CN109595859A - 一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，特别涉及一种无蓄电池的冷库库体蓄冷的分布式蓄冷冷库系统。该系统包括：光伏电池、控制逆变器、辅助市电、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蛇形换热铜管、冷库顶板、冷库底板、冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、相变蓄冷材料、蜂窝传热层、金属传热隔板、冷库墙板内侧金属板。该系统在利用光伏压缩式制冷的优势的基础上，以相变材料储能代替蓄电池储能，可将白天的太阳辐射能及用电低谷期的电能储存起来，在夜间及用电高峰时释放冷量，实现了削峰填谷和连续制冷，有效缓解电网供需压力，且供冷和蓄冷以及提取所储存的冷量供冷集成在一起，提高了系统的经济性，实现高效连续低成本绿色制冷。

Description

一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统
技术领域
本发明涉及一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，特别涉及一种无蓄电池的冷库库体蓄冷的分布式蓄冷冷库系统。属于太阳能制冷领域。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，对食品、农产品等领域冷冻保鲜和冷藏保鲜的需求逐渐增加。巨大的制冷需求常常给电网造成巨大的压力，尤其是在夏季。绿色制冷成为缓解电网压力，实现可持续发展的重要方面。
我国具有较为丰富的太阳能资源，且太阳辐射随季节的变化规律和地域分布与制冷需求在季节上的变化规律和地域分布高度吻合，使得太阳能制冷成为重要的绿色制冷方式之一。根据能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有两种方式：一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是先进行光─热转换，再以热能制冷。
光伏压缩制冷是利用光伏效应将太阳光能转换成高品位的电能，再以电能驱动制冷机，因其制冷方式是采用技术成熟且效率较高的蒸汽压缩机制冷，且随着光伏电池技术的成熟和成本的下降，光伏压缩制冷展现出巨大的应用潜力。因太阳辐射的不稳定性，为保证光伏发电系统的稳定输出，常使用蓄电池作为储能装置以弥补太阳能间歇性的不足，与光伏制冷系统的生命周期相比，蓄电池的使用寿命较短，更换蓄电池不仅使投入成本增加，且蓄电池达到使用寿命后很难处理，并会对环境造成污染。
有鉴于此，确有必要提供一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，该系统在利用了光伏压缩式制冷优势的基础上，以相变材料储能代替蓄电池储能，可将白天的太阳辐射能及用电低谷期的电能储存起来，在夜间及用电高峰时释放冷量，实现了削峰填谷和连续稳定供冷，有效缓解电网供需压力；且系统将供冷和蓄冷以及提取所储存的冷量供冷集成在一起，提高了系统的经济性，实现高效连续低成本绿色制冷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可蓄冷的冷库库体及采用该蓄冷冷库库体的分布式光伏冷库系统，该系统可将白天的太阳辐射能及用电低谷期的电能储存起来，在夜间及用电高峰时释放冷量，实现了削峰填谷和连续稳定制冷，有效缓解电网供需压力；且系统将供冷和蓄冷以及提取所储存的冷量供冷集成在一起，提高了系统的经济性，旨在实现高效连续低成本绿色制冷。
本发明技术解决问题之一是：提供一种可蓄冷的冷库库体。
本发明技术解决问题之二是：提供一种采用可蓄冷的冷库库体的分布式光伏冷库系统。
本发明技术解决方案之一，提供一种可蓄冷的冷库库体包括：冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、相变蓄冷材料、蜂窝形传热板、金属传热隔板、冷库顶板、冷库底板；所述冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、相变蓄冷材料、蜂窝形传热板、金属传热隔板位于蓄冷冷库的侧面，构成冷库墙板；所述相变蓄冷材料装填于蜂窝形传热板的蜂窝孔内；所述蜂窝形传热板的六边形蜂窝截面平行于金属传热隔板；所述冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、蜂窝形传热板、金属传热隔板按从冷库外部向内部的垂直方向依次紧密贴合；所述冷库顶板、冷库底板分别位于冷库库体的上部和底部，与冷库墙板形成蓄冷冷库库体。
