一種蓄冰制冷裝置及蓄冰制冷系統制造方法及圖紙

本實用新型專利技術為一種蓄冰制冷裝置及蓄冰制冷系統，為空調制冷技術，主要解決目前蓄能空調系統中能效較低等技術問題。該蓄冰制冷裝置，包括外殼，由該外殼構成內部具有容腔的封閉體，在容腔中設有換熱盤管。該蓄冰制冷系統，由蓄冰系統和融冰釋冷系統組成。本實用新型專利技術應用管內結冰、融冰結合管外噴淋冷卻蓄冰的原理，無二次換熱裝置，大大地減少了初期投資；其系統能效高、運行費用低且蓄冷快，取冷快，換熱效果好；可使制冷主機能耗降低６％左右。可廣泛應用于空調制冷系統中。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及空調制冷技術，為一種用空調系統中的蓄冰制冷裝置和使用該裝 置的蓄冰制冷系統。
技術介紹
目前，國內外在空調設備中常用的蓄冰系統按照制冷機組與蓄冰裝置在系統 中的相對位置，大致分為串聯和并聯兩種系統。該兩種蓄冰系統都是通過設置二 次換熱裝置來實現的，從而導致空調系統取冷溫度上升，既增加了因熱交換而產 生的能量損失，同時又增加了系統的初投資；其次，相比常規空調系統(蒸發器 出水溫度為7t)而言，其二次換熱裝置中載冷劑側的出水溫度較低(一般情況 下應為5'C左右)，因換熱溫差而導致的蓄冰主機耗能加大， 一般增加6%左右； 此外，因系統中二次換熱裝置的增設，使載冷劑循環泵和末端空調循環水泵的設 計揚程增大，在運行過程中勢必增加系統電耗，而且在白天工況下，載冷劑循環 泵的連續開啟，使得系統運行的經濟性大大降低。按照蓄冰裝置的分類，國內外較為常見的蓄冰裝置有盤管式外結冰、封裝冰、 冰片滑落式、冰晶式等幾種。冰片滑落式、冰晶式蓄冰裝置為動態制冰，雖然提 高了結冰和融冰的效率，降低了能耗，但因初投資較高，附屬設備較多，機房凈 高要求較高，而在實際應用過程中受到局限。在目前蓄冷工程中應用較廣泛的蓄 冰裝置為盤管式外結冰、封裝冰(冰球)兩種，該兩種蓄冰裝置因蓄冰層或冰球均一次凍結完成，稱為靜態制冰。但這兩種裝置在實際使用過程中存在以下缺陷 1、盤管式外結冰內融冰系統冰層自內向外融化時，由于在盤管表面與冰層之間形成薄的水層，其導熱系數僅為冰的25%左右，融冰過程中換熱熱阻較大，影響了取冷速率；在實際使用中，往往采用較薄的冰層，使其在較短的時間 內得到較好的蓄冰效果，從而在某種程度上限制了其蓄冰量。其次，二次換熱裝 置的設置，降低了換熱效率。此外，因供冷溫度大致分布在5'C—9'C左右，不 適宜應用于低溫送風空調系統中。2、 盤管式外結冰外融冰系統為使系統能達到快速融冰放冷，蓄冰槽內的 水與冰的空間比(蓄冰率IPF)應不大于50%，所采用的蓄冰槽容積較大；其次， 外融冰系統因側部冷水進出冰槽的不合理性，容易產生水流死角造成水流短路或 截流，從而會使冰槽局部形成永不融化的冰層和浮冰層，降低了換熱效果。在實 際工程中，為了融冰均勻，在盤管下部設置壓縮空氣管以進行攪拌，但是長期送 入空氣會使冰槽中的水呈弱酸性，對盤管有一定腐蝕作用，從而影響裝置的運行 并降低使用壽命。此外，與壓縮空氣管及工作相關的大量的附屬設備嚴重影響系 統運行的安全性和可靠性。3、 封裝冰蓄冰系統同盤管式外結冰內融冰系統類似，該系統取冷時間長， 融冰時隨著取冷時間延長熱阻逐漸增大，取冷速率降低，不符合建筑熱負荷要求， 必須采用復雜的控制系統才能得到較好的應用效果。其次，需要較低的溫度和較 大的載冷劑流量才能在較短的時間內得到較好的蓄冰效果，同時因載冷劑充灌量 的增加從而使系統初投資增加很多，而且，冰槽內水流組織不好，易形成水流死 角，造成千年冰；此外，二次換熱裝置的設置，降低了換熱效率；同時，因供冷 溫度大致分布在5'C—9X:左右，也不適宜應用于低溫送風空調系統中。
技術實現思路
