CN216048514U - 一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统 - Google Patents

Abstract

一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，该系统包括冰机机组、预冷器、过冷器、冰水混合物储罐以及用户作用端，冰机机组为预冷器、过冷器提供制冷剂，过冷器和冰水混合物储罐之间由一路管路连接过冷水出口至罐体内部，由另一路管路连接罐体底部至循环水进口，罐体引出一路管路联通至用户作用端后再与预冷器的回水进口管路连接，预冷水出口通过管路连接至罐体内部。本方案在常规过冷水制冷系统的基础上，加设了预冷器，可以将从用户作用端出来的常温液态水进行预冷，利用夜间的谷电持续蓄冰水混合物，白天根据车间温度开启车间内换热系统保持车间维持在一个舒适的温度，最多可以节省电费60%，具有巨大的经济效益。

Description

一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别涉及一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统。

背景技术

过冷水是指温度低于摄氏零度的液态水，在一定条件下会有部分过冷水结晶产生冰渣，变为冰水混合物（即冰浆）的状态，将冰浆转移到终端用户处并进行热交换，即可将过冷水的冷量转到终端用户，从而达到良好的制冷效果。过冷水能够被应用在中央空调系统、区域集中供冷系统、各种工艺冷却系统、食品渔业冷藏保鲜等领域。

在将过冷水原理应用到制冷系统中时，发明人发现现有技术存在以下问题：1、现有过冷水制冷系统耗电量过大，为满足制冷需求，需要一直循环制作过冷水，用电量大，制冷成本高；2、现有过冷水制冷系统采用一台冰机蒸发器做过冷器，制成的过冷水送往储存容器，在过冷水经热交换对场景进行冷却后变成常温的水再循环送至储存容器，常温水直接排进储存容器中后会对容器中的低温水造成影响，使输往冷却端的冰浆质量降低，从而也影响到整体的制冷效果。

发明人在实现本实用新型的过程中发现，将低温液体气化使用时产生的大量冷量应用到过冷水蓄冷技术上是十分有意义的，但是要如何实现便成为本实用新型所要研究解决的课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，该系统包括冰机机组、预冷器、过冷器、冰水混合物储罐以及用户作用端；其中：

所述冰机机组为用于为预冷器、过冷器提供制冷剂的设备；

所述预冷器为用于将水预冷至0~5℃的换热设备，所述预冷器上设置有一级制冷剂进口、一级制冷剂出口、回水进口和预冷水出口，一级制冷剂进口与一级制冷剂出口相联通，回水进口与预冷水出口相联通；所述冰机机组与一级制冷剂进口、一级制冷剂出口分别通过管路连接；

所述过冷器为用于将水过冷至0℃以下的换热设备，所述过冷器上设置有二级制冷剂进口、二级制冷剂出口、循环水进口和过冷水出口，二级制冷剂进口与二级制冷剂出口相联通，循环水进口与过冷水出口相联通；所述冰机机组与二级制冷剂进口、二级制冷剂出口分别通过管路连接；

所述冰水混合物储罐具有一罐体，过冷器和冰水混合物储罐之间由一路管路连接过冷水出口至罐体内部，由另一路管路连接罐体底部至循环水进口，在罐体底部到循环水进口之间的管路上设置有第一循环水泵；

所述用户作用端用于使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，所述罐体引出一路管路联通至用户作用端后再与预冷器的回水进口管路连接，预冷水出口通过管路连接至罐体内部，在罐体底部到用户作用端之间的管路上设置有第二循环水泵。

本实用新型的有关内容解释如下：

1.本实用新型的上述技术方案，在常规过冷水制冷系统的基础上，加设了预冷器，可以将从用户作用端出来的常温液态水进行预冷，让回到冰水混合物储罐的水温能保持在较低的温度，避免冰水混合物储罐中过冷水被常温的水（20℃左右的水为常温水）混合过多从而影响过冷水的存储和使用，而且能够让输送往过冷器中的水保持在零度，过冷器中由第一循环水泵将冰水混合物储罐中的水泵往循环水进口，水在过冷器经由制冷剂的热交换后，降温为-5℃的过冷水，然后过冷水再从过冷水出口进入到冰水混合物储罐中，以此来达到制作过冷水的目的；过冷水则会形成冰浆并由第二循环泵泵往用户作用端，用户作用端处则可以用风机盘管等热交换的方式使冰浆的温度升高转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，以此来达到场景降温的目的，温度升高的液态水则重新由预冷器径向预冷后再回到冰水混合物储罐中进行水循环。通过以上制冷系统的设计，利用预冷器进行一级冷冻，把系统回水从20℃水冷却到5℃，再利用过冷器进行二级冷却，冷却到-5℃，对冷机机组产生的冷量利用更充分，在使用该系统时，利用夜间的谷电持续蓄冰水混合物，白天根据车间温度开启车间内换热系统保持车间维持在一个舒适的温度，以此来节约大量电量。

