CN2176530Y

CN2176530Y - 可强化传热的蓄冷器

Info

Publication number: CN2176530Y
Application number: CN93224595U
Authority: CN
Inventors: 沙金良; 刘厚培
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2003-09-21

Abstract

本实用新型属于储冷装置，它由带有隔热层的桶体、安装在桶体内的带进出水管道的多层盘管、与桶体适配的上盖组成。盘管内流动冷冻水，桶体内盛装蓄冷介质，多层盘管浸没在蓄冷介质上进行热交换。这种蓄冷器的桶体为非压力容器，因此蓄冷器体积小、重量轻，采用导管结构易于实现强化传热。

Description

本实用新型属于储冷装置。

随着科技生产的发展及人民生活水平的提高，各种空调工程、工业用冷水机组及需要冷却的工程日益增加。这些工程都是靠电能直接启动的，耗电较多，特别是大型中央系统空调制冷机用电量更为惊人。为满足各方面的用电要求，满足空调及冷却工程的用电，提出了各种措施，其中之一是将晚间电力低负荷时间的电能转换为冷源储存起来供白天电力高峰时使用，即将空调供冷低峰的多余冷量储存起来为高峰时使用。中国实用新型专利902202340“有压罐式齿球蓄冷器”就是一种可以将低峰时多余冷量储存起来供高峰时使用的装置，这种装置可以解决因负荷峰谷差太大及配电容量不足而造成的用电供冷困难的问题，但其不足之处也是明显的，（1）蓄冷器的罐体为压力容器，因此罐体壁厚、材质要求高，既耗材又苯重，（2）冷冻水和蓄冷介质之间的热交换是通过齿球的球面，所以难以实现强化传热，（3）冷冻水采用分流孔板分流，很难做到各处冻融均匀一致。

本实用新型的目的是要设计一种可强化传热的蓄冷器，这种蓄冷器可以克服上述缺点。

本实用新型设计的可强化传热的蓄冷器包括带有隔热层的桶体、安装在桶体内的带进出水管道的多层盘管、与桶体适配的上盖，多层盘管的进出水管道与外部的冷冻液机组相连接，冷冻液由多层盘管的进口送入多层盘管，再从盘管的出口流出，蓄冷介质注在桶体中，多层盘管浸没在蓄冷介质中。

为便于操作，桶体的上端装有液面阀，下端有排液阀，上盖有注液口。

为使蓄冷介质凝固和溶化均匀一致，多层盘管奇数（或偶数）层的一端为进口端，另一端为出口端，多层盘管偶数（或奇数）层的一端为出口端，另一端为进口端，从而使相邻盘管内冷冻水的流动方向相反。

为提高换热效率，减小热阻，在盘管外围安装有导热片。

本实用新型设计的可强化传热的蓄冷器具有下述优点。

1.桶体为无压力容器，由于采用冷冻液在盘管内流动的结构，采用薄壁冷拉无缝金属管完全可承受高达1.0MPA／cm²级的压力，而桶体本身却不需承受压力，只是一个盛装无压力蓄冷介质的容器，因此对桶体材质要求低，且桶体壁薄重量小。

2.采用盘管管壁传热的形式，易于实现强化传热，例如在管外安装导热片即可明显提高换热效率。而已有的靠齿球面传热的方式则很难达到明显的效果。

3.桶体不易冻坏。

图1 为本实用新型设计的可强化传热的蓄冷器的主视图。

图2 为图1的俯视图。

图3 为图1的侧视图。

图4 为多层盘管的主视图。

图5 为多层盘管的俯视图。

图6 为多层盘管的侧视图。

图7 是图5中AA方向的展开示意图。

图8 是蓄冷器与空调机组合时的线路示意图。

图9 为带有圆片状导热片的盘管的局部放大图，其中a为俯视图，b为B向视图。

图10 为外面缠有金属带的盘管的局部放大图，其中a为俯视图，b为c向视图。

下面将结合附图对本实用新型的实施方式及其效果作进一步描述。

图1、图2、图3是本实用新型设计的可强化传热的蓄冷器。它由带有隔热层的桶体2、安装在桶体2内的带进出水管道6、10的多层盘管3、与桶体上端适配的上盖5组成。桶体的上侧面装有液面阀8，下端有排液阀7，上盖有注液口9。桶体2可以用金属、塑料等制成，应有隔热层以防止冷量损失。多层盘管3可以用各种金属管如铜、铝制成平面螺旋状盘管（如图1中所示），也可以制成其它形式的盘管。各层盘管可以分别与进出水管道6、10连接，即各层盘管并联在进出水管道上，也可以几层盘管串联成一组，然后各组盘管再并联在进出水管道上，多层盘管可以水平搁置，也可以垂直搁置，多层盘管通过支架固定连接成一体。搁置在桶体2内，支架可以设计成各种结构形状，图中的支架是由呈Y字形安排的底架11及固定连接在底架上的多根垂直立架13组成的，多层盘管再与立架13固定连接，最常用的方法是焊接，其中可以有几根立架上端带起吊钩，以便于安装。桶体2内盛装蓄冷介质，多层盘管3浸没在蓄冷介质中。蓄冷介质是一种溶解热（凝固热）相对较大的单一物质或溶液，其溶点（凝固点）可以视具体要求选用＞0℃，＝0℃，＜0℃，最常用或最廉价的蓄冷介质是冰水，即凝固点等于0℃，高于或低于0℃的蓄冷介质可在北京西冷公司购买，蓄冷介质代号为Xi，i代表凝固点，蓄冷器的蓄冷能力主要取决于蓄冷介质的重量与溶解热之积，由于物质的潜热远大于显热，所以本设计的相变蓄冷器的体积和重量远小于非相变蓄冷器。冷冻液的温度应略低于蓄冷介质的凝固点，不同温度的冷冻液也可以在北京西冷公司买到。

