CN220152858U - 一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水合物蓄冷领域，具体公开一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，包括蓄冷蒸发一体式装置、冷水机组，冷水机组对蓄冷装置内的蓄冷工质降温，使蓄冷装置中的蓄冷槽对冷量进行存储，所述蓄冷槽为上顶部设有注水口的容器，所述蓄冷工质通过所述注水口注入于蓄冷槽内；所述换热部设置于蓄冷槽的外侧壁上；所述蓄冷盘管设置于蓄冷槽内，蓄冷盘管的内部设有载冷剂，蓄冷盘管的一端通过支管路Ⅲ与所述换热部的进水口连通，蓄冷盘管的另一端通过支管路Ⅳ与所述换热部的出水口连通，所述溶液泵设置于所述支管路Ⅲ上。本实用新型中蓄冷装置便于携带，满足户外活动环境降温需求。

Description

一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统

技术领域

本实用新型属于蓄冷储能技术领域，具体涉及一种配有移动蓄冷装置的水合物蓄冷系统。

背景技术

传统冰蓄冷装置属耗能型空调，制冰时效率下降达30％，综合考虑其夜间制冷、满负荷运行时间大幅增加等因素后，其较一般常规空调多耗电20％左右。传统水蓄冷装置属于节能型空调，由于夜间蓄冷效率较白天更高，系统满负荷运行时间大幅增加，扣除蓄冷损失等不利因素，较一般常规空调节电约10％，但传统水蓄冷装置的占用空间较大，难以实现大容量移动蓄冷，不适用于日常户外使用应用场景。

实用新型内容

本实用新型提出如下技术方案：

一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，包括蓄冷蒸发一体式装置，所述蓄冷蒸发一体式装置包括蓄冷装置、换热部，所述蓄冷装置包括蓄冷槽、蓄冷盘管、溶液泵、支管路Ⅲ、支管路Ⅳ、蓄冷工质，

所述蓄冷槽为上顶部设有注水口的容器，所述蓄冷工质通过所述注水口注入于蓄冷槽内；所述换热部设置于蓄冷槽的外侧壁上；

所述蓄冷盘管设置于蓄冷槽内，蓄冷盘管的内部设有载冷剂，蓄冷盘管的一端通过支管路Ⅲ与所述换热部的进水口连通，蓄冷盘管的另一端通过支管路Ⅳ与所述换热部的出水口连通，所述溶液泵设置于所述支管路Ⅲ上。

作为技术方案的补充，所述换热部包括风扇、蒸发器、控制单元，

所述风扇设置于蓄冷槽的外侧壁上，所述蒸发器位于风扇远离蓄冷槽的一侧，所述蒸发器的进水口通过支管路Ⅲ与蓄冷盘管的一端连接，蒸发器的出水口通过支管路Ⅳ与蓄冷盘管的另一端连接，所述风扇与溶液泵分别与控制单元连接，控制单元对风扇、溶液泵进行控制。

作为技术方案的补充，所述换热部还包括风扇保护壳，所述风扇保护壳为环形结构，设置于蓄冷槽的外侧壁上且位于风扇的外周。

作为技术方案的补充，所述支管路Ⅲ上设有第四单向阀门，所述支管路Ⅳ上设有第三单向阀门，通过第三单向阀门控制支管路Ⅲ的开闭，通过第四单向阀门控制支管路Ⅳ的开闭。

作为技术方案的补充，还包括冷水机组、支管路Ⅰ、支管路Ⅱ、第一双向阀门、第二双向阀门、第一单向阀门、第二单向阀门，

所述支管路Ⅰ上设有第一单向阀门，所述支管路Ⅱ上设有第二单向阀门；所述支管路Ⅳ上位于蓄冷槽与第三单向阀门之间设有第二双向阀门；所述支管路Ⅲ上位于蓄冷槽与第四单向阀门之间设有第一双向阀门；

所述冷水机组的进水口通过支管路Ⅰ与支管路Ⅲ连通，所述支管路Ⅰ与支管路Ⅲ连通的位置位于支管路Ⅲ上的第四单向阀门与第一双向阀门之间；

所述冷水机组的出水口通过支管路Ⅱ与支管路Ⅳ连通，所述支管路Ⅱ与支管路Ⅳ连通的位置位于支管路Ⅳ上第三单向阀门与第二双向阀门之间。

作为技术方案的补充，所述蓄冷装置还包括泡沫金属，所述泡沫金属位于蓄冷槽内且包覆于所述蓄冷盘管上。

作为技术方案的补充，所述泡沫金属孔隙度大于90％，孔径尺寸大于7mm，所述蓄冷槽外部包覆有隔热材料。

作为技术方案的补充，所述蓄冷装置还包括冷量显示系统，所述冷量显示系统包括压强传感器、冷量显示系统还包括显示单元，所述压强传感器设置于蓄冷槽内，压强传感器与显示单元连接，显示单元设置于蓄冷槽的外侧壁上。

