CN103335365A - 冰蓄冷空调系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冰蓄冷空调系统及其运行方法，旨在利用冰蓄冷设备配合双工况空调冷机的高效运行，可采用制冷主机和蓄冰槽联合供冷，或者在制冷主机供冷的同时对蓄冰槽进行蓄冰操作，节省电能，蓄冰槽配备均匀布水装置，保证蓄冰槽内水自然分层及蓄放冷温度均匀，提高蓄冷和释冷效率。

Description

冰蓄冷空调系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种冰蓄冷空调系统及其运行方法。

背景技术

随着经济的快速发展、城市进程的加速和人们生活质量的提高，电力供应相对不足成为影响我过经济发展和人民生活质量提高的一大因素，由于白天用电量较大，而晚间用电量较小，所以空调晚间谷期蓄冷，白天峰期放冷可有效的减小白天峰期的用电量，节省电能。

现有技术中实现晚间蓄冷，白天供冷的中央空调一般以水蓄冷和冰蓄冷为主，水蓄冷技术由于水的载冷密度小，所以需要较大的蓄冷水池，常规冰蓄冷技术需要增加一系列的制冰及其配套设备，系统结构复杂，经济性不高，冰蓄冷技术一般载冷密度较大，当用户回水流入蓄冰槽中由于流量较大，使不同温度的冷冻水扰动混合，使得该蓄冰系统不能恒温供冷，且能耗较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种冰蓄冷空调系统及其运行方法，旨在节省空调系统的耗能及提升系统的经济性。

本发明提出一种冰蓄冷空调系统，包括双工况空调冷机、第一截止阀、第二截止阀、蓄冰槽以及设置在所述蓄冰槽内的蓄冰槽管路，所述双工况空调冷机内设置有一蒸发器，所述蓄冰槽设置有第一进水口和第一出水口，其特征在于，所述双工况空调冷机的出口经所述第一截止阀与所述蓄冰槽管路的入口连接；所述双工况空调冷机的入口经所述第二截止阀与所述蓄冰槽管路的出口连接，所述第一进水口和第一出水口设置有布水器。

优选地，所述第一进水口和第一出水口之间连接有一混合阀，部分用户回水经混合阀与第二出水口流出的冷冻水混合形成混合冷冻水为用户供冷。

优选地，还包括换热器、第三截止阀和第四截止阀，所述换热器上设置有第二进水口和第二出水口，所述换热器的入口经所述第三截止阀与所述双工况空调冷机的出口连接，所述换热器的出口经所述第四截止阀与所述双工况空调冷机的入口连接。

本发明还提出一种冰蓄冷空调系统运行的方法，其特征在于，包括：

控制开启第三截止阀、第四截止阀、以及双工况空调冷机，并关闭第一截止阀、第二截止阀、第一进水口和第一出水口，以运行第一工况；或者

控制开启第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、以及双工况空调冷机，并关闭第一进水口和第一出水口，以运行第二工况。

优选地，在双工况空调冷机最佳运行工况区间向用户供冷，在双工况空调冷机的制冷量大于用户需求时，运行第二工况。

优选地，包括：

控制开启第三截止阀、第四截止阀、双工况空调冷机、第一进水口、第一出水口以及混合阀，并关闭第一截止阀、第二截止阀，以运行第三工况。

优选地，在双工况空调冷机最佳运行工况区间向用户供冷，在双工况空调冷机的制冷量小于用户需求时，运行第三工况。

优选地，包括：

控制关闭第一进水口、第一出水口和双工况空调冷机，并开启第一截止阀、第二截止阀，以运行第四工况。

优选地，包括：

控制关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀和双工况空调冷机，并开启第一进水口和第一出水口，以运行第五工况。

本发明提出的冰蓄冷空调系统及其运行方法，可根据用户的需要选择运行不同的工况，根据用户需要冷量的不同可采用制冷主机和蓄冰槽联合供冷，或者在制冷主机供冷的同时对蓄冰槽进行蓄冰操作，节省空调系统的耗能，并提升该系统的经济性 。

附图说明

图1为本发明冰蓄冷空调系统的优选实施例的结构连接示意图；

图2为本发明冰蓄冷空调系统第一工况的运行示意图；

图3为本发明冰蓄冷空调系统第二工况的运行示意图；

图4为本发明冰蓄冷空调系统第三工况的运行示意图；

图5为本发明冰蓄冷空调系统第四工况的运行示意图；

图6为本发明冰蓄冷空调系统第五工况的运行示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明冰蓄冷空调系统的优选实施例的结构连接示意图。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统，包括双工况空调冷机10、第一截止阀20、第二截止阀30、蓄冰槽40以及设置在蓄冰槽40内的蓄冰槽管路41，双工况空调冷机10设置有一蒸发器（图中未示出），蓄冰槽40设置有第一进水口42和第一出水口43，双工况空调冷机10的出口经第一截止阀20与蓄冰槽管路41的入口连接；双工况空调冷机10的入口经第二截止阀30与蓄冰槽管路41的出口连接，第一进水口42和第一出水口43设置有布水器44。

