CN208751093U - 一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统，包括制冷剂循环系统，冷却水系统，蓄能系统，过冷水循环系统一，过冷水循环系统二，冷冻水系统及中间换热装置。本实用新型在常规冷却塔冷却的基础上，另外使用少量的蓄能装置中的冷量，实现出冷凝器的制冷剂大幅度过冷。该装置能够稳定地提升整个系统的制冷系数，能够减少压缩机功耗。

Description

一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统

技术领域

本实用新型涉及供热、供燃气、通风与空调领域范围，特别是一种区域集中供能系统制冷循环过冷节电技术。

背景技术

目前，在建筑用制冷系统中，受限于夏季室外环境温度较高的影响，使用冷却塔对制冷系统冷凝器进行冷却，出冷凝器的制冷剂过冷度一般只做到3～5℃。

对于制冷系统内部循环而言，提高制冷系统的冷凝过程制冷剂的过冷温度，将减少制冷系统节流闪蒸损失，从而增加制冷量，最终提高制冷系数COP。根据相关研究表明，冷凝温度每降低1℃，制冷系统制冷效率将提高1.2％。因此研究如何提高制冷过程过冷度对建筑节能具有重要的意义。

制冷系统过冷的方式有很多种。如可以增加冷却塔出力，可适当增大冷却塔参数，增大风机功率和换热面积，实现冷凝器液体过冷。但是，这种方式同样也提高了冷却塔的耗电功率。另外，夏季室外环境温度较高，常常高于30℃，受制于环境温度的影响，冷却塔的所能实现的过冷能力有限；可以引入自来水的冷量，由于自来水在夏季时的温度相对环境的温度较低，在原先存在冷却塔冷却的前提下，考虑将自来水通入冷凝器，可实现制冷系统的过冷。这种方法存在自来水的后处理问题，自来水大量浪费。

实用新型内容

本实用新型提供一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统，能够稳定地提升整个系统的制冷系数，能够减少压缩机功耗。

本实用新型提供的技术方案是：

一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统，包括制冷剂循环系统，冷却水系统，蓄能系统，过冷水循环系统一，过冷水循环系统二，冷冻水系统及中间换热装置。

制冷剂循环系统包括压缩机、冷凝器、过冷器、电磁节流阀、蒸发器，使用管路依次连接形成闭环，制冷剂在压缩机中压缩形成高温高压气体，进入冷凝器中冷凝，变成低温高压液体，进入电磁节流阀中节流降压，变成低温低压气液混合物，然后进入蒸发器中蒸发吸热变成气态制冷剂，最后回到压缩机；

冷却水系统包含冷却塔、冷却水泵、冷却塔控制阀及冷凝器，冷却塔使用风冷式冷却塔，冷却循环介质为水；

蓄能系统包含乙二醇泵、蒸发器、蓄能水池、蓄能控制阀和中间控制阀二；

过冷水循环系统一依次包含循环控制阀、过冷循环泵一、过冷器、蓄能水池及循环管路连接；

过冷水循环系统二依次包含过冷循环泵二、过冷循环阀、过冷器，蓄能水池及循环管路连接；

冷冻水系统依次由冷冻水泵、用户端控制阀、换热器及用户终端组成。

本实用新型在常规冷却塔冷却的基础上，另外使用少量的蓄能装置中的冷量，实现出冷凝器的制冷剂大幅度过冷。该装置能够稳定地提升整个系统的制冷系数，能够减少压缩机功耗。

附图说明

图1是本实用新型系统示意图。

其中有：压缩机1，蒸发器4，冷凝器21，冷却塔5，蓄能装置7，过冷器22，换热器8，用户终端9，过冷循环泵一61，乙二醇泵62，冷冻水泵63，冷却水泵64，过冷循环泵二65，电磁节流阀31，循环控制阀32，过冷循环阀38，蓄能控制阀33，中间控制阀一34，中间控制阀二35，换热器控制阀36，冷却塔控制阀37，用户端控制阀39。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1，一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统，包括制冷剂循环系统，冷却水系统，蓄能系统，过冷水循环系统一，过冷水循环系统二，冷冻水系统及中间换热装置。

制冷剂循环系统包括压缩机1、冷凝器21、过冷器22、电磁节流阀31、蒸发器4，使用管路依次连接形成闭环，制冷剂在压缩机1中压缩形成高温高压气体，进入冷凝器21中冷凝，变成低温高压液体，进入电磁节流阀31中节流降压，变成低温低压气液混合物，然后进入蒸发器4中蒸发吸热变成气态制冷剂，最后回到压缩机1；

冷却水系统包含冷却塔5、冷却水泵64、冷却塔控制阀37及冷凝器21，冷却塔使用风冷式冷却塔，冷却循环介质为水；

蓄能系统包含乙二醇泵62、蒸发器4、蓄能水池7、蓄能控制阀33和中间控制阀二35；

过冷水循环系统一依次包含循环控制阀32、过冷循环泵一61、过冷器22、蓄能水池7及循环管路连接；

过冷水循环系统二依次包含过冷循环泵二65、过冷循环阀38、过冷器22，蓄能水池7及循环管路连接；

冷冻水系统依次由冷冻水泵63、用户端控制阀39、换热器8及用户终端9组成。

本系统可进行多工况过冷运行。

过冷水循环系统一+主机供冷：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统和过冷水循环系统一。运行过冷循环泵一61、乙二醇泵62、冷冻水泵63和冷却水泵64，关闭过冷循环泵二65，开启阀门32、34、36、37、39，调节阀门35，关闭阀门33、38。

