CN2906415Y - 一种双级蓄冷系统 - Google Patents
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Abstract
一种双级蓄冷系统，采用双温双工况螺杆式制冷压缩机将冰蓄冷和水蓄冷连接组合为一体，利用蓄冷水池的蓄冷水对制冷剂进行过冷，一方面从高温蒸发器出来的制冷剂蒸汽直接进入压缩机的中间吸气口，利用压差继续向压缩机的基元容积充气，从而使压缩机的质量流量增加，提高制冷量，而功耗增加较少，提高系统的运行经济性，由于高温蒸发器出来的蒸汽压力和中间吸气口的压力比较接近，因而节流损失大为降低。另一方面在制冷机和蓄冰槽联合供冷时，利用蓄冷水池的冷水对液体制冷剂进行过冷，减少了节流损失，克服了水蓄冷系统蓄能密度低和冰蓄冷系统效率低的缺点，提高了制冷机组蓄供冷运行的效率，具有广泛的实用性。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种双级蓄冷系统，尤其适用于暖通空调的蓄冷。
二、背景技术
蓄冷是一项移峰填谷，有效降低电网高峰时段用电负荷的有效手段。现在常用的蓄冷系统有冰蓄冷、水蓄冷、气体水合物蓄冷和共晶盐蓄冷几种形式。水蓄冷是利用水的显热进行蓄冷，使用常规的制冷机组，可实现蓄冷和蓄热的双重用途，蓄冷、释冷运行时冷水温度相近，制冷机组在这两种运行工况下均能维持额定容量和效率。但水蓄冷存在蓄能密度低、蓄冷槽体积大及槽内不同温度的冷水易混合的缺点。
冰蓄冷是利用冰的相变潜热进行冷量的储存，具有蓄能密度大的优点，但冰蓄冷相变温度低(0℃)，且蓄冷时存在较大的过冷度(4-6℃)，使得其制冷主机的蒸发温度须低至-8℃-10℃，这将使制冷机组的效率降低。
共晶盐蓄冷的优点是其相变温度与制冷主机的蒸发温度相吻合，选用一台制冷主机即可进行制冷、蓄冷工况运行。缺点是其蓄冷密度较低，相变凝固时存在过冷现象，且材料易老化变质、蓄冷性能易发生衰减。
气体水合物蓄冷是利用某些制冷剂蒸气与水作用时能在5-12℃条件下形成水合物，而且结晶相变潜热较大。其蓄冷温度与空调工况相吻合，且蓄冷、释冷时传热效率高。但该方法还存在一些问题，如制冷剂替代、制冷剂蒸气夹带水分的清除、防止水合物膨胀堵塞等。
三、发明内容
鉴于已有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种提高蓄冷系统运行的经济性，使蓄冷系统在蓄同样冷量的情况下降低系统的能耗。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用双温双工况螺杆式制冷压缩机将冰蓄冷和水蓄冷连接组合为一体，与压缩机连通的冷凝器出口管路分为两路，一路经高温膨胀阀连通高温蒸发器；另一路连通过冷器；高温蒸发器一路经阀门连通水蓄冷水池，另一路连通压缩机；水蓄冷水池出口一路与过冷器回路连通，一路经蓄冷水循环泵与高温蒸发器连通；过冷器出口经低温膨胀阀连通低温蒸发器，低温蒸发器出口一路与压缩机连通，一路经蓄冰槽和乙二醇水溶液循环泵回路连通，低温蒸发器与蓄冰槽的通路之间设有两个三通阀，两个三通阀之间连有板式换热器。
本实用新型的有益效果：双级蓄冷系统在低温制冷循环的基础上附加了一个高温制冷循环，将传统的冰蓄冷和水蓄冷利用双温双工况制冷压缩机组合成一个系统，利用蓄冷水池的蓄冷水对制冷剂进行过冷，提高整个系统的运行经济性。一方面从高温蒸发器出来的制冷剂蒸汽直接进入压缩机的中间吸气口，利用压差继续向压缩机的基元容积充气，从而使压缩机的质量流量增加，提高制冷量，而功耗增加较少，提高系统的运行经济性，由于高温蒸发器出来的蒸汽压力和中间吸气口的压力比较接近，因而节流损失大为降低。另一方面在制冷机和蓄冰槽联合供冷时，利用蓄冷水池的冷水对液体制冷剂进行过冷，减少了节流损失，克服了水蓄冷系统蓄能密度低和冰蓄冷系统效率低的缺点，提高了制冷机组供冷工况(低温蒸发器运行在空调工况)下的性能系数。以制冷剂R22为例进行计算，整个系统的节能率超过10％，具有较好的应用前景。
