CN113483507B - 一种零碳柔性高效冷源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种零碳柔性高效冷源系统，涉及能源综合利用技术领域，具体为磁悬浮蒸发冷一体机组和太阳能光伏发电装置，所述磁悬浮蒸发冷一体机组的右侧上部通过管道与第一循环泵连接，所述磁悬浮蒸发冷一体机组的右侧下部通过管道与相变蓄冷箱连接，所述太阳能光伏发电装置设置于相变蓄冷箱的表面，所述太阳能光伏发电装置的表面设置有防护清理组件。该零碳高效冷源系统，利用相变蓄冷箱储存冷水的冷量，从而可以及时高效的提供冷量，且配合太阳能光伏发电装置和磁悬浮蒸发冷一体机组可以实现碳中和，从而实现零碳排放，有利于保护环境，可对玻璃护罩表面进行清理，有利于保护太阳能光伏发电装置免受外界干扰的同时保持清澈性，以便太阳能光伏发电装置接受光线实现电能转换。
Description
技术领域
本发明涉及冷源调节系统技术领域，具体为一种零碳柔性高效冷源系统。
背景技术
冷源系统是由制冷设备为核心配合管道、泵体、阀门形成的一种针对温度控制的调节系统，被广泛应用于建筑，商业综合体，工业厂房，数据机房等冷源需求场合，以便及时起到调节温度的作用。
现有的冷源系统因为电能供给侧与使用侧的不匹配，使得弃电规模逐年扩大，造成巨大能耗的同时会产生巨大的碳排放，不利于碳中和目标的实现。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种零碳柔性高效冷源系统，解决了上述背景技术中提出现有的冷源系统因为电能供给侧与使用侧的不匹配，使得弃电规模逐年扩大，造成巨大能耗的同时会产生巨大的碳排放，不利于碳中和目标的实现的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种零碳柔性高效冷源系统，包括磁悬浮蒸发冷一体机组和太阳能光伏发电装置，所述磁悬浮蒸发冷一体机组的右侧上部通过管道与第一循环泵连接，所述第一循环泵通过管道与相变蓄冷箱连接，且管道上从左至右依次安装有第一三通阀、第一温度传感器与开关阀A，所述第一三通阀的上部通过管道与第二循环泵连接，且管道上从左至右依次安装有开关阀C与第二温度传感器，所述第二循环泵通过管道与相变蓄冷箱连接，且管道上安装有开关阀D，所述磁悬浮蒸发冷一体机组的右侧下部通过管道与相变蓄冷箱连接，且管道上从左至右依次安装有第三温度传感器、第二三通阀与开关阀B，所述第二三通阀的下部通过管路与相变蓄冷箱连接，且管路上从下至上依次安装有开关阀F、第四温度传感器与开关阀E，所述相变蓄冷箱右侧上部的管路与右侧下部的管路通过比例调节阀连通，所述太阳能光伏发电装置设置于相变蓄冷箱的表面，所述太阳能光伏发电装置的表面设置有防护清理组件。
可选的，所述磁悬浮蒸发冷一体机组是一种新型的高效的冷水机组，将水冷机组和风冷机组进行集成，并采用磁悬浮压缩机简化了空调水系统的制冷设备，提高了制冷效率。
可选的，所述相变蓄冷箱是一种专门用于蓄冷的装置，里面包含相变温度为8℃的相变材料、换热器、外壳和接口，用于冷水的冷量存储。
可选的，所述第一三通阀、第二三通阀是起到改变水体流动方向的作用，使得水体按照预设方向进行流动，以及通过控制第一三通阀、第二三通阀的开启比列来控制水体流量大小。
可选的，所述比例调节阀是对相变蓄冷箱的供水温度起到调节作用。