本專利技術主要解決目前蓄能空調系統由于附屬設備多、載冷劑循環用量大、冰 槽大等所帶來的初投資較大，運行費用較高，系統能效較低(換熱損失大、高揚 程載冷劑循環泵不間斷運行等)等技術問題，進而提供一種內部蓄冰制冷裝置。本專利技術另外解決現有蓄冰制冷系統中由于所采用的蓄冰槽存在上述諸多缺 陷而帶來運行費用較高、系統能效較低等技術問題，進而提供一種使用上述蓄冰 制冷裝置的蓄冰制冷系統。本專利技術的蓄冰制冷裝置，包括具有防水、防潮和保溫性能的外殼，由該外殼 構成內部具有容腔的封閉體，在容腔中設有換熱盤管，該換熱盤管用于管內液體 與管外容腔中制冷劑的換熱而蓄冰以及由管內液體的流動而進行取冷；換熱盤管 的進、出口端分別連接在位于外殼上的冷凍水進口及冷凍水出口上；在外殼上設 有載冷劑進口和載冷劑出口 ，載冷劑由載冷劑進口進入容腔中與其內的換熱盤管 中的介質進行換熱而使其結成冰層，再由載冷劑出口流出。上述的載冷劑進口連接有噴淋式分配器，該噴淋式分配器用于將載冷劑噴向 換熱盤管外表與換熱盤管內的液體進行換熱以使其降溫結成冰層積蓄在換熱盤 管中。上述的噴淋式分配器由一根根均勻排列在同一水平位置上且相互連通的管 組成，每根管的底部具有密布的噴淋孔。上述的換熱盤管在所占空間區域內均勻排列，其結構可為蛇型組合或螺旋型 組合。上述的外殼為多層結構，從外到里至少包括有殼體、防潮層、保溫層、防水 內襯。上述的換熱盤管下底與外殼底表之間可相隔一定高度，該高度所限定的空間 構成蓄液池，所述的載冷劑出口位于蓄液池底部。一種使用上述任一技術方案所限定的蓄冰制冷裝置的蓄冰制冷系統，由蓄冰 系統和融冰釋冷系統組成；該蓄冰系統包括制冷機組、載冷劑循環泵，該制冷 機組的出口端與上述蓄冰制冷裝置中的載冷劑進口或噴淋式分配器相連，上述的 蓄冰制冷裝置中的底部蓄液池處的載冷劑出口通過載冷劑循環泵連接到制冷機 組的入口端；融冰釋冷系統包括上述蓄冰制冷裝置中換熱盤管、空調末端循環 泵及空調末端部分，上述蓄冰制冷裝置中換熱盤管的進口與空調末端部分的空調 回水出口相接，上述蓄冰制冷裝置中的換熱盤管的出口通過空調末端循環泵與空 調末端部分的空調回水入口相接。上述的蓄冰系統還包括有自控裝置和蓄冰量傳感器，通過蓄冰量傳感器檢測 換熱盤管內壁結冰程度并反饋至自控裝置進而控制制冷機組的工作。上述系統的制冷機組還可選用雙蒸發器的制冷機組，其中， 一個蒸發器中通 以載冷劑進行循環，另一個蒸發器中以水作為介質進行循環。本專利技術應用管內結冰、融冰結合管外噴淋冷卻蓄冰的原理，提出一種簡單易 行且有效的新型蓄冰制冷裝置和蓄冰制冷系統。它具有以下優點1、 初投資減小。本專利技術采用的蓄冰制冷裝置是采用管內結冰和融冰并結合 管外噴淋冷卻蓄冰原理，大大地減少了初期投資。(1) 、附屬設備少無二次換熱設備；而且由于冷卻水直接與冰層接觸，其 出水溫度低，可應用在低溫空調中，減少相關的空調末端設備，從而使投資大大 降低。(2) 、載冷劑循環用量少釆用了特殊的噴淋循環系統，在保證換熱效果的 前提下，使得載冷劑充灌量大大降低，從而降低了相關的運行費用。(3) 、蓄冰裝置的主體結構投資減少。由于采用盤管內結冰，故蓄冰率IPF 大大提高，原有的蓄冰槽直接由盤管替換，從而大大降低蓄冰槽容積；其次，因 載冷劑充灌量的減少，大大降低了蓄冰裝置的主體結構的承壓能力。(4) 、從整個系統結構來看，蓄冰裝置布置緊湊且方便現場制作，無須經過 復雜的控制系統便可實現全自動運行。2、 系統能效高、運行費用低。(1) 、制冷系統的蒸發溫度有所提高。常規系統二次換熱裝置的設置要使得 空調末端系統取冷溫度維持在7'C，必須降低制冷系統的蒸發溫度來得到；而本 專利技術提出的空調末端冷凍循環水直接進入盤管蓄冰層中取冷換熱，使得制冷系統 的蒸發溫度較常規系統至少提高2匸左右，使制冷主機能耗降低6%左右。(2) 、無二次換熱裝置。本專利技術中空調回水直接走盤管內部，即冷水直接取自冰槽，所以較常規系統比較，省去了二次換熱裝置，大大減少了因熱交換所帶 來的過程損失，提高了制冷效率。(3) 、載冷劑循環泵揚程降低。蓄冰側的載冷劑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蓄冰制冷裝置，包括具有防水、防潮和保溫性能的外殼（１），由該外殼（１）構成內部具有容腔的封閉體，其特征在于；在容腔中設有換熱盤管（２），該換熱盤管（２）用于管內液體與管外容腔中制冷劑的換熱而蓄冰以及由管內液體的流動而進行取冷；換熱盤管的進、出口端分別連接在位于外殼（１）上的冷凍水進口（４）及冷凍水出口（５）上；在外殼上設有載冷劑進口（７）和載冷劑出口（８），載冷劑由載冷劑進口（７）進入容腔中與其內的換熱盤管（２）中的介質進行換熱而使其結成冷層，再由載冷劑出口（８）流出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁東立，郭慶沅，
申請(專利權)人：袁東立，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]