CN101776360A - 一种采集和储存天然冷源的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种简单廉价的采集并储存天然冷源的系统及方法，属于制冷技术领域。本发明采用由高效率的汽-热换热器和传热介质组成的地面换热系统，由多个蓄冰水池组成的地下冷库换热系统，使得该发明的效率要高于以往的同类型制冷机组，并有控制系统对系统的运行进行控制。所述系统和方法简单、易行，不需要人力灌水作业，提高了储冷系统效率，不但可以为制冷工程提供稳定的冷源，也可作为反季节取冰的一种形式。

Description

一种采集和储存天然冷源的系统及方法
技术领域
本发明提供一种简单廉价的采集并储存天然冷源的系统及方法，属于制冷技术领域。
背景技术
所谓天然冷源是指自然界中存在的低温差冷能。利用天然冷源开始于上世纪80年代，1988年日本建造第一座自然冰贮藏库，随后研制了计算机控制自动薄层喷水制冰系统；而加拿大对水池结冰规律也进行研究。我国天然冷源冷库主要用于果蔬贮藏研究，1993年，北京农业工程大学设计贮量1200t的自然冰贮藏库，年制冰量3000t。
天然冷源制冰系统主要有：以加拿大Vigneault和日本H Kowata为代表的层积式(Layer by Layer System)制冰系统；以日本堂腰纯和中国李里特为代表的箱群式制冰系统；以及后来李里特研究的管式制冰贮冷系统。
但是制冷系统存在以下主要问题：层积式制冰系统需专人负责，并定期向库内灌水；箱群式制冷系统容器外壁容易先结冰，传热效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种采集和储存天然冷源的系统及方法，为空调降温系统提供可靠的冷源，同时廉价的产冰方式也可应用于其他制冷工程。
所述采集和储存天然冷源的系统的组成为：气-液换热器、传热介质水泵、多个蓄冰水池、传热介质管道阀门由传热介质管道依次串联，每个蓄冰水池的传热介质管道入口和出口之间均由盘管连接，气-液换热器的正面设置风机；蓄水池、水泵、多个蓄冰水池、水管道阀门由水管道依次串联，水管道与每个蓄冰水池的顶部、底部连接，水通过水管道从蓄冰水池的顶部流进，底部流出，再通过水管道、水泵回流至蓄水池；在室外设置大气温度传感器，在由多个蓄冰水池组成的冷库中设置冷库温度传感器；并在地面上设置能接收大气温度传感器、冷库温度传感器信息，并能控制风机、传热介质水泵、水泵、传热介质管道阀门、水管道阀门开关的控制系统。
所述蓄冰水池设置在地下，气-液换热器和蓄水池设置在地面上。
所述蓄冰水池采用多排、且每排由多个蓄冰水池串联的排列方式布置，每排蓄冰水池分别设置传热介质管道阀门和水管道阀门。
本发明提供的一种使用所述系统采集和储存天然冷源的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
A.当大气温度传感器感应外界大气温度降至制冷设定值时，控制系统开启传热介质水泵、风机，风机将外界冷空气吹向气-液换热器，从而使气-液换热器内流动的传热介质与冷空气进行热交换，降低传热介质温度；
B.经过降温的传热介质沿传热介质管道进入各个蓄冰水池中的盘管，然后通过传热介质水泵回到气-液换热器，实现介质循环；
C.当传热介质通过盘管时，传热介质与蓄冰水池中的水进行热交换，产生制冷效果；
D.蓄水池内的水沿水管道靠重力自流，通过水管道阀门由蓄冰水池顶部喷淋进入各个蓄冰水池中，用于补充蓄冰水池内结冰后水的减少；未凝结的水由蓄冰水池底部的水管道流出，或暂存于蓄冰水池中；
E.周期性的开启水泵，蓄冰水池与水管道中的水回流至蓄水池中，防止蓄冰水池内的水漏出，实现水的循环；
