CN113175710B - 一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置 - Google Patents

一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，包括蓄冰槽，蓄冰槽包括鼓气组件和液位传感器，鼓气组件包括输气总管和输气支管，输气总管上连接有空压机，空压机包括回气管，回气管上设有压力传感器，空压机上连接有变频器；本发明的优点：通过液位传感器实时的采集蓄冰槽内的液位信息，通过回气管上设置的压力传感器实时的采集回气管路内压力变化，变频器同时接收液位传感器和压力传感器的信息，根据冰水液位高度和空气回气管路压力变化而综合控制空压机的转速，从而实现了对鼓气组件鼓气量的自动调节，以保证在不同蓄冰量时，有足够气量和一定压力的空气鼓入冰水中，对冰水形成一定扰动，提高融冰效率，缩短了融冰时间。

Description

一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置
技术领域
本发明涉及冰蓄冷技术领域，具体涉及一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置。
背景技术
冰蓄冷技术由于可利用水转换成冰的相变潜热进行冷量存储，将夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，实现“削峰填谷”、平衡电力负荷的作用。目前冰蓄冷技术中多采用盘管式蓄冰槽，其融冰方式分为内融冰和外融冰，内融冰释冷时，经空调负荷加热的高温载冷剂在盘管内循环，将盘管外表面的冰逐渐融化，使载冷剂降温，以供用户需要。但由于换热面积仅为盘管表面，所以内融冰的融冰释冷速度低。外融冰方式冷时，由温度较高的空调回水，直接进入蓄冰槽内循环流动，使盘管外表面的冰层自外向内逐渐融化，融冰释冷速度快，可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水，可以更灵活的安排运行策略。
但两种融冰方式在融冰后期都存在融冰速率不稳定较慢的现象。现有装置通过在蓄冰盘管底部鼓气，增加扰动，能大大提高融冰速率与融冰的均匀性，鼓气量的大小对融冰效果至关重要，冰水扰动速度不宜过小，换热效果提高不明显，同时冰水扰动速度也不宜过大，易引起水流返混，反而不利于外融冰。
发明内容
本发明所要达到的目的就是提供一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，能自动实时的调节鼓气量，从而提高了冰蓄冷装置的融冰效率。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，包括蓄冰槽，所述蓄冰槽包括载冷剂集总管、载冷剂汇集管、蓄冰盘管、挡水板、布水管集总管、布水管、鼓气组件和液位传感器，所述载冷剂集总管和载冷剂汇集管分别位于蓄冰盘管的左右两侧并与其连通，所述布水管集总管与布水管连接，所述挡水板设于布水管集总管的上方；
所述蓄冰槽上连接有与载冷剂集总管连通的载冷剂入口管，与载冷剂汇集管连通的载冷剂出口管，与布水管集总管连接的冷冻水入口管，以及便于冷冻水从蓄冰槽流出的冷冻水出口管，载冷剂经载冷剂入口管和载冷剂集总管流入蓄冰盘管内，经蓄冰盘管与管外水换热后于载冷剂汇集管经载冷剂出口管流出至制冷机组形成载冷剂循环，融冰时布水管将高温冷冻水经喷孔喷洒至蓄冰盘管上换热制取低温冷冻水，并通过冷冻水出口管流出后经空调供水管道流入空调用户端；
所述鼓气组件位于蓄冰槽底部，所述鼓气组件包括输气总管和输气支管，所述输气支管并联在输气总管上，且所述输气支管上均匀布置有气体分布器，所述输气总管上连接有控制鼓气组件的鼓气量的空压机，所述空压机包括与蓄冰槽相连的回气管，所述回气管上设有压力传感器；
所述空压机上连接有变频器，所述液位传感器、压力传感器均与变频器相连。
优选的，所述布水管上设有均匀布置的喷头。
优选的，所述蓄冰盘管垂直分布于蓄冰槽内，所述蓄冰盘管表面经喷头喷洒接触实现换热。
