CN220303795U - 带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统 - Google Patents

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杨伟国
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Abstract

本实用新型公开了一种带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,包括蒸发储能设备,外置换热器,制冷机组,以及空调末端供冷设备,外置换热器的第一热交换盘管模组的入口端与蒸发储能设备的布水分流管的出口端相连接,外置换热器的第一热交换盘管模组的出口端与蒸发储能设备的布水分流管的入口端相连接,蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主出口端与制冷机组的压缩机的入口端相连接,蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主入口端连接有第一节流阀,第一节流阀与制冷机组的冷凝器的出口端相连接。本实用新型的储能设备把蒸发盘管、相变溶液或水集中在同一储能箱内,并外置了换热器,整系统能够与现有换热器组装使用,降低了日常维护成本和制造成本。

Description

带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统
技术领域
本实用新型涉及储能设备的技术领域,更具体地说,是涉及一种带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统。
背景技术
随着国民经济的发展,电力供应日趋紧张,电力峰谷差不断拉大更为明显,为了平稳电网,国家出台了峰谷电价政策,鼓励用户尽量在低谷时段用电。其中,空调等制冷设备是日常工作和生活中的用电大户,解决好制冷设备在低谷时段用电问题,对国家成功实施峰谷电价政策至关重要。
虽然市面上也出现了很多储能设备,从而实现用电峰填谷作用,降低运行费用,然而,这些储能设备都是内置换热设计的,这样不能够与市面上的换热器组装使用,并且内置换热式设计增加了日常的维护成本,增加了制造成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供一种外置了换热器的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,包括:
蒸发储能设备,其包括储能箱,所述储能箱的内部充注有相变溶液或水,所述储能箱的内部设有一组或多组互相串联或并联的蒸发盘管模组,所述蒸发盘管模组按预设的间距进行间隔布置,每组蒸发盘管模组所在的区域分别形成相变冻结区,每组蒸发盘管模组之间的区域分别形成非相变非冻结区,每组蒸发盘管模组之间的相变溶液或水在储能时期不完全冻结,从而使储能箱内部存在可用作流通的且用作载冷剂的相变溶液或水,所述储能箱内部设有布置于蒸发盘管模组顶部或周围的布水分流管;
外置换热器,所述外置换热器的第一热交换盘管模组的入口端与蒸发储能设备的布水分流管的出口端相连接,所述外置换热器的第一热交换盘管模组的出口端与蒸发储能设备的布水分流管的入口端相连接;
制冷机组,所述蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主出口端与制冷机组的压缩机的入口端相连接,所述蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主入口端连接有第一节流阀,所述第一节流阀与制冷机组的冷凝器的出口端相连接;
空调末端供冷设备,所述空调末端供冷设备的入口端通过冷冻水供水管与外置换热器的第二热交换盘管模组的出口端和制冷机组的蒸发器的冷水出口端并联连接,所述空调末端供冷设备的出口端通过冷冻水回水管与连接在外置换热器第二热交换盘管模组的入口端的第一冷水控制阀和连接在制冷机组的蒸发器的冷水入口端的第二冷水控制阀并联连接。
作为优选的实施方式,所述储能箱的箱壁处设有保温层,所述保温层至少包括聚胺酯、聚苯乙烯、玻璃纤维棉或者PE棉。
作为优选的实施方式,所述蒸发盘管模组由铜、铝、银、石墨或者传热塑料制成。
作为优选的实施方式,所述储能箱的空气进出口处设有用于平衡储能箱内部与外部大气的压力的空气进出呼吸阀或预留通气缝隙及通气孔。
作为优选的实施方式,所述储能箱上设有用于感应储能箱内的相变溶液或水已相变的量的冰变量传感器或检测储能箱内部溶液温度的第一温度传感器。
作为优选的实施方式,所述制冷机组的冷凝器设置为风冷式冷凝器或水冷式冷凝器。
作为优选的实施方式,还包括定压膨胀水箱,所述定压膨胀水箱与冷冻水供水管或冷冻水回水管相连接。
作为优选的实施方式,还包括输送泵和第二温度传感器,所述输送泵连接在冷冻水回水管上,所述第二温度传感器分别连接在冷冻水供水管和冷冻水回水管上。
作为优选的实施方式,所述蒸发储能设备的布水分流管的出口端与外置换热器的第一热交换盘管模组的入口端之间还连接有放冷泵。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