可选的，所述防护清理组件包括玻璃护罩、水箱、喷嘴、金属滤板、伺服电机、主雨刮器、弹簧、滚轮块、副雨刮器和塑胶疏通杆，所述玻璃护罩的底部固定有水箱，且水箱的表面设置有喷嘴，所述玻璃护罩的背面设置有伺服电机，且伺服电机的输出轴表面连接有主雨刮器，所述主雨刮器的内部设置有弹簧，且弹簧的顶部连接有滚轮块，所述滚轮块的一侧连接有副雨刮器，所述主雨刮器的两侧设置有塑胶疏通杆，所述喷嘴的内部设置有金属滤板。
可选的，所述玻璃护罩表面除水箱外的其余三侧均设置有围挡板，且主雨刮器、副雨刮器的下表面与玻璃护罩的上表面相贴合。
可选的，所述副雨刮器通过弹簧、滚轮块与主雨刮器之间构成滑动连接，且副雨刮器靠近玻璃护罩边缘处的一端呈柔性。
可选的，所述塑胶疏通杆的一端呈凹凸不平的齿状结构，且塑胶疏通杆呈柔性。
可选的，所述零碳柔性高效冷源系统应用于温度调节控制的领域。
本发明提供了一种零碳柔性高效冷源系统，具备以下有益效果：
利用相变蓄冷箱与太阳能光伏发电装置和磁悬浮蒸发冷一体机组的配合可实现碳中和、零碳排放，
1.该零碳柔性高效冷源系统，利用相变蓄冷箱储存冷水的冷量，从而可以及时高效的提供冷量，且配合太阳能光伏发电装置和磁悬浮蒸发冷一体机组可以实现碳中和，从而实现零碳排放，有利于保护环境，可对玻璃护罩表面进行清理，有利于保护太阳能光伏发电装置免受外界干扰的同时保持清澈性，以便太阳能光伏发电装置接受光线实现电能转换。
2.该零碳柔性高效冷源系统，各设备部件均在工厂生产完成后，整体运输到现场吊装落位，真正实现模块生产、模块运输、模块拼装，大幅缩短生产和现场安装的时间，且无需专用制冷机房，减少初始投资成本。
3.该零碳柔性高效冷源系统，相变蓄冷箱、各循环泵、各开关阀和比例调节阀均为模块化产品，方便系统扩容，便于分期建设的项目。还能作为临时冷源使用，可以二次搬迁，只要接通电源或管道就能使用，非常方便快捷。
4.该零碳柔性高效冷源系统，玻璃护罩包裹太阳能光伏发电装置，且玻璃护罩为透明状，使得太阳能光伏发电装置正常作业的同时避免外界灰尘、雨水以及生物对其造成干扰影响，为太阳能光伏发电装置提供了有效的防护措施。
5.该零碳柔性高效冷源系统，水箱内部储存有玻璃清洗液并通过水泵将玻璃清洗液从喷嘴处均匀喷洒至玻璃护罩表面，且配合主雨刮器、副雨刮器的来回旋转可以玻璃护罩表面进行清洗，使得玻璃护罩保持清澈度方便光线投射至太阳能光伏发电装置表面。
6.该零碳柔性高效冷源系统，副雨刮器通过弹簧、滚轮块具有弹性，使得副雨刮器沿主雨刮器内部伸出从而有利于扩大对玻璃护罩的清洁范围。
7.该零碳柔性高效冷源系统，副雨刮器通过弹簧于主雨刮器内部滑动时，由于滚轮块两侧贴于主雨刮器的内壁上并随弹簧伸缩而滑动，使得副雨刮器可稳定顺畅的进行伸缩，避免副雨刮器发生卡顿。
8.该零碳柔性高效冷源系统，玻璃护罩的三侧具有围挡板，使得副雨刮器在伸出后低于围挡板侧面，以便弹簧受力伸缩控制副雨刮器的伸出长度，避免副雨刮器过度伸出导致体积过大，且主雨刮器复位后副雨刮器因低于围挡板侧面受力收缩，有利于缩小体积，同时避免主雨刮器、副雨刮器遮挡在玻璃护罩表面影响到光线的投射。
9.该零碳柔性高效冷源系统，主雨刮器在旋转至极限时塑胶疏通杆插入喷嘴内部，有利于对喷嘴内部进行疏通，避免灰尘杂质于喷嘴内部因凝固发生堵塞，而塑胶疏通杆端部呈不规则齿状有利于对杂质进行碾碎，方便杂质随液体喷射而排出。
10.该零碳柔性高效冷源系统，喷嘴的内部设置有金属滤板，金属滤板表面分布有微孔，该设置使得液体可顺畅穿过金属滤板而排出，同时也防止碾碎后的杂质进入到水箱或泵体内部。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体运行流程示意图；
图3为本发明玻璃护罩正视结构示意图；