优选的，所述气体分布器上设有向蓄冷冰槽内鼓气的鼓气口。
优选的，所述回气管上设有过滤器。
优选的，所述蓄冰槽的顶端设有与回气管相连的排气口。
优选的，所述空压机上设有鼓风管，所述输气总管的底端设有与鼓风管相连的空气入口。
优选的，所述载冷剂入口管、载冷剂出口管、冷冻水入口管和冷冻水出口管上均设有调节阀。
优选的，所述载冷剂入口管包括进料端和出料端，所述进料端位于蓄冰槽的外侧且与制冷主机连接，所述出料端穿过蓄冰槽后与载冷剂集总管连通。
优选的，所述冷冻水入口管包括进水端和出水端，所述进水端位于蓄冰槽的外侧且与用户回水管道连接，所述出水端穿过蓄冰槽后与布水管集总管连接。
综上所述，本发明的优点：通过在蓄冰槽内设置液位传感器，通过液位传感器实时的采集蓄冰槽内的液位信息，当水结冰后由于冰的密度小于水，从而造成体积膨胀而液位上升，反之当冰融化时液位下降，通过回气管上设置的压力传感器实时的采集回气管路内压力变化，变频器同时接收液位传感器和压力传感器的信息，根据冰水液位高度和空气回气管路压力变化而综合控制空压机的转速，从而实现了对鼓气组件鼓气量的自动调节，以保证在不同蓄冰量时，有足够气量和一定压力的空气鼓入冰水中，对蓄冰装置外融冰时冰水形成一定扰动，提高融冰效率，缩短了融冰时间，其次，通过蓄冰槽上连接的载冷剂入口管和载冷剂出口管，载冷剂经载冷剂入口管和载冷剂集总管流入蓄冰盘管内，经蓄冰盘管与管外水换热后于载冷剂汇集管经载冷剂出口管流出至制冷机组形成载冷剂循环，通过蓄冰槽上连接的冷冻水入口管和冷冻水出口管，融冰时布水管将高温冷冻水经喷孔喷洒至蓄冰盘管上换热制取低温冷冻水，并通过冷冻水出口管流出后经空调供水管道流入空调用户端，形成冷冻水回路，因此载冷剂循环和冷冻水回路相互独立的存在，两者互不干涉，最后，挡水板的设置，由于挡水板设置在布水管集总管的上方，当冷冻水在进水时能防止空气带走水雾。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置的结构示意图；
图2为本发明中鼓气组件的结构示意图；
图3为本发明中气体分布器的结构示意图。
附图标记：
1蓄冰槽、2载冷剂集总管、3载冷剂汇集管、4蓄冰盘管、5挡水板、6布水管集总管、7布水管、8鼓气组件、9液位传感器、10载冷剂入口管、11载冷剂出口管、12冷冻水入口管、13冷冻水出口管、14输气总管、15输气支管、16气体分布器、17空压机、18回气管、19压力传感器、20变频器、21喷头、22鼓气口、23过滤器、24排气口、25鼓风管、26调节阀、27空气入口。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，包括蓄冰槽1，所述蓄冰槽1包括载冷剂集总管2、载冷剂汇集管3、蓄冰盘管4、挡水板5、布水管集总管6、布水管7、鼓气组件8和液位传感器9，所述载冷剂集总管2和载冷剂汇集管3分别位于蓄冰盘管4的左右两侧并与其连通，所述布水管集总管6与布水管7连接，所述挡水板5设于布水管集总管6的上方；所述蓄冰槽1上连接有与载冷剂集总管2连通的载冷剂入口管10，与载冷剂汇集管3连通的载冷剂出口管11，与布水管集总管6连接的冷冻水入口管12，以及便于冷冻水从蓄冰槽1流出的冷冻水出口管13，载冷剂经载冷剂入口管10和载冷剂集总管2流入蓄冰盘管4内，经蓄冰盘管4与管外水换热后于载冷剂汇集管3经载冷剂出口管11流出至制冷机组形成载冷剂循环，融冰时布水管7将高温冷冻水经喷孔喷洒至蓄冰盘管4上换热制取低温冷冻水，并通过冷冻水出口管13流出后经空调供水管道流入空调用户端；所述鼓气组件8位于蓄冰槽1底部，所述鼓气组件8包括输气总管14和输气支管15，所述输气支管15并联在输气总管14上，且所述输气支管15上均匀布置有气体分布器16，所述输气总管14上连接有控制鼓气组件8的鼓气量的空压机17，所述空压机17包括与蓄冰槽1相连的回气管18，所述回气管18上设有压力传感器19；所述空压机17上连接有变频器20，所述液位传感器9、压力传感器19均与变频器20相连。