F.地下冷库温度低于室外大气温度时，或大气温度高于停止制冷设定值时，控制系统关闭传热介质水泵、风机、传热介质管道阀门和水管道阀门，保证地下冷库维持恒定的冷环境，为用户提供冷源。
本发明的有益效果为：所述系统和方法利用低温冷空气将冷量传至地下冰库，采用自动控制系统，较之简易的天然冷却具有一定优越性，同时设备简单、易行，不需要人力灌水作业，提高了储冷系统效率。
附图说明
图1为本发明所述系统的结构示意图；
图2为蓄冰池内管路图；
图3为控制系统示意图；
图中标号：
1-气-液换热器；2-传热介质水泵；3-传热介质管道；4-蓄水池；5-水泵；6-水管道；7-水管道阀门；8-蓄冰水池；9-传热介质管道阀门；10-风机；11-盘管；12-大气温度传感器；13-冷库温度传感器；14-控制系统。
具体实施方式
本发明提供了一种采集和储存天然冷源的系统及方法，下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1、图2、图3所示，气-液换热器1、传热介质水泵2、蓄冰水池8、传热介质管道阀门9由传热介质管道3依次串联，每个蓄冰水池8的传热介质管道3入口和出口之间均由盘管11连接，气-液换热器1的正面设置风机10；蓄水池4、水泵5、蓄冰水池8、水管道阀门7由水管道6依次串联，水管道6与每个蓄冰水池8的顶部、底部连接，水通过水管道6从蓄冰水池8的顶部流进，底部流出，再通过水管道6、水泵5回流至蓄水池4；在室外设置大气温度传感器12，在由多个蓄冰水池8组成的冷库中设置冷库温度传感器13；蓄冰水池8设置在地下，气-液换热器1和蓄水池4设置在地面上。在地面上设置能接收大气温度传感器12、冷库温度传感器13信息，并能控制风机10、传热介质水泵2、水泵5、传热介质管道阀门9、水管道阀门7开关的控制系统14。
风机10风量为5000m3/h，气-液换热器1有155w/(m2·k)、20m2换热面积，传热介质采用3.8kJ/(kg·K)的冷媒，采用2排、每排5个、每个1m3的蓄冰水池8，蓄冰水池8中的盘管11距蓄冰水池底面300mm，盘管11直径为40mm，传热介质水泵2的流量采用10m3/h，水泵5的流量采用6m3/h。
所述系统采集和储存天然冷源的步骤为：
A.当外界大气温度降至-5℃时，大气温度传感器12感应，通过控制系统14开启传热介质水泵2、风机10，传热介质管道3内的冷媒在传热介质水泵2的作用下通过气-液换热器1，风机10将外界冷空气吹向气-液换热器1。气-液换热器1与冷空气进行热交换，冷空气将冷媒热量带走。当室外温度为-5℃时，冷媒温度达到-4℃。
B.经过冷空气降温后的冷媒沿传热介质管道3进入地下冷库中，进入管道支路，通过传热介质管道阀门9、蓄冰水池8中的盘管11，然后沿着传热介质管道3通过传热介质水泵2回到气-液换热器1。地下冷库的温度随着介质循环不断下降。
C.当冷媒通过盘管11时，冷媒吸收蓄冰水池8中水的热量，并释放冷量，产生制冷效果；蓄冰水池内沿盘管11逐渐形成冰层，并随着温度降低，冰层厚度增加。
D.蓄水池4内水沿水管道6靠重力自流，进入管道支路，通过由控制系统14控制开启的水管道阀门7进入蓄冰水池8中，用于补充蓄冰水池内结冰后水的减少，系统稳定时蓄水池4水温处于0～10℃之间，水管道6中的水存在温度梯度，但保证高于0℃。水由蓄冰水池8顶部喷淋进入，吸收冰传递的冷量，部分水凝结成冰，未凝结的水由蓄冰水池底部水管道6的接口流出，或暂存于蓄冰水池中。
E.控制系统14每隔半小时开启一次水泵5，开启时间为5分钟，蓄冰水池8与水管道6水回流至蓄水池4中，防止蓄冰水池内的水漏出。
F.地下冷库温度低于室外大气温度时，或大气温度高于1℃时，控制系统14关闭传热介质水泵2、风机10、传热介质管道阀门9和水管道阀门7，保证地下冷库维持恒定的冷环境，为用户提供冷源，地下冷库温度仍保持0℃以下。

Claims (4)

