CN101699178A - 基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组 - Google Patents

Abstract

基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，涉及一种新的流态冰制取方式，并实现将流态冰作为载冷流体直接向空调末端(风机盘管或空调箱)进行供冷的冰蓄冷空调机组，属于制冷空调系统。本发明解决现有冰蓄冷空调机组存在效率较低，初投资较大等问题，提出一种新型高效、可实现流态冰作为载冷流体直接向风机盘管或空调箱进行供冷的基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组。该机组包括制流态冰回路和供冷回路；制流态冰回路包括制冰机(1)、碎冰桶(2)、一号泵(3)、储冰槽(4)、流量控制阀(5)、混合池(6)、二号泵(7)及其相关连接管路；供冷回路包括混合池(6)、三号泵(8)、第一空调末端(9)、第n空调末端(10)及其相关连接管路。

Description

基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组

技术领域

本发明涉及一种新的流态冰制取方式，并实现将流态冰作为载冷流体直接向空调末端(风机盘管或空调箱)进行供冷的冰蓄冷空调机组，属于制冷空调系统，特别是冰蓄冷空调系统设计和制造的技术领域。

背景技术

冰蓄冷技术作为一种可实现用电移峰填谷，提高电网用电负荷率，同时较大程度的减小空调系统冷水机组装机容量的新技术在越来越多的场合得到了应用。目前常规的冰蓄冷方法主要采用乙二醇等溶液作为冷冻介质，在进行蓄冷时，乙二醇溶液从制冷机组蒸发器中吸收冷量，然后在蓄冰槽中放出冷量，将蓄冰槽中的水冻结成冰；在进行放冷时，蓄冰槽中的冰融化成水，乙二醇溶液从蓄冰槽中吸收冷量，然后通过换热器将冷量放出给冷冻水。这种冰蓄冷方式因采取了冷冻介质，在换热过程中存在多道换热温差，导致制冷机组蓄冷、放冷时效率较低。同时，乙二醇溶液价格不菲，增加了系统初投资。

冰蓄冷空调系统中，通过冷冻水将冷量最终送到风机盘管或者空调箱中，因水的载冷能力(依靠显热)较小，冷量输送密度较低，在输送过程中需要消耗较大的泵功，由此消耗的泵功作用于冷冻水又需要抵消部分冷量，导致常规冰蓄冷空调系统的效率进一步降低。

因此，研制出一种新型高效的冰蓄冷空调系统，提高机组蓄冷、放冷过程中的效率，同时实现冷量的高密度输送，并进一步降低空调系统初投资，充分发挥冰蓄冷优势是本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为解决现有冰蓄冷空调机组存在效率较低，初投资较大等问题，提出一种新型高效、可实现流态冰作为载冷流体直接向风机盘管或空调箱进行供冷的基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组。

技术方案：本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组中，系统包括制流态冰回路和供冷回路。制流态冰回路包括制冰机、碎冰桶、一号泵、储冰槽、流量控制阀、混合池、二号泵及其相关连接管道。其中制冰机的输出端接碎冰桶的输入端，碎冰桶的输出端接一号泵输入端，一号泵输出端接储冰槽输入端，储冰槽输出端通过流量控制阀接混合池第一输入端，混合池第一输出端接二号泵输入端，二号泵输出端接制冰机输入端。供冷回路包括混合池、三号泵、第一空调末端、第n空调末端及其相关连接管道。其中混合池第二输出端接三号泵输入端，三号泵输出端分成n路，其中第一路接第一空调末端输入端，第一空调末端输出端接混合池第二输入端；第n路接第n空调末端输入端，第n空调末端输出端接混合池第二输入端。混合池中装有密度传感器和位置传感器，储冰槽中也装有位置传感器。

本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组包括两个循环回路：制流态冰回路和供冷回路。本发明所采取的方案为：制流态冰回路中，制冰机中制出的片冰经过制冰机输出端出来后进入碎冰桶，片冰在其中被破碎，片冰变成由冰粒和少量水组成的可实现冰水混合一起流动的流态冰，流态冰被一号泵吸入、加压后进入储冰槽储存。当混合池中流态冰中的冰与水的比例低于某一下限，即流态冰较稀时，或混合池中流态冰的量小于某一数值时，储冰槽中的流态冰经过流量控制阀进入混合池中，当储冰槽中的流态冰量小于某一数值时，混合池中的水从混合池中第一输出端中流出(同时导致混合池中流态冰中冰的比例增加)，经过二号泵吸入加压后进入制冰机组，水在制冰机中被制成片冰后再次进入碎冰桶，如此循环。供冷回路中，混合池中的流态冰从混合池第二输出端流出被三号泵吸入、加压后分成n路，分别进入每一路的空调末端，流态冰在空调末端中与空气进行换热，流态冰中的冰吸热融化，吸收潜热，对空气进行除湿降温。流态冰从相应的空调末端出来后，流态冰中冰的比例下降，水的比例增加。最后流态冰经过混合池第二输入端回到混合池，如此循环。

在混合池中，装有密度传感器，因冰的密度与水的密度不同，通过密度传感器测量流态冰的密度，可得出流态冰中冰的比例；同时混合池中装有位置传感器，通过位置传感器测量混合池中流态冰的量。将由密度传感器和位置传感器所测得的信号作为流量控制阀的控制信号。在储冰槽中装有位置传感器，通过位置传感器测量储冰槽中流态冰的量。