通过在蓄冰槽1内设置液位传感器9，通过液位传感器9实时的采集蓄冰槽1内的液位信息，当水结冰后由于冰的密度小于水，从而造成体积膨胀而液位上升，反之当冰融化时液位下降，通过回气管18上设置的压力传感器19实时的采集回气管18路内压力变化，变频器20同时接收液位传感器9和压力传感器19的信息，根据冰水液位高度和空气回气管18路压力变化而综合控制空压机17的转速，从而实现了对鼓气组件鼓气量的自动调节，以保证在不同蓄冰量时，有足够气量和一定压力的空气鼓入冰水中，对蓄冰装置外融冰时冰水形成一定扰动，提高融冰效率，缩短了融冰时间，其次，通过蓄冰槽1上连接的载冷剂入口管10和载冷剂出口管11，载冷剂经载冷剂入口管10和载冷剂集总管2流入蓄冰盘管4内，经蓄冰盘管4与管外水换热后于载冷剂汇集管3经载冷剂出口管11流出至制冷机组形成载冷剂循环，通过蓄冰槽1上连接的冷冻水入口管12和冷冻水出口管13，融冰时布水管7将高温冷冻水经喷孔喷洒至蓄冰盘管4上换热制取低温冷冻水，并通过冷冻水出口管13流出后经空调供水管道流入空调用户端，形成冷冻水回路，因此载冷剂循环和冷冻水回路相互独立的存在，两者互不干涉，最后，挡水板5的设置，由于挡水板5设置在布水管集总管6的上方，当冷冻水在进水时能防止空气带走水雾。
所述布水管7上设有均匀布置的喷头21，能实现冷冻水均匀的喷洒在蓄冰盘管4表面，所述蓄冰盘管4垂直分布于蓄冰槽1内，所述蓄冰盘管4表面经喷头21喷洒接触实现换热，换热效果最佳，所述气体分布器16上设有向蓄冷冰槽内鼓气的鼓气口22，能提高鼓气质量，从而促进融冰换热。
所述回气管18上设有过滤器23，能对气管进行过滤，避免了灰尘或杂物进入空压机17内，提高了空压机17的使用寿命，而且能确保气体的流动质量，所述蓄冰槽1的顶端设有与回气管18相连的排气口24，不仅能实现回气管18的安装固定，而且能将鼓气组件8排出的气体进行统一排气，保证了气体的排出，所述空压机17上设有鼓风管25，所述输气总管14的底端设有与鼓风管25相连的空气入口27，能实现空压机17稳定的与输气总管14相连，保证了空压机17对蓄冰槽1的鼓气质量，将空气入口设置在输气总管14的底端，能避免空气入口暴露，减少了灰尘或杂物的进入，保证了的空气入口的通畅性，也方便鼓风管25的安装固定，本实施例中的鼓风管25可直接安装在空气入口内，也可以通过螺纹固定在空气入口内，所述载冷剂入口管10、载冷剂出口管11、冷冻水入口管12和冷冻水出口管13上均设有调节阀26，调节阀26的设置，能实现载冷剂入口管10、载冷剂出口管11、冷冻水入口管12和冷冻水出口管13相互独立的控制，使其工作时能相互独立的开启，提高了结冰过程和外融冰过程的相对独立，避免了结冰过程和外融冰过程的相互影响。
所述载冷剂入口管10包括进料端和出料端，所述进料端位于蓄冰槽1的外侧且与制冷主机连接，所述出料端穿过蓄冰槽1后与载冷剂集总管2连通，将载冷剂入口管10设置成进料端和出料端，方便载冷剂入口管10的固定安装，方便蓄冰槽1与制冷主机的连接，其次，出料端方便整个载冷剂入口管10安装在蓄冰槽1上，而且能快速的实现载冷剂入口管10与载冷剂集总管2的连接，本实施例中，出料端上设有第一外螺纹，所述载冷剂集总管2上设有与第一外螺纹相配合的第一螺纹孔，提高了连接的可靠性，蓄冰槽1上设有便于出料端穿入的第一通孔，所述冷冻水入口管12包括进水端和出水端，所述进水端位于蓄冰槽1的外侧且与用户回水管道连接，所述出水端穿过蓄冰槽1后与布水管集总管6连接，将冷冻水入口管12设置成进水端和出水端，方便冷冻水入口管12的固定安装，方便蓄冰槽1与用户回水管道连接，出水端也方便冷冻水入口管12与布水管集总管6连接，保证了冷冻水入口管12与蓄冰槽1的固定质量，其次，本实施例中的蓄冰槽1上设有便于出水端穿入的第二通孔，出水端和布水管集总管6也可以通过螺纹连接，具体的，出水端上设有第二外螺纹，所述布水管集总管6上设有与第二外螺纹相配合的第二螺纹孔。
本实施例在使用时，当外融冰冰蓄冷装置需要结冰时，具体的结冰过程如下：关闭冷冻水入口管12和冷冻水出口管13，开启载冷剂入口管10和载冷剂出口管11，然后由制冷主机制取得到的低温载冷剂经过载冷剂入口管10流入蓄冰盘管4中，低温载冷剂在蓄冰盘管4中与管外水进行换热，温升后进入载冷剂汇集管3成为高温载冷剂流出蓄冰槽1，管外水由于被冷却逐渐结冰，形成冰层；高温载冷剂经载冷剂出口管11流回制冷主机中，形成载冷剂回路；
