CN202040916U - 动态冰蓄冷制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动态冰蓄冷制冷设备,包括制冷机组、蒸发器和蓄冰池,制冷机组的回气管、热气管和供液管分别与蒸发器连通,回气管上设有回气恒压电磁阀,热气管上设有热氟电磁阀,供液管上设有供液电磁阀;蒸发器的板片内有制冷剂流道,蒸发器安装在蓄冰池的顶部,蓄冰池上设有温度传感器、高料位开关和低料位开关,蓄冰池外设有可将蓄冰池内水输送到蒸发器顶部的内部循环泵;蓄冰池上连有空调出水管和空调回水管,空调出水管上设有空调出水泵,空调出水管与空调回水管之间设有温度比例调节阀,空调回水管与循环水管连通。动态制冰蓄冰模式,运行灵活,结冰厚度达到5-15mm,传热效果好,制冰效率高,蓄冷量大,占地面积小,成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及冰蓄冷设备技术领域,特别涉及一种动态冰蓄冷制冷设备。
背景技术
冰蓄冷空调系统,是利用夜间电网低负荷期的廉价电力进行制冰,在白天电网供电紧张的情况下,停止制冷机组运行,空调系统利用夜间制冷机组所制的冰作为冷源,提供给需要供冷的场所。移峰填谷,即缓解电网供电紧张,又利用夜间廉价电费,节省空调制冷机组的整体运行成本,因此在世界范围内得到迅速发展。
目前冰蓄冷中央空调系统主要采用“冰球”、“冰盘管”蓄冷系统。
冰球蓄冷系统介绍:冰球外表面为聚乙烯材质,外形为直径100mm左右的圆球,表面设有多个凹坑,球内水结冰膨胀时,结冰时凹坑凸起,防止胀裂。将很多冰球放入装有乙二醇载冷剂的大蓄冰槽中,冰球通过与乙二醇热交换,球内的水结冰蓄冷、融冰吸热,实现冰蓄冷功能。
冰球冰蓄冷系统的一些不足之处如下:冰球蓄冷系统采用乙二醇载冷剂,带有载冷剂的制冷方式均为二次传热制冷方式,即制冷剂与载冷剂先换热,之后载冷剂再与冰球换热,制冷效率低;球内冷水冻结膨胀时,通过球表面凹处凸起缓解应力,凹面反复动作,容易开裂,而且结冰膨胀不一定会在凹处形成;冰球的直径通常为100~120mm,由于冰的热阻大,外部的冷量至少要通过20-30mm厚的冰层才能抵达中心点,冰球越中心的冷水越难结成冰,空间利用率低,蓄冷量低;冰球表层本身使用聚乙烯材质,传热性能差。
冰盘管蓄冷系统介绍:冰盘管即采用不锈钢SUS 304材质的管,盘管外表面附带翅片,盘管一般为多组并联,放置在一个装有水的大蓄冰槽内,蓄冰槽内的水与盘管内部的载冷剂热交换,在制冷蓄冷时,冰盘管外表面结成冰,储存冷量;在融冰吸热时,盘管外表面的冰融化,释放冷量,实现冰蓄冷功能。
冰盘管蓄冷系统的一些不足之处如下:冰盘管蓄冷系统采用载冷剂,带有载冷剂的制冷方式均为二次传热制冷方式,即制冷剂与载冷剂先换热,之后载冷剂再与水换热,制冷效率低;冰盘管摆放在蓄冰槽内时,管与管之间的间隙要小,所有用的盘管较多,一般采用价格高昂的SUS304不锈钢管。投入成本高;盘管外部冰结的越厚,传热效果越差,所以冰盘管外部的结冰厚度一般都比较薄,蓄冷能力低;盘管较多,而且放置在蓄冰槽中,发生泄漏,不方便维修。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了解决常用的冰蓄冷系统结冰厚度不易控制,传热效果差,制冰能力低,蓄冷量低等问题,提供了一种动态冰蓄冷制冷设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种动态冰蓄冷制冷设备,包括制冷机组、蒸发器和盛水的蓄冰池,制冷机组的回气管、热气管和供液管分别与蒸发器连通,回气管上安装有回气恒压电磁阀,热气管上安装有热氟电磁阀,供液管内装有制冷剂,供液管上安装有供液电磁阀;蒸发器为板片式蒸发器,蒸发器的板片内具有制冷剂流道,蒸发器安装在蓄冰池的顶部,蓄冰池上安装有温度传感器、高料位开关和低料位开关,蓄冰池外安装有内部循环泵,内部循环泵通过循环水管与蒸发器顶部连通;蓄冰池上连接有空调出水管和空调回水管,空调出水管上安装有空调出水泵,空调出水管与空调回水管之间设有温度比例调节阀,空调回水管与循环水管连通。
蒸发器上方设置有将水均匀分洒在板片外表面的分水槽。