图4为本发明图3中A处放大结构示意图；
图5为本发明图3中B处放大结构示意图。
图中：1、磁悬浮蒸发冷一体机组；2、第一循环泵；3、第一三通阀；4、第一温度传感器；5、开关阀A；6、相变蓄冷箱；7、第二循环泵；8、开关阀C；9、第二温度传感器；10、开关阀D；11、第三温度传感器；12、第二三通阀；13、开关阀B；14、开关阀F；15、第四温度传感器；16、开关阀E；17、比例调节阀；18、太阳能光伏发电装置；19、防护清理组件；1901、玻璃护罩；1902、水箱；1903、喷嘴；1904、金属滤板；1905、伺服电机；1906、主雨刮器；1907、弹簧；1908、滚轮块；1909、副雨刮器；1910、塑胶疏通杆。
具体实施方式
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种零碳柔性高效冷源系统，包括磁悬浮蒸发冷一体机组1和太阳能光伏发电装置18，磁悬浮蒸发冷一体机组1的右侧上部通过管道与第一循环泵2连接，第一循环泵2通过管道与相变蓄冷箱6连接，且管道上从左至右依次安装有第一三通阀3、第一温度传感器4与开关阀A5，第一三通阀3的上部通过管道与第二循环泵7连接，且管道上从左至右依次安装有开关阀C8与第二温度传感器9，第二循环泵7通过管道与相变蓄冷箱6连接，且管道上安装有开关阀D10，磁悬浮蒸发冷一体机组1的右侧下部通过管道与相变蓄冷箱6连接，且管道上从左至右依次安装有第三温度传感器11、第二三通阀12与开关阀B13，第二三通阀12的下部通过管路与相变蓄冷箱6连接，且管路上从下至上依次安装有开关阀F14、第四温度传感器15与开关阀E16，相变蓄冷箱6右侧上部的管路与右侧下部的管路通过比例调节阀17连通，太阳能光伏发电装置18设置于相变蓄冷箱6的表面，太阳能光伏发电装置18的表面设置有防护清理组件19；
具体实施方式，蓄冷模式：磁悬浮蒸发冷一体机组1开机，第一循环泵2开启，第一三通阀3开启，开关阀A5、开关阀B13开启，其余的开关阀关闭，此时磁悬浮蒸发冷一体机组1通过其内部的温度传感器控制出6-7℃冷水，进入相变蓄冷箱6内部开始蓄冷，直到相变蓄冷箱6内部的温度传感器感应到水体达到设定温度7℃时，完成蓄冷，然后磁悬浮蒸发冷一体机组1关机，第一循环泵2关闭；
放冷模式：用户侧负载需求开始，第二循环泵7开启，开关阀D10、开关阀E16开启，其余的开关阀关闭，可以通过调节比例调节阀17的开度调节相变蓄冷箱6的供水温度，当进出相变蓄冷箱6的水体温度一致时放冷结束；
直供模式：磁悬浮蒸发冷一体机组1开机，第一循环泵2开启，第一三通阀3、第二三通阀12开启，开关阀C8、开关阀F14开启，其余的开关阀关闭,冷水直供用户侧负载；
放冷和直供并行模式：特殊天气，放冷和直供都无法满足用户侧负荷,采用“1+1”模式，即放冷和直供同时开启，同时运行,第一循环泵2、第二循环泵7开启,第一三通阀3、第二三通阀12开启,开关阀C8、开关阀D10、开关阀E16、开关阀F14开启，其余的开关阀关闭二分之一，开始并行制冷；
且上述所有模式在一般情况下优先选择太阳能光伏发电装置18产生的电力为该冷源系统提供电力，同时将太阳能光伏发电装置18产生的富余电力输送到电网，增加高峰时段电能的供应，当低谷电价时段则直接使用电网电量，削峰填谷提高电网稳定性，提高电能利用率，综合测算太阳能光伏发电装置18产生的富余电能超过利用电网的电能，既达到碳中和，又通过电价差产生额外收益。
如图1-2所示，磁悬浮蒸发冷一体机组1是一种新型的高效的冷水机组，将水冷机组和风冷机组进行集成，并采用磁悬浮压缩机简化了空调水系统的制冷设备，提高了制冷效率；
