CN208872160U - 一种多回路双控温相变蓄冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蓄冷技术领域，尤其涉及一种多回路双控温相变蓄冷装置。该多回路双控温相变蓄冷装置包括制冷机、第一蓄冷储箱、第二蓄冷储箱、第一需冷装置、第二需冷装置，所述第一蓄冷储箱、所述第二蓄冷储箱内分别设有第一蓄冷液、第二蓄冷液，所述第一蓄冷储箱与所述第一需冷装置之间形成第一循环回路，所述第二蓄冷储箱与所述第二需冷装置之间形成第二循环回路；所述第一蓄冷储箱内设有第一蒸发器盘管，所述第二蓄冷储箱内设有第二蒸发器盘管和不少于一个的相变蓄能箱，每个所述相变蓄能箱内设有一个第三蒸发器盘管，所述第一蒸发器盘管、第二蒸发器盘管、第三蒸发器盘管并联于所述制冷机的出液管路和进液管路上。

Description

一种多回路双控温相变蓄冷装置

技术领域

本实用新型涉及蓄冷技术领域，尤其涉及一种多回路双控温相变蓄冷装置。

背景技术

随着现在工业的发展和人民生活水平的提高，一些需冷设备比如空调、冷库等呈加速增长趋势，从而使得电力系统谷差急剧增加，电网负荷率明显下降。需冷设备不仅耗电量大，而且其冷负荷高峰时间与城市用电尖峰时段相吻合，加剧了谷峰供电不平衡，使峰期供电不足的问题更加严峻。另外，以徐州为例，峰谷电价相差3倍左右，对于一个企业能尽可能利用谷电蓄冷，将大大节约成本。

为了解决上述问题，现有技术出现了一些解决方案，比如专利号分别CN201420431926.1和CN201610547950.5的中国专利。

专利号为CN201420431926.1的中国专利公开了“一种相变蓄冷空调系统”，该专利存在以下问题：蓄冷设备通过换热器制冷，热交换器3不具有缓冲蓄冷的作用。只要空调末端4需要冷量，泵5，泵6，就一直在运行；空调末端4的负荷是变化的，换热器的换热能力是一定的，相变蓄冷池内的冷量是不断损耗的，为了保证空调末端有相对稳定的进水温度，需要不断调节泵5，泵6的流量，这需要复杂的控制系统才能实现；相变材料封闭在密封的容器中且潜入相变蓄冷池，在反复相变中，因为体积的变化，需要外壳也随之变化或者承受较大的压力，这样的外壳材料以及制造工艺比较复杂；相变蓄冷池内的冷量是不断损耗的，假设在峰电阶段，相变蓄冷池内的冷量损耗殆尽后，就需要重新开启制冷主机1，而制冷主机制备的冷量要先经过相变蓄冷池蓄冷才能进入热交换器，这样就变成了峰电蓄冷，是不经济的；制冷机1流出的是载冷剂，不是制冷剂，额外经过一道换热，不经济。

专利号为CN201610547950.5的中国专利公开了“一种组合式多回路双控温相变蓄冷装置及采用该蓄冷装置的空调系统”，该专利存在以下问题：热交换器8不具有缓冲蓄冷的作用。只要空调末端10需要冷量，泵2，泵3，就一直在运行；相变材料12是封闭的球形，悬浮状态，在反复相变中，因为体积的变化，需要外壳也随之变化，这样的外壳材料以及制造工艺比较复杂，目前其核心技术在国外，价格昂贵。如果球形的尺寸小于通道11、95，则球形会流出。如果球形大于通道，可能会堵塞通道；制冷机1流出的是载冷剂，不是制冷剂，额外经过一道换热，不经济；空调末端10的负荷是变化的，换热器的换热能力是一定的，相变蓄冷池内的冷量是不断损耗的，为了保证空调末端有相对稳定的进水温度，需要不断调节泵2，泵3的流量，这需要复杂的控制系统才能实现。

因此，如何提供一种多回路双控温相变蓄冷装置，既有相变储能的功能，又可以利用一台制冷设备供应两种温度不同的蓄冷设备，成为本领域技术亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多回路双控温相变蓄冷装置，该多回路双控温相变蓄冷装置既有相变储能的功能，又可以利用一台制冷设备供应两种温度不同的蓄冷设备。