有益效果：本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调系统提出的基于流态冰蓄冷的冰蓄冷方式，可减少常规冰蓄冷、放冷过程中的多道换热温差，实现了系统蓄冷、放冷过程的高效率。同时本发明直接将流态冰作为冷量载体供给空调末端，实现冷量的高密度输送，减小了输送泵功和在输送过程中的冷量损耗，实现了节能。整个机组结构紧凑、简单，可较大程度的减少冰蓄冷空调系统初投资。

附图说明

图1是本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调系统流程示意图。图中有：制冰机1；碎冰桶2；一号泵3；储冰槽4；流量控制阀5；混合池6；混合池第一输入端6a；混合池第一输出端6b；混合池第二输入端6c；混合池第二输出端6d；二号泵7；三号泵8；第一空调末端9；第n空调末端10；密度传感器11；混合池位置传感器12；储冰槽位置传感器13。

具体实施方式

结合附图1进一步说明本发明的具体实施方式：本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组包括制流态冰回路和供冷回路，具体的连接方式是制冰机1的输出端接碎冰桶2的输入端，碎冰桶2的输出端接一号泵3输入端，一号泵3输出端接储冰槽4输入端，储冰槽4输出端通过流量控制阀5接混合池第一输入端6a，混合池第一输出端6b接二号泵7输入端，二号泵7输出端接制冰机1的输入端。混合池第二输出端6d接三号泵8输入端，三号泵8输出端分成n路，其中第一路接第一空调末端9输入端，第一空调末端9输出端接混合池第二输入端6c；第n路接第n空调末端10输入端，第n空调末端10输出端接混合池第二输入端6c。混合池6中接有密度传感器11和位置传感器12，储冰槽中接有位置传感器13。机组的制冰机1为制片冰机组。碎冰桶2为机械式碎冰桶。在混合池6中装有混合池密度传感器11和混合池位置传感器12，在储冰槽中装有混合池位置传感器13。

本发明基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，制流态冰回路中，制冰机1中制出的片冰经过制冰机1输出端出来后进入碎冰桶2，片冰在其中被破碎，片冰变成由冰粒和少量水组成的流态冰，被一号泵3吸入、加压后进入储冰槽4储存，当混合池6中流态冰中的冰与水的比例低于某一下限时，或混合池6中流态冰的量小于某一数值时，储冰槽4中的流态冰经过流量控制阀5进入混合池6中，当储冰槽4中的流态冰量小于某一数值时，混合池6中的水从混合池第一输出端6a中流出(同时导致混合池中流态冰中冰的比例增加)，经过二号泵7吸入加压后进入制冰机组1，水在制冰机1中被制成片冰后再次进入碎冰桶2，如此循环。供冷回路中，混合池6中的流态冰从混合池第二输出端6d流出被三号泵8吸入、加压后分成n路，分别进入每一路的空调末端，流态冰在空调末端中与空气进行换热，流态冰中的冰吸入融化，吸收潜热，对空气进行除湿降温，流态冰从相应的空调末端出来后，流态冰中冰的比例下降，水的比例增加，即流态冰变稀，最后流态冰经过混合池第二输入端6c回到混合池6，如此循环。

在夜间空调系统负荷较小时，充分利用夜间的用电低谷和低谷电价，机组可加大制流态冰回路运行力度，将混合池中流态冰中的水吸入制冰机，将其大量制成流态冰储存于储冰槽中，实现冷量的储存。在白天，机组可只运行供冷循环供冷，实现蓄冷冷量的释放，或当储冰槽中流态冰量较小时，机组也可运行制流态冰回路制取流态冰。实现冰蓄冷空调机组的动态调节，增加机组对负荷变化的适应能力。

Claims (4)

1.一种基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，其特征在于机组包括制流态冰回路和供冷回路；制流态冰回路包括制冰机(1)、碎冰桶(2)、一号泵(3)、储冰槽(4)、流量控制阀(5)、混合池(6)、二号泵(7)及其相关连接管路；制冰机(1)的输出端接碎冰桶(2)的输入端，碎冰桶(2)的输出端接一号泵(3)输入端，一号泵(3)输出端接储冰槽(4)输入端，储冰槽(4)输出端通过流量控制阀(5)接混合池第一输入端(6a)，混合池第一输出端(6b)通过二号泵(7)接制冰机(1)的输入端；供冷回路包括混合池(6)、三号泵(8)、第一空调末端(9)、第n空调末端(10)及其相关连接管路；混合池第二输出端(6d)接三号泵(8)输入端，三号泵(8)输出端分成n路，其中第一路接第一空调末端(9)输入端，第一空调末端(9)输出端接混合池第二输入端(6c)；第n路接第n空调末端(10)输入端，第n空调末端(10)输出端接混合池第二输入端(6c)。

2.根据权利要求1所述的基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，其特征在于机组的制冰机(1)为制片冰机组。

3.根据权利要求1所述的基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，其特征在于碎冰桶(2)为机械式碎冰桶。

4.根据权利要求1所述的基于流态冰供冷的冰蓄冷空调机组，其特征在于在混合池(6)中装有混合池密度传感器(11)和混合池位置传感器(12)，在储冰槽中装有混合池位置传感器(13)。

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