CN210463391U - 无源冰蓄冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了无源冰蓄冷系统，包括热水罐和水淋式换热器，所述热水罐的内壁上通过法兰连接有电加热棒，热水罐的下端通过管道连接有热源水泵，热源水泵的输出端通过管道连接有外循环水泵，热水罐的上端连接有热源管路，所述水淋式换热器的下端安装有保温储冰水箱。本无源冰蓄冷系统，它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖，可实现自动连续蓄冰、丙二醇水箱、风冷换热器、水泵、气动蝶阀等自动控制一系列工作，实现丙二醇水溶液在线实时循环换热，取能迅速，实用性能较强，蓄能高效，成本低，虽受外部环境温度限制，但在我国北方地区，每年约有个月气温在‑8℃以下，节能效果明显。

Description

无源冰蓄冷系统

技术领域

本实用新型涉及冰蓄冷技术领域，具体为无源冰蓄冷系统。

背景技术

冰蓄冷作为新世纪的重要节能手段发展方向之一，是造福人类并具有广阔的发展前景的新技术，有着良好的社会效应和经济效益，在世界能源和环保日益重要的今天，冰蓄冷将作为我国电力移峰填谷，提高电网用电负荷率，改善电力投资综合效益和减少CO2、硫化物排放量来保护环境的重要手段。

冰蓄冷技术作为食品工业、暖通行业、发电厂等行业中不可缺少的一种，饱受欢迎。当前国际市场上有企业生产无源冰蓄冷系统，但目前国内市场还没有一款能做到使用方便、自动控制、结构一体紧凑、节能高效的无源冰蓄冷系统。传统的冰盘管式系统、内融冰式冰蓄冷、动态制冰又普遍存在以下技术问题：1、冰盘管式系统又称冷媒盘管式和外融冰。该系统也称直接蒸发式蓄冷系统，其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内，冰冻结在蒸发器盘管上。不易使用机械方法清洗，难以检修，切留有卫生安全问题；2、内融冰式冰蓄冷是将冷水机组制出的低温乙二醇水溶液(二次冷媒)送入蓄冰槽(桶)中的塑料管或金属管内，使管外的水结成冰。蓄冰槽可以将90％以上的水冻结成冰。融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进入蓄冰槽，流过塑料或金属盘管内，将管外的冰融化，乙二醇水溶液的温度下降，再被抽回到空调负荷端使用。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有毒性，人类致死剂量约为1.6g/kg，低挥发性。存在安全隐患。3、动态制冰基本组成是以制冰机作为制冷设备，以保温的槽体作为蓄冷设备，制冷机安装在蓄冰槽上方，在若干块平行板内通入制冷剂作为蒸发器。循环水泵不断将蓄冰槽中的水抽出送到蒸发器的上方喷洒而下，在平板状蒸发器表面结成一层薄冰，待冰层达到一定厚度(一般在3～6.5mm之间)时，制冰设备中的四通换向阀切换，使压缩机的排气直接进入蒸发器而加热板面，使冰脱落。也就是冰的所谓“收获”过程。通过反复的制冰和收冰，蓄冷槽的蓄冰率可以达到40％～50％。由于板式蒸发器需要一定的安装空间，因此动态制冰不大适合大、中型系统，成本较高。

传统的冰蓄冷系统均必需要有制冷机组才行，制冷机组为传统冰蓄冷系统的核心部件，成本投入大。而无源冰蓄冷系统无制冷机组，优势巨大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供无源冰蓄冷系统，具有设计合理新颖，实用性能强的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：无源冰蓄冷系统，包括热水罐和水淋式换热器，所述热水罐的内壁上通过法兰连接有电加热棒，热水罐的下端通过管道连接有热源水泵，热源水泵的输出端通过管道连接有外循环水泵，热水罐的上端连接有热源管路，所述水淋式换热器的下端安装有保温储冰水箱，保温储冰水箱的一端通过不锈钢蝶阀连接有内循环水泵，水淋式换热器的上端安装有不锈钢播水器，不锈钢播水器和保温储冰水箱之间的水淋式换热器内通过不锈钢方管安装有水淋式换热板组，水淋式换热板组一侧的上下端分别连接有回液汇总管和进液汇总管，回液汇总管和进液汇总管的一侧分别连接有回液管和进液管，回液管的一端连接有冷源管路，所述冷源管路与热源管路通过三通管连接，且冷源管路与热源管路上均安装有气动蝶阀，冷源管路的一端连接有风冷换热器，所述风冷换热器包括钣金外框、换热铜管和换热风机，换热铜管均匀的分布在钣金外框内，换热铜管的输出端通过管道连接有丙二醇水箱，换热风机采用螺栓与钣金外框的顶部固定，所述丙二醇水箱的一端通过管道与外循环水泵连接。