磁悬浮蒸发冷一体机组1的设置使得该冷源系统与传统的冷源系统对比结构更加简单实用且大大提高能效比。
如图1-2所示，相变蓄冷箱6是一种专门用于蓄冷的装置，里面包含相变温度为8℃的相变材料、换热器、外壳和接口，用于冷水的冷量存储，第一三通阀3、第二三通阀12是起到改变水体流动方向的作用，使得水体按照预设方向进行流动，以及通过控制第一三通阀3、第二三通阀12的开启比列来控制水体流量大，比例调节阀17是对相变蓄冷箱6的供水温度起到调节作用；
通过相变蓄冷箱6对冷水的冷量进行存储，可以在需要时进行预冷作业的同时及时进行制冷作业，从而有效缩短制冷所需时间，有利于实现高效作业，第一三通阀3、第二三通阀12可通过开启比例的大小控制流量大小，以便适应不同模式之间的变化。
如图3-5所示，防护清理组件19包括玻璃护罩1901、水箱1902、喷嘴1903、金属滤板1904、伺服电机1905、主雨刮器1906、弹簧1907、滚轮块1908、副雨刮器1909和塑胶疏通杆1910，玻璃护罩1901的底部固定有水箱1902，且水箱1902的表面设置有喷嘴1903，玻璃护罩1901的背面设置有伺服电机1905，且伺服电机1905的输出轴表面连接有主雨刮器1906，主雨刮器1906的内部设置有弹簧1907，且弹簧1907的顶部连接有滚轮块1908，滚轮块1908的一侧连接有副雨刮器1909，主雨刮器1906的两侧设置有塑胶疏通杆1910，喷嘴1903的内部设置有金属滤板1904；
具体操作如下，太阳能光伏发电装置18吸收阳光为本系统实现供电，而太阳能光伏发电装置18表面包裹有玻璃护罩1901，玻璃护罩1901起到抗冲击、防尘、防水、防风和防生物侵入的作用，有利于提高太阳能光伏发电装置18于环境下的适应性，而水箱1902内部储存有玻璃清洗液并通过水泵将玻璃清洗液从喷嘴1903处均匀喷洒至玻璃护罩1901表面，再通过伺服电机1905带动主雨刮器1906、副雨刮器1909旋转，可对玻璃护罩1901表面进行清理，有利于消除灰尘杂质，使得玻璃护罩1901保持清澈，方便光线投射于太阳能光伏发电装置18的表面，副雨刮器1909在旋转过程中通过弹簧1907的弹性作用始终贴于玻璃护罩1901的围挡板上，有利于扩大清理范围对玻璃护罩1901表面进行完全清理，防止死角产生，而且主雨刮器1906在旋转至极限时塑胶疏通杆1910插入喷嘴1903内部，有利于对喷嘴1903内部进行疏通，避免灰尘杂质于喷嘴1903内部因凝固发生堵塞，并且金属滤板1904表面分布有微孔，该设置使得液体可顺畅穿过金属滤板1904而排出，同时也防止碾碎后的杂质进入到水箱1902或泵体内部。
如图3-5所示，玻璃护罩1901表面除水箱1902外的其余三侧均设置有围挡板，且主雨刮器1906、副雨刮器1909的下表面与玻璃护罩1901的上表面相贴合，副雨刮器1909通过弹簧1907、滚轮块1908与主雨刮器1906之间构成滑动连接，且副雨刮器1909靠近玻璃护罩1901边缘处的一端呈柔性；
副雨刮器1909旋转过程中通过弹簧1907始终贴于玻璃护罩1901的围挡板侧面，而副雨刮器1909靠近玻璃护罩1901边缘处的一端呈柔性可避免对玻璃护罩1901的围挡板侧面造成刮损，同时也可对围挡板的转角处进行清理，且由于滚轮块1908两侧贴于主雨刮器1906的内壁上并随弹簧1907伸缩而滑动，使得副雨刮器1909可稳定顺畅的进行伸缩，避免副雨刮器1909发生卡顿。