当外融冰冰蓄冷装置进行外融冰时，具体的外融冰过程如下：关闭载冷剂入口管10和载冷剂出口管11，开启冷冻水入口管12和冷冻水出口管13，通过空调用户端升温后的高温冷冻水从冷冻水入口管12进入蓄冰槽1中，经过蓄冰槽1上方的布水管集总管6，布水管集总管6上的布水管7在朝向蓄冰盘管4处设置有若干喷孔，高温冷冻水由喷孔喷洒至蓄冰盘管4的管外冰层上；高温冷冻水沿蓄冰盘管4垂直方向在每层盘管4外冰层上缓慢流动，直至蓄冰槽1底部，高温冷冻水与冰层进行换热形成低温冷冻水；低温冷冻水从冷冻水出口管13流出蓄冰槽1，经空调供水管流入空调用户端，形成冷冻水回路。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：包括蓄冰槽，所述蓄冰槽包括载冷剂集总管、载冷剂汇集管、蓄冰盘管、挡水板、布水管集总管、布水管、鼓气组件和液位传感器，所述载冷剂集总管和载冷剂汇集管分别位于蓄冰盘管的左右两侧并与其连通，所述布水管集总管与布水管连接，所述挡水板设于布水管集总管的上方；
所述蓄冰槽上连接有与载冷剂集总管连通的载冷剂入口管，与载冷剂汇集管连通的载冷剂出口管，与布水管集总管连接的冷冻水入口管，以及便于冷冻水从蓄冰槽流出的冷冻水出口管，载冷剂经载冷剂入口管和载冷剂集总管流入蓄冰盘管内，经蓄冰盘管与管外水换热后于载冷剂汇集管经载冷剂出口管流出至制冷机组形成载冷剂循环，融冰时布水管将高温冷冻水经喷孔喷洒至蓄冰盘管上换热制取低温冷冻水，并通过冷冻水出口管流出后经空调供水管道流入空调用户端；
所述鼓气组件位于蓄冰槽底部，所述鼓气组件包括输气总管和输气支管，所述输气支管并联在输气总管上，且所述输气支管上均匀布置有气体分布器，所述输气总管上连接有控制鼓气组件的鼓气量的空压机，所述空压机包括与蓄冰槽相连的回气管，所述回气管上设有压力传感器；
所述空压机上连接有变频器，所述液位传感器、压力传感器均与变频器相连。
2.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述布水管上设有均匀布置的喷头。
3.根据权利要求2所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述蓄冰盘管垂直分布于蓄冰槽内，所述蓄冰盘管表面经喷头喷洒接触实现换热。
4.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述气体分布器上设有向蓄冰槽内鼓气的鼓气口。
5.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述回气管上设有过滤器。
6.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述蓄冰槽的顶端设有与回气管相连的排气口。
7.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述空压机上设有鼓风管，所述输气总管的底端设有与鼓风管相连的空气入口。
8.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述载冷剂入口管、载冷剂出口管、冷冻水入口管和冷冻水出口管上均设有调节阀。
9.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述载冷剂入口管包括进料端和出料端，所述进料端位于蓄冰槽的外侧且与制冷主机连接，所述出料端穿过蓄冰槽后与载冷剂集总管连通。
10.根据权利要求1所述的一种可自动调节鼓气量的外融冰冰蓄冷装置，其特征在于：所述冷冻水入口管包括进水端和出水端，所述进水端位于蓄冰槽的外侧且与用户回水管道连接，所述出水端穿过蓄冰槽后与布水管集总管连接。
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