优选的，所述外循环水泵与热源水泵连接的管道通过三通管与进液管连接，且三通管的两端安装有单向阀。

优选的，所述内循环水泵通过不锈钢管道与不锈钢播水器连接，且不锈钢管道上安装有不锈钢球阀。

优选的，所述热水罐和丙二醇水箱内均填充有丙二醇水溶液，丙二醇水溶液的浓度为45％，热水罐内丙二醇水溶液储存量占水热水罐容积的四分之三。

优选的，所述电加热棒为L不锈钢材质制成的构件。

优选的，所述水淋式换热板组为多块水淋式换热板构成的组件，水淋式换热板组连接有PLC系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本无源冰蓄冷系统，它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖，可实现自动连续蓄冰、丙二醇水箱、风冷换热器、水泵、气动蝶阀等自动控制一系列工作，实现丙二醇水溶液在线实时循环换热，取能迅速，实用性能较强，脱冰后的冰块即可储存起来，达到蓄冰目的，如此循环，蓄能高效，成本低，虽受外部环境温度限制，但在我国北方地区，每年约有个月气温在-8℃以下，节能效果明显。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的水淋式换热器正视图；

图3为本实用新型的水淋式换热器结构图；

图4为本实用新型的风冷换热器结构图。

图中：1、热水罐；11、电加热棒；12、热源水泵；2、水淋式换热器；21、保温储冰水箱；211、不锈钢蝶阀；22、内循环水泵；23、不锈钢播水器；24、不锈钢方管；25、水淋式换热板组；26、回液汇总管；261、回液管；27、进液汇总管；271、进液管；28、不锈钢管道；281、不锈钢球阀；3、丙二醇水箱；31、外循环水泵；4、风冷换热器；41、钣金外框；42、换热铜管；43、换热风机；5、热源管路；6、冷源管路；61、气动蝶阀；7、单向阀；8、丙二醇水溶液。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，无源冰蓄冷系统，包括热水罐1和水淋式换热器2，热水罐1的内壁上通过法兰连接有电加热棒11，电加热棒11为316L不锈钢材质制成的构件，耐酸碱腐蚀性强，热水罐1的下端通过管道连接有热源水泵12，热源水泵12的输出端通过管道连接有外循环水泵31，管路上加不锈钢蝶阀211，热水罐1的上端连接有热源管路5，水淋式换热器2的下端安装有保温储冰水箱21，保温储冰水箱21为不锈钢材质，内部发泡保温，焊接有底座，保温储冰水箱21的一端通过不锈钢蝶阀211连接有内循环水泵22，内循环水泵22固定在底座上，水淋式换热器2的上端安装有不锈钢播水器23，内循环水泵22通过不锈钢管道28与不锈钢播水器23连接，且不锈钢管道28上安装有不锈钢球阀281，不锈钢球阀281可调节不锈钢播水器23的水流量，不锈钢播水器23和保温储冰水箱21之间的水淋式换热器2内通过不锈钢方管24安装有水淋式换热板组25，水淋式换热板组25连接有PLC系统，水淋式换热板组25为多块水淋式换热板构成的组件，通过回液汇总管26、进液汇总管27把板组汇总成整体，水淋式换热板组25一侧的上下端分别连接有回液汇总管26和进液汇总管27，回液汇总管26和进液汇总管27的一侧分别连接有回液管261和进液管271，外循环水泵31与热源水泵12连接的管道通过三通管与进液管271连接，且三通管的两端安装有单向阀7，外循环水泵31启动，把丙二醇水溶液8通过单向阀7输送至水淋式换热板组25内部，回液管261的一端连接有冷源管路6，冷源管路6与热源管路5通过三通管连接，丙二醇水溶液8从进液管271进，从回液管261出，丙二醇水溶液8在水淋式换热板组25内部流过与外壁的水幕换热，直至结冰厚度到6～10mm，且冷源管路6与热源管路5上均安装有气动蝶阀61，冷源管路6的一端连接有风冷换热器4，风冷换热器4放置于室外，通风良好，风冷换热器4包括钣金外框41、换热铜管42和换热风机43，钣金外框41为钣金折弯成型，再组装成整体，换热铜管42均匀的分布在钣金外框41内，通风性能好，便于换热，换热铜管42的输出端通过管道连接有丙二醇水箱3，换热风机43采用螺栓与钣金外框41的顶部固定，顶部开孔，换热风机43把钣金外框41内部空气吸出，排到大气中，由于内部空气吸出，压力下降，钣金外框41两侧为换热铜管42均有缝隙，风即从两侧进入至内部，如此不断循环，空气中的冷量传递至换热铜管42内的丙二醇水溶液上，再回至室内丙二醇水箱3处，丙二醇水箱3的一端通过管道与外循环水泵31连接，热水罐1和丙二醇水箱3内均填充有丙二醇水溶液8，丙二醇水溶液8的浓度为45％，确保-30℃不结冰，热水罐1内丙二醇水溶液8储存量占水热水罐1容积的四分之三。

