CN207797278U - 一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统 - Google Patents

Abstract

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，属于冰蓄冷空调系统领域。技术要点是，冷机组依次通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅲ与空调末端连接，制冷机组依次通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅵ与集水器连接，冷机组依次通过控制阀Ⅱ和控制阀Ⅳ与空调末端连接，冷机组依次通过控制阀Ⅱ、控制阀Ⅶ、控制阀Ⅷ与分水器连接，水合物蓄冰槽分别与分水器和集水器连接，制冷机组和空调末端之间设置有冷冻水循环泵，控制阀Ⅶ和控制阀Ⅷ之间设置有循环泵，控制阀Ⅴ与控制阀Ⅶ、循环泵、控制阀Ⅷ并联连接。有益效果是:本实用新型的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统采用常规空调制冷机组实现冰蓄冷，并且机组的能效比高于采用低温冰蓄冷制冷机，提高了效率，节约了能源。

Description

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统

技术领域

本实用新型属于冰蓄冷空调系统领域，尤其涉及一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统。

背景技术

所谓“冰蓄冷空调系统”，通常是指在用电量低谷期间开启空调制冷机组，将蓄冰槽内的水或水合物降温结冰，通过冰的凝固放热而储存冷量，待用电高峰期将冰融化来释放冷量作为空调的冷源。空调系统需要消耗大量电能，冰蓄冷系统实现了电力的填谷错峰，缓解用电峰值、提高电网安全运行；冰蓄冷系统还能够减小电力配置容量、减小空调制冷机组型号、享受谷电优惠电价。是一种从个体用户到供电全局都有利的技术手段。

水合物冰蓄冷，具有冰点高、可调节结晶温度特点，蓄热密度接近水，是替代常规冰蓄冷的理想物质。因为冰点高，可以采用普通冷水机组，既能够直接与空调末端连接，也可以连接蓄冰槽制取蓄冷冰，具有降低造价、提高机组能效比的优点。水合物是多种物质的混合，包括水、烃基化合物、表面活性剂、纳米材料等，上述物质混合后会有分层现象，需要充分均匀混合后才能实现0℃以上结冰。有系统采用蓄冰槽外设置循环泵，从蓄冰槽底部抽取液体后淋洒在液面的做法，但槽内液体过冷后在循环管道出现结冰而无法工作。

实用新型内容

为了更好节约并且充分利用能源，本实用新型提出一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，该系统高温结冰大大提高制冷机组能效比，达到节能减排的目标。

技术方案如下：

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，包括：制冷机组、空调末端、冷冻水循环泵、水合物蓄冰槽、循环泵、分水器、集水器、控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ、控制阀Ⅲ、控制阀Ⅳ、控制阀Ⅴ、控制阀Ⅵ、控制阀Ⅶ、控制阀Ⅷ，所述制冷机组依次通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅲ与所述空调末端连接，所述制冷机组依次通过控制阀Ⅰ和控制阀Ⅵ与所述集水器连接，所述制冷机组依次通过控制阀Ⅱ和控制阀Ⅳ与所述空调末端连接，所述制冷机组依次通过控制阀Ⅱ、控制阀Ⅶ、控制阀Ⅷ与所述分水器连接，所述水合物蓄冰槽分别与所述分水器和集水器连接，所述制冷机组和空调末端之间设置有所述冷冻水循环泵，所述控制阀Ⅶ和控制阀Ⅷ之间设置有所述循环泵，所述控制阀Ⅴ与所述控制阀Ⅶ、循环泵、控制阀Ⅷ并联连接。

进一步的，所述水合物蓄冰槽包括盘管换热器、套筒换热器、外置电机和桨翼式叶轮，所述盘管换热器分别与所述分水器和集水器连接，所述套筒换热器分别与所述分水器和集水器连接，所述桨翼式叶轮内置于所述套筒换热器，所述外置电机与所述桨翼式叶轮连接。

进一步的，所述制冷机组的数量为一组以上。

进一步的，还包括控制器，所述控制器分别与所述控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ、控制阀Ⅲ、控制阀Ⅳ、控制阀Ⅴ、控制阀Ⅵ、控制阀Ⅶ、控制阀Ⅷ连接。

进一步的，所述控制器为PLC控制系统。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统在制冷机组和空调末端之间接入水合物蓄冰槽，不需供冷时，通过阀门的控制，制冷机组利用水合物蓄冰槽储存冷量；需要供冷时，水合物蓄冰槽作为空调冷源为空调末端进行供冷。