2. 在上述技术方案中，所述过冷器和预冷器均采用板翅式换热器，板翅式换热器具有高换热效率，所述过冷器中循环水进口到过冷水出口之间的管路为并联的多根直管，可以让水在直管中高速流动，避免水在该处结晶固化。

3. 在上述技术方案中，所述过冷器和预冷器的外侧均设置有保温层，确保热量交换过程中能量的损耗降低。

4. 在上述技术方案中，所述过冷水出口和罐体之间的管路上、预冷水出口和罐体之间的管路上、罐体底部和用户作用端之间的管路上、用户作用端和回水进口的管路上以及罐体上均设置有温度传感器和动态流量平衡阀，以此来对各管路及罐体内的水进行实时监控，并根据需要来进行动态流量平衡或关闭管路。

5. 在上述技术方案中，所述第二循环水泵到用户作用端之间的管路上引出一路水回路，水回路连接至罐体，在用户作用端暂时不需要制冷时，水可由水回路回到罐体中。

6. 在上述技术方案中，所述罐体上设置有液位计，利用液位计检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作；所述罐体的下方设置有排污管，用于排出冰水混合物储罐中出现的污物，使水的物理特性不受影响。

7.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

8.在本实用新型中，术语“中心”、“上”、“下”、“轴向”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置装配关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

9. 此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

由于上述方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：

1. 本实用新型的上述方案，利用预冷器进行一级冷冻，把系统回水从20℃水冷却到5℃，再利用过冷器进行二级冷却，冷却到-5℃，对冷机机组产生的冷量利用更充分，在使用该系统时，利用夜间的谷电持续蓄冰水混合物，白天根据车间温度开启车间内换热系统保持车间维持在一个舒适的温度，以此来节约大量电量，以此来达到节能减耗的效果，利用该系统，最多可以节省电费60%，具有巨大的经济效益；

2. 本实用新型的上述方案，在常规过冷水制冷系统的基础上，加设了预冷器，可以将从用户作用端出来的常温液态水进行预冷，让回到冰水混合物储罐的水温能保持在较低的温度，避免冰水混合物储罐中过冷水被常温的水混合过多从而影响过冷水的存储和使用，确保制冷效果好、制作过冷水的过程顺利。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统的整体结构示意图。

以上附图各部位表示如下：

1、冰机机组；

2、预冷器；21、一级制冷剂进口；22、一级制冷剂出口；23、回水进口；24、预冷水出口；

3、过冷器；31、二级制冷剂进口；32、二级制冷剂出口；33、循环水进口；34、过冷水出口；

4、冰水混合物储罐；41、罐体；42、液位计；43、排污管；

5、用户作用端；

61、第一循环水泵；62、第二循环水泵；

7、保温层；

81、温度传感器；82、动态流量平衡阀；

9、水回路。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

如附图1所示，本实用新型实施例提出一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，该系统包括冰机机组1、预冷器2、过冷器3、冰水混合物储罐4以及用户作用端5；其中：所述冰机机组1为用于为预冷器2、过冷器3提供制冷剂的设备，冰机机组1中可由一台或多台冰机组成，冰机为预冷器2、过冷器3提供不同流量的制冷剂，在冰机与预冷器2、过冷器3之间设置气体变送器；所述预冷器2为用于将水预冷至0~5℃的换热设备，所述预冷器2上设置有一级制冷剂进口21、一级制冷剂出口22、回水进口23和预冷水出口24，一级制冷剂进口21与一级制冷剂出口22相联通，回水进口23与预冷水出口24相联通；所述冰机机组1与一级制冷剂进口21、一级制冷剂出口22分别通过管路连接；所述过冷器3为用于将水过冷至0℃以下的换热设备，所述过冷器3上设置有二级制冷剂进口31、二级制冷剂出口32、循环水进口33和过冷水出口34，二级制冷剂进口31与二级制冷剂出口32相联通，循环水进口33与过冷水出口34相联通；所述冰机机组1与二级制冷剂进口31、二级制冷剂出口32分别通过管路连接；所述冰水混合物储罐4具有一罐体41，过冷器3和冰水混合物储罐4之间由一路管路连接过冷水出口34至罐体41内部，由另一路管路连接罐体41底部至循环水进口33，在罐体41底部到循环水进口33之间的管路上设置有第一循环水泵61；所述用户作用端5用于使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，用户作用端5可采用类似于风机盘管的换热结构来使空气冷却，所述罐体41引出一路管路联通至用户作用端5后再与预冷器2的回水进口23管路连接，预冷水出口24通过管路连接至罐体41内部，在罐体41底部到用户作用端5之间的管路上设置有第二循环水泵62。