如图3、图5所示，塑胶疏通杆1910的一端呈凹凸不平的齿状结构，且塑胶疏通杆1910呈柔性，零碳高效冷源系统应用于温度调节控制的领域；
塑胶疏通杆1910端部呈不规则齿状有利于对杂质进行碾碎，方便杂质随液体喷射而排出，而塑胶疏通杆1910呈柔性也方便其因旋转而插入喷嘴1903内部进行疏通。
综上，该零碳柔性高效冷源系统，使用时，首先在蓄冷模式时：磁悬浮蒸发冷一体机组1开机，第一循环泵2开启，第一三通阀3开启，开关阀A5、开关阀B13开启，其余的开关阀关闭，此时磁悬浮蒸发冷一体机组1通过其内部的温度传感器控制出6-7℃冷水，进入相变蓄冷箱6内部开始蓄冷，直到相变蓄冷箱6内部的温度传感器感应到水体达到设定温度时7℃，完成蓄冷，然后磁悬浮蒸发冷一体机组1关机，第一循环泵2关闭；
放冷模式：用户侧负载需求开始，第二循环泵7开启，开关阀D10、开关阀E16开启，其余的开关阀关闭，可以通过调节比例调节阀17的开度调节相变蓄冷箱6的供水温度，当进出相变蓄冷箱6的水体温度一致时放冷结束；
直供模式：磁悬浮蒸发冷一体机组1开机，第一循环泵2开启，第一三通阀3、第二三通阀12开启，开关阀C8、开关阀F14开启，其余的开关阀关闭,冷水直供用户侧负载；
放冷和直供并行模式：特殊天气，放冷和直供都无法满足用户侧负荷,采用“1+1”模式，即放冷和直供同时开启，同时运行,第一循环泵2、第二循环泵7开启,第一三通阀3、第二三通阀12开启,开关阀C8、开关阀D10、开关阀E16、开关阀F14开启，其余的开关阀关闭二分之一，开始并行制冷；
以上所有模式优先选择太阳能光伏发电装置18产生的电力为该冷源系统提供电力，同时将太阳能光伏发电装置18产生的富余电力输送到电网，增加高峰时段电能的供应，当低谷电价时段则直接使用电网电量，削峰填谷提高电网稳定性，提高电能利用率，综合测算太阳能光伏发电装置18产生的富余电能超过利用电网的电能；
太阳能光伏发电装置18吸收阳光为本系统实现供电，而太阳能光伏发电装置18表面包裹有玻璃护罩1901，玻璃护罩1901起到抗冲击、防尘、防水、防风和防生物侵入的作用，有利于提高太阳能光伏发电装置18于环境下的适应性，而水箱1902内部储存有玻璃清洗液并通过水泵将玻璃清洗液从喷嘴1903处均匀喷洒至玻璃护罩1901表面，再通过伺服电机1905带动主雨刮器1906、副雨刮器1909旋转，可对玻璃护罩1901表面进行清理，有利于消除灰尘杂质，使得玻璃护罩1901保持清澈，方便光线投射于太阳能光伏发电装置18的表面；
其中，副雨刮器1909在旋转过程中通过弹簧1907的弹性作用始终贴于玻璃护罩1901的围挡板上，有利于扩大清理范围对玻璃护罩1901表面进行完全清理，防止死角产生；
最后，主雨刮器1906在旋转至极限时塑胶疏通杆1910插入喷嘴1903内部，有利于对喷嘴1903内部进行疏通，避免灰尘杂质于喷嘴1903内部因凝固发生堵塞，并且金属滤板1904表面分布有微孔，该设置使得液体可顺畅穿过金属滤板1904而排出，同时也防止碾碎后的杂质进入到水箱1902或泵体内部。
Claims (8)
1.一种零碳柔性高效冷源系统，包括磁悬浮蒸发冷一体机组(1)和太阳能光伏发电装置(18)，其特征在于：所述磁悬浮蒸发冷一体机组(1)的右侧上部通过管道与第一循环泵(2)连接，所述第一循环泵(2)通过管道与相变蓄冷箱(6)连接，且管道上从左至右依次安装有第一三通阀(3)、第一温度传感器(4)与开关阀A(5)，所述第一三通阀(3)的上部通过管道与第二循环泵(7)连接，且管道上从左至右依次安装有开关阀C(8)与第二温度传感器(9)，所述第二循环泵(7)通过管道与