作为技术方案的补充，所述位于蓄冷槽内设有多组处于不同高度的压强传感器，通过处于不同高度的压强传感器对蓄冷槽内的压强进行监测。

作为技术方案的补充，所述压强传感器共设有五组，其中第一压强传感器、第二压强传感器、第三压强传感器由低到高依次设置于蓄冷槽的内侧壁上，第四压强传感器与第五压强传感器由低到高依次设置于蓄冷盘管的外侧壁上。

有益效果：本实用新型的一个方面，通过将蓄冷蒸发一体式装置的设计，使其便于携带，满足户外使用需求。在本实用新型的另一个方面，通过泡沫金属的设置，强化位于蓄冷盘管内的载冷剂与蓄冷工质间的换热，并且大孔隙度，大孔隙尺寸的泡沫金属为水合物生成提供了成核位点，降低了水合物生成过冷度。泡沫金属能够实现静态强化生成，在水合物生成过程中不需要气体扰动等动态强化的额外能源输入和电机等设备，更加适合小型装置。在本实用新型的另一个方面中，通过冷量显示系统的设置，能够显示蓄冷槽内的蓄冷值，有利于判断蓄冷槽内冷量状态。

附图说明

图1为本实用新型放冷装置结构示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图中：1.第一单向阀门、2.冷水机组、3.第二单向阀门、4.第三单向阀门、5.风扇、6.蒸发器、7.风扇保护壳、8.第四单向阀门、9.第一双向阀门、10.溶液泵、11.蓄冷盘管、12.蓄冷工质、13.蓄冷槽、14.注水口、15.第二双向阀门、16.控制单元、17.支管路Ⅰ、18.支管路Ⅱ、19.支管路Ⅲ、20.支管路Ⅳ、21.压强传感器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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。在本实用新型的描述中，“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。

如图1、图2所示，本实用新型公开一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，包括蓄冷蒸发一体式装置，所述蓄冷蒸发一体式装置包括蓄冷装置、换热部，所述蓄冷装置包括蓄冷槽13、蓄冷盘管11、溶液泵10、支管路Ⅲ19、支管路Ⅳ20、蓄冷工质12。

所述蓄冷装置用于对冷量进行存储，所述换热部与蓄冷装置连接，蓄冷装置能够将存储的冷量输送至换热部，在换热部发生热交换，通过换热部将冷量散发，对环境进行降温。

所述蓄冷蒸发一体式装置如图1所示，所述蓄冷槽13为长方体容器，蓄冷槽13的上顶部设有注水口14，蓄冷工质12通过所述注水口14注入于蓄冷槽13内。所述蓄冷工质12能够对冷量进行存储，其遇冷与水分子反应生成固态水合物，水合物对冷量进行存储，所述水合物的体积为蓄冷值。所述蓄冷盘管11设置于蓄冷槽13内，所述蓄冷盘管11为螺旋形管状结构，蓄冷盘管11的内部设有载冷剂，蓄冷盘管11的一端通过支管路Ⅲ19与所述换热部进水口连通，蓄冷盘管11的另一端通过支管路Ⅳ20与所述换热部的出水口连通，所述溶液泵10设置于所述支管路Ⅲ19上。所述换热部设置于蓄冷槽13的外侧壁上。在放冷阶段时，位于蓄冷盘管11内的载冷剂与蓄冷槽13内的蓄冷工质12反应生成的水合物进行热交换，使载冷剂进行降温，通过溶液泵10驱动，途经支管路Ⅲ19流入至换热部内，换热部与外界环境进行热交换，使载冷剂温度升高，然后载冷剂由支管路Ⅳ20回流至蓄冷盘管11内，依靠水合物对载冷剂再次降温，往复上述循环过程，通过换热部进行放冷。水合物对载冷剂进行降温过程中，遇热反应生成蓄冷工质。通过将换热部设置于蓄冷槽13的外侧壁上，使蓄冷装置便于携带，能够满足人们日常户外的用冷需求。

