CN101245942B - 融冰机组设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种融冰机组设备，包括设备外框和设置在外框内的各组件，上述组件包括融冰泵，控制柜，内循环泵，换热机以及连接各组件的管道：融冰机组上设有六个管道接口，其中两个为水系统的接入端和接出端；另外四个为蓄冰槽的两个接入端和制冷机组的两个接入端；上述水系统管道上至少设置有一个温度传感器；换热机连接载冷剂管道的两端并联有内循环泵，内循环泵一侧设置有一止回阀；载冷剂管道上还设置有一融冰泵，融冰泵一侧连接有一止回阀；载冷剂管道上设有四个调节阀和流量传感器，通过控制线分别连接到控制柜上。本发明具有安装简单、设计方便、控制精准有效、并可大大缩短建设周期的优点。

Description

融冰机组设备

技术领域

本发明涉及机电一体化领域，具体的是指一种用于冰蓄冷空调系统的融冰设备。

技术背景

冰蓄冷空调技术是九十年代以来在国内外兴起的一门实用综合技术，由于可以对电网的电力起到移峰填谷的作用，有利于整个社会的优化资源配置；同时，由于峰谷电价的差额，使用户的运行电费大幅下降，因此推广使用冰蓄冷中央空调是一项利国利民的双赢举措。

冰蓄冷中央空调，就是在夜间用电低谷时段，开启制冷主机，将建筑物空调所需冷量制备好，并以冰的形式储存起来。在白天电网高峰时，进行融冰供冷，节省电费的开支。冰蓄冷空调适用于商业、民用、工业等各种建筑物的中央空调系统。

蓄冷空调系统能够转移电力高峰电量，平衡电网峰谷差，因此可以减少新建调峰电厂的投资，提高现有发电设备和输变电设备的使用率；同时，可以减少新建火力发电厂引起的环境污染，减少电网调峰次数、降低发电成本等，充分利用有限的不可再生资源，有利于生态平衡。

冰蓄冷的现状：由某一家专业设计公司根据用户的使用情况，进行复杂、专业的管路设计和设备选型。由专业的冰蓄冷公司在现场完成安装，而实际操作中一般的安装公司很难独立完成，需要多家公司合作才能完成安装。安装完成后再进行编程和调试。因此安装周期长，安装的技术性较高，投资也会相应较大。

发明内容

本发明的目的在于将原来复杂管路中的某些主要部件利用技术方法集合成一个整体撬块，再将这个撬块作为单元部件来完成冰蓄冷空调系统的安装。本发明安装简单、设计方便、控制精准有效，可大大缩短建设周期。

本发明采用的技术方案如下：一种融冰机组设备，包括设备外框和设置在外框内的各组件，上述组件包括融冰泵，控制中心，内循环泵，换热器以及连接各组件的管道：

融冰机组上设有六个管道接口，其中两个为水系统的接入端和接出端，与上述两个端口相连的为水系统管道；另外四个为蓄冰槽的两个接入端和制冷机组的两个接入端，与上述四个接口相连的为载冷剂管道；

上述水系统管道上至少设置有一个温度传感器，通过一路控制线连接到控制中心上；

换热器连接载冷剂管道的两端并联有内循环泵，内循环泵一侧设置有一止回阀，内循环泵通过一路控制线连接到控制中心上；

载冷剂管道上还设置有一融冰泵，融冰泵一侧连接有一止回阀，融冰泵通过一路控制线连接在控制中心上；

载冷剂管道上设有四个调节阀和流量传感器，通过控制线分别连接到控制中心上；四个调节阀每两个并联后汇成一路总管道，总管道上设置有一个温度传感器；蓄冰槽的一个接入端和制冷机组的一个接入端的管道交叉口设置有一温度传感器。

进一步的换热器的载冷剂管道接入端一侧设置有一温度传感器。

进一步的蓄冰槽的另一接入端的管道上设置有一温度传感器。

本发明具有的以下优点：

a)设计方便、安装简单。对设计人员而言，只要做一个选型计算即可，省去了较为复杂的流体计算。不再需要绘制复杂的管道、阀门、板式换热器、控制器、传感器等组件的图纸，而只需画一台或几台融冰机组之间的连接图纸即可。

b)可大大缩短建设周期。由于大量复杂的安装都在工厂组装完成，现场只需进行简单的管道连接即可。

c)控制更为方便、精准、有效。控制中心直接安装在融冰机组设备内的控制中心内，避免了由于较长信号线引起的干扰，抗干扰能力大大提高。融冰机组有了独立的控制器，响应速度更快。同时避免了原来集中式控制器由于某一回路故障造成的相互影响。

