CN215982974U - 一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑供热/供冷技术领域，具体涉及一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，包括冰蓄冷装置和蓄热装置，冰蓄冷装置由第一循环管道依次连接水冷螺杆机组、载冷换热装置、蓄能水箱形成回路，其中蓄能水箱包括由第一循环管道依次连接的纯水补给装置和保温水箱，纯水补给装置设置于载冷换热装置与保温水箱相连接的第一循环管道上，保温水箱内设有超声波促结晶装置、水箱隔板和回水布水器，保温水箱的第三循环管道上设有板换换热器和第二循环泵组；蓄热装置包括电锅炉，其通过第四循环管道连接于保温水箱与板换换热器之间的第三循环管道上。本实用新型实现了高效无冰堵蓄冰，成本节约且一机双用，既可以蓄冷又可以蓄热。

Description

一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统

技术领域

本实用新型涉及建筑供热/供冷技术领域，具体涉及一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统。

背景技术

在冰蓄冷领域主要使用动态蓄冰和静态蓄冰两种方式，动态蓄冰采用直膨式换热，换热效率高，但存在换热器冰堵的问题；静态蓄冰使用二次换热，其在后段换热效率低。与此同时，蓄冰系统中常用的PE管材长时间耐高温性差，蓄冰系统的蓄能水箱往往不能用于蓄热系统，并且设备占地面积大，功能单一，其经济性有待改善。

针对上述现有冰蓄冷和蓄热工程领域存在的问题，本实用新型创造性地研究设计一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，通过超声波促进成核技术的引入和针对性的促进水分层高效换热的结构设计，实现了高效无冰堵蓄冰；同时通过变更管路材质及接头设计，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用，节能同时又节约了投资成本。

实用新型内容

针对上述现有领域存在的问题，本实用新型的目的是提供一种高效无冰堵蓄冰、成本节约且既可以蓄冷又可以蓄热的谷电冰蓄冷和蓄热双效系统。

为实现本实用新型的目的，采用如下技术方案：

一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，包括

冰蓄冷装置，所述冰蓄冷装置由水冷螺杆机组、载冷换热装置及蓄能水箱构成，所述水冷螺杆机组与载冷换热装置、蓄能水箱通过第一循环管道依次连接形成回路，且所述水冷螺杆机组通过第二循环管道连接有冷却塔，所述第二循环管道上设有第三循环泵组，冷却塔从系统中吸收热量排放至大气中以降低水温的装置，从而保证系统的正常运行；所述蓄能水箱包括通过第一循环管道依次连接的纯水补给装置和保温水箱，所述纯水补给装置设置于载冷换热装置与保温水箱相连接的第一循环管道上，所述保温水箱的一侧设有超声波促结晶装置，且所述保温水箱内部的中央设有至少两个竖直的水箱隔板，且所述水箱隔板交叉设置于保温水箱的底板和顶板上，所述保温水箱内靠近超声波促结晶装置的一侧设有水平的回水布水器，所述保温水箱上设有第三循环管道，且所述第三循环管道上设有板换换热器和第二循环泵组，所述板换换热器的另一端连接用户的供冷/供热管路；以及

蓄热装置，所述蓄热装置包括电锅炉，所述电锅炉通过第四循环管道连接于保温水箱与板换换热器之间的第三循环管道上。

优选的，所述保温水箱的材质为不锈钢，所述保温水箱采用冲压板式组合水箱。

优选的，所述水冷螺杆机组由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀组装而成，所述制冷压缩机的入口端连接于蒸发器出口端，所述制冷压缩机的出口端连接于冷凝器入口端，所述冷凝器的出口端连接于蒸发器入口端，所述蒸发器、制冷压缩机与冷凝器之间通过管道连接形成完整的回路，且所述蒸发器与冷凝器之间的管道上设有热力膨胀阀。

优选的，所述制冷压缩机为螺杆式制冷压缩机，效率高，旋转不平衡力极小，引起的振动及噪音极低；所述冷凝器为卧式壳管式水冷冷凝器，可兼做储液罐的作用；所述蒸发器为干式壳管蒸发器，工作效率高；所述热力膨胀阀为外平衡式热力膨胀阀，由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。

优选的，所述载冷换热装置包括通过第一循环管道依次连接的定压补液装置、换热盘管及第一循环泵组，所述换热盘管设置于保温水箱内，所述定压补液装置的入口端连接于水冷螺杆机组内蒸发器的出口端，所述换热盘管的出口端经过第一循环泵组连接于水冷螺杆机组内蒸发器的入口端。