布水就是在一定的面积上按照一定的规律布置水量，最常见的是在工作面上均匀布水，完成该任务的就叫布水器44。在本实施例中布水器44优选设置为穿孔管，该穿孔管上均匀设置有多个小孔，用户回水经蓄冰槽40上端的第一进水口42流入布水器44中，然后经布水器44上的小孔缓缓流入蓄冰槽40中，蓄冰槽40中的冷冻水经与第一出水口43连接的布水器44缓缓流出蓄冰槽40，冷冻水在蓄冰槽40中缓缓流动，防止不同温度的冷冻水扰动混合。布水装置的作用是使得进出蓄冰槽40的水缓慢均匀有序，最终在蓄冰槽40中形成冷热水自然分层，保证供冷温度的稳定性。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统，由于在第一进水口42和第一出水口43处设置了布水器44，冷冻水从蓄冰槽40下方第一出水口43上的布水装置流出，为用户提供冷量，供冷后剩余的回水经蓄冰槽40上方第一进水口42的布水装置进入蓄冰槽40，冷冻水在蓄冰槽40内缓缓流动，使得蓄冰槽40中的冷冻水自然分层，由于水在低温时的密度要大于高温时的密度，高温冷冻水位于蓄冰槽40的上方，低温冷冻水位于蓄冰槽40的下方，中间有一个定厚度的过渡层，且高温冷冻水经蓄冰槽管路41外表的冰降温后自然沉降，防止不同温度的冷冻水扰动混合，蓄冰槽40底层的冷冻层用于对用户供冷，实现了恒温供冷，且避免了温度损失，降低能耗。

进一步地，在第一进水口42和第一出水口43之间连接有一混合阀50，部分用户回水经混合阀50与第一出水口43流出的冷冻水混合形成混合冷冻水为用户供冷。通过混合阀50可将部分用户回水和第一出水口43流出的冷冻水混合至用户需要的温度之后，再输出为用户供冷。

在蓄冰完成时，蓄冰槽40中为冰水混合物，温度为0℃（标准大气压下）。蓄冰槽40放冷时，冷水从蓄冰槽40下端第一出水口43上的布水装置流出，与部分用户回水混合成供冷的需求温度的冷冻水为用户提供冷量，供冷后剩余的回水经蓄冰槽40上方第一进水口42的布水装置进入蓄冰槽40。

进一步地，还包括换热器60、第三截止阀70和第四截止阀80，换热器60上设置有第二进水口61和第二出水口62，换热器60的入口经第三截止阀70与双工况空调冷机10的出口连接，换热器60的出口经第四截止阀80与双工况空调冷机10的入口连接。

参照图2和图3，图2为本发明冰蓄冷空调系统第一工况的运行示意图，图3为本发明冰蓄冷空调系统第二工况的运行示意图。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统运行方法，包括：

控制开启第三截止阀70、第四截止阀80、以及双工况空调冷机10，并关闭第一截止阀20、第二截止阀30、第一进水口42和第一出水口43，以运行第一工况；

或控制开启第三截止阀70、第四截止阀80、双工况空调冷机10、第一截止阀20以及第二截止阀30，并关闭第一进水口42和第一出水口43，以运行第二工况。

在运行第一工况时，进行换热器60供冷，低温载冷剂由空调冷机中流出对换热器60中的用户回水进行冷却，高温载冷剂由换热器60的出口流出进入空调冷机中，经蒸发器降温处理为低温载冷剂，用户回水经换热器60中的液体载冷剂冷却为冷冻水，该冷冻水经第二出水口62流出为用户供冷。

在运行第二工况时，同时进行换热器60供冷和蓄冰槽40蓄冰。低温载冷剂由空调冷机中流出对换热器60中的用户回水进行冷却，高温载冷剂由换热器60的出口流出进入空调冷机中，经蒸发器降温处理为低温载冷剂，用户回水经换热器60中的液体载冷剂冷却为冷冻水，该冷冻水经第二出水口62流出为用户供冷进行换热器60供冷，进行换热器60供冷；同时低温载冷剂由空调冷机中流出进入蓄冰槽管路41中对蓄冰槽40中的冷冻水进行冷却处理，高温载冷剂由换热器60的出口流出进入空调冷机中，经冷媒换热后降温为低温载冷剂，进行蓄冰槽40蓄冰，在蓄冰完成时，蓄冰槽40中为冰水混合物，温度为0℃（标准大气压下） 。在运行第二工况时，换热器60供冷的同时进行蓄冰槽40蓄冰操作，节省能耗。

双工况空调冷机10最佳运行工况区间向用户供冷，优选方案为，在双工况空调冷机10的制冷量大于用户需求时，运行第二工况，在换热器供冷的同时进行蓄冰节省能耗。

参照图4，图4为本发明冰蓄冷空调系统第三工况的运行示意图。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统运行方法，包括：