为了实现上述功能，本实用新型提供了一种多回路双控温相变蓄冷装置，包括制冷机、第一蓄冷储箱、第二蓄冷储箱、第一需冷装置、第二需冷装置，所述第一蓄冷储箱、所述第二蓄冷储箱内分别设有第一蓄冷液、第二蓄冷液，所述第一蓄冷储箱与所述第一需冷装置之间形成第一循环回路，所述第二蓄冷储箱与所述第二需冷装置之间形成第二循环回路；所述第一蓄冷储箱内设有第一蒸发器盘管，所述第二蓄冷储箱内设有第二蒸发器盘管和不少于一个的相变蓄能箱，每个所述相变蓄能箱内设有一个第三蒸发器盘管，所述第一蒸发器盘管、第二蒸发器盘管、第三蒸发器盘管并联于所述制冷机的出液管路和进液管路上。

优选的，所述第一蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第一阀门、第二阀门，所述第二蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第三阀门、第四阀门，所述第三蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第五阀门、第六阀门。

优选的，所述第一循环回路上设第一冷液泵，所述第二循环回路上设有第二冷液泵。

优选的，所述第一蓄冷储箱内还设有冷却盘管，所述冷却盘管与所述第二蓄冷储箱之间通过第三冷液泵形成第三循环回路。

优选的，所述第二蓄冷储箱的上端设有溢流口，所述溢流口的高度低于相变储能箱的高度。

优选的，所述第一需冷装置的所需冷液温度高于第二需冷装置的所需冷液温度，二者的温差不超过10度。

优选的，所述相变储能箱呈管状。

优选的，所述相变蓄能箱内填充有相变蓄能材料，所述相变蓄能材料的体积小于所述相变蓄能箱的容积。

优选的，所述相变储能箱为铜质相变储能箱。

本实用新型提供的多回路双控温相变蓄冷装置包括第一蓄冷储箱、第二蓄冷储箱，第一蓄冷储箱、第二蓄冷储箱分别为第一需冷装置、第二需冷装置供应温度不同的冷液，其中第二蓄冷储箱内还设有相变蓄能箱，从而实现相变储能的功能。这种多回路双控温相变蓄冷装置，结构简单，不仅实现相变储能蓄冷，而且可以在谷电和峰电状态下有多种运行方式来保证以节能的方式满足两种不同温度的蓄冷要求。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例提供的多回路双控温相变蓄冷装置的结构示意图；

其中，图1中：

第一蓄冷储箱1、第二蓄冷储箱2、相变储能箱3、制冷机4、第一需冷装置5、第二需冷装置6、第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10、第五阀门11、第六阀门12、第一蒸发器盘管13、第二蒸发器盘管14、第三蒸发器盘管15、第一冷液泵16、第二冷液泵17、第三冷液泵18、冷却盘管19、溢流口20。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

请参看图1，图1为本实用新型一种实施例提供的多回路双控温相变蓄冷装置的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供的多回路双控温相变蓄冷装置包括制冷机4、第一蓄冷储箱1、第二蓄冷储箱2、第一需冷装置5、第二需冷装置，第一蓄冷储箱1、第二蓄冷储箱2为密闭容器，可以为圆形或者方形容器；所示第一需冷装置5、第二需冷装置6可以为空调、冷库等需要进行制冷的设备。

所述第一蓄冷储箱1、所述第二蓄冷储箱2内分别设有第一蓄冷液、第二蓄冷液，所述第一蓄冷储箱与所述第一需冷装置5之间形成第一循环回路，所述第二蓄冷储箱与所述第二需冷装置6之间形成第二循环回路；所述第一蓄冷储箱1内设有第一蒸发器盘管13，所述第二蓄冷储箱2内设有第二蒸发器盘管14和不少于一个的相变蓄能箱，每个所述相变蓄能箱内设有一个第三蒸发器盘管15，所述第一蒸发器盘管13、第二蒸发器盘管14、第三蒸发器盘管15并联于所述制冷机4的出液管路和进液管路上。

本实用新型提供的多回路双控温相变蓄冷装置包括第一蓄冷储箱1、第二蓄冷储箱2，第一蓄冷储箱1、第二蓄冷储箱2分别为第一需冷装置5、第二需冷装置6供应温度不同的冷液，其中第二蓄冷储箱2内还设有相变蓄能箱，从而实现相变储能的功能。这种多回路双控温相变蓄冷装置，结构简单，不仅实现相变储能蓄冷，而且可以在谷电和峰电状态下有多种运行方式来保证以节能的方式满足两种不同温度的蓄冷要求。

