CN1282860C - 一种闭式外融冰蓄冰槽 - Google Patents
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Abstract
一种闭式外融冰蓄冰槽，包括壳体、冰盘管、载冷剂分液管和载冷剂集液管。其结构特点是，壳体的两端分别与封头封闭连接，冰盘管由弯管和直管形成多管程载冷剂通道，由壳体内两端所设具有通孔的管板固定在壳体内。冰盘管外表面与壳体内表面空间形成空调水通道。空调水通道中径向设有多个交错放置的水折流板。冰盘管集合入口与载冷剂分液管连接，冰盘管集合出口与载冷剂集液管连接。各管路通道分别接出封头。本发明设计合理、结构简单。利用本发明构成的闭式外融冰空调系统，避免了水流倒灌和电磁阀与电动调节阀承受水静压大的缺陷，减少了取冷泵和二次换热环节，提高了系统运行可靠性，为降低成本、调节取冷速度、实现低温送风提供了技术保证。
Description
技术领域
本发明涉及蓄冰空调技术领域，特别是蓄冰空调中的冰蓄冰槽。
背景技术
冰蓄冷空调系统，是利用电网低负荷期的廉价电力如夜间电力，通过制冷系统将制取的冷量贮存在水中，将水冻结成冰；而在电价昂贵的电网高负荷期如白天，将冰中的冷量释放出来向空调系统供冷，从而减少电网高负荷期对电力需求、实现电力系统“移峰填谷”的空调系统。根据制冰方式的不同，冰蓄冷空调系统主要分为动态制冰和静态制冰两大类。动态制冰系统由于容易出现管路堵塞、系统的稳定性、安全性较差、且结构复杂成本高，因此在实际工程中应用很少。静态制冰是指在冷却管外或盛冰容器内结冰，这一类制冰方式包括冰盘管式、封装容器式等多种具体形式，是目前蓄冷空调的主要应用形式。对于冰盘管蓄冷方式，根据取冷过程的不同又可分为内融冰和外融冰两种方式。在内融冰蓄冷系统中，取冷时，依靠蓄冰盘管内循环流动的载冷剂从冰槽内取冷，再通过板式换热器与空调水进行热交换，将冷量释放给空调水，空调水虽然实现了闭式循环，但由于采用了二次换热方式，其取冷温度上升，工程造价增大。外融冰方式与内融冰等需要二次换热的冰蓄冷形式相比，其取冷效率更高，而且取冷温度更低，并可长时间保持低温取冷，使取冷过程更加平稳，并使大温差低温送风成为可能，因此在现有工程中得到广泛应用。
现有技术中，在外融冰空调系统，所采用的蓄冰槽一般采用上部与大气相通的开放式长方体和/或圆柱体结构，称之为开式蓄冰槽。日本“JETI(Japan Energy & Technology Intelligence)”Vol.49№7(2001)p36-48对包括三洋电机空调(株)、新日本空调(株)、新菱冷热工业(株)、大金工业(株)、东芝开利、东洋热工业(株)、日本BAC(株)、三菱重工(株)等各冰蓄冷设备企业生产的冰蓄冷设备进行了归纳，从各厂家生产的外融冰蓄冰槽的结构形式来看，均为开式蓄冰槽。槽体内的冰盘管内部为载冷剂通道，冰盘管以顺序连接的弯管和直管构成，或以具有相同和/或不同盘绕直径螺旋管构成；冰盘管的进出口设置载冷剂分液管和集液管，分液管与制冷机的载冷剂出口管相连，集液管经过载冷剂泵连接到制冷机的载冷剂出口；冰盘管按一定的几何尺寸合理分布在槽体空间内，其表面为结冰部位；冰盘管外表面与槽体内表面为空调水存贮空间，槽体上设置有空调进水管与出水管，分别连接空调水系统的进、出水管。
上述外融冰蓄冰槽结构决定了冰槽水系统为开式系统，需要独立的取冷泵从冰水混合物中取冷。开式外融冰系统普遍存在取冷泵扬程大，泵停机后不可避免室内末端的水流倒灌、水流换向电磁阀和水量调节电动阀承受水静压大，开启与调节困难等缺陷，故在实际冰蓄冷空调系统中以采取增加冰槽空调水和系统空调水二次换热方式来克服上述缺陷，这样势必增加二次换热环节，造成取水温度升高，难以实现低温送风、减小空调水系统水泵、管径和末端设备规格，降低系统总造价等问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种闭式外融冰蓄冰槽。