相变蓄冷箱(6)连接，且管道上安装有开关阀D(10)，所述磁悬浮蒸发冷一体机组(1)的右侧下部通过管道与相变蓄冷箱(6)连接，且管道上从左至右依次安装有第三温度传感器(11)、第二三通阀(12)与开关阀B(13)，所述第二三通阀(12)的下部通过管路与相变蓄冷箱(6)连接，且管路上从下至上依次安装有开关阀F(14)、第四温度传感器(15)与开关阀E(16)，所述相变蓄冷箱(6)右侧上部的管路与右侧下部的管路通过比例调节阀(17)连通，所述太阳能光伏发电装置(18)设置于相变蓄冷箱(6)的表面，所述太阳能光伏发电装置(18)的表面设置有防护清理组件(19)，所述防护清理组件(19)包括玻璃护罩(1901)、水箱(1902)、喷嘴(1903)、金属滤板(1904)、伺服电机(1905)、主雨刮器(1906)、弹簧(1907)、滚轮块(1908)、副雨刮器(1909)和塑胶疏通杆(1910)，所述玻璃护罩(1901)的底部固定有水箱(1902)，且水箱(1902)的表面设置有喷嘴(1903)，所述玻璃护罩(1901)的背面设置有伺服电机(1905)，且伺服电机(1905)的输出轴表面连接有主雨刮器(1906)，所述主雨刮器(1906)的内部设置有弹簧(1907)，且弹簧(1907)的顶部连接有滚轮块(1908)，所述滚轮块(1908)的一侧连接有副雨刮器(1909)，所述主雨刮器(1906)的两侧设置有塑胶疏通杆(1910)，所述喷嘴(1903)的内部设置有金属滤板(1904)。
2.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述相变蓄冷箱(6)包含相变温度为8℃的相变材料、换热器、外壳和接口，用于冷水的冷量存储。
3.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述第一三通阀(3)、第二三通阀(12)是起到改变水体流动方向的作用，使得水体按照预设方向进行流动，以及通过控制第一三通阀(3)、第二三通阀(12)的开启比列来控制水体流量大小。
4.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述比例调节阀(17)是对相变蓄冷箱(6)的供水温度起到调节作用。
5.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述玻璃护罩(1901)表面除水箱(1902)外的其余三侧均设置有围挡板，且主雨刮器(1906)、副雨刮器(1909)的下表面与玻璃护罩(1901)的上表面相贴合。
6.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述副雨刮器(1909)通过弹簧(1907)、滚轮块(1908)与主雨刮器(1906)之间构成滑动连接，且副雨刮器(1909)靠近玻璃护罩(1901)边缘处的一端呈柔性。
7.根据权利要求1所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述塑胶疏通杆(1910)的一端呈凹凸不平的齿状结构，且塑胶疏通杆(1910)呈柔性。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种零碳柔性高效冷源系统，其特征在于：所述零碳柔性高效冷源系统应用于温度调节控制的领域。
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