优选的，蓄冷盘管11材料选择紫铜等导热性能良好的材料。

优选的，蓄冷槽13外部应装有保温棉等隔热材料，避免蓄积的冷量损失。

优选地，所述蓄冷工质12由TBAB与溶剂水配置成30％质量分数的溶液。

优选地，溶剂水可选择化学需氧量COD小于300mg/L的生活污水或离子浓度低于500mg/L的工业污水或正常生活用水

优选地，所述载冷剂选用50％体积分数的乙二醇水溶液。

上述蓄冷装置可选择在电价低谷时段利用水合物高相变潜热、合适的生成温压进行蓄冷，在白天电价高峰时段移动到户外场所进行放冷，满足户外供冷需求。并且根据水合物特性，配置蓄冷工质12所使用的溶剂水纯净度要求低，可使用生活污水等低品位水资源。

作为本实用新型的优选技术方案，所述换热部包括风扇5、蒸发器6，所述风扇5设置于蓄冷槽13的外侧壁上，所述蒸发器6位于风扇5远离蓄冷槽13的一侧，使风扇5位于蒸发器6与蓄冷槽13之间，所述蒸发器6的进水口通过支管路Ⅲ19与蓄冷盘管11的一端连接，蒸发器6的出水口通过支管路Ⅳ20与蓄冷盘管11的另一端连接。在进行放冷时，启动风扇5，加快蒸发器6与载冷剂的热交换，提升放冷效率。

优选地，还包括控制单元16，所述风扇5与溶液泵10分别与控制单元16连接，所述控制单元16对风扇5、溶液泵10进行控制。所述控制单元16设置于蓄冷槽13的外侧壁上，便于使用人员进行控制。

优选地，所述换热部还包括风扇保护壳7，所述风扇保护壳7为环形结构，设置于蓄冷槽13的外侧壁上且位于风扇5的外周。

优选地，所述支管路Ⅲ19上设有第四单向阀门8，所述支管路Ⅳ20上设有第三单向阀门4，通过第三单向阀门4控制支管路Ⅲ19的开闭，通过第四单向阀门8控制支管路Ⅳ20的开闭。当处于放冷阶段时，打开第三单向阀门4、第四单向阀门8、溶液泵10，使位于蓄冷盘管11内的载冷剂在支管路Ⅲ19内流入至热部内。

作为本实用新型的优选技术方案，还包括冷水机组2、支管路Ⅰ17、支管路Ⅱ18、第一双向阀门9、第二双向阀门15、第一单向阀门1、第二单向阀门3，

所述支管路Ⅰ17上设有第一单向阀门1，所述支管路Ⅱ18上设有第二单向阀门3，通过第一单向阀门1控制支管路Ⅰ17的开闭，通过第二单向阀门3控制支管路Ⅱ18的开闭。

所述支管路Ⅳ20上位于蓄冷槽13与第三单向阀门4之间设有第二双向阀门15；

所述支管路Ⅲ19上位于蓄冷槽13与第四单向阀门8之间设有第一双向阀门9。

所述冷水机组2的进水口通过支管路Ⅰ17与支管路Ⅲ19连通，所述支管路Ⅰ17与支管路Ⅲ19连通的位置位于支管路Ⅲ19上的第四单向阀门8与第一双向阀门9之间。

冷水机组2的出水口通过支管路Ⅱ18与支管路Ⅳ20连通，所述支管路Ⅱ18与支管路Ⅳ20连通的位置位于支管路Ⅳ20上第三单向阀门4与第二双向阀门15之间。

优选地，所述支管路Ⅰ17、支管路Ⅱ18可选用软管材质，便于将蓄冷装置与冷水机组的连接。所述冷水机组可设置于在加油站、汽车便利店、家中等场所，便于对蓄冷装置与冷水机组的连接与拆卸，便于使用。

在蓄冷阶段时，通过冷水机组2对蓄冷槽13内的蓄冷工质12进行蓄冷。此过程应关闭第三单向阀、第四单向阀，打开第一单向阀、第二单向阀。冷水机组2对载冷剂进行降温处理，然后载冷剂在支管路Ⅱ18内途经第二单向阀、第二双向阀流入至蓄冷盘管11内，与位于蓄冷槽13内的蓄冷工质12发生热交换，载冷剂吸收蓄冷槽13的热量，使蓄冷工质12内的水分子与TBAB发生相变形成水合物固体，对冷量进行存储。与蓄冷工质12发生热交换后的载冷剂温度上升，在支管路Ⅰ17内途经第一双向阀、第一单向阀回流至冷水机组2内，冷水机组2对载冷剂进行降温处理，循环上述过程，完成蓄冷槽13的蓄冷工作。