d)本发明的融冰机组设备可以同时进行制冷和蓄冰。

附图说明

图1为实施例1的原理框图；

图2为实施例1的结构示意框图；

图3为实施例2的结构示意框图；

图4为实施例1结构的主视图；

图5为实施例1结构的右视图；

图6，图7和图8构成整个操作流程图。

具体实施方式：

实施例1：一种融冰机组设备包括框架23和设置在框架23内的融冰泵13，控制中心22，内循环泵11，板式换热器10，一封闭循环管路等组件。融冰机组设备上设有六个管道接口：两个为水系统的接入口6和接出口5，另外四个为蓄冰槽的两个接入端1、2和制冷机组的两个接入端3、4。板式换热器10与水系统接入口6连接的管道上设置有一温度传感器9，与接出口5连接的管道上设置有一温度传感器8。载冷剂管道与板式换热器10连接的一端设置有一温度传感器7。载冷剂管道与换热器10连接的两端并联有内循环泵11，内循环泵11一侧还连接有一止回阀12。载冷剂管道上还连接有一融冰泵13和四个调节阀14、15、16、17，融冰泵13一侧还连接有一止回阀24。上述四个调节阀组成п型结构，其中调节阀15和17并联，调节阀14和16并联，最后汇成一路总管道，总管道上还设有一流量传感器20，流量传感器20的一侧还设有一温度传感器19。调节阀17的一侧也设置有一温度传感器18。蓄冰槽的接入端2和制冷机组接入端3的管道交叉口设有一温度传感器21。上述内循环泵11和融冰泵13分别连接到控制中心上。温度传感器7、8、9通过控制线分别连接到控制中心上。温度传感器18、19、21亦通过控制线分别连接到控制中心上。

实施例2：本实施例中的其他结构与实施例1相同，只是四个调节阀组成п型结构：其中15和17并联，14和16并联汇成一路总管道，总管道上只设有一个温度传感器19。调节阀15和17所在的支路上分别设置有一个流量传感器。

上述融冰机组设备工作过程中的回路情况如下所述：

1)载冷剂回路例如载冷剂采用乙二醇：从蓄冰槽来的乙二醇流入融冰机组设备的蓄冰槽接入端1，经过电动调节阀17、温度传感器18，和流经电动调节阀15的另一路混合后，一同进入流量传感器20、和温度传感器19，然后分二路；一路流经电动调节阀16，温度传感器7，流入板式换热器，另一路流经电动阀14后，和从板式换热器中流出的乙二醇汇合，一起流向融冰泵13和融冰机组设备上的制冷机组的接入端4，流向制冷机组；由融冰机组设备上的制冷机组的接入端3流入的乙二醇或融冰泵13经止回阀24流出的乙二醇，一路经温度传感器21从蓄冰槽的接入端2流出，另一路流经电动调节阀15，和流经电动调节阀17、温度传感器18的乙二醇汇合后，一同流向流量传感器20和温度传感器19。其中在板式换热器10的乙二醇进出口两侧跨接了内循环泵11和止回阀12，介质流向由内循环泵11流向止回阀12。

2)冷冻水回路：空调系统的冷冻水回水从水系统接入口6流入，经过温度传感器9和板式换热器10，进行热交换后成冷冻水供水，经温度传感器8，从水系统接出口5流出融冰机组设备。

3)控制回路：融冰机组的温度传感器18、19、21、7、8、9、流量传感器20接入微机控制中心；电动阀14、电动调节阀15、17、16接入微机控制中心；融冰泵13和内循环泵11的启停、频率设定、运行状态、故障状态、运行频率等接入微机控制中心。

整个融冰机组设备在工作过程中，当控制中心接到命令后，通过对电动阀、电动调节阀、融冰泵和内循环泵的控制，实现以下六个工况的运行。当进行融冰运行时，将按照要求对电动调节阀15和17进行控制调节，使得冷冻水出水温度保持恒定或按要求的放冷量释放冷量。工况运行表如下：

	待机工况	制冰工况	单融冰工况	单主机工况	融冰、主机工况	制冰、供冷工况
							调节阀14	关	开	关	关	关	开
调节阀15	×	关	调节	开	调节	关
							调节阀17	×	开	调节	关	调节	开
调节阀16	关	关	开	开	开	调节
							融冰泵13	关	关	开	关	关	关
内循环泵11	关	关	关	关	关	开

待机工况：融冰机组处于停止/待命状态。融冰泵和内循环泵均关闭，调节阀14和调节阀16关闭，调节阀15和调节阀17可处于任何状态。

制冰工况：融冰机组处于工作状态。融冰泵和内循环泵均关闭，调节阀14、17开启，调节阀15、16处于关闭位置。低温乙二醇介质(如-6℃)由外部的制冷机组从3流入经2流出进入外部的蓄冰槽，升温(如-3℃)后再由接口1流入，经过调节阀17、温度传感器18、流量传感器20、温度传感器19、调节阀14，从接口4流出，回到外部的制冷机组，完成一个乙二醇循环。