控制开启第三截止阀70、第四截止阀80、双工况空调冷机、第一进水口42、第一出水口43以及混合阀50，并关闭第一截止阀20、第二截止阀30，以运行第三工况。

在运行第三工况时，蓄冰槽40和换热器60同时供冷。低温载冷剂由空调冷机中流出对换热器60中的用户回水进行冷却，冷却后的用户回水成为冷冻水为用户供冷，高温载冷剂由换热器60的出口流出进入空调冷机中，经冷媒换热后降温为低温载冷剂，同时冷水从蓄冰槽40下端第一出水口43上的布水装置流出，与部分用户回水混合成供冷的需求温度的冷冻水为用户提供冷量，供冷后剩余的回水经蓄冰槽40上方第一进水口42的布水装置进入蓄冰槽40。

在双工况空调冷机10最佳运行工况区间向用户供冷，优选方案为在双工况空调冷机10的制冷量小于用户需求时，运行第三工况，以满足用户冷量需求。

参照图5，图5为本发明冰蓄冷空调系统第四工况的运行示意图。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统运行方法，还包括：

控制关闭第一进水口42、第一出水口43和双工况空调冷机10，并开启第一截止阀20、第二截止阀30，以运行第四工况。

在运行第四工况时，仅进行蓄冰槽40的蓄冰操作，低温载冷剂由空调冷机中流出进入蓄冰槽管路41中对蓄冰槽40中的冷冻水进行冷却处理，高温载冷剂由换热器60的出口流出进入空调冷机中，经冷媒换热后降温为低温载冷剂，进行蓄冰槽40蓄冰，在蓄冰完成时，蓄冰槽40中为冰水混合物，温度为0℃（标准大气压下） 。可在晚间的用电谷期进行蓄冰，白天的用电峰期采用蓄冰槽40进行放冷，节省电能。

参照图6，图6为本发明冰蓄冷空调系统第五工况的运行示意图。

本实施例提出的冰蓄冷空调系统运行方法，还包括：

控制关闭第一截止阀20、第二截止阀30、第三截止阀70、第四截止阀80和双工况空调冷机10，并开启第一进水口42和第一出水口43，以运行第五工况。

在运行第五工况时，仅进行蓄冰槽40供冷，冷水从蓄冰槽40下端第一出水口43上的布水装置流出，与部分用户回水混合成供冷的需求温度的冷冻水为用户提供冷量，供冷后剩余的回水经蓄冰槽40上方第一进水口42的布水装置进入蓄冰槽40。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种冰蓄冷空调系统，包括双工况空调冷机、第一截止阀、第二截止阀、蓄冰槽以及设置在所述蓄冰槽内的蓄冰槽管路，所述双工况空调冷机内设置有一蒸发器，所述蓄冰槽设置有第一进水口和第一出水口，其特征在于，所述双工况空调冷机的出口经所述第一截止阀与所述蓄冰槽管路的入口连接；所述双工况空调冷机的入口经所述第二截止阀与所述蓄冰槽管路的出口连接，所述第一进水口和第一出水口设置有布水器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一进水口和第一出水口之间连接有一混合阀，部分用户回水经混合阀与第二出水口流出的冷冻水混合形成混合冷冻水为用户供冷。

3.根据权利要求2所述的冰蓄冷空调系统，其特征在于，还包括换热器、第三截止阀和第四截止阀，所述换热器上设置有第二进水口和第二出水口，所述换热器的入口经所述第三截止阀与所述双工况空调冷机的出口连接，所述换热器的出口经所述第四截止阀与所述双工况空调冷机的入口连接。

4.一种控制权利要求3所述的冰蓄冷空调系统运行的方法，其特征在于，包括：

控制开启第三截止阀、第四截止阀、以及双工况空调冷机，并关闭第一截止阀、第二截止阀、第一进水口和第一出水口，以运行第一工况；或者

控制开启第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、以及双工况空调冷机，并关闭第一进水口和第一出水口，以运行第二工况。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在双工况空调冷机最佳运行工况区间向用户供冷，在双工况空调冷机的制冷量大于用户需求时，运行第二工况。

6.一种控制权利要求3所述的冰蓄冷空调系统运行的方法，其特征在于，包括：

控制开启第三截止阀、第四截止阀、双工况空调冷机、第一进水口、第一出水口以及混合阀，并关闭第一截止阀、第二截止阀，以运行第三工况。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在双工况空调冷机最佳运行工况区间向用户供冷，在双工况空调冷机的制冷量小于用户需求时，运行第三工况。

8.一种控制权利要求3所述的冰蓄冷空调系统运行的方法，其特征在于，包括：

控制关闭第一进水口、第一出水口和双工况空调冷机，并开启第一截止阀、第二截止阀，以运行第四工况。

9.一种控制权利要求3所述的冰蓄冷空调系统运行的方法，其特征在于，包括：

控制关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀和双工况空调冷机，并开启第一进水口和第一出水口，以运行第五工况。

Images