优选的方案中，所述第一蒸发器盘管13的出液管路和进液管路上分别设有第一阀门7、第二阀门8，第一阀门7、第二阀门8用来控制第一蒸发器盘管13的开关，所述第二蒸发器盘管14的出液管路和进液管路上分别设有第三阀门9、第四阀门10，第三阀门9、第四阀门10用来控制第二蒸发器盘管14的开关，所述第三蒸发器盘管15的出液管路和进液管路上分别设有第五阀门11、第六阀门12，第五阀门11、第六阀门12用来控制第三蒸发器盘管15的开关。

优选的方案中，所述第一循环回路上设第一冷液泵16，第一冷液泵16来驱动第一循环回路中蓄冷液的循环，所述第二循环回路上设有第二冷液泵17，第二冷液泵17来驱动第二循环回路中蓄冷液的循环。

优选的方案中，所述第一蓄冷储箱1内还设有冷却盘管19，所述冷却盘管19与所述第二蓄冷储箱2之间通过第三冷液泵18形成第三循环回路，第三冷液泵18来驱动第三循环回路中蓄冷液的循环。

优选的方案中，所述第二蓄冷储箱2的上端设有溢流口20，所述溢流口20的高度低于相变储能箱3的高度，第二蓄冷储箱内的第二蓄冷液液位过高时，可以通过所述溢流口20流出，可以避免流入相变储能箱污染相变储能材料。

优选的方案中，所述第一需冷装置5的冷液温度高于第二需冷装置的冷液温度，第一需冷装置、第二需冷装置，二者的温差不超过预设值。可以为第一需冷装置5和第二需冷装置提供两种高低不同的温度，二者的温度差可以不超过10°，如果温差相距太大，则经济性降低。

优选的方案，所述相变储能箱3可以呈管状，这种敞开式的呈管状的相变储能箱3结构简单，能适应相变材料的体积变化和压力变化。

优选的方案中，所述相变蓄能箱内填充有相变蓄能材料，所述相变蓄能材料的体积小于所述相变蓄能箱的容积，这样可以防止相变蓄能材料在热胀冷缩时溢出相变蓄能箱。

优选的方案中，所述相变储能箱3为铜质相变储能箱3，铜质相变储能箱3具有传热良好的性能，可以有效传递热量。

以下实施例中，相变蓄冷材料为水，第一蓄冷液为乙二醇水溶液，第二蓄冷液为水，第一需冷装置5为空调末端、进水温度要求为7～12度，第二需冷装置6为真空干燥箱的冷凝器、进液温度要求为0～3度为例，对本实用新型提供的多回路双控温相变蓄冷装置的工作过程进行介绍。

谷电时段：

A：第一需冷装置5和第二需冷装置6均不工作，多回路双控温相变蓄冷装置仅有蓄冷功能；则制冷机4开启，第五阀门11、第六阀门12打开；第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10关闭；将相变储能箱3内的水冻结成冰，相变材料温度降至-1°时，制冷机4停机。

B：第一需冷装置5和第二需冷装置6都工作，且有蓄冷功能。则制冷机4开启，第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、第四阀门10、第五阀门11、第六阀门12打开；第一冷液泵16、第二冷液泵17开启、第三冷液泵18关闭。当第二蓄冷液的温度为0度时,第三阀门9、第四阀门10关闭；当第二蓄冷液的温度也为3度时,第三阀门9、第四阀门10打开。当第一蓄冷液温度为7度时，第一阀门7、第二阀门8关闭；当冷却液温度为12度时，第一阀门7、第二阀门8打开；当相变材料温度为-1度时，第五阀门11、第六阀门12关闭；当相变材料温度为0度时，第五阀门11、第六阀门12打开；

C：第一需冷装置5工作和第二需冷装置6不工作，且有蓄冷功能。则制冷机4开启，第三阀门9、第四阀门10关闭，第一阀门7、第二阀门8、第五阀门11、第六阀门12打开，第一冷液泵16开启第二冷液泵17、第三冷液泵18关闭，当相变材料的温度也为-1度时，第五阀门11、第六阀门12关闭；当相变材料的温度也为0度时、第五阀门11、第六阀门12打开。当冷却液温度为7度时，第一阀门7、第二阀门8关闭；当冷却液温度为12度时，第一阀门7、第二阀门8打开；