它可使外融空调系统避免水流倒灌而产生电磁阀与电动调节阀承受水静压过大的缺陷，减少了二次换热环节，使取冷温度降低，为减小空调水系统水泵、管路和末端设备规格，调节取冷速率，实现低温送风、降低系统总成本提供了技术保障。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种闭式外融冰蓄冰槽，它包括壳体、冰盘管、载冷剂分液管和载冷剂集液管，壳体的两端分别与封头封闭连接，冰盘管由弯管和直管形成多管程载冷剂通道。冰盘管集合入口与载冷剂分液管连接，载冷剂分液管与设在封头上的载冷剂进口相接，冰盘管集合出口与载冷剂集液管连接，载冷剂集液管与设在封头上的载冷剂出口相接，空调水通道的入口、空调水通道的出口分别与设在封头上的空调水入水管和空调水出水管连接。其结构特点是，所述，冰盘管由壳体内两端所设具有通孔的管板固定在壳体内，冰盘管外表面与壳体内表面空间形成空调水通道，空调水通道中径向设有多个交错放置的水折流板。
按照上述的技术方案，所述壳体的两端分别与封头封闭连接的形式采用壳体的两端分别与左封头和右封头连接，左封头端置有载冷剂进口、载冷剂出口及空调水出水管，右封头端置有空调水入水管。
按照上述的技术方案，所述壳体的两端分别与封头封闭连接的形式采用壳体的两端分别与上封头和底封头连接，上封头端置有载冷剂进口、载冷剂出口及空调水出水管，底封头端置有空调水进水管。
本发明由于采用了上述的结构，将现有技术的开式蓄冰槽改进为闭式蓄冰槽，因此利用本发明构成的闭式外融冰空调系统与现有技术相比具有如下特点：
(1)与内融冰蓄冰空调系统相比，闭式外融冰空调系统不需经过载冷剂与空调水的二次换热，板式换热器数量减少1/3～1/2，节约总冷源投资的10％以上；直接从冰水混合物中取冷，取冷水温低，能向不同功能用户提供从低到高较大温度范围内的冷水；通过调节进壳管式蓄冰槽内的水流速度，可很大范围内调节取冷速率；系统中载冷剂泵的扬程大幅度减小，不同工况运行时，载冷剂泵流量波动小、效率高，节能效果良好。
(2)一般(开式)外融冰空调系统相比，闭式外融冰空调系统克服了外融冰空调系统必然是开式系统的缺点，有效地解决了空调水倒灌、泵体阀体承受静水压大或管内出现真空现象，使水系统更加简捷、安全、可靠；壳管式蓄冰槽结构为圆柱形，强度高，不易变形，且安装条件更为简单、节省空间；系统为闭环，不必设置取冷泵，节省了总冷源投资的10％以上；不必单设小循环泵即可实现边蓄冷、边供冷功能；完全保留了一般(开式)外融冰蓄冰槽冰盘管外结冰的特征，使盘管不承受相变时应力的影响，使用寿命延长；直接从冰水混合物中取冷，取冷水温低，可根据房间不同功能要求，在一个系统中能方便实现不同参数供水需求。
(3)与动态冰蓄冷系统相比，闭式外融冰空调系统结构简单、制冰与存冰在同一容器内完成，不必单设存冰池，故系统造价低廉；采用闭式系统形式，输送1～2℃的冷水不会出现管路阻塞隐患，连续运行稳定、安全。
(4)本发明提供的闭式外融冰蓄冰槽可应用与大型蓄冰中央空调和直接蒸发式空调系统中，对降低蓄冷空调系统成本，大力推进电力系统移峰填谷政策实施、推进蓄能空调设备小型化、家庭化进程有着极为重要的意义。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的结构剖面图；
图2是图1的左侧视图；
图3是本发明另一种实施方式的结构剖面图；
图4是图3的俯视图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
实施例1
附图1和附图2是本发明的一种实施方式，称之卧闭式外融冰蓄冰槽。它包括壳体1、冰盘管11、载冷剂分液管9和载冷剂集液管10。壳体1的两端分别与左封头2和右封头3封闭连接。冰盘管11由弯管和直管形成多管程载冷剂通道，由壳体1内两端所设具有通孔的管板14固定在壳体1内。冰盘管11外表面与壳体1内表面空间形成空调水通道。空调水通道中径向设有多个交错放置的水析流板13。冰盘管11集合入口与载冷剂分液管9连接，载冷剂分液管9与左封头2上的载冷剂进口5相接。冰盘管11集合出口与载冷剂集液管10连接，载冷剂集液管10与设在左封头2上的载冷剂出口4相接。空调水通道的入口与设在右封头3下端的空调水入水管6相通。空调水通道的出口与设在左封头2上端的空调水出水管7相通。