供液管末端连接有分液器,分液器与蒸发器的制冷剂流道连通。
高料位开关和低料位开关都为阻旋式料位开关。
蓄冰池内安装有冰水过滤网。
本实用新型的有益效果是:制冰蓄冷时,利用内部循环水与制冷剂直接热交换制冰;融冰吸热时,采用空调回水与冰块直接混合热交换,制冰、融冰过程不采用载冷剂,提高换热效率及制冷效率;
动态制冰模式,板片结冰面结冰厚度达到5-15mm时,利用热氟将板片外的冰块脱落,脱落后的冰直接储存在蓄冰池内,板片蒸发器脱冰后再重新开始制冰,避免在蓄冰过程中,冰层过厚,造成换热效果差,制冰能力低、蓄冷量低等问题,实验证明制造5-15mm厚度的冰块,传热效果最好、制冰的效率最高、系统的运行最经济;
可实现双工况运行:制冰蓄冷模式和冷水机模式,制冰蓄冷模式时制冷机组全负荷运行,蒸发温度-10℃左右,进行制冰蓄冷;冷水机模式下,制冷机组卸载或部分制冷机组停止运行,蒸发温度+2℃,直接将+12℃空调回水温度降低至+7℃;
板片式蒸发器结冰面为开放式,排除蒸发器被冻裂胀裂的可能,制冰脱冰都很方便;
采用动态制冰模式,制冰效率高,蓄冷量大,板片每平方米一天可制造约0.6~0.8吨的冰,蒸发面积小,占地面积少,成本低;
蒸发器安装在蓄冰池顶部,方便维修。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图,对本实用新型做进一步说明。
如图1所示,一种动态冰蓄冷制冷设备,包括制冷机组、蒸发器1和盛水的蓄冰池2,制冷机组的回气管3、热气管4和供液管5分别与蒸发器1连通,回气管3上安装有回气恒压电磁阀6,热气管4上安装有热氟电磁阀7,供液管5内装有制冷剂,供液管5上安装有供液电磁阀8;蒸发器1为板片式蒸发器,蒸发器1的板片内具有制冷剂流道1-1,蒸发器1安装在蓄冰池2的顶部,蓄冰池2上安装有温度传感器9、高料位开关10和低料位开关11,蓄冰池2外安装有内部循环泵12,内部循环泵12通过循环水管13与蒸发器1顶部连通;蓄冰池2上连接有空调出水管14和空调回水管15,空调出水管14上安装有空调出水泵16,空调出水管14与空调回水管15之间设有温度比例调节阀17,空调回水管15与循环水管13连通。
如图1所示,所述的蒸发器1上方设置有将水均匀分洒在板片外表面的分水槽18;供液管5末端连接有分液器19,分液器19与蒸发器1的制冷剂流道1-1连通,便于将制冷剂均匀输送到制冷剂流道1-1内;蓄冰池2内安装有冰水过滤网20,用于过滤冰块,有利于内部水循环。
本实用新型中,蒸发器1为开放式板片蒸发器,结冰面在板片表面,排除了蒸发器被胀裂的可能,结冰厚度易控制,厚度一般在5-15mm之间,传热效果好,制冰效率高,也容易脱冰。
如图1所示,动态冰蓄冷制冷设备有四种运行状态。
A、预冷模式,当夜间低谷电时,运行制冷机组,检测温度传感器9,温度传感器9设定值一般为2℃,当蓄冰池2的温度高于2℃时,制冷机组自动转换为预冷模式。预冷模式运行的目的是将蓄冰池2内水温先降低至2℃,也就是接近水的冰点温度,为制冰模式做好准备。预冷模式时,制冷机组开始运行,供液电磁阀8开启,回气恒压电磁阀6开启,制冷机组将蒸发温度恒定为-3℃,即保持有效换热温差,使板片外表面不结冰,保持最高的换热效率,从而迅速的降低水温。制冷机组运行的同时,内循环泵12运行,将蓄冰池2内部的水输送至板片蒸发器顶部的分水槽18内,再均匀的洒在板片蒸发器的外表面,与板片蒸发器制冷剂流道1-1内部蒸发的制冷剂换热,温度降低。不断循环,使水温降低到设定的温度。
回气恒压电磁阀:当回气恒压电磁阀6打开时,阀门全部开启,当回气恒压电磁阀6关闭时,该阀能恒定阀前的压力,恒定的压力可以任意设定,当阀前的压力高于设定值时,阀门开启,当阀前压力低于设定值时,阀门关闭。回气恒压电磁阀的压力设定等于该制冷剂蒸发温度为+5℃时的饱和压力。这样既能使冰融化,又能保证较少的冰融化,提高产冰量。
