，和一蒸发器4；一包含蓄热介质7的蓄热箱8；一用以在蓄热箱内的蓄热介质7和致冷剂之间实现热交换的蓄冷热交换器9a，一允许致冷剂经热交换器9在液体管道5a和气体管道5b之间移动的第一旁通回路10，所述液体管道5a设在冷凝器2和第一减压机构3之间；一连接于第一旁通回路10的液体管道10a的第二减压机构11；与第一旁通回路10的气体管道10b并联的第二旁通回路12；一致冷剂气体泵13，它连接于第二旁通回路12并可循环致冷剂以在致冷剂和蓄热箱8内的蓄热介质7之间实现热交换；和用以控制致冷剂向第二旁通回路12流动的控制装置(打开和关闭装置)14。

以下描述如此构成的传统空调机的操作。装置1到4由一致冷剂管道5相互连接以允许致冷剂流动和循环，从而形成主致冷剂回路6，它借助于蒸发器4向室内空气放出冷能，该冷能是冷凝器2借助于热交换器从室外空气得到的。

另一方面，传统空调机包括蓄热箱8，其内包含能贮蓄热能的蓄热介质7。蓄冷热交换器9a设于蓄热箱内，以在蓄热箱8内的蓄热介质7和致冷剂之间实现热交换。

在使用压缩机的一般的致冷操作(下文所提及处均称之为“一般致冷操作”)中，第二减压机构11保持关闭，致冷剂仅在主致冷剂回路6中循环。也就是说，从压缩机1排出的高温高压气态致冷剂如下循环：首先，致冷剂由冷凝器2冷凝，然后承受由第一减压机构3完成的绝热膨胀，其结果是致冷剂被转变成低温两相(气体和液体)流体。流体流入蒸发器4，在此它从周围环境获取热量并冷却后者，并被蒸发和汽化，从而返回到压缩机1。

在电力负荷较小的夜间为蓄冷而进行的蓄冷操作中，第一减压机构3保持关闭。也就是说，从压缩机1排出的气态致冷剂由冷凝器2冷凝成液体致冷剂。液体致冷剂流到第一旁通回路10，然后承受由第二减压机构11完成的绝热膨胀，随后由蓄冷热交换器9a蒸发并汽化，这样冷能就贮蓄在蓄热箱8中的蓄热介质7内。

在利用所蓄冷能的致冷操作中，即例如在白天利用夜间在蓄热箱8内所贮蓄的冷能(下文提及之处称之为“放冷操作”)，如下处理致冷剂：当压缩机1停止致冷剂气体泵13启动时，低温和低压气体致冷剂由泵13加压，这样它就通过第一旁通回路10的气体管道10b移动到蓄冷热交换器9a，在此它向蓄热介质7放出热量，然后冷凝并液化。这样冷凝并液化的致冷剂承受由第二减压机构11完成的绝热膨胀，这样它就被转变成两相(气体和液体)流体。两相流体流入蒸发器4，在此它从周围环境获取热量以冷却后者，并且它被蒸发和汽化，而返回到致冷剂气体泵13。

采用传统的空调机，可同时完成放冷操作和使用压缩机1的一般致冷操作。更具体说，可以用操作中的压缩机1和泵13两者来驱动空调机。在主致冷剂回路6内由冷凝器2冷凝的致冷剂，和在第一旁通回路10内由热交换器9a冷凝的致冷剂在主致冷剂回路6的液体管道5a中相互汇合，它们两者在蒸发器4被蒸发，从而冷却周围环境。

压缩机1和致冷剂气体泵3的同时操作，也就是说同时完成一般致冷操作和放冷操作在降低白天时电力需求的负载方面是有效的。然而，上述方法，即由冷凝器2和蓄冷热交换器9a冷凝的致冷剂相互汇合并由同一蒸发器4蒸发，却存在以下问题：因环境条件(如室内空气温度和室外空气温度)的变化，以及因蓄热介质温度的改变造成的蓄冷热交换器9a之负载的变化，一般致冷操作和放冷操作可能会在所需的致冷剂数量和致冷机油数量方面不平衡。在这种情况下，空调机可能不会令人满意地操作，并且其致冷能力可能下降。此外，当如上所述致冷剂数量变得小于或大于所需值时，可能在各回路中导致高压，或者液体可能倒流回压缩机。而且，致冷机油可能短缺，造成压缩机轴承磨损。也说是说可能直接损害形成致冷剂回路的元件。