单融冰工况：融冰机组处于工作状态。融冰泵开启，内循环泵关闭，调节阀14关闭、调节阀16开启，调节阀15、17根据融冰量或供水温度进行调节。乙二醇介质(如7℃)从融冰泵出来，一路经接口2流出进入外部的蓄冰槽降温后(如2.5℃)再由接口1口流入，流经调节阀17和经过调节阀15的另一路汇合成较低温的乙二醇介质(如4℃)，流入调节阀16和板式换热器10，热交换后的乙二醇介质(如7℃)回到融冰泵13，完成一个循环。空调回水从接口6进，经过板式换热器的热交换后由接口5流出，提供低温冷冻水。

单主机工况：融冰机组处于工作状态。融冰泵13、内循环泵11关闭，调节阀14、17关闭、调节阀15、16开启。乙二醇介质(如7℃)由外部的制冷机组从3流入，经调节阀15、16进入板式换热器，热交换后的高温乙二醇介质(如12℃)从4流出，回到外部的制冷机组，完成一个循环。空调回水从接口6进，经过板换的热交换后由接口5出，提供低温冷冻水。

融冰、主机工况：融冰机组处于工作状态。融冰泵13、内循环泵11关闭，调节阀14关闭、调节阀16开启，调节阀15、17根据融冰量或供水温度进行调节。乙二醇介质(如7℃)由外部的制冷机组从接口3流入，一路经接口2流出进入外部的蓄冰槽降温后(如2.5℃)再由接口1流入，经过调节阀17；另一路经过调节阀15；二路混合成较低温乙二醇介质(如4℃)后流入调节阀16和板式换热器10，热交换后的高温乙二醇介质(如12℃)从4流出，回到外部的制冷机组，完成一个循环。空调回水从接口6进，经过板换的热交换后由接口5出，提供低温冷冻水。

制冰、供冷工况：融冰机组处于工作状态。融冰泵13关闭，内循环泵11开启，调节阀14、17开启，调节阀15关闭，调节阀16调节。低温乙二醇介质(如-6℃)由外部的制冷机组从接口3流入经温度传感器21，从接口2流出进入外部的蓄冰槽，升温(如-3℃)后再由1口流入，经过调节阀17、温度传感器18、流量传感器20、温度传感器19，与来自调节阀16的载冷剂汇合后流入调节阀14，一路流向接口4，回到外部的制冷机组；另一路和板式换热器流出的载冷剂汇合后再流入内循环泵，流经止回阀后，一路流向调节阀16，另一路流经温度传感器7并进入板式换热器10，完成一个循环。根据流入板式换热器的进口温度对调节阀16进行流量的调节。空调回水从接口6进，流经温度传感器9，经过板式换热器10的热交换后经温度传感器8由接口5出，提供低温冷冻水。

Claims (4)

1.一种融冰机组设备，其特征在于：包括设备外框和设置在外框内的各组件，上述组件包括融冰泵，内循环泵，控制中心，换热器以及连接各组件的管道：

融冰机组上设有六个管道接口，其中两个为水系统的接入端和接出端，与上述两个端口相连的为水系统管道；另外四个为蓄冰槽的两个接入端和制冷机组的两个接入端，与上述四个接口相连的为载冷剂管道；

上述水系统管道上至少设置有一个温度传感器，通过一路控制线连接到控制中心上；

载冷剂管道上还设置有一融冰泵，融冰泵一侧连接有一止回阀，融冰泵通过一路控制线连接在控制中心上；

载冷剂管道上设有四个调节阀和流量传感器，通过控制线分别连接到控制中心上；四个调节阀每两个并联后汇成一路总管道，总管道上设置有一个温度传感器；蓄冰槽的一个接入端和制冷机组的一个接入端的管道交叉口设置有一温度传感器；

换热器连接载冷剂管道的两端并联有内循环泵，内循环泵一侧设置有一止回阀，内循环泵通过一路控制线连接到控制中心上；

融冰泵关闭，内循环泵开启时，从制冷机组流出的载冷剂经外部的蓄冰槽升温后一路回流到制冷机组，完成制冰过程；另一路和板式换热器流出的载冷剂汇合后再流入内循环泵，经内循环泵后：一路与制冰过程中流回到制冷机组的那一路汇合，另一路进入板式换热器完成一个循环给水系统提供低温冷冻水，完成供冷过程。

2.如权利要求1所述的融冰机组设备，其特征在于：上述管道外围设置有40mm厚度的保温层。

3.如权利要求1所述的融冰机组设备，其特征在于：换热器的载冷剂管道接入端一侧设置有一温度传感器。

4.如权利要求1所述的融冰机组设备，其特征在于：蓄冰槽的另一接入端的管道上设置有一温度传感器。

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