作为本实用新型的优选技术方案，所述蓄冷装置还包括泡沫金属22，所述泡沫金属22设置于蓄冷槽13内且包覆于所述蓄冷盘管11上，所述泡沫金属22能够强化蓄冷盘管11与蓄冷工质12之间的热交换，并为水合物生成提供位点。

优选地，所述泡沫金属22孔隙度应达到90％以上，孔径尺寸7mm以上。大孔隙尺寸的泡沫金属22为水合物生成提供了成核位点，降低了水合物生成过冷度。通过泡沫金属22的设置，能够实现静态强化，生成水合物过程中不需要气体扰动等动态强化的额外能源输入和电机等设备，更加适合小型装置，加快水合物的生成速率。

优选的，泡沫金属22材料选择泡沫铜等导热性良好的材料，进一步提升蓄冷盘管11与蓄冷工质12之间的热交换速率。

作为本实用新型的优选技术方案，所述蓄冷装置还包括冷量显示系统，所述冷量显示系统包括压强传感器21，所述压强传感器21设置于蓄冷槽13内。蓄冷工质12遇冷反应生成水合物，水合物对冷量进行存储，所述水合物的体积为蓄冷值。在蓄冷阶段，依据TBAB、R141b等生成的水合物密度均比水大的特性，水合物生成过程中蓄冷槽13内液面高度逐渐降低，使位于蓄冷槽13内的压强传感器21测得的压强数值减小，根据压强数值的变化获取蓄冷槽13内的蓄冷值信息。

优选地，冷量显示系统还包括显示单元，所述压强传感器21与显示单元连接，显示单元用于将压强传感器21的数值转化为蓄冷值，并将蓄冷值在显示单元上进行显示。所述显示单元设置于蓄冷槽13的外侧壁上，便于使用人员进行观测。所述蓄冷槽内水合物的体积为蓄冷值。所述压强传感器21将测得的压强数据传递给显示单元；所述显示单元内设有数据处理模块、数据显示模块，所述数据处理模块能够将压强传感器21所测得的压强数值进行处理。

在蓄冷装置开始工作前，数据处理模块记录压强传感器21所测得的初始数值，蓄冷装置工作时，数据处理模块记录压强传感器21实时监测得到的数值，通过压强传感器21监测得到的实时数值与压强传感器21所测得的初始数值之差，计算出位于蓄冷槽内蓄冷工质的液位高度变化，然后通过蓄冷槽内蓄冷工质液位高度变化计算出蓄冷工质的体积变化，通过蓄冷工质的体积变化计算蓄冷槽内水合物的余量，最后通过数据处理模块将水合物余量数值传递给数据显示模块。

优选地，所述位于蓄冷槽13内设有多组处于不同高度的压强传感器21，通过处于不同高度的压强传感器21对蓄冷槽13内的压强进行监测，由多组测点数据计算得水合物生成或分解量，在显示单元实时显示蓄冷槽13的蓄冷值。

优选地，所述压强传感器21共设有五组，其中第一压强传感器21、第二压强传感器21、第三压强传感器21由低到高依次设置于蓄冷槽13的内侧壁上，第四压强传感器21与第五压强传感器21设置于蓄冷盘管11的外侧壁上。通过同时对比五个传感器测得的压强转换为蓄冷值的差异，排除因蓄冷槽倾斜放置或水合物生成对压强传感器压迫造成的压强传感器读数异常，对排除异常数据后的蓄冷值进行平均，减小读数误差。

优选地，向蓄冷槽13内部注入蓄冷工质12过程中，当蓄冷工质12液位高度达蓄冷槽13高度值的80％时，停止蓄冷工质12的注入。第一压强传感器21、第二压强传感器21、第三压强传感器21由低到高分别位于蓄冷槽13高度值的10％、40％、70％高度位置处，所述第四压强传感器21与第五压强传感器21由低到高分别位于蓄冷槽13高度值的25％、55％高度位置处。

以上所述，仅为本实用新型创造较佳的具体实施方式，但本实用新型创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型创造披露的技术范围内，根据本实用新型创造的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，包括蓄冷蒸发一体式装置，所述蓄冷蒸发一体式装置包括蓄冷装置、换热部，所述蓄冷装置包括蓄冷槽（13）、蓄冷盘管（11）、溶液泵（10）、支管路Ⅲ（19）、支管路Ⅳ（20）、蓄冷工质（12），

