CN101907379A - 超市能源系统 - Google Patents

Abstract

超市能源系统，主要包括空调主机系统、蓄冰系统、冷冻冷藏制冷主机、冷冻冷藏系统、过冷器，空调末端装置系统，其主要技术特点是：冷冻冷藏制冷主机利用夜间低谷电蓄冰于蓄冰系统中；空调主机系统的冷凝器与节流机构之间连接有过冷器；空调主机运行时，利用蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或蓄冰系统融冰直接为空调末端装置系统提供冷量。本发明所述的超市能源系统采用冷冻冷藏系统主机利用夜间低谷电力蓄冷，降低了电网高峰负荷，提高了空调主机的运行效率，提高了冷冻冷藏系统的使用率，节省了超市能源费用。

Description

超市能源系统

技术领域

本发明涉及超市能源系统，属制冷及空调领域。

背景技术

随着经济的高速发展，人民的生活水平也得到很大的提高，生活节奏进一步加快，便利店、各种规模的超市、购物中心越来越受到人们的欢迎。我国能源消耗不断增大，高峰用电量屡创新高，除了能源的进一步开发外，节约能源和提高能源使用效率也是一项重要的工作。据有关资料显示，以每平方米每年的用电量为单位来计算(kWh/m².y)，超市的耗电量是普通办公建筑的2-3倍，超市的能源费用占超市的营运成本很大一部分。在目前的超市中，能耗设备主要包括卖场的空调系统，生鲜食品的冷冻冷藏系统，照明设备，熟食加热设备等。当前超市的空调系统和生鲜食品的冷冻冷藏系统彼此独立，各个设备生产厂家只是努力提高单项产品的能效比。到目前为止，要使各个独立设备提高其能源使用效率的难度很大。超市的冷热源应该以系统的方式运行，努力提高系统设备使用率，使用廉价的低谷电力蓄冷成为了超市节约能源、降低营运成本的方向。

常规的超市卖场空调的运行方式是：低温低压的制冷剂气体经过压缩机变成高温高压的气体，经过冷凝器后，制冷剂对外放热后冷凝为低温高压的液体，热后流过节流装置，压力降低，再流经蒸发器，在蒸发器制冷剂由低温低压液体吸收空调冷冻水的热量变成低温低压的气体。空调冷冻水被吸收热量后温度降低然后流经末端装置，为超市空间提高合适温度的舒适环境。如果超市的空调系统经过冷凝器后的制冷剂能够有效过冷，这将大大提高制冷效率。实际上，制冷剂过冷已经成为提高空调机组能效的一个有效手段。

常规超市的冷冻系统和冷藏系统用于生鲜食品的保鲜，使用的温度范围各不相同，而这些冷冻和冷藏系统采用陈列柜的型式。根据柜门的结构不同，陈列柜可分为封闭式和敞开式两种。封闭式陈列柜的四周全封闭，柜门由玻璃制成，将柜内食品与外界隔开；敞开式陈列柜的取货部分敞开，顾客可自由地选取食品，由风幕将食品与外界隔开。冷冻冷藏系统按使用温度分为三种类型：0℃-10℃、-12℃-0℃，低于-12℃。根据制冷系统的布置方式可分为内藏式和分体式。内藏式陈列柜将制冷剂和柜体做成一体，分体式是将压缩机，冷凝器和电控柜与柜体分开设置，可以将压缩机和电控柜放到机房里，将冷凝器置于通风良好的地方。陈列柜的能量消耗是巨大的，运行时间长，据针对大型超市的有关数据统计，陈列柜所消耗掉的能量占到了整个超市系统的40％-70％，具体比例根据超市销售商品种类而定。但夜晚，冷冻冷藏系统在超市停止营业后，系统的负荷只是额定负荷的50％-85％，冷冻冷藏系统主机在部分负荷时时整个系统的制冷效率会降低。如果能够利用冷冻冷藏主机额定负荷运行制冷，一部分负荷为冷冻冷藏系统提供冷量，另一部分负荷制冰蓄冷。由于有效利用低谷电蓄冷和冷冻冷藏制冷主机效率的提高，这将大大节约超市能源费用。

发明内容

本发明针对上述超市常规能源系统的缺点，提供设备使用率高，运营能源费用低，制冷设备运行效率高的超市能源系统；同时针对制冷季节的电网高峰负荷大、电价高、能源系统运行费用高的缺点，提出了采用采用冷冻冷藏系统来蓄冷为超市空调制冷主机提供制冷剂过冷所需冷量或者直接采用蓄冰系统融冰为空调末端装置系统直接供冷的方案。