过冷水循环系统二+主机供冷：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统和过冷水循环系统二。运行过冷循环泵二65、乙二醇泵62、冷冻水泵63和冷却水泵64，关闭过冷循环泵一61，开启阀门32、34、36、37、38，调节阀门35，关闭阀门32、33。

过冷水循环系统一+过冷水循环系统二+主机供冷：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统和过冷水循环系统一和过冷水循环系统二。运行过冷循环泵一61、过冷循环泵二65、乙二醇泵62、冷却水泵64和冷冻水泵63，开启阀门32、34、36、37、38、39，调节阀门35，关闭阀门33。

过冷水循环系统一+主机供冷+释冷供能：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统、蓄能系统和过冷水循环系统一。运行过冷循环泵一61、乙二醇泵62、冷冻水泵63和冷却水泵64，关闭过冷循环泵二65。开启阀门32、37、39，调节阀门33、34、35、36。

过冷水循环系统二+主机供冷+释冷供能：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统、蓄能系统和过冷水循环系统二。运行过冷循环泵二65、乙二醇泵62、冷冻水泵63和冷却水泵64，关闭过冷循环泵一61。开启阀门32、37、39，调节阀门33、34、35、36。

过冷水循环系统一+过冷水循环系统二+主机供冷+释冷供能：开启制冷系统、冷却水系统、冷冻水系统和蓄能系统和过冷水循环系统一和过冷水循环系统二。运行过冷循环泵一61、乙二醇泵62、冷冻水泵63和冷却水泵64、过冷循环泵二65。开启阀门32、37、38、39，调节阀门33、34、35、36。

针对以上实施方案，本发明以典型制冷系统为例进行计算。冷冻水供回水温度设为7℃/12℃，冷却水供回水温度设为32℃/37℃，设定冷凝器2的制冷剂侧温度为45℃，蒸发器4的制冷剂侧温度为-5℃。正常条件制冷系统冷凝器2制冷剂侧过冷度为5℃。压缩机1排气过热度7℃，在原先存在的过冷度为5℃情况下，使用过冷器22提高过冷度。当采用过冷水循环系统一，可使制冷介质过冷度达到20～25℃，当采用过冷水循环系统二，可使制冷介质过冷度达到17～20℃。当采用这两种共同作用时，制冷剂介质过冷度可达到19～23℃。

设定制冷负荷需求量不变。当采用过冷水循环系统一方案时，制冷循环的节流前制冷剂过冷度由5℃增加到25℃时，制冷剂循环流量下降，制冷剂干度由原来的25％降低到10.2％。系统制冷COP提高了19.29％。当采用过冷水循环系统二方案时，制冷循环的节流前制冷剂过冷度由5℃增加到20℃时，制冷剂循环流量下降，制冷剂干度由25％降低到13.8％。系统制冷COP提高了14.54％。当采用以上两种方案，压缩机消耗的功率都降低，压缩机耗电减少，节约用电成本。此时冷凝器和蒸发器尺寸不变。

此系统特别适用于存在峰谷电价的地区。当采用制冷+蓄冷的技术形式，如夜晚11:00～次日8:00时，电价较低，对冷水池进行蓄冷，此时蓄冷水池所蓄的冷量包含两部分，一是白天冷负荷正常削峰填谷的冷量，二是为过冷循环系统所蓄的冷量。在此两种冷量的共同作用下，在白天电价较高时，开启释冷和过冷循环，减少主机功耗，此种方法可显著节约用户用电成本。

另外，在一个昼夜期间，蓄能装置中的温度远低于环境温度，因此开启过冷水循环可使机组运行处于过冷状态，主机运行耗电降低。

此种技术的应用不限于普通建筑，还包含食品冷藏、冷库等场所。

Claims (1)

1.一种区域供能系统制冷循环过冷节电系统，其特征在于，包括制冷剂循环系统，冷却水系统，蓄能系统，过冷水循环系统一，过冷水循环系统二，冷冻水系统及中间换热装置；

制冷剂循环系统包括压缩机(1)、冷凝器(21)、过冷器(22)、电磁节流阀(31)、蒸发器(4)，使用管路依次连接形成闭环，制冷剂在压缩机(1)中压缩形成高温高压气体，进入冷凝器(21)中冷凝，变成低温高压液体，进入电磁节流阀(31)中节流降压，变成低温低压气液混合物，然后进入蒸发器(4)中蒸发吸热变成气态制冷剂，最后回到压缩机(1)；

冷却水系统包含冷却塔(5)、冷却水泵(64)、冷却塔控制阀(37)及冷凝器(21)，冷却塔使用风冷式冷却塔，冷却循环介质为水；

蓄能系统包含乙二醇泵(62)、蒸发器(4)、蓄能水池(7)、蓄能控制阀(33)和中间控制阀二(35)；

过冷水循环系统一依次包含循环控制阀(32)、过冷循环泵一(61)、过冷器(22)、蓄能水池(7)及循环管路连接；

过冷水循环系统二依次包含过冷循环泵二(65)、过冷循环阀(38)、过冷器(22)，蓄能水池(7)及循环管路连接；

冷冻水系统依次由冷冻水泵(63)、用户端控制阀(39)、换热器(8)及用户终端(9)组成。