CN102798200B - 一种动态蓄冰设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态蓄冰设备，其包括一刮冰装置，所述刮冰装置设置在一容纳有水的箱体的底部，所述箱体的外层设置有保温层；在所述箱体的底部设置有至少一热交换器，与一外部的制冷压缩机连接；所述刮冰装置还包括一驱动轴，与一外部动力源驱动连接，所述驱动轴上设置有可旋转的刮刀板，并设置有面向所述结冰面的刮刀。本发明动态储能设备的刮冰装置由于采用了将热交换器的盘管设置在一具有结冰面的模块中，减少了额外焊接的焊点数量，并通过机械的刮刀结构进行刮冰方式，并可以通过刮刀板的旋转形成对箱体内冰水混合物的搅动，从而形成可流动的储能设备，特别适合于中央空调的储能补偿方式。

Description

一种动态蓄冰设备

技术领域

本发明涉及一种动态蓄冰设备，尤其涉及的是一种动态蓄冰设备中的刮冰装置改进。

背景技术

现有技术中，随着能源的逐渐紧张，如何使能源更符合社会的实际需要，是目前技术发展的一个重点方向。由于目前输送的电源是最主要的基础能源形式，对能源的产生方来说，例如用煤发电的热电厂，其发电机组是不可能受控微调适合实际的用电需求变化的，其只能在一段时间内连续发电。

而社会的实际需要中，通常是在白天的用电需求高于夜晚，并且用电需求高的时候，会集中都需要用电，而且一旦发电电量不足，往往不仅是低电流运行，而是部分区域会跳闸停电，造成日常工作的严重受影响。

因此，目前各国政府包括中国已经意识到用电和发电规律的适配问题，并在着重发展用电低峰期的储能，而在用电高峰期进行释放。目前逐渐有相应的标准在制定中，例如在高峰期耗电量达到一定要求的大厦，需要同时建立储能模块。同时，高峰期用电和低峰期用电的价格也是差距极大的，因此，这也促使相关领域的技术人员在设计和发展用电低峰时的储能设备。

目前的储能节能理论，虽然已经有包括水能回抽储能、蓄电池储能等理论和实践，但针对大厦中央空调的常见储能设置方式，是设置储冰箱的方式。这是因为中央空调通常采用冷冻的水到达用户终端进行热交换，因此，在用电低峰期可以用低价的电进行制冷，存储低温的冰水方式进行储能。而在高峰期用电时，将预先存储的冰水加入工作用的冷冻水中，流入客户端进行制冷，不用开压缩机，由此降低高峰用电期的用电量。

现有技术中已经在使用的储能冰水箱可以根据大厦的实际承重和空间规划，建设从几吨到几十吨不等容积的保温储能水箱，并将制冷机的热交换器设置在该储能水箱中，用来在低峰期进行预先制冰。

现有的储能装置中，通常是在制冷机的热交换器管内流通-10℃的乙二醇，将管浸泡在水箱的水中，通过在管外进行结冰，形成储能的冰箱。当白天中央空调运行时，不用开压缩机制冷，只用循环水泵对冰进行融化。

但这种方式的制冰效率很低，蓄冰制冰机组的工作效率低，价格高，蓄冰装置容易损坏。在用电低峰期内工作时，在热交换器的管上就会凝结一定厚度的冰；冰的传热性能很差，当冰层达到5毫米厚度后就很难有效率的制冰工作了。结冰后的盘管蒸发温度就会下降，导致制冷效率降低，能耗损耗增加50%以上。

现有技术中，为提升蓄冰效率，往往会加大盘管表面积，设置很长的热交换盘管，每蓄1立方米的冰需几百米长的盘管，其成本很高；而且越长的盘管，其焊点多，容易渗漏和损坏，且长时间使用时容易损坏。

因此，现有技术的刮冰装置还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态蓄冰设备，设置刮冰装置通过机械方式实现对热交换器的结冰表面进行刮除，使金属表面和未结冰的水直接接触，实现水箱蓄冰的节能储能方式。

本发明的技术方案如下：

一种动态蓄冰设备，其包括一刮冰装置，其中，所述刮冰装置设置在一容纳有水的箱体的底部，所述箱体的外层设置有保温层；在所述箱体的底部设置有至少一热交换器，与一外部的制冷压缩机连接；

所述热交换器设置其内部装满制冷剂，一进口管与膨胀阀相连通，一出口管与压缩机回气口相连通，并在所述热交换器的外壁上设置形成具有至少一结冰面的模块；

所述模块设置浸入所述箱体内的液面以下；

所述动态蓄冰设备还包括一驱动轴，与一外部动力源驱动连接，所述驱动轴上设置有可旋转的刮刀板，并设置有面向所述结冰面的刮刀；

所述刮刀与其对应的所述结冰面距离小于5毫米。

所述的动态蓄冰设备，其中，所述模块设置为并行的多个，并且所述驱动轴横向设置穿过各个所述模块，对应设置多个所述刮刀板。

所述的动态蓄冰设备，其中，每一模块的两侧各设置一结冰面以及对应的所述刮刀板。

所述的动态蓄冰设备，其中，所述驱动轴上还设置有一连轴器以及一行星减速器，用于对所述驱动轴进行变速驱动。

所述的动态蓄冰设备，其中，所述热交换器中采用氟利昂或乙二醇为制冷剂。

所述的动态蓄冰设备，其中，所述刮刀与其对应的所述结冰面距离小于5毫米。

所述的动态蓄冰设备，其中，所述刮刀设置为一弧形的刀体，并在刀体中间部设置一装配孔。

本发明所提供的一种动态蓄冰设备，由于采用了将热交换器设置为一具有结冰面的模块中，减少了额外焊接的焊点数量，并通过机械的刮刀结构进行刮冰方式，并可以通过刮刀板的旋转形成对箱体内冰水混合物的搅动，从而形成可流动的储能设备，特别适合于中央空调的储能。