工作过程：首先丙二醇水箱3加入丙二醇水溶液8至3/4处，浓度为45％，热水罐1亦加入丙二醇水溶液8至3/4处，浓度为45％，热水罐1内电加热棒11启动，采用温控控制，使水温保持在45℃左右，内循环水泵22开启，保温储冰水箱21的水由内循环水泵22通过不锈钢球阀281输送至不锈钢播水器23，不锈钢播水器23内部均布有小孔，水往下自流至水淋式换热板组25，形成水幕，外循环水泵31启动，把丙二醇水溶液8通过单向阀7输送至水淋式换热板组25内部，气动蝶阀61为一个常开，一个常闭设置，通往风冷换热器4的气动蝶阀61为常开，丙二醇水溶液8再通过管路至换热铜管42内部，再回至丙二醇水箱3，如此循环，实现冷量转移，PLC可通过电极开关检测冰厚，当水淋式换热板组25外部结冰达6～10mm时，PLC启动脱冰程序，外循环水泵31关闭，热源水泵12启动，把45℃的丙二醇水溶液8通过管道及单向阀7输送至水淋式换热板组25内部，再与换热板外壁冰换热，至冰靠近换热板侧融化，然后自动脱落至保温储冰水箱21，丙二醇水溶液8再由回液管261出至气动蝶阀61处，此时气动蝶阀61通气，使得管路上的一个气动蝶阀61常闭动作至打开，另一个由常开变为常闭，丙二醇水溶液8回到热水罐1，如此循环45秒，达到脱冰、蓄冰的目的。

综上所述：本无源冰蓄冷系统，它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖，可实现自动连续蓄冰、丙二醇水箱3、风冷换热器4、水泵、气动蝶阀61等自动控制一系列工作，实现丙二醇水溶液8在线实时循环换热，取能迅速，实用性能较强，脱冰后的冰块即可储存起来，达到蓄冰目的，如此循环，蓄能高效，成本低，虽受外部环境温度限制，但在我国北方地区，每年约有4个月气温在-8℃以下，节能效果明显。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.无源冰蓄冷系统，包括热水罐(1)和水淋式换热器(2)，其特征在于：所述热水罐(1)的内壁上通过法兰连接有电加热棒(11)，热水罐(1)的下端通过管道连接有热源水泵(12)，热源水泵(12)的输出端通过管道连接有外循环水泵(31)，热水罐(1)的上端连接有热源管路(5)，所述水淋式换热器(2)的下端安装有保温储冰水箱(21)，保温储冰水箱(21)的一端通过不锈钢蝶阀(211)连接有内循环水泵(22)，水淋式换热器(2)的上端安装有不锈钢播水器(23)，不锈钢播水器(23)和保温储冰水箱(21)之间的水淋式换热器(2)内通过不锈钢方管(24)安装有水淋式换热板组(25)，水淋式换热板组(25)一侧的上下端分别连接有回液汇总管(26)和进液汇总管(27)，回液汇总管(26)和进液汇总管(27)的一侧分别连接有回液管(261)和进液管(271)，回液管(261)的一端连接有冷源管路(6)，所述冷源管路(6)与热源管路(5)通过三通管连接，且冷源管路(6)与热源管路(5)上均安装有气动蝶阀(61)，冷源管路(6)的一端连接有风冷换热器(4)，所述风冷换热器(4)包括钣金外框(41)、换热铜管(42)和换热风机(43)，换热铜管(42)均匀的分布在钣金外框(41)内，换热铜管(42)的输出端通过管道连接有丙二醇水箱(3)，换热风机(43)采用螺栓与钣金外框(41)的顶部固定，所述丙二醇水箱(3)的一端通过管道与外循环水泵(31)连接。

2.根据权利要求1所述的无源冰蓄冷系统，其特征在于：所述外循环水泵(31)与热源水泵(12)连接的管道通过三通管与进液管(271)连接，且三通管的两端安装有单向阀(7)。

3.根据权利要求1所述的无源冰蓄冷系统，其特征在于：所述内循环水泵(22)通过不锈钢管道(28)与不锈钢播水器(23)连接，且不锈钢管道(28)上安装有不锈钢球阀(281)。

4.根据权利要求1所述的无源冰蓄冷系统，其特征在于：所述热水罐(1)和丙二醇水箱(3)内均填充有丙二醇水溶液(8)，丙二醇水溶液(8)的浓度为45％，热水罐(1)内丙二醇水溶液(8)储存量占水热水罐(1)容积的四分之三。

5.根据权利要求1所述的无源冰蓄冷系统，其特征在于：所述电加热棒(11)为316L不锈钢材质制成的构件。

6.根据权利要求1所述的无源冰蓄冷系统，其特征在于：所述水淋式换热板组(25)为多块水淋式换热板构成的组件，水淋式换热板组(25)连接有PLC系统。

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