使用中，载冷剂由载冷剂进口5进入载冷剂分液管9，将载冷剂平均分配到各冰盘管11的内部通道内，载冷剂与冰盘管11外侧的空调水进行热交换，将空调水冻结成冰并附着在冰盘管11外部，释放冷量后的载冷剂返回载冷剂集液管10，再由载冷剂出口4流入制冷机的载冷剂通道，吸收制冷剂的冷量。空调水是由空调水入水管6进入右封头3内，经带通孔的管板14进入壳体1内的空调水通道，空调水经水折流板13增大其流速进入左封头2并由空调水出水管7流向空调末端设备。
实施例2
附图3和附图4是本发明的另一种实施方式，称之立闭式外融冰蓄冰槽。其壳体1内部结构与上述实施例完全相同。所不同的是在使用中安装形式为立式安装。因此本实施例采用壳体1与上封头19和底封头20连接，上封头19端置有载冷剂进口5、载冷剂出口4及空调水出水管7，底封头20端置有空调水入水管6。空调水出水管7设在上封头19的上顶端，空调水入水管6设在底封头20的下顶端。该实施例的使用方法与上述实施例的使用方法相同，在此不多赘述。
另外说明的是，如果在上述卧与立闭式外融冰蓄冰槽的载冷剂通道内直接引入制冷剂介质，则转化为直接膨胀闭式外融冰蓄冰槽。此时，空调水通道仍然为空调水通道，载冷剂通道变为制冷剂通道，载冷剂进口4变为制冷剂进口，载冷剂出口5变为制冷剂出口，载冷剂分液管9变为制冷剂分液管，载冷剂集液管10变为制冷剂集气管，冰盘管11变为直接蒸发式冰盘管。该直接膨胀闭式外融冰蓄冰槽可方便地应用于直接蒸发式热泵空调系统中，对大力推进电力系统移峰填谷政策实施、推进蓄能空调设备小型化、家庭化进程有着极为重要的意义。
Claims (5)
1.一种闭式外融冰蓄冰槽，它包括壳体(1)、冰盘管(11)、载冷剂分液管(9)和载冷剂集液管(10)，壳体(1)的两端分别与封头封闭连接，冰盘管(11)由弯管和直管形成多管程载冷剂通道，冰盘管(11)集合入口与载冷剂分液管(9)连接，载冷剂分液管(9)与设在封头上的载冷剂进口(5)相接，冰盘管(11)集合出口与载冷剂集液管(10)连接，载冷剂集液管(10)与设在封头上的载冷剂出口(4)相接，空调水通道的入口、空调水通道的出口分别与设在封头上的空调水入水管(6)和空调水出水管(7)连接，其特征在于：所述冰盘管(11)由壳体(1)内两端所设具有通孔的管板(14)固定在壳体(1)内，冰盘管(11)外表面与壳体(1)内表面空间形成空调水通道，空调水通道中径向设有多个交错放置的水折流板(13)。
2.按照权利要求1所述的闭式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述壳体(1)的两端分别与封头封闭连接的形式采用壳体(1)的两端分别与左封头(2)和右封头(3)连接，左封头(2)端置有载冷剂进口(5)、载冷剂出口(4)及空调水出水管(7)，右封头(3)端置有空调水入水管(6)。
3.按照权利要求2所述的闭式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述空调水出水管(7)设在左封头(2)的上端，空调水入水管(6)设在右封头(3)的下端。
4.按照权利要求1所述的闭式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述壳体(1)的两端分别与封头封闭连接的形式采用壳体(1)的两端分别与上封头(19)和底封头(20)连接，上封头(19)端置有载冷剂进口(5)、载冷剂出口(4)及空调水出水管(7)，底封头(20)端置有空调水入水管(6)。
5.按照权利要求4所述的闭式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述空调水出水管(7)设在上封头(19)的上顶端，空调水入水管(6)设在底封头(20)的下顶端。
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