在上述实施例中，所述过冷器3采用板翅式换热器，板翅式换热器具有高换热效率，所述过冷器3中循环水进口33到过冷水出口34之间的管路为并联的多根直管，可以让水在直管中高速流动，避免水在该处结晶固化。所述过冷器3和预冷器2的外侧均设置有保温层7，确保热量交换过程中能量的损耗降低。

在上述实施例中，所述过冷水出口34和罐体41之间的管路上、预冷水出口24和罐体41之间的管路上、罐体41底部和用户作用端5之间的管路上以及罐体41上均设置有温度传感器81和动态流量平衡阀82，以此来对各管路及罐体41内的水进行实时监控，并根据需要来进行动态流量平衡或关闭管路。

在上述实施例中，所述第二循环水泵62到用户作用端5之间的管路上引出一路水回路9，水回路9连接至罐体41，在用户作用端5暂时不需要制冷时，水可由水回路9回到罐体41中；所述罐体41上设置有液位计42，利用液位计42检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作；所述罐体41的下方设置有排污管43，用于排出冰水混合物储罐4中出现的污物，使过冷水的物理特性不受影响。

采用如本实用新型实施例所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，利用一级冷冻机把系统会水从20℃水冷却到5℃，再用二级冷冻机冷却到-5℃，过冷水进入储存容器中；利用过冷水原理，进入罐体41中后后，流速下降，过冷水部分结晶产生冰渣，水温上升，变为冰水混合物的状态，利用冰水密度差，冰往上走，水往下，形成冰水混合物，过冷水释放冷量，形成部分结晶，水温保持0℃，在罐底部抽出水，循环到过冷器3，制造更多的冰浆。同时利用液位计42检测液位高度，高度到达限位后系统可以停止工作（利用水和冰的密度体积不同）。本实用新型实施例利用夜间的谷电持续蓄冰水混合物，白天根据车间温度开启车间内换热系统保持车间维持在一个舒适的温度。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：该系统包括冰机机组(1)、预冷器(2)、过冷器(3)、冰水混合物储罐(4)以及用户作用端(5)；其中：

所述冰机机组(1)为用于为预冷器(2)、过冷器(3)提供制冷剂的设备；

所述预冷器(2)为用于将水预冷至0~5℃的换热设备，所述预冷器(2)上设置有一级制冷剂进口(21)、一级制冷剂出口(22)、回水进口(23)和预冷水出口(24)，一级制冷剂进口(21)与一级制冷剂出口(22)相联通，回水进口(23)与预冷水出口(24)相联通；所述冰机机组(1)与一级制冷剂进口(21)、一级制冷剂出口(22)分别通过管路连接；

所述过冷器(3)为用于将水过冷至0℃以下的换热设备，所述过冷器(3)上设置有二级制冷剂进口(31)、二级制冷剂出口(32)、循环水进口(33)和过冷水出口(34)，二级制冷剂进口(31)与二级制冷剂出口(32)相联通，循环水进口(33)与过冷水出口(34)相联通；所述冰机机组(1)与二级制冷剂进口(31)、二级制冷剂出口(32)分别通过管路连接；

所述冰水混合物储罐(4)具有一罐体(41)，过冷器(3)和冰水混合物储罐(4)之间由一路管路连接过冷水出口(34)至罐体(41)内部，由另一路管路连接罐体(41)底部至循环水进口(33)，在罐体(41)底部到循环水进口(33)之间的管路上设置有第一循环水泵(61)；

所述用户作用端(5)用于使冰浆转换成液态水并将冰浆的冷量转移出来，所述罐体(41)引出一路管路联通至用户作用端(5)后再与预冷器(2)的回水进口(23)管路连接，预冷水出口(24)通过管路连接至罐体(41)内部，在罐体(41)底部到用户作用端(5)之间的管路上设置有第二循环水泵(62)。

2.根据权利要求1所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：所述过冷器(3)和预冷器(2)均采用板翅式换热器，所述过冷器(3)中循环水进口(33)到过冷水出口(34)之间的管路为并联的多根直管。

3.根据权利要求1所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：所述过冷器(3)和预冷器(2)的外侧均设置有保温层(7)。

4.根据权利要求1所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：所述过冷水出口(34)和罐体(41)之间的管路上、预冷水出口(24)和罐体(41)之间的管路上、罐体(41)底部和用户作用端(5)之间的管路上、用户作用端(5)和回水进口(23)的管路上以及罐体(41)上均设置有温度传感器(81)和动态流量平衡阀(82)。

5.根据权利要求1所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：所述第二循环水泵(62)到用户作用端(5)之间的管路上引出一路水回路(9)，水回路(9)连接至罐体(41)。

6.根据权利要求1所述的一种带蓄冷功能的两级制过冷水的系统，其特征在于：所述罐体(41)上设置有液位计(42)；所述罐体(41)的下方设置有排污管(43)。

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