本实用新型采用水合物蓄冰槽，蓄冷介质为水合物，蓄冷介质为水合物相较于现有的冰蓄冷，属于高温蓄冷，较传统冰蓄冷系统，无需设乙二醇循环系统，简化了系统设置，同时降低系统运行电耗，达到节能减排目标。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1.制冷机组,2.空调末端,3.冷冻水循环泵,4.水合物蓄冰槽,5.循环泵,6.分水器,7.集水器,8.盘管换热器,9.套筒换热器,10.外置电机,11.桨翼式叶轮,12.控制阀Ⅰ，13.控制阀Ⅱ，14.控制阀三Ⅲ,15.控制阀Ⅳ，16.控制阀Ⅴ，17.控制阀Ⅵ，18.控制阀Ⅶ，19.控制阀Ⅷ。

具体实施方式

下面结合附图1对水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统做进一步说明。

实施例1

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，包括：制冷机组1、空调末端2、冷冻水循环泵3、水合物蓄冰槽4、循环泵5、分水器6、集水器7、控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅲ14与所述空调末端2连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅵ17与所述集水器7连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅱ13和控制阀Ⅳ15与所述空调末端2连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19与所述分水器6连接，所述水合物蓄冰槽4分别与所述分水器6和集水器7连接，所述制冷机组1和空调末端2之间设置有所述冷冻水循环泵3，所述控制阀Ⅶ18和控制阀Ⅷ19之间设置有所述循环泵5，所述控制阀Ⅴ16与所述控制阀Ⅶ18、循环泵5、控制阀Ⅷ19并联连接。

进一步的，所述水合物蓄冰槽4包括盘管换热器8、套筒换热器9、外置电机10和桨翼式叶轮11，所述盘管换热器8分别与所述分水器6和集水器7连接，所述套筒换热器9分别与所述分水器6和集水器7连接，所述桨翼式叶轮11内置于所述套筒换热器9，所述外置电机10与所述桨翼式叶轮11连接。所述制冷机组1的数量为2组。

夜间建筑停止空调制冷时，关闭控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，开启控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17，制冷机组1提供6℃冷冻水，通过冷冻水循环泵3实现冷水在水合物蓄冰槽4内换热，换热由盘管换热器8、套筒换热器9来完成。

在制冷机组1开启同时，启动水合物蓄冰槽4的外置电机10、驱动桨翼式叶轮11完成水合物混合搅拌的过程，套筒换热器9在上下两端设有导流板，促使混合均匀有效；水合物蓄冰槽4内物质过冷后结冰，完成蓄冰过程；日间建筑空调制冷时，利用水合物蓄冰槽4储存冷量作为空调冷源，此时开启控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，关闭控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17，启动循环泵5，向空调末端2提供7℃冷冻水。系统在夜间谷电时段错峰工作，日间空调开启时不需要启动制冷机组1，水合物蓄冷较传统低温冰蓄冷机组能效比高，空调系统保证建筑使用要求，同时降低系统运行电耗，达到节能减排目标。

实施例2

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，包括：制冷机组1、空调末端2、冷冻水循环泵3、水合物蓄冰槽4、循环泵5、分水器6、集水器7、控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅲ14与所述空调末端2连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅰ12和控制阀Ⅵ17与所述集水器7连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅱ13和控制阀Ⅳ15与所述空调末端2连接，所述制冷机组1依次通过控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19与所述分水器6连接，所述水合物蓄冰槽4分别与所述分水器6和集水器7连接，所述制冷机组1和空调末端2之间设置有所述冷冻水循环泵3，所述控制阀Ⅶ18和控制阀Ⅷ19之间设置有所述循环泵5，所述控制阀Ⅴ16与所述控制阀Ⅶ18、循环泵5、控制阀Ⅷ19并联连接。

所述水合物蓄冰槽4包括盘管换热器8、套筒换热器9、外置电机10和桨翼式叶轮11，所述盘管换热器8分别与所述分水器6和集水器7连接，所述套筒换热器9分别与所述分水器6和集水器7连接，所述桨翼式叶轮11内置于所述套筒换热器9，所述外置电机10与所述桨翼式叶轮11连接，所述制冷机组1的数量为1组。

还包括控制器，所述控制器分别与所述控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19连接，所述控制器为PLC控制系统所述PLC控制系统用于控制所述控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19的开启与关闭。

夜间建筑停止空调制冷时，关闭控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，开启控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17，制冷机组1提供6℃冷冻水，通过冷冻水循环泵3实现冷水在水合物蓄冰槽4内换热，换热由盘管换热器8、套筒换热器9来完成。