优选的，所述定压补液装置由管道连接的冷却剂储液罐和定压罐构成，且所述冷却剂储液罐和定压罐连接的管道上设有电动三通泄压及膨胀罐装置。

优选的，所述换热盘管为不锈钢波纹管，增强了装置的耐冷/耐热性能，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用，增强其实用性。

优选的，所述冷却塔内的循环冷却剂为水；所述载冷换热装置的载冷剂为乙二醇溶液。

优选的，所述保温水箱内设有液位检测装置。

优选的，所述电锅炉包括三维立体加热组件和智能电控系统，所述三维立体加热组件与智能电控系统之间电性连接，且所述智能电控系统包括电路保护模块、水温及水位检测模块、水温及水位控制模块和警报模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，且通过变更管路材质及接头设计，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用，节能同时又节约了投资成本；本实用新型中保温水箱的设计，利用潜热蓄能方式大大减少了设备的体积，通过超声波促进成核技术的引入和针对性的促进水分层高效换热的结构设计等，实现了高效无冰堵蓄冰；通过削峰填谷平衡电力负荷，解决了用电高峰期电力不足的问题，且利用低价的谷电，降低了运行费用。

附图说明

图1为本实用新型一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统的流程图；

图2为本实用新型一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统的流程图；

图3为本实用新型水冷螺杆机组内部件工作的流程示意图；

图中，1-水冷螺杆机组，11-制冷压缩机，12-冷凝器，13-蒸发器，14-热力膨胀阀，2-载冷换热装置，21-定压补液装置，211-冷却剂储液罐，212-定压罐，213-电动三通泄压及膨胀罐装置，22-换热盘管，23-第一循环泵组，3-蓄能水箱，31-纯水补给装置，32-保温水箱，33-第二循环泵组，34-超声波促结晶装置，35-水箱隔板，36-回水布水器，37-板换换热器，4-第一循环管道，5-第二循环管道，6-冷却塔，61-第三循环泵组，7-第三循环管道，8-电锅炉，9-第四循环管道，10-液位检测装置。

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。

具体实施例

本实用新型在北方某地20000平米商场工程项目中实际实施验证。

图1为本实用新型一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统的整体流程示意图，并且结合图2和图3，从中可以看出，本实用新型的一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，包括冰蓄冷装置和蓄热装置。

其中，冰蓄冷装置由水冷螺杆机组1、载冷换热装置2及蓄能水箱3构成，水冷螺杆机组1与载冷换热装置2、蓄能水箱3通过第一循环管道4依次连接形成回路，且水冷螺杆机组1通过第二循环管道5连接有冷却塔6，第二循环管道5上设有第三循环泵组61，冷却塔6内的循环冷却剂为水，冷却塔从系统中吸收热量排放至大气中以降低水温的装置，从而保证系统的正常运行。

在本实用新型中，水冷螺杆机组1由制冷压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、热力膨胀阀14组装而成，制冷压缩机11的入口端连接于蒸发器13出口端，制冷压缩机11的出口端连接于冷凝器12入口端，冷凝器12的出口端连接于蒸发器13入口端，因此，蒸发器13、制冷压缩机11与冷凝器12之间通过管道连接形成完整的回路，且在蒸发器13与冷凝器12之间的管道上设有热力膨胀阀14，工作时，由压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器，高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体，当常温高压液体流入电子膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸汽，流入壳管蒸发器，吸收蒸发器内的冷冻水的热量使水温度下降，蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机中，又重复下一个制冷循环。其中，制冷压缩机11为螺杆式制冷压缩机，效率高，旋转不平衡力极小，引起的振动及噪音极低；冷凝器12为卧式壳管式水冷冷凝器，可兼做储液罐的作用；蒸发器13为干式壳管蒸发器，工作效率高；热力膨胀阀14为外平衡式热力膨胀阀，由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。

在本实用新型中，载冷换热装置2内的载冷剂为30％乙二醇溶液，载冷换热装置2包括通过第一循环管道4依次连接的定压补液装置21、换热盘管22及第一循环泵组23。本实施例中，定压补液装置21由管道连接的冷却剂储液罐211和定压罐212构成，且冷却剂储液罐211和定压罐212连接的管道上设有电动三通泄压及膨胀罐装置213；换热盘管22设置于保温水箱32内，为不锈钢波纹管，以增强装置的耐冷/耐热性能，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用。载冷换热装置2内的定压补液装置21的入口端连接于水冷螺杆机组1内蒸发器13的出口端，换热盘管22的出口端经过第一循环泵组23连接于水冷螺杆机组1内蒸发器13的入口端，实现供冷/供热循环。