四、附图说明
附图是本实用新型系统结构图。
图中：1-制冷压缩机，2-冷凝器，3-过冷器，4-低温膨胀阀，5-高温膨胀阀，6-高温蒸发器，7-低温蒸发器，8-板式换热器，9-水蓄冷水池，10-蓄冰槽，11-过冷却水循环泵，12-蓄冷水循环泵，13-乙二醇水溶液循环泵，14、15-三通阀，16、17-阀门。
五、具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：
本实用新型一种双级蓄冷系统，它主要由压缩机1、冷凝器2、高温膨胀阀5、低温膨胀阀4、高温蒸发器6、低温蒸发器7和管路连通的过冷却水循环泵11、蓄冷水循环泵12、乙二醇水溶液循环泵13组成。采用双温双工况螺杆式制冷压缩机1将冰蓄冷和水蓄冷连接组合为一体，冷凝器2一路经高温膨胀阀5连通高温蒸发器6，一路连通冷凝器3；高温蒸发器6连通水蓄冷水池9，由阀门17控制，并连通压缩机1；水蓄冷水池9与冷凝器3回路连通，并与高温蒸发器6连通，之间设有经蓄冷水循环泵12；冷凝器3连通低温蒸发器7，之间设有低温膨胀阀4，低温蒸发器7与压缩机1连通，并与经蓄冰槽10回路连通，之间设有乙二醇水溶液循环泵13，并设有两个三通阀14、15，两个三通阀14、15之间连有板式换热器8。在蓄冷工况下：从压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经冷凝器2冷凝成高温高压的液体，其中一部分经高温膨胀阀5节流后进入高温蒸发器6，蒸发后的制冷剂蒸汽进入螺杆式压缩机1的中间吸气口。高温蒸发器6产生的冷量进入水蓄冷水池9进行储存。从冷凝器2出来的另一部分高温高压的液态制冷剂经过冷器3进入低温膨胀阀4节流后进入低温蒸发器7，从低温蒸发器7出来的制冷剂蒸汽进入压缩机1的吸气口由压缩机1进行压缩，达到一定压力时和中间吸气口吸入的制冷剂蒸汽一起被压缩，然后经压缩机1排气口进入冷凝器2完成一个制冷循环。从低温蒸发器7产生的冷量由乙二醇水溶液循环泵13传递给蓄冰槽10进行蓄冷。在供冷工况下：蓄冰槽10蓄存的冷量经板式换热器8传递给冷冻水供用户使用，若蓄冰槽冷量不足需开启压缩机1向用户供冷，这时高温蒸发器6不工作，经冷凝器2冷凝后的液态制冷剂经过冷器3被蓄水池9的冷水过冷后，进入低温蒸发器7。若关闭高温膨胀阀5该系统变为普通的双工况制冷压缩机，可运行在蓄冷工况和空调工况；开启高温膨胀阀5，该系统成为双温双工况制冷压缩机，可工作在空调工况和蓄冷工况，而且在蓄冷工况下可同时对蓄冰槽和蓄水池进行蓄冷。
Claims (2)
1.一种双级蓄冷系统，它包括冷凝器(2)，膨胀阀，蒸发器和管路连通的循环泵，其特征在于：采用双温双工况螺杆式制冷压缩机(1)将冰蓄冷和水蓄冷连接组合为一体，与压缩机(1)连通的冷凝器(2)出口管路分为两路，一路经高温膨胀阀(5)连通高温蒸发器(6)，另一路连通过冷器(3)；高温蒸发器(6)一路经阀门(17)连通水蓄冷水池(9)，另一路连通压缩机(1)；水蓄冷水池(9)出口一路与过冷器(3)回路连通，一路经蓄冷水循环泵(12)与高温蒸发器(6)连通；过冷器(3)出口经低温膨胀阀(4)连通低温蒸发器(7)，低温蒸发器(7)出口一路与压缩机(1)连通，一路经蓄冰槽(10)和循环泵(13)回路连通，低温蒸发器(7)与蓄冰槽(10)的通路之间设有三通阀(14、15)，三通阀(14、15)之间连有板式换热器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种双级蓄冷系统，其特征在于：所述的循环泵(13)为乙二醇水溶液循环泵。
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