安装时，先将带有进出水管道的多层盘管与支架固定连接成一体，然后将多层盘管安装在桶体2内，一般情况桶体2都带有底座1、进出水管道6、10位于桶体2的上端，液面阀8的高度应高于多层盘管，以保证多层盘管能完全浸没在蓄冷介质中，上盖5扣置在桶体2的上端，四周用螺钉固定。进出水管道6、与外部的冷冻液系统构成回路。

使用时，打开注液口9和液面阀8，将蓄冷介质从注液口注入桶体2内，直至有蓄冷介质从液面阀8流出，此时关上液面阀。液面阀主要用于控制液面高度，它可以是通常使用的各种阀，包括最简单的水龙头，然后从进水管道6泵入冷冻液，温度低于蓄冷介质凝固点的冷冻液在盘管内流动，并吸收蓄冷介质的热量，致使蓄冷介质失去热量而逐渐凝固，该过程称为蓄冷过程，一般在用电低谷或夜间进行。在用电高峰需要供冷时，通入较高温度的冷冻液，此时由于冷冻液的温度高于蓄冷介质的温度，所以已经冷冻的蓄冷介质吸收冷冻液的热量，使冷冻液降温，然后将已降温的冷冻液送入空调机组，此过程为放冷过程。用电低峰时的蓄冷过程和用电高峰时的放冷过程实质上就是将晚间电力低负荷时的电能转换为冷源储存起来供白天电力高峰时使用，即将空调供冷低峰的冷量储存起来为高峰时使用。

使用壁厚为10毫米的直径为1500－2000毫米的塑料桶体，使用直径为32×2毫米的铜管制成50层盘管，使用水作为蓄冷介质，零下3度的X3为冷冻液，在蓄冷过程中可将水冻成冰，冷冻后的蓄冷介质在放冷过程时，，可将12℃的冷冻液降至7℃以下，供空调机组使用。与空调机组组合时的线路示意图见图8，其中14是本设计的蓄冷器，15是冷冻液机组，16是循环水泵，17是空调机组，制成的蓄冷器仅重2200公斤，而且桶体为非压力容器，使用非常方便，采用各层盘管并联的冷冻液分流方式与已有的采用分流孔板分流相比，容易做到各处冻融均匀一致，提高容积利用率，有液面阀控制液位，不会冻坏桶体。而已有的同规格的蓄冷器却重达7吨。

为了进一步提高容积利用率，使蓄冷介质凝固和溶化更均匀一致，可将相邻的各层盘管反向并联，即盘管的奇数（或偶数）层的一端为进口端，另一端为出口端，盘管中的偶数（或奇数）层的一端为出口端，另一端为进口端。其结构见图4－图6，为了表示清楚起见，按图5中AA方向将盘管展开后见图7，这种连接方式使相邻层盘管内的液体流动方向相反。

为减小热阻，还可在各盘管外装置导热片，如套置金属片或缠置金属带，图9是盘管外套置金属片的局部放大示意图，图中93是盘管，18是金属片。图10是盘管外缠置金属带的局部放大示意图，图中103是盘管，19是金属带，盘管外带有金属片或金属带的蓄冷器具有极好的强化传热效果。

本设计的蓄冷器可以根据需要单个使用，也可数个并联组合以扩展蓄冷能力，既适合新建工程，又适合改建工程。使用本蓄冷器，一般可减少50－60％装机容量，利用晚间廉价电力蓄冷，可降低设备运行费用25－40％。

Claims

1、一种可强化传热的蓄冷器，其特征是：

所说的蓄冷器由带有隔热层的桶体、安装在桶体内的带进出水管道的多层盘管、与桶体适配的上盖组成，所说的进出水管道与外部的冷冻液机组连接。

2、按照权利要求1所说的一种可强化传热的蓄冷器，其特征是所说的桶体上端装有液面阀，下端有排液阀，上盖有注液口，

3、按照权利要求2所说的一种可强化传热的蓄冷器，其特征是所说的多层盘管中的奇数（或偶数）层的一端为进口端，另一端为出口端，所说的多层盘管中的偶数（或奇数）层的一端为出口端，另一端为进口端。

4、按照权利要求1或2或3所说的一种可强化传热的蓄冷器，其特征是所说的盘管的外围装有导热片。