在本实用新型中，蓄能水箱3包括通过第一循环管道4依次连接的纯水补给装置31和保温水箱32，纯水补给装置31设置于载冷换热装置2与保温水箱32相连接的第一循环管道4上，保温水箱32采用冲压板式组合水箱，为不锈钢材质，保温水箱32内设有液位检测装置10，以实现自动补水，保温水箱32的上远离换热盘管22的一侧设有超声波促结晶装置34，保温水箱32内部的中央设有两个竖直的水箱隔板35，其中一个水箱隔板35设置于保温水箱32的底板上，另一个水箱隔板35设置于保温水箱32的顶板上，保温水箱32内靠近超声波促结晶装置34的一侧设有水平的回水布水器36，通过超声波促进成核技术的引入和针对性的促进水分层高效换热的结构设计等，实现了高效无冰堵蓄冰；保温水箱32上还设有第三循环管道7，且第三循环管道7上设有板换换热器37和第二循环泵组33，板换换热器37的另一端连接用户的供冷/供热管路，以向用户供冷或供热。

其中，蓄热装置包括电锅炉8，该电锅炉8通过第四循环管道9连接于保温水箱32与板换换热器37之间的第三循环管道7上，由此可以看出，泵组中的板换换热器37是系统中供冷与供热通用的循环换热装置，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用，节能同时又节约了投资成本。本实施例中电锅炉8包括电性连接的三维立体加热组件和智能电控系统，智能电控系统包括电路保护模块、水温及水位检测模块、水温及水位控制模块和警报模块。

本实用新型使用的过程中，在夏季使用水冷螺杆机组利用谷电蓄冰储冷，通过引入超声波促进成核和分层水强制对流的方式，并配合流速控制，实现了高效的准动态蓄冰过程，同时避免了冰堵问题的产生；在冬季使用电锅炉利用谷电加热蓄热，系统使用特定密封方式的钢制波纹管替代耐温性能差的制冰PE管，使系统能够在夏季冰蓄冷同时，可同时用于冬季蓄热使用，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用。

冰蓄冷运行过程：水冷螺杆机组利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统吸收水中的热负荷，使水降温产生冷水后，通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与水进行热交换，使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失(水冷却)；水冷螺杆机组工况温度：冷凝器进水温度30℃，冷凝器出水温度35℃；蒸发器进水温度0℃，蒸发器出水温度-5℃。在乙二醇载冷换热装置中，溶液经定压补液装置进入系统，经过水冷螺杆机组的蒸发器换热后的-5℃低温溶液，经循环泵组至换热盘管与水槽内水进行换热，换热盘管出口水温度0℃，之后输送回水冷螺杆机的蒸发器进行下一个换热循环。蓄能水箱对冰蓄冷的液体进行储存：不锈钢保温水箱采用冲压板式组合水箱，内胆采用氩弧焊拼焊，并根据水箱形状设计横拉支撑增加耐压强度，在不锈钢保温水箱设置进回水管，为促进水箱内冷热水对流换热，进回水管上通过钻孔分布有布水孔；补水装置通过设置在不锈钢保温水箱内的高低液位开关监测液位，控制软水设备出水管路上的电磁阀，水箱内水位低于低液位时，电磁阀开启水箱补水，水位高于高液位时，电磁阀关闭停止补水；保温水箱中的超声波促结晶装置可降低水的过冷度，促进水成核结冰，方向性好、反射能力强；回水布水器、隔水板及泵组可以控制流速，实现冷热水的分层，提高了换热效率；板换换热器实现系统与建筑供冷端的热量交换。

蓄热运行过程：采用包括电锅炉、板换换热器的蓄热装置，其中，电锅炉包括三维立体加热组件和智能电控系统：加热组件内胆使用Q345B优质高强碳素钢焊接而成，经耐压检漏后确保强度及密封性；加热内胆进出口水预留法兰连接口，加热体与内胆连接采用螺纹连接，加热内胆外使用铝箔橡塑一体式保温棉；加热组件的加热体使用电阻丝加热，加热体外管使用无缝不锈钢钢管，填充150-200目中高温颗粒镁粉，高效加热，电热转换效率98％以上。智能电控系统包括强电控制和弱电检测控制两部分：强电控制电路包含断路器、热继电器和漏电保护器，分别起到短路、过热及漏电保护作用；弱电检测控制电路包含水温及水位检测，控制主要由智能电锅炉专用控制器及触摸屏完成。智能电锅炉控制器可实现以下功能：8时段温度设置控制，加热体加热功率三级可调，短路/过热/缺水/漏电保护报警保护功能，设备同时具有防冻模式设置功能，防止低温冻裂的发生。