所述冷库墙板外壁及隔热板均为热的不良导体的非金属材料。
所述蜂窝形传热板及金属传热隔板为热的良导体的金属材料。
所述冷库顶板和冷库底板均为聚氨酯冷库板。
所述相变蓄冷材料为固-液相变蓄冷材料。
本发明技术解决问题之二是：提供一种采用可蓄冷的冷库库体的分布式光伏冷库系统，包括：光伏电池、控制逆变器、辅助市电、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蛇形换热铜管、冷库顶板、冷库底板、冷库墙板、冷库墙板内侧金属板；所述光伏电池、辅助市电、压缩机均与控制逆变器相连接；所述压缩机、冷凝器、膨胀阀、蛇形换热铜管依次连接，形成制冷剂循环通道；所述蛇形换热铜管竖直紧密贴合于金属传热隔板与冷库墙板内侧金属板之间。
所述控制逆变器采用带有最大功率跟踪装置的控制器调控光伏电池电能输出及控制整个系统的运行。
与现有技术相比本发明产生的有益效果是：
1. 该系统在利用了光伏压缩式制冷的优势的基础上，以相变材料储能代替蓄电池储能，可将白天的太阳辐射能及用电低谷期的电能储存起来，在夜间及用电高峰时释放冷量，实现了削峰填谷和连续稳定制冷，提高了系统的经济性，有效缓解电网供需压力。
2. 该系统将供冷和蓄冷以及提取所储存的冷量供冷集成在一起，节约了冷库空间，且实现高效连续低成本绿色制冷。
附图说明：
图1为本发明可蓄冷的冷库库体结构及其与系统中蛇形换热铜管的位置结构图
图2为本发明采用可蓄冷的冷库库体的分布式光伏冷库系统示意图
图中：1-光伏电池；2-控制逆变器；3-辅助市电；4-压缩机；5-冷凝器；6-膨胀阀；7-蛇形换热铜管；8-冷库顶板；9-冷库底板；10-冷库墙板；101-冷库墙板外壁；102-聚氨酯保温层；103-隔热板；104-相变蓄冷材料；105-蜂窝形传热板；106-金属传热隔板；11-冷库墙板内侧金属板
注：图2中箭头为制冷工质的循环路径。
具体实施方式：
在下面的描述中，将描述本发明的各种不同方面。为了便于解释，将陈述特定的配置和细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本发明可能是在没有在此提及的特定细节的情况下实现的，这对于熟悉这项技术的人将是明显的。此外，为了突出本发明，众所周知的特征可能被省略或简化。
现在参照图1，它是本发明的可蓄冷的冷库库体结构及其与系统中蛇形换热铜管的位置结构图。如图1所示，可蓄冷的冷库库体包括：冷库墙板外壁(101)、聚氨酯保温层(102)、隔热板(103)、相变蓄冷材料(104)、蜂窝形传热板(105)、金属传热隔板(106)、冷库顶板(8)、冷库底板(9)；所述冷库墙板外壁(101)、聚氨酯保温层(102)、隔热板(103)、相变蓄冷材料(104)、蜂窝形传热板(105)、金属传热隔板(106)位于冷库库体的侧面，构成冷库墙板(10)；所述相变蓄冷材料(104)装填于蜂窝形传热板(105)的蜂窝孔内；所述蜂窝形传热板(105)的六边形蜂窝截面平行于金属传热隔板(106)；所述冷库墙板外壁(101)、聚氨酯保温层(102)、隔热板(103)、蜂窝形传热板(105)、金属传热隔板(106)按从冷库外部向内部的垂直方向依次紧密贴合；所述冷库顶板(8)、冷库底板(9)分别位于冷库库体的上部和底部，与冷库墙板(10)形成可蓄冷的冷库库体。
所述冷库墙板外壁(101)及隔热板(103)均为热的不良导体的非金属材料。
所述蜂窝形传热板(105)及金属传热隔板(106)为热的良导体的金属板。
所述冷库顶板(8)和冷库底板(9)均为聚氨酯冷库板。
所述相变蓄冷材料(104)为固-液相变蓄冷材料。
如图2所示，它是本发明采用采用可蓄冷的冷库库体的分布式光伏冷库系统，包括：光伏电池(1)、控制逆变器(2)、辅助市电(3)、压缩机(4)、冷凝器(5)、膨胀阀(6)、蛇形换热铜管(7)、冷库顶板(8)、冷库底板(9)、冷库墙板(10)、冷库墙板内侧金属板(11)；所述光伏电池(1)、辅助市电(3)、压缩机(4)均与控制逆变器(2)相连接；所述压缩机(4)、冷凝器(5)、膨胀阀(6)、蛇形换热铜管(7)依次连接，形成制冷剂循环通道；所述蛇形换热铜管(7)竖直紧密贴合于金属传热隔板(106)与冷库墙板内侧金属板(11)之间。