本发明的目的是这样实现的：

超市能源系统，主要包括空调主机系统、蓄冰系统、冷冻冷藏制冷主机、冷冻冷藏系统、过冷器，空调末端装置系统，其主要技术特点在于：冷冻冷藏制冷主机利用夜间低谷电蓄冰于蓄冰系统中；空调主机系统的冷凝器与节流机构之间连接有过冷器；空调主机运行时，利用蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或蓄冰系统融冰直接为空调末端装置系统提供冷量。

按照上述技术方案，所述的蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或直接为空调末端装置系统提供冷量；蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量，过冷器中的冷换热介质是融冰取冷的水、乙二醇溶液或其他载冷剂，过冷器的热换热介质是经过空调主机系统冷凝器的液态制冷剂。

按照上述技术方案，所述的超市能源系统的冷冻冷藏系统的制冷系统布置方式采用分体式布置。

按照上述技术方案，所述的蓄冰系统的融冰方式是外融冰，过冷器中的冷换热介质是融冰后的水；蓄冰系统的融冰方式是内融冰，过冷器中的冷换热介质是水、乙二醇或其他载冷剂。

按照上述技术方案，所述的过冷器是板式、壳管式、套管式中的任一种。

本发明采用上述技术方案，冷冻冷藏系统来蓄冷为超市空调制冷主机提供制冷剂过冷所需冷量或者直接采用蓄冰系统融冰为空调末端装置系统直接供冷的方案，其优点在于：

(1)减少配置的空调制冷机组制冷容量，改善空调制冷主机的运行效率。利用冷冻冷藏系统蓄冰，为空调末端装置在用电高峰时直接提供冷量，可以减少配置的空调制冷机组制冷容量。利用冷冻冷藏系统蓄冰，为空调制冷主机制冷剂过冷提供冷量，这有利于制冷时空调制冷主机效率的提高。

(2)改善冷冻冷藏制冷主机的夜间运行效率。传统超市的冷冻冷藏系统在夜间采用部分负荷运行，整个系统的运行效率相对较低，设备利用率低。利用蓄冰系统，使其利用低谷电力满负荷运行，改善了夜间运行效率，设备的使用率也得到提高。

(3)降低超市运营的能源费用，实现电网的移峰填谷，促进电网峰谷平衡。采用蓄冰系统移峰填谷，利用峰谷电价差额降低电费，降低超市的运行成本。

附图说明

附图本发明的一种实施方式的流程图。

具体实施方式

附图主要包括空调主机系统、蓄冰系统、冷冻冷藏制冷主机、冷冻冷藏系统、过冷器，空调末端装置系统，系统的主要技术特点是：冷冻冷藏制冷主机利用夜间低谷电蓄冰于蓄冰系统中；空调主机系统的冷凝器与节流机构之间连接有过冷器；空调主机运行时，利用蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或蓄冰系统融冰直接为空调末端装置系统提供冷量所示为本发明一例实施方式的流程图。

系统包括空调制冷压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4、过冷器5、阀门6、蓄冰系统7、阀门8、泵9、冷冻冷藏制冷主机10、空调末端装置11、空调水定压部件12、空调水泵13、冷冻冷藏系统14和阀门15。空调制冷压缩机1、冷凝器2、节流机构3、蒸发器4、过冷器5及管路组成空调主机系统16。系统连接方式为：压缩机1的出口和冷凝器2的入口相连、冷凝器2出口连接过冷器5入口，节流机构3的入口和过冷器5的出口相连、节流机构3出口和蒸发器4的入口相连、蒸发器4的出口和压缩机1的入口相连；蓄冰系统7通过蓄冰管路将泵9、阀门15与冷冻冷藏制冷主机10相连成一个回路；蓄冰系统7的融冰管路为两路、一路连接阀门6、过冷器5和泵9、另一路通过阀门8、泵13和空调末端装置11相连；空调末端装置11与蒸发器4的管路上连接着空调水泵13和空调水定压部件12；冷冻冷藏系统14通过管路和冷冻冷藏制冷主机10连接成一回路。

空调制冷主机开启时，低温低压的制冷剂气体经过压缩机1的加压变成高温高压的气体，经过冷凝器2和过冷器5后，制冷剂对外放热后冷凝为低温高压的液体，热后流过节流装置3，压力降低，再流经蒸发器4，在蒸发器4中制冷剂由低温低压液体吸收空调冷冻水的热量变成低温低压的气体回到压缩机1中完成制冷循环。冷冻冷藏制冷主机10利用夜间低谷电力制冷，在蓄冰系统7中蓄冰。冷冻冷藏系制冷主机10和冷冻冷藏系统14的布置方式采用分体式。