D：第一需冷装置5不工作和第二需冷装置6工作，且有蓄冷功能。则制冷机4开启，第三阀门9、第四阀门10、第五阀门11、第六阀门12打开，第一阀门7、第二阀门8关闭，第二冷液泵17开启第三冷液泵18、第一冷液泵16关闭。当第二蓄冷液的温度也为0度时。第三阀门9、第四阀门10关闭；当蓄冷液的温度也为3度时。第三阀门9、第四阀门10打开。当相变材料温度为-1度时，第五阀门11、第六阀门12关闭；当相变材料温度为0度时，第五阀门11、第六阀门12打开。

峰电时段

A：第一需冷装置5和第二需冷装置6均不工作，则制冷机4关闭。

B：第一需冷装置5和第二需冷装置6都工作，当蓄冷量充足，则第一冷液泵16、第二冷液泵17、第三冷液泵18开启，当第一蓄冷液温度为7度时，第一冷液泵16关闭；当第一蓄冷液温度为12度时，第一冷液泵16打开。

C：第一需冷装置5和第二需冷装置6都工作，当蓄冷量使用殆尽，制冷机4开启，第一冷液泵16和第二冷液泵17开启泵第三冷液泵18关闭；当第二蓄冷液的温度为0度时，第三阀门9、第四阀门10关闭；当第二蓄冷液的温度也为3度时，第三阀门9、第四阀门10打开；当第一蓄冷液温度为7度时，第一阀门7、第二阀门8关闭；当第一蓄冷液温度为12度时，第一阀门7、第二阀门8打开；

D：第一需冷装置5工作和第二需冷装置6不工作，当蓄冷量充足，第一冷液泵16和第三冷液泵18开启第二冷液泵17关闭。当第一蓄冷液温度为7度时，第三冷液泵18关闭；当第一蓄冷液温度为12度时，第三冷液泵18打开；

E:第一需冷装置5工作和第二需冷装置6不工作,当蓄冷量使用殆尽，制冷机4开启，第一冷液泵16开启、第三冷液泵18和第二冷液泵17关闭，当第一蓄冷液温度为12度时，第一阀门7、第二阀门8打开；当冷却液温度为7度时，第一阀门7、第二阀门8关闭；

F：第一需冷装置5不工作和第二需冷装置6工作，当蓄冷量充足，第一冷液泵16和第三冷液泵18关闭和第二冷液泵17开启；

G:第一需冷装置5不工作和第二需冷装置6工作，当蓄冷量使用殆尽，制冷机4开启，当第二蓄冷液的温度为3度时，第三阀门9、第四阀门10关闭；当第二蓄冷液的温度也为0度时，第三阀门9、第四阀门10开启。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，包括制冷机、第一蓄冷储箱、第二蓄冷储箱、第一需冷装置、第二需冷装置，所述第一蓄冷储箱、所述第二蓄冷储箱内分别设有第一蓄冷液、第二蓄冷液，所述第一蓄冷储箱与所述第一需冷装置之间形成第一循环回路，所述第二蓄冷储箱与所述第二需冷装置之间形成第二循环回路；所述第一蓄冷储箱内设有第一蒸发器盘管，所述第二蓄冷储箱内设有第二蒸发器盘管和不少于一个的相变蓄能箱，每个所述相变蓄能箱内设有一个第三蒸发器盘管，所述第一蒸发器盘管、第二蒸发器盘管、第三蒸发器盘管并联于所述制冷机的出液管路和进液管路上。

2.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述第一蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第一阀门、第二阀门，所述第二蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第三阀门、第四阀门，所述第三蒸发器盘管的出液管路和进液管路上分别设有第五阀门、第六阀门。

3.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述第一循环回路上设第一冷液泵，所述第二循环回路上设有第二冷液泵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述第一蓄冷储箱内还设有冷却盘管，所述冷却盘管与所述第二蓄冷储箱之间通过第三冷液泵形成第三循环回路。

5.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述第二蓄冷储箱的上端设有溢流口，所述溢流口的高度低于相变储能箱的高度。

6.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述第一需冷装置的所需冷液温度高于第二需冷装置的所需冷液温度，二者的温差不超过10度。

7.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述相变储能箱呈管状。

8.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述相变蓄能箱内填充有相变蓄能材料，所述相变蓄能材料的体积小于所述相变蓄能箱的容积。

9.根据权利要求1所述的多回路双控温相变蓄冷装置，其特征在于，所述相变储能箱为铜质相变储能箱。