在制冷机组1开启同时，启动水合物蓄冰槽4的外置电机10、驱动桨翼式叶轮11完成水合物混合搅拌的过程，套筒换热器9在上下两端设有导流板，促使混合均匀有效；水合物蓄冰槽4内物质过冷后结冰，完成蓄冰过程；日间建筑空调制冷时，利用水合物蓄冰槽4储存冷量作为空调冷源，此时开启控制阀Ⅲ14、控制阀Ⅳ15、控制阀Ⅶ18、控制阀Ⅷ19，关闭控制阀Ⅰ12、控制阀Ⅱ13、控制阀Ⅴ16、控制阀Ⅵ17，启动循环泵5，向空调末端2提供7℃冷冻水。系统在夜间谷电时段错峰工作，日间空调开启时不需要启动制冷机组1，水合物蓄冷较传统低温冰蓄冷机组能效比高，空调系统保证建筑使用要求，同时降低系统运行电耗，达到节能减排目标。

实施例3

一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，整个体系包括集中空调系统、水合物蓄冰系统，其中集中空调制冷系统包括制冷机组1、空调末端2、冷冻水循环泵3及控制阀组；水合物蓄冰系统包括循环泵5、分水器6、集水器7、水合物蓄冰槽4、盘管换热器8、套筒换热器9、桨翼式叶轮11、外置电机10、控制阀组；

常规空调系统中，夜间建筑不需要供冷时，制冷机组工作，将冷量储存在水合物蓄冰槽4内，用于日间的空调冷源。水合物蓄冰槽空调系统中，设有盘管式换热器8，用于制冰和融冰过程的热量传导；在水合物蓄冰槽4内置混合套筒换热器9，桨翼式叶轮11驱动水合物形成在槽内自下向上的流动，套筒式换热器9加强热交换的传导，水合物流动过程中利于提高换热速率，充分混合各个组分，水合物在过冷度下实现结晶制冰，混合过程中的水流扰动，有利于结晶。采用普通空调制冷机组实现水合物高温蓄冰，简化了冰蓄冷系统，降低工程造价，同时制冰时机组能效比高，节约了大量电力资源，实现节能降耗的效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，其特征在于，包括：制冷机组(1)、空调末端(2)、冷冻水循环泵(3)、水合物蓄冰槽(4)、循环泵(5)、分水器(6)、集水器(7)、控制阀Ⅰ(12)、控制阀Ⅱ(13)、控制阀Ⅲ(14)、控制阀Ⅳ(15)、控制阀Ⅴ(16)、控制阀Ⅵ(17)、控制阀Ⅶ(18)、控制阀Ⅷ(19)，所述制冷机组(1)依次通过控制阀Ⅰ(12)和控制阀Ⅲ(14)与所述空调末端(2)连接，所述制冷机组(1)依次通过控制阀Ⅰ(12)和控制阀Ⅵ(17)与所述集水器(7)连接，所述制冷机组(1)依次通过控制阀Ⅱ(13)和控制阀Ⅳ(15)与所述空调末端(2)连接，所述制冷机组(1)依次通过控制阀Ⅱ(13)、控制阀Ⅶ(18)、控制阀Ⅷ(19)与所述分水器(6)连接，所述水合物蓄冰槽(4)分别与所述分水器(6)和集水器(7)连接，所述制冷机组(1)和空调末端(2)之间设置有所述冷冻水循环泵(3)，所述控制阀Ⅶ(18)和控制阀Ⅷ(19)之间设置有所述循环泵(5)，所述控制阀Ⅴ(16)与所述控制阀Ⅶ(18)、循环泵(5)、控制阀Ⅷ(19)并联连接。

2.如权利要求1所述的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，其特征在于，所述水合物蓄冰槽(4)包括盘管换热器(8)、套筒换热器(9)、外置电机(10)和桨翼式叶轮(11)，所述盘管换热器(8)分别与所述分水器(6)和集水器(7)连接，所述套筒换热器(9)分别与所述分水器(6)和集水器(7)连接，所述桨翼式叶轮(11)内置于所述套筒换热器(9)，所述外置电机(10)与所述桨翼式叶轮(11)连接。

3.如权利要求1所述的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，其特征在于，所述制冷机组(1)的数量为一组以上。

4.如权利要求1所述的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述控制阀Ⅰ(12)、控制阀Ⅱ(13)、控制阀Ⅲ(14)、控制阀Ⅳ(15)、控制阀Ⅴ(16)、控制阀Ⅵ(17)、控制阀Ⅶ(18)、控制阀Ⅷ(19)连接。

5.如权利要求4所述的水合物内循环混合换热的冰蓄冷空调系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制系统。