一种跨季节蓄冷全年冷却系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种跨季节蓄冷全年冷却系统及其运行方法，属于空调技术领域。该系统包括一级蓄冷、二级蓄冷、释冷冷却、自然冷却和制冷冷却五个回路。在冬季通过自然冷却回路对设备进行降温，同时在冬季用电低谷时，通过一级蓄冷和二级蓄冷回路产生低温冷能并进行储存。在夏季和过渡季节通过释冷冷却回路对设备进行冷却，制冷冷却回路作为夏季备用。本发明专利技术的跨季节蓄冷全年冷却系统利用冬季低谷电价制冷并蓄冷，具有储冷密度大、品质高，适合于各种电子设备、风力发电机组、数据机房等冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种跨季节蓄冷全年冷却系统及其运行方法
本专利技术涉及一种跨季节蓄冷全年冷却系统及其运行方法，属于空调

技术介绍
进入21世纪能源紧缺，污染物排放导致的环境问题日益突出。近年来手机网络快速发展使得通讯基站和终端用户数量急剧上升。工信部报告显示，截止2014年10月全国4G基站的数量为70万个。截止2015年2月，工信部统计数据显示移动电话用户总数达12.9亿户。空调全年用电能耗占基站总电能耗的46％，降低空调能耗可有效的减少通讯基站耗电量。蓄冷技术可改善和缓解电力供需矛盾，实现电网的削峰填谷，是为国节能、为用户节资的最佳技术之一。以北京商业用电为例，电压等级不高于1千伏时，尖峰电价为1.5295元/千瓦时，高峰电价为1.4002元/千瓦时，平段电价为0.8745元/千瓦时，而低谷电价仅为0.3748元/千瓦时。合理利用低谷电价可有效的降低运行费用。通讯基站全年8760小时不间断工作，基站发热量较稳定，发热功率大，在我国大部分地区全年需要冷却。通讯基站在冬季和过渡季节，室外气温较低，可利用室外冷源来冷却通讯基站，这种冷却方式成为自然冷却。目前，通讯基站常用的冷却方式有装有分离式热管、泵驱动回路热管和乙二醇水溶液换热装置等。还有一种是将热管和压缩机复合在一起的复合基站空调。因此针对上述通讯基站、电子设备机房等的冷却装置对室外低温冷源即取即用、耗电量大的问题，同时为降低其全年耗电量，将冬季的冷源和低谷电价充分利用起来，专利技术了一种节能、节资的季节性蓄冷式冷却系统。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述缺点和不足，本专利技术公开了一种跨季节性蓄冷式冷却系统及其运行方法，将自然蓄冷、谷电蓄冷、释冷冷却、自然冷却和制冷循环有机的整合到系统中，利用冬季低谷电和环境低温冷源进行蓄冷，在冬季通过自然冷却回路对设备进行降温，同时在冬季用电低谷时，通过一级蓄冷和二级蓄冷回路产生低温冷能并进行储存。在夏季和过渡季节通过释冷冷却回路对设备进行冷却，制冷冷却回路作为夏季备用；此外，本专利技术可适用于各种全年冷却装置和建筑，蓄冷周期全部在冬季低谷电期间完成，既起到削峰填谷的作用，又可降低装置或建筑的年耗电量，实现为国节能、为用户节资的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种跨季节蓄冷全年冷却系统，包括一级蓄冷回路、二级蓄冷回路、自然冷却回路、释冷冷却回路和制冷冷却回路，各回路中充有换热介质，其特征在于，所述一级蓄冷回路，包括一设置在蓄冷装置中的第一换热装置、一第一循环泵和一设置于室外的第一冷凝器，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V3、所述第一冷凝器的热侧、一阀门V7、所述第一循环泵后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述第一冷凝器冷却后，在所述第一循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将冷量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述二级蓄冷回路，包括所述第一换热装置、一压缩机、所述第一冷凝器、第一节流装置，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V4、所述压缩机、一阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第一节流装置、一阀门V5后与所述第一换热装置的进口连通；所述压缩机吸入由所述第一换热装置排出的换热介质，压缩成高温高压后排入所述第一冷凝器进行冷却，之后经所述第一节流装置进一步冷却后重新返回至所述第一换热装置，将冷量储存到蓄冷装置的蓄冷介质中；所述释冷冷却回路，包括所述第一换热装置、一第二循环泵、一设置于室内的换热设备，所述第一换热装置的出口通过管路经所述阀门V4、所述换热设备、所述第二循环泵、一阀门V6后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述换热设备吸热后