所述控制逆变器(2)采用带有最大功率跟踪装置的控制器调控光伏电池(1)电能输出及控制整个系统的运行。
下面通过具体实施过程将进一步说明本发明一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统。
在白天阳光充足的情况下，光伏电池(1)利用光伏效应把入射到光伏电池(1)表面的太阳光能转化成电能，带有最大功率跟踪装置的控制逆变器(2)调控光伏电池(1)电能输出，将直流电转换成交流电驱动压缩机(4)运行，制冷工质由压缩机(4)压缩为高压气态制冷剂，经冷凝器(5)与周围环境换热后冷凝为高压液态制冷剂，高压液态制冷剂经膨胀阀(6)节流降压为低压制冷剂，低压制冷剂进入位于冷库内的蛇形换热铜管(7)，将冷量经过冷库墙板内侧金属板(11)传递给冷库内，同时，将冷量通过金属传热隔板(106)以及蜂窝形传热板(105)传递给相变蓄冷材料(104)，相变蓄冷材料(104)吸收冷量，由液态变为固态，将冷量储存于其中。当太阳辐射消失及用电高峰时段，压缩机(4)停止工作，相变蓄冷材料(104)将储存于其中的冷量经过蜂窝形传热板(105)传递给金属传热隔板(106)，然后经蛇形换热铜管(7)以及冷库墙板内侧金属板(11)传递给冷库内，实现连续供冷。
在连续阴雨的天气条件下，光伏太阳电池(1)产生的电能不足以提供冷库冷量需求，系统将主要由辅助市电(3)驱动压缩机(4)运行，完成压缩制冷循环，将用电低谷时段的电能产生的冷量在供给冷库所需的同时，将冷量存储于相变蓄冷材料(104)中，在用电高峰时段提供冷库所需的冷量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于冷库库体包括：冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、相变蓄冷材料、蜂窝形传热板、金属传热隔板、冷库顶板、冷库底板；所述冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、相变蓄冷材料、蜂窝形传热板、金属传热隔板位于蓄冷冷库的侧面，构成冷库墙板；所述相变蓄冷材料装填于蜂窝形传热板的蜂窝孔内；所述蜂窝形传热板的六边形蜂窝截面平行于金属传热隔板；所述冷库墙板外壁、聚氨酯保温层、隔热板、蜂窝形传热板、金属传热隔板按从冷库外部向内部的垂直方向依次紧密贴合；所述冷库顶板、冷库底板分别位于冷库库体的上部和底部，与冷库墙板形成冷库库体。
2.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于：所述冷库墙板外壁及隔热板均为热的不良导体的非金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于：所述蜂窝形传热板及金属传热隔板为热的良导体的金属材料。
4.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于：所述冷库顶板和冷库底板为聚氨酯冷库板。
5.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于：所述相变蓄冷材料为固-液相变蓄冷材料。
6.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于分布式光伏冷库系统，包括：光伏电池、控制逆变器、辅助市电、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蛇形换热铜管、冷库顶板、冷库底板、冷库墙板、冷库墙板内侧金属板；所述光伏电池、辅助市电、压缩机均与控制逆变器相连接；所述压缩机、冷凝器、膨胀阀、蛇形换热铜管依次连接，形成制冷剂循环通道；所述蛇形换热铜管竖直紧密贴合于金属传热隔板与冷库墙板内侧金属板之间。
7.根据权利要求1所述的一种冷库库体蓄冷的分布式光伏冷库系统，其特征在于：所述控制逆变器采用带有最大功率跟踪装置的控制器调控光伏电池电能输出及控制整个系统的运行。
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