附图说明

图1为本发明动态蓄冰设备的示意图。

图2为本发明动态蓄冰设备中的刮刀示意图。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本发明所提供的动态蓄冰设备，如图1所示，其设置具有在一箱体120中装配的刮冰装置，该箱体120的外层采用保温层设置方式，从而能够保证能量的存储和防止能量流失。所述箱体120可以采用金属制成，例如钢铁，或者，根据实际建设的需要，采用其他的材质，或直接在大厦中进行建设，并且其形状可以采用方形或球形等各种形状。

本发明所述刮冰装置中，在所述箱体120的底部固定设置有与外部的制冷压缩机连接的至少一热交换器131，较好的是可设置多个，如图1所示，设置了三个并行的热交换器，并将所述热交换器的盘管设置在具有至少一结冰面的模块132中。该结冰面133应设置为一平面，也可以在平面上做一定的处理，以便于冰层的脱离，例如施以涂层或做条纹化处理。将所述热交换器的各盘管设置在所述模块中，并靠近对应的结冰面设置，该模块可以设置具有不同的形状，例如可以设置为椭球形或圆柱形等。本发明所述模块132须设置在所述箱体内的液面以下，并对应每一结冰面设置一刮刀板141。

本发明所述刮刀板141通过一横向设置的驱动轴142驱动设置，该驱动轴142向箱体120外延伸，并通过一外部的动力源驱动连接。该驱动轴142带动所述刮刀板141相对于结冰面转动刮冰，面向所述结冰面在所述刮刀板上设置有刮刀143，并且刮刀143与对应的结冰面133间距小于5毫米，从而防止结冰面被冰所覆盖，失去热交换的能力。

本发明所述动态蓄冰设备中，所述刮刀143设置为一弧形的刀体，如图2所示，并形成一拱形，该拱形的侧壁211可以在旋转时形成刮冰作用，在刀体中间部设置一装配孔212，并可以根据实际的需要调整该刀体在所属驱动轴上的位置。这样的刮刀是很容易加工的，并且刮刀在实际使用过程中可以承受加工所需要的力。

本发明所述刮冰装置中，较佳的实施例中，是设置所述模块132为并列的多个，并在每一模块132的两侧各设置一个结冰面，所述驱动轴142穿过所述模块132设置，并在端部设置轴承134，在另一端部则设置动力源驱动的连接端，并可以设置连轴器135以及行星减速器136等，用来对驱动进行变速和调整。

如图1所示的，本发明所述储能设备中，图中仅示意性的画出了热交换器131，实际上依照现有技术热交换器的盘管方式，可以设置来回多段弯折管，在所述盘管中可以采用氟利昂或乙二醇作为制冷剂。

本发明所述刮冰装置中，所述驱动轴142可以带动各刮刀板141相对结冰面旋转，从将冰从结冰面133上刮除，并在箱体120内逐渐加大冰水混合物中冰粒的比例，但由于所述刮刀板141的旋转，可以进一步形成搅拌动作，从而防止箱体内冰粒的结块。本发明所述刮冰装置可以形成冰水的混合液，保持流动性，从而在用电低峰期内转化为冰进行储能，而在用电高峰期加入中央空调的冷冻水循环系统，从而降低用电高峰期的用电量。

本发明刮冰装置中，所述刮刀相距其对应的所述结冰面设置为低于5毫米，如此，在本发明所述刮刀板140旋转工作时，所述结冰面上就不会留下冰层聚集，稍有结冰，即被刮走；而且薄层的冰也会自行脱离，被打碎成颗粒状。

本发明所述刮冰装置，通过外部制冷压缩机的工作，以及动力源的驱动刮刀板转动，使得所述热交换器盘管的模块结冰面上不会形成积冰，薄层的冰自行会脱落，并且经过刮刀板的旋转搅拌作用，可以保证所述箱体内的冰水混合物处于可流动状态，从而可以在需要时随时加入到工作系统中，实现在用电高峰时降低用电量，从而不仅可以形成节能储能的补偿，而且能够极大降低用电成本。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种动态蓄冰设备，其包括一刮冰装置，其特征在于，所述刮冰装置设置在一容纳有水的箱体的底部，所述箱体的外层设置有保温层；在所述箱体的底部设置有至少一热交换器，与一外部的制冷压缩机连接；

所述热交换器设置其内部装满制冷剂，一进口管与膨胀阀相连通，一出口管与压缩机回气口相连通，并在所述热交换器的外壁上设置形成具有至少一结冰面的模块；

所述模块设置浸入所述箱体内的液面以下；

所述刮冰装置还包括一驱动轴，与一外部动力源驱动连接，所述驱动轴上设置有可旋转的刮刀板，并设置有面向所述结冰面的刮刀；

所述刮刀与其对应的所述结冰面距离小于5毫米；

所述刮刀设置为一弧形的刀体，并形成一拱形，该拱形的侧壁在旋转时形成刮冰的作用，在刀体的中间部设置一装配孔。

2. 根据权利要求1所述的动态蓄冰设备，其特征在于，所述模块设置为并行的多个，并且所述驱动轴横向设置穿过各个所述模块，对应设置多个所述刮刀板。

3.根据权利要求1或2所述的动态蓄冰设备，其特征在于，每一模块的两侧各设置一结冰面以及对应的所述刮刀板。

4.根据权利要求1所述的动态蓄冰设备，其特征在于，所述驱动轴上还设置有一连轴器以及一行星减速器，用于对所述驱动轴进行变速驱动。

5.根据权利要求1所述的动态蓄冰设备，其特征在于，所述热交换器中采用氟利昂或乙二醇为制冷剂。