从本实用新型的以上各实施例可看出，本实用新型设计了谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，且通过变更管路材质及接头设计，实现了冰蓄冷和蓄热的一机双用，节能同时又节约了投资成本；本实用新型中保温水箱的设计，利用潜热蓄能方式大大减少了设备的体积，通过超声波促进成核技术的引入和针对性的促进水分层高效换热的结构设计等，实现了高效无冰堵蓄冰；通过削峰填谷平衡电力负荷，解决了用电高峰期电力不足的问题，且利用低价的谷电，降低了运行费用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或更替，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：包括

冰蓄冷装置，所述冰蓄冷装置由水冷螺杆机组(1)、载冷换热装置(2)及蓄能水箱(3)构成，所述水冷螺杆机组(1)与载冷换热装置(2)、蓄能水箱(3)通过第一循环管道(4)依次连接形成回路，且所述水冷螺杆机组(1)通过第二循环管道(5)连接有冷却塔(6)，所述第二循环管道(5)上设有第三循环泵组(61)；所述蓄能水箱(3)包括通过第一循环管道(4)依次连接的纯水补给装置(31)和保温水箱(32)，所述纯水补给装置(31)设置于载冷换热装置(2)与保温水箱(32)相连接的第一循环管道(4)上，所述保温水箱(32)的一侧设有超声波促结晶装置(34)，且所述保温水箱(32)内部的中央设有至少两个竖直的水箱隔板(35)，且所述水箱隔板(35)交叉设置于保温水箱(32)的底板和顶板上，所述保温水箱(32)内靠近超声波促结晶装置(34)的一侧设有水平的回水布水器(36)所述保温水箱(32)上设有第三循环管道(7)，且所述第三循环管道(7)上设有板换换热器(37)和第二循环泵组(33)，所述板换换热器(37)的另一端连接用户的供冷/供热管路；以及

蓄热装置，所述蓄热装置包括电锅炉(8)，所述电锅炉(8)通过第四循环管道(9)连接于保温水箱(32)与板换换热器(37)之间的第三循环管道(7)上。

2.根据权利要求1所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述保温水箱(32)的材质为不锈钢，所述保温水箱(32)采用冲压板式组合水箱。

3.根据权利要求1所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述水冷螺杆机组(1)由制冷压缩机(11)、冷凝器(12)、蒸发器(13)、热力膨胀阀(14)组装而成，所述制冷压缩机(11)的入口端连接于蒸发器(13)出口端，所述制冷压缩机(11)的出口端连接于冷凝器(12)入口端，所述冷凝器(12)的出口端连接于蒸发器(13)入口端，所述蒸发器(13)、制冷压缩机(11)与冷凝器(12)之间通过管道连接形成完整的回路，且所述蒸发器(13)与冷凝器(12)之间的管道上设有热力膨胀阀(14)。

4.根据权利要求3所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述制冷压缩机(11)为螺杆式制冷压缩机，所述冷凝器(12)为卧式壳管式水冷冷凝器，所述蒸发器(13)为干式壳管蒸发器，所述热力膨胀阀(14)为外平衡式热力膨胀阀。

5.根据权利要求3或4所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述载冷换热装置(2)包括通过第一循环管道(4)依次连接的定压补液装置(21)、换热盘管(22)及第一循环泵组(23)，所述换热盘管(22)设置于保温水箱(32)内，所述定压补液装置(21)的入口端连接于水冷螺杆机组(1)内蒸发器(13)的出口端，所述换热盘管(22)的出口端经过第一循环泵组(23)连接于水冷螺杆机组(1)内蒸发器(13)的入口端。

6.根据权利要求5所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述定压补液装置(21)由管道连接的冷却剂储液罐(211)和定压罐(212)构成，且所述冷却剂储液罐(211)和定压罐(212)连接的管道上设有电动三通泄压及膨胀罐装置(213)。

7.根据权利要求5所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述换热盘管(22)为不锈钢波纹管。

8.根据权利要求1所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述冷却塔(6)内的循环冷却剂为水；所述载冷换热装置(2)的载冷剂为乙二醇溶液。

9.根据权利要求1所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述保温水箱(32)内设有液位检测装置(10)。

10.根据权利要求1所述谷电冰蓄冷和蓄热双效系统，其特征在于：所述电锅炉(8)包括三维立体加热组件和智能电控系统，所述三维立体加热组件与智能电控系统之间电性连接，且所述智能电控系统包括电路保护模块、水温及水位检测模块、水温及水位控制模块和警报模块。

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