所述蓄冷槽（13）为上顶部设有注水口（14）的容器，所述蓄冷工质（12）位于蓄冷槽（13）内；所述换热部设置于蓄冷槽（13）的外侧壁上；

所述蓄冷盘管（11）设置于蓄冷槽（13）内，蓄冷盘管（11）的内部设有载冷剂，蓄冷盘管（11）的一端通过支管路Ⅲ（19）与所述换热部的进水口连通，蓄冷盘管（11）的另一端通过支管路Ⅳ（20）与所述换热部的出水口连通，所述溶液泵（10）设置于所述支管路Ⅲ（19）上。

2.根据权利要求1所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述换热部包括风扇（5）、蒸发器（6）、控制单元（16），

所述风扇（5）设置于蓄冷槽（13）的外侧壁上，所述蒸发器（6）位于风扇（5）远离蓄冷槽（13）的一侧，蒸发器（6）的进水口通过支管路Ⅲ（19）与蓄冷盘管（11）的一端连接，蒸发器（6）的出水口通过支管路Ⅳ（20）与蓄冷盘管（11）的另一端连接，所述风扇（5）与溶液泵（10）分别与控制单元（16）连接，控制单元（16）对风扇（5）、溶液泵（10）进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述换热部还包括风扇保护壳（7），所述风扇保护壳（7）为环形结构，设置于蓄冷槽（13）的外侧壁上且位于风扇（5）的外周。

4.根据权利要求1所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述支管路Ⅲ（19）上设有第四单向阀门（8），所述支管路Ⅳ（20）上设有第三单向阀门（4），通过第三单向阀门（4）控制支管路Ⅲ（19）的开闭，通过第四单向阀门（8）控制支管路Ⅳ（20）的开闭。

5.根据权利要求4所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，还包括冷水机组（2）、支管路Ⅰ（17）、支管路Ⅱ（18）、第一双向阀门（9）、第二双向阀门（15）、第一单向阀门（1）、第二单向阀门（3），

所述支管路Ⅰ（17）上设有第一单向阀门（1），所述支管路Ⅱ（18）上设有第二单向阀门（3）；所述支管路Ⅳ（20）上位于蓄冷槽（13）与第三单向阀门（4）之间设有第二双向阀门（15）；所述支管路Ⅲ（19）上位于蓄冷槽（13）与第四单向阀门（8）之间设有第一双向阀门（9）；

所述冷水机组（2）的进水口通过支管路Ⅰ（17）与支管路Ⅲ（19）连通，所述支管路Ⅰ（17）与支管路Ⅲ（19）连通的位置位于支管路Ⅲ（19）上的第四单向阀门（8）与第一双向阀门（9）之间；

所述冷水机组（2）的出水口通过支管路Ⅱ（18）与支管路Ⅳ（20）连通，所述支管路Ⅱ（18）与支管路Ⅳ（20）连通的位置位于支管路Ⅳ（20）上第三单向阀门（4）与第二双向阀门（15）之间。

6.根据权利要求1所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述蓄冷装置还包括泡沫金属（22），所述泡沫金属（22）位于蓄冷槽（13）内且包覆于所述蓄冷盘管（11）上。

7.根据权利要求6所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述泡沫金属（22）孔隙度大于90%，孔径尺寸大于7mm，所述蓄冷槽（13）外部包覆有隔热材料。

8.根据权利要求1所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述蓄冷装置还包括冷量显示系统，所述冷量显示系统包括压强传感器（21）、显示单元，所述压强传感器（21）设置于蓄冷槽（13）内且位于蓄冷工质液位的下方，压强传感器（21）与显示单元连接，所述显示单元内设有数据处理模块、数据显示模块，所述数据处理模块能够将压强传感器（21）所测得的压强数值进行处理并计算出蓄冷槽（13）内的蓄冷值，并将蓄冷值反馈至数据显示单元，所述显示单元设置于蓄冷槽（13）的外侧壁上，蓄冷值为蓄冷工质（12）遇冷反应生成水合物的体积。

9.根据权利要求8所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述位于蓄冷槽（13）内设有多组处于不同高度的压强传感器（21），通过处于不同高度的压强传感器（21）对蓄冷槽（13）内的压强进行监测。

10.根据权利要求9所述的一种配有蓄冷蒸发一体式装置的蓄冷系统，其特征在于，所述压强传感器（21）共设有五组，其中第一压强传感器（21）、第二压强传感器（21）、第三压强传感器（21）由低到高依次设置于蓄冷槽（13）的内侧壁上，第四压强传感器（21）与第五压强传感器（21）由低到高依次设置于蓄冷盘管（11）的外侧壁上。