B、蓄冰模式,夜间低谷电时,动态冰蓄冷制冷设备运行在预冷模式,当水温低于温度传感器9设定的2℃时,制冷机组自动进入蓄冰模式,进入蓄冰模式后,制冷机组的蒸发器降低至-10℃左右,此时水循环继续运行,较大的温差使板片蒸发器外表面开始结冰,经过一定的时间后,板片蒸发器外表面的冰层达到指定厚度,此时关闭供液电磁阀8、回气恒压电磁阀6,开启热氟电磁阀7。高温的热氟进入板片蒸发器的制冷剂流道1-1内,融化板片外部的冰层,之后冰层脱落。当所有冰块脱落后,进入下次的制冰脱冰循环。冰蓄冷模式运行较长时间后,水池内部漂浮着很厚的冰层,冰层厚实而下沉,且蓄冰池2内的水温随之降低,冰层下降到低料位开关11位置后,低料位开关11动作,系统停机,蓄冰模式结束。之后,如果空调系统运行,使冰层融化,上浮到高料位开关10位置时,蓄冰模式又开始自动运行,不断的制冰蓄冷。
料位开关一般为阻旋式料位开关,料位开关正常旋转时,料位开关触点闭合,当料位开关的旋转叶片被冰层挡住后,料位开关触点断开。
C、融冰吸热,白天峰值电时,制冷机组停止运行。空调系统运行,空调出水泵16运行,为需供冷的场所提供冷水,空调的回水通过温度比例调节阀17,部分与蓄冰池2内的冷水混合,形成正常的空调供水水温,继续提供给需供冷场所,部分进入板片蒸发器顶部的分水槽18,通过分水槽18分布后,沿板片蒸发器外表面流动后,大面积的洒在蓄冰池2漂浮的冰面上,融化冰层,回水温度也瞬间降低。通过温度比例调节阀17源源不断的提供给需供冷场所需要的冷水。
温度比例调节阀,设定阀前出水温度,当空调出水温度过高时,关小阀门的开启度,减少空调回水的回流量,增大冷水的供水量,从而降低空调出水温度,反之则同理。从而恒定空调的出水温度。
正常情况下,蓄冰池内的水温为0.5℃,空调回水12℃,空调出水(供水)温度:7℃。
D、空调模式,当某天空调运行负荷较大时,融冰吸热运行使冰层全部融化,并且整个蓄冰池2的水温上升到2℃时,为了保证空调的正常使用,动态冰蓄冷设备自动进入空调模式,制冷机组运行,并将蒸发温度恒定为2℃,关闭温度比例调节阀,空调出水泵16继续运行,12℃空调回水全部进入分水槽18,并均布到各个板片蒸发器的外表面,与制冷剂流道1-1内的制冷剂热交换,温度降低至7℃后,进入蓄冰池2内,再由空调出水泵16源源不断的输送至需供冷的场所。
Claims (5)
1.一种动态冰蓄冷制冷设备,包括制冷机组、蒸发器(1)和盛水的蓄冰池(2),其特征在于:制冷机组的回气管(3)、热气管(4)和供液管(5)分别与蒸发器(1)连通,回气管(3)上安装有回气恒压电磁阀(6),热气管(4)上安装有热氟电磁阀(7),供液管(5)内装有制冷剂,供液管(5)上安装有供液电磁阀(8);蒸发器(1)为板片式蒸发器,蒸发器(1)的板片内具有制冷剂流道(1-1),蒸发器(1)安装在蓄冰池(2)的顶部,蓄冰池(2)上安装有温度传感器(9)、高料位开关(10)和低料位开关(11),蓄冰池(2)外安装有内部循环泵(12),内部循环泵(12)通过循环水管(13)与蒸发器(1)顶部连通;蓄冰池(2)上连接有空调出水管(14)和空调回水管(15),空调出水管(14)上安装有空调出水泵(16),空调出水管(14)与空调回水管(15)之间设有温度比例调节阀(17),空调回水管(15)与循环水管(13)连通。
2.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备,其特征是:所述的蒸发器(1)上方设置有将水均匀分洒在板片外表面的分水槽(18)。
3.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备,其特征在于:所述的供液管(5)末端连接有分液器(19),分液器(19)与蒸发器(1)的制冷剂流道(1-1)连通。
4.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备,其特征在于:所述的高料位开关(10)和低料位开关(11)都为阻旋式料位开关。
5.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备,其特征在于:所述的蓄冰池(2)内安装有冰水过滤网(20)。
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GR01 | Patent grant | ||
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