1、本实用新型的结构简单、新颖,设计合理,可实现储能、释能、供冷功能,储能设备把蒸发盘管、相变溶液或水集中在同一储能箱内,并外置了换热器,整系统能够与现有换热器组装使用,降低了日常维护成本和制造成本,本实用新型高度集成并实现小型化和模块化。
2、本实用新型的蒸发储能设备与制冷机组配合使用,蒸发储能设备的蒸发盘管模组可以作为制冷机组的蒸发器使用,能够直接给蒸发储能设备的相变溶液或水提供冷源能量,之后再通过外置换热器的热交换盘管模组及其载冷剂为末端供冷,同时制冷机组也可以单独为末端供冷,灵活性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的蓄冷储能时的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的制冷机组直接为末端供冷时的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的蒸发储能设备为末端供冷时的结构示意图;
图5是本实用新型实施例提供的蒸发储能设备的结构示意图;
图6是图5中A-A剖面的剖面图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
请参考图1至图6,本实用新型的实施例提供了一种带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,包括蒸发储能设备1,外置换热器2,制冷机组3,空调末端供冷设备4,定压膨胀水箱5,输送泵6,以及第二温度传感器7,下面将对各个组成部分的结构及其工作原理进行说明。
蒸发储能设备1包括储能箱11,储能箱11的箱壁处设有保温层12,保温层12可以包括但不仅限于聚胺酯、聚苯乙烯、玻璃纤维棉或者PE棉等保温材料,保温层12主要对储能设备进行保温作用,减少储能设备与外界的热量交换。
储能箱11的内部充注有相变溶液或水,储能箱11的内部设有多组互相串联的蒸发盘管模组13,蒸发盘管模组13按预设的间距进行间隔布置,蒸发盘管模组13用于制冷,蒸发盘管模组13的内部流体有冷媒,每组蒸发盘管模组13所在的区域分别形成相变冻结区,由于每组蒸发盘管模组13之间设有一定间距,因此,每组蒸发盘管模组13之间的区域分别形成非相变非冻结区,储能箱11内部设有布置于蒸发盘管模组13顶部的布水分流管14。
当然,根据实际需要,在其他实施例中,多组蒸发盘管模组13也可以并联连接,此外,蒸发盘管模组13也可以只设置一组,其数量不做限定。
其中,蒸发盘管模组13可以由铜、铝、银、石墨或者传热塑料制成。
工作时,储能箱11内的相变溶液或水可以由液体变为固体,或由固体变为液体。
每组蒸发盘管模组13之间的相变溶液或水在储能时期不完全冻结,从而使储能箱11内部存在可用作流通的且用作载冷剂的相变溶液或水。
储能箱11的空气进出口处设有用于平衡储能箱内部与外部大气的压力的空气进出呼吸阀15。工作时,可经空气进出呼吸阀15流通空气,当储能箱11内部的相变溶液或水发生相变时,体积将可能发生变化,引起内部压力变化,该阀可平衡储能箱内部与外部大气的压力,当然,在其他实施例中,储能箱11的空气进出口处也可以通过预留通气缝隙及通气孔来达到空气进出呼吸阀的相似效果,非本实施例为限。
储能箱11上设有用于感应储能箱11内的相变溶液或水已相变的量的冰变量传感器16,其可通过超声波或磁力线、射线或水位变化等作用感应储能设备内的相变溶液或水已相变的结冰量,把相应的数据反馈给控制设备或其他控制设备,由控制设备进行计算实现对空调制备设备及末端供冷负荷的控制。
当然,在其他实施例中,储能箱11上也可以设置检测储能箱11内部溶液温度的第一温度传感器。
制冷机组3包括压缩机31、冷凝器32、蒸发器33、第一节流阀34和第二节流阀35,压缩机31的入口端分别与蒸发器33的蒸发管出口端和蒸发储能设备1的蒸发盘管模组13的主出口端并联连接,压缩机31的出口端与冷凝器32的入口端相连接,蒸发储能设备1的蒸发盘管模组13的主入口端连接有第一节流阀34(膨胀阀),蒸发器33的蒸发管入口端连接有第二节流阀35(膨胀阀),冷凝器32的出口端与第一节流阀34和第二节流阀35并联连接。
其中,在本实施例中,冷凝器32可以优选设置为风冷式冷凝器或水冷式冷凝器。
其中,本实施例的外置换热器2可以采用市面上任一款液-液换热器。
外置换热器2的第一热交换盘管模组21的入口端与蒸发储能设备1的布水分流管14的出口端相连接,外置换热器2的第一热交换盘管模组21的出口端与蒸发储能设备1的布水分流管14的入口端相连接。
具体实施时,蒸发储能设备1的布水分流管14的出口端与外置换热器2的第一热交换盘管模组21的入口端之间还可以连接有放冷泵23。
空调末端供冷设备4的入口端通过冷冻水供水管41与外置换热器2的第二热交换盘管模组22的出口端和制冷机组3的蒸发器33的冷水出口端并联连接,空调末端供冷设备4的出口端通过冷冻水回水管42与连接在外置换热器2的第二热交换盘管模组22的入口端的第一冷水控制阀24和连接在制冷机组3的蒸发器33的冷水入口端的第二冷水控制阀25并联连接。
输送泵6连接在冷冻水回水管42上,定压膨胀水箱5与冷冻水回水管42相连接并位于输送泵6的入口处,第二温度传感器7分别连接在冷冻水供水管41和冷冻水回水管42上。当然,在其他实施例中,定压膨胀水箱5也可以连接于输送泵6的出口处或者连接于冷冻水供水管41上,非本实施例为限。