蓄冰系统7为超市的空调主机系统16提供制冷时制冷剂过冷所需冷量，过冷器5中的冷换热介质是融冰取冷的水、乙二醇溶液或其他载冷剂，过冷器的热换热介质是经过空调主机系统冷凝器的液态制冷剂。过冷器是板式、壳管式、套管式中的任一种。

蓄冰系统7的另一种融冰方式是：空调冷冻水经过泵13、阀门8进入蓄冰系统7融冰取冷。取冷后的空调水为空调末端装置11提供冷量。

空调主机制冷时，空调末端装置11流出的空调水在水泵13的输送下进入制冷蒸发器4温度降低后流入空调末端装置11完成一个循环。

超市在营业时间时，空调制冷主机开启，蓄冰系统处于融冰释冷状态，空调水泵13开启，阀门15关闭。低温低压的制冷剂气体经过压缩机1的加压变成高温高压的气体，经过冷凝器2和过冷器5后，制冷剂对外放热后冷凝为低温高压的液体，热后流过节流装置3，压力降低，再流经蒸发器4，在蒸发器4中制冷剂由低温低压液体吸收空调冷冻水的热量变成低温低压的气体回到压缩机1中完成制冷循环。蓄冰系统7为超市的空调制冷主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量，过冷器中的冷换热介质是融冰取冷的水、乙二醇或其他载冷剂，过冷器的热换热介质是经过空调主机系统冷凝器的液态制冷剂。蓄冰系统7融冰取冷后的空调水经过管路阀门8为空调末端装置11提供冷量。空调末端装置11流出的空调水在水泵13的输送下进入制冷蒸发器4温度降低后流入空调末端装置11完成一个循环。冷冻冷藏系制冷主机10和冷冻冷藏系统14的布置方式采用分体式，冷冻冷藏制冷主机满负荷运行。

超市在非营业时间时，空调制冷主机系统16关闭，阀门15、泵9开启，蓄冰系统7处于蓄冷状态，空调水泵13关闭，管路阀门6、8关闭。冷冻冷藏系统冷冻冷藏主机10满负荷运行，一部分制冷负荷为冷冻冷藏系统14提供冷量，另一部分制冷负荷制冰蓄冷。冷冻冷藏制冷主机10将制冷剂或载冷剂冷却，然后在泵9的驱动下进入蓄冰系统7蓄冰后温度升高，然后流回冷冻冷藏系统制冷主机完成一个循环。在非营业时间，利用低谷电力蓄冷，冷冻冷藏制冷主机也在满负荷运行，冷冻冷藏制冷主机效率高。

以上实施例，只是本发明的众多实施方式的一种，本发明还有其他一些形式的改进。如果本技术领域的技术人员受此发明的启发做出的显而易见的非实质性的改进或改变，也在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.超市能源系统，主要包括空调主机系统、蓄冰系统、冷冻冷藏制冷主机、冷冻冷藏系统、过冷器，空调末端装置系统，其特征在于：冷冻冷藏制冷主机利用夜间低谷电蓄冰于蓄冰系统中；空调主机系统的冷凝器与节流机构之间连接有过冷器；空调主机运行时，利用蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或蓄冰系统融冰直接为空调末端装置系统提供冷量。

2.根据权利要求1所述的超市能源系统，其特征在于：所述的蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量或直接为空调末端装置系统提供冷量；蓄冰系统为超市的空调主机系统提供制冷时制冷剂过冷所需冷量，过冷器中的冷换热介质是融冰取冷的水、乙二醇溶液或其他载冷剂，过冷器的热换热介质是经过空调主机系统冷凝器的液态制冷剂。

3.根据权利要求1所述的超市能源系统，其特征在于：所述的超市能源系统的冷冻冷藏系统的制冷系统布置方式采用分体式布置。

4.根据权利要求1所述的超市能源系统，其特征在于：所述的蓄冰系统的融冰方式是外融冰，过冷器中的冷换热介质是融冰后的水；蓄冰系统的融冰方式是内融冰，过冷器中的冷换热介质是水、乙二醇或其他载冷剂。

5.根据权利要求1所述的超市能源系统，其特征在于：所述的过冷器是板式、壳管式、套管式中的任一种。