1.一种采集和储存天然冷源的系统，其特征在于，气-液换热器(1)、传热介质水泵(2)、多个蓄冰水池(8)、传热介质管道阀门(9)由传热介质管道(3)依次串联，每个蓄冰水池(8)的传热介质管道(3)入口和出口之间均由盘管(11)连接，气-液换热器(1)的正面设置风机(10)；蓄水池(4)、水泵(5)、多个蓄冰水池(8)、水管道阀门(7)由水管道(6)依次串联，水管道(6)与每个蓄冰水池(8)的顶部、底部连接，水通过水管道(6)从蓄冰水池(8)的顶部流进，底部流出，再通过水管道(6)、水泵(5)回流至蓄水池(4)；在室外设置大气温度传感器(12)，在由多个蓄冰水池(8)组成的冷库中设置冷库温度传感器(13)；并在地面上设置能接收大气温度传感器(12)、冷库温度传感器(13)信息，并能控制风机(10)、传热介质水泵(2)、水泵(5)、传热介质管道阀门(9)、水管道阀门(7)开关的控制系统(14)。
2.根据权利要求1所述的一种采集和储存天然冷源的系统，其特征在于，所述蓄冰水池(8)设置在地下，气-液换热器(1)和蓄水池(4)设置在地面上。
3.根据权利要求1所述的一种采集和储存天然冷源的系统，其特征在于，所述蓄冰水池(8)采用多排、且每排由多个蓄冰水池串联的排列方式布置，每排蓄冰水池分别设置传热介质管道阀门(9)和水管道阀门(7)。
4.一种使用所述系统采集和储存天然冷源的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
A.当大气温度传感器(12)感应外界大气温度降至制冷设定值时，控制系统(14)开启传热介质水泵(2)、风机(10)，风机(10)将外界冷空气吹向气-液换热器(1)，从而使气-液换热器(1)内流动的传热介质与冷空气进行热交换，降低传热介质温度；
B.经过降温的传热介质沿传热介质管道(3)进入各个蓄冰水池(8)中的盘管(11)，然后通过传热介质水泵(2)回到气-液换热器(1)，实现介质循环；
C.当传热介质通过盘管(11)时，传热介质与蓄冰水池(8)中的水进行热交换，产生制冷效果；
D.蓄水池(4)内的水沿水管道(6)靠重力自流，通过水管道阀门(7)由蓄冰水池(8)顶部喷淋进入各个蓄冰水池(8)中，用于补充蓄冰水池内结冰后水的减少；未凝结的水由蓄冰水池底部的水管道(6)流出，或暂存于蓄冰水池中；
E.周期性的开启水泵(5)，蓄冰水池(8)与水管道(6)中的水回流至蓄水池(4)中，防止蓄冰水池内的水漏出，实现水的循环；
F.地下冷库温度低于室外大气温度时，或大气温度高于停止制冷设定值时，控制系统(14)关闭传热介质水泵(2)、风机(10)、传热介质管道阀门(9)和水管道阀门(7)，保证地下冷库维持恒定的冷环境，为用户提供冷源。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829518A (zh) * 2012-08-28 2012-12-19 邵英民 大型冰制冷空调系统设计
CN105020825A (zh) * 2015-08-19 2015-11-04 魏厚建 地下有限空间恒温调温系统
CN107741072A (zh) * 2017-11-14 2018-02-27 江苏高菱蓄能科技有限公司 一种冰蓄冷节能设备
CN110145898A (zh) * 2018-02-13 2019-08-20 中国中元国际工程有限公司 一种回液分配器及其应用
CN110440366A (zh) * 2019-08-15 2019-11-12 上海雪森林制冷设备有限公司 无源冰蓄冷系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4280335A (en) * 1979-06-12 1981-07-28 Tyler Refrigeration Corporation Icebank refrigerating and cooling systems for supermarkets
JP2003343989A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Osho Setsubi:Kk エコロジー型氷蓄熱装置（以下「エコ型氷蓄熱装置」と称す。）
CN101071013A (zh) * 2007-06-09 2007-11-14 李植伟 一种冷风降温装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829518A (zh) * 2012-08-28 2012-12-19 邵英民 大型冰制冷空调系统设计
CN105020825A (zh) * 2015-08-19 2015-11-04 魏厚建 地下有限空间恒温调温系统
CN107741072A (zh) * 2017-11-14 2018-02-27 江苏高菱蓄能科技有限公司 一种冰蓄冷节能设备
CN110145898A (zh) * 2018-02-13 2019-08-20 中国中元国际工程有限公司 一种回液分配器及其应用
CN110440366A (zh) * 2019-08-15 2019-11-12 上海雪森林制冷设备有限公司 无源冰蓄冷系统

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