输送泵6主要负责给空调末端供冷设备4输送水(即载冷剂),可按需匹配变频器,第二温度传感器7的作用在于检测空调末端供冷设备4的水的温度,把相应数据反馈给控制设备。定压膨胀水箱5的作用为给系统提供额定压力和补充水源。
如图2所示,蓄冷储能时,储能系统中的蒸发储能设备1能够与制冷机组3配合使用,蒸发储能设备1的蒸发盘管模组13可以作为制冷机组3的蒸发器33使用,能够直接给蒸发储能设备1内的相变溶液或水提供冷源能量,当相变溶液或水因失去热量时将发生温度降低,当温度降低达到相变温度点时,相变溶液或水将发生形态相变,由此实现相变储能。
如图4所示,外置换热器2的热交换盘管模组能够作为储能设备向空调末端供冷设备提供冷源的热交换使用,蒸发储能设备1可以将制冷机组直接提供的冷源能量和由相变溶液或水储存的冷源能量通过内部流通有水(即载冷剂)的第一热交换盘管模组21和第二热交换盘管22模组输送至空调末端供冷设备,实现供冷功能。
如图3所示,制冷机组可以单独为末端供冷,蒸发器制备的冷源能量能够通过流通蒸发器内部的水(即载冷剂)输送至空调末端供冷设备,实现供冷功能。
综上所述,本实用新型具有以下优点:
1、本实用新型的结构简单、新颖,设计合理,可实现储能、释能、供冷功能,储能设备把蒸发盘管、相变溶液或水集中在同一储能箱内,并外置了换热器,整系统能够与现有换热器组装使用,降低了日常维护成本和制造成本,本实用新型高度集成并实现小型化和模块化。
2、本实用新型的蒸发储能设备与制冷机组配合使用,蒸发储能设备的蒸发盘管模组可以作为制冷机组的蒸发器使用,能够直接给蒸发储能设备的相变溶液或水提供冷源能量,之后再通过外置换热器的热交换盘管模组及其载冷剂为末端供冷,同时制冷机组也可以单独为末端供冷,灵活性高。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于,包括:
蒸发储能设备,其包括储能箱,所述储能箱的内部充注有相变溶液或水,所述储能箱的内部设有一组或多组互相串联或并联的蒸发盘管模组,所述蒸发盘管模组按预设的间距进行间隔布置,每组蒸发盘管模组所在的区域分别形成相变冻结区,每组蒸发盘管模组之间的区域分别形成非相变非冻结区,每组蒸发盘管模组之间的相变溶液或水在储能时期不完全冻结,从而使储能箱内部存在可用作流通的且用作载冷剂的相变溶液或水,所述储能箱内部设有布置于蒸发盘管模组顶部或周围的布水分流管;
外置换热器,所述外置换热器的第一热交换盘管模组的入口端与蒸发储能设备的布水分流管的出口端相连接,所述外置换热器的第一热交换盘管模组的出口端与蒸发储能设备的布水分流管的入口端相连接;
制冷机组,所述蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主出口端与制冷机组的压缩机的入口端相连接,所述蒸发储能设备的蒸发盘管模组的主入口端连接有第一节流阀,所述第一节流阀与制冷机组的冷凝器的出口端相连接;
空调末端供冷设备,所述空调末端供冷设备的入口端通过冷冻水供水管与外置换热器的第二热交换盘管模组的出口端和制冷机组的蒸发器的冷水出口端并联连接,所述空调末端供冷设备的出口端通过冷冻水回水管与连接在外置换热器第二热交换盘管模组的入口端的第一冷水控制阀和连接在制冷机组的蒸发器的冷水入口端的第二冷水控制阀并联连接。
2.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述储能箱的箱壁处设有保温层,所述保温层至少包括聚胺酯、聚苯乙烯、玻璃纤维棉或者PE棉。
3.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述蒸发盘管模组由铜、铝、银、石墨或者传热塑料制成。
4.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述储能箱的空气进出口处设有用于平衡储能箱内部与外部大气的压力的空气进出呼吸阀或预留通气缝隙及通气孔。
5.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述储能箱上设有用于感应储能箱内的相变溶液或水已相变的量的冰变量传感器或检测储能箱内部溶液温度的第一温度传感器。
6.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述制冷机组的冷凝器设置为风冷式冷凝器或水冷式冷凝器。
7.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:还包括定压膨胀水箱,所述定压膨胀水箱与冷冻水供水管或冷冻水回水管相连接。
8.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:还包括输送泵和第二温度传感器,所述输送泵连接在冷冻水回水管上,所述第二温度传感器分别连接在冷冻水供水管和冷冻水回水管上。
9.根据权利要求1所述的带内置蒸发器储能箱并外置热交换器的空调储能系统,其特征在于:所述蒸发储能设备的布水分流管的出口端与外置换热器的第一热交换盘管模组的入口端之间还连接有放冷泵。
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