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将热量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述自然冷却回路，包括所述第二循环泵、所述换热设备、一设置于室外的第二冷凝器，所述换热设备的出口通过管路经一阀门V8、所述第二冷凝器的热侧、一阀门V9、所述第二循环泵后与所述换热设备的进口连通；所述换热设备排出的换热介质经所述第二冷凝器冷却后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述换热设备中；所述制冷冷却回路，包括所述压缩机、所述第一冷凝器、一第二节流装置、所述换热设备，所述换热设备的出口通过管路依次经所述压缩机、所述阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第二节流装置、一阀门V2后与所述换热设备的进口连通；所述压缩机吸入由所述换热设备排出的换热介质，压缩至高温高压后排入第一冷凝器进行冷却，之后经所述第二节流装置进一步冷却后重新返回至所述换热设备。优选地，在冬季低谷电价时间，当室外温度低于所述蓄冷装置中蓄冷介质的温度时，启动所述一级蓄冷回路，启动时，开启所述阀门V3、V7，其余阀门全部关闭。进一步地，在冬季低谷电价时间，当室外空气温度T2<0℃，同时蓄冷装置温度T1>10℃时，且上述条件并持续5分钟，启动所述一级蓄冷回路，当蓄冷装置温度T1<-5℃时，结束一级蓄冷。优选地，在冬季低谷电价时间，当室外空气温度T2不低于所述蓄冷装置温度T1时，启动所述二级蓄冷回路，启动时，开启阀门V1、V4和V5，其余阀门全部关闭。进一步地，在冬季低谷电价时间，当室外空气温度T2<0℃，同时蓄冷装置温度T1<-5℃时，满足上述条件并持续5分钟，启动所述二级蓄冷回路，当蓄冷装置温度T1<-25℃时，满足上述条件并持续5分钟，结束二级蓄冷。优选地，当室内温度T3高于所述蓄冷装置温度T1并低于室外空气温度T4，且所述蓄冷装置温度T1不高于临界蓄冷使用温度时，或，当室内温度T3高于所述蓄冷装置温度T1和室外空气温度T4，所述室内温度T3与室外空气温度T4的差值小于一设定值，且所述蓄冷装置温度T1不高于临界蓄冷使用温度时，启动所述释冷冷却回路，此时，启动阀门V4、V6，其余阀门全部关闭。进一步地，当室内温度T3>28℃、蓄冷装置温度T1<15℃和室外空气温度测点T4>18℃时，且上述条件持续5分钟，启动释冷冷却；当室内温度T3满足22℃<T3<28℃时，且上述条件持续5分钟，维持现状；当室内温度T3满足T3>22℃，满足上述条件并持续5分钟，关闭释冷冷却。优选地，当室内温度T3高于室外空气温度T4，且室内温度T3与室外空气温度T4的差值大于一设定值时，启动所述自然冷却回路,此时，启动阀门V8、V9，其余阀门全部关闭。进一步地，当室内温度T3和室外温度T4满足T3-T4>10℃时，且上述条件持续5分钟，启动自然冷却；当T3-T4>15℃和T3<22℃时，且上述条件并持续5分钟，关闭自然冷却。优选地，当蓄冷装置温度T1高于临界蓄冷使用温度且室外空气温度T4与室内温度T3满足T3-T4小于设定值时，启动所述制冷冷却回路，启动时，开启阀门V1、V2，其余阀门全部关闭。进一步地，当蓄冷装置温度T1>15℃且室外温度T4与室内温度T3满足T3-T4<10℃时，启动制冷冷却。优选地，所述蓄冷装置为显热蓄冷、潜热蓄冷、化学蓄冷或其它蓄冷方式。优选地，所述蓄冷装置中的蓄冷介质为显热蓄冷介质或固液相变蓄冷介质，所述显热蓄冷介质为多孔材料、岩石、砖、沙砾、沙、陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨季节蓄冷全年冷却系统，包括一级蓄冷回路、二级蓄冷回路、自然冷却回路、释冷冷却回路和制冷冷却回路，各回路中充有换热介质，其特征在于，所述一级蓄冷回路，包括一设置在蓄冷装置中的第一换热装置、一第一循环泵和一设置于室外的第一冷凝器，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V3、所述第一冷凝器的热侧、一阀门V7、所述第一循环泵后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述第一冷凝器冷却后，在所述第一循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将冷量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述二级蓄冷回路，包括所述第一换热装置、一压缩机、所述第一冷凝器、第一节流装置，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V4、所述压缩机、一阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第一节流装置、一阀门V5后与所述第一换热装置的进口连通；所述压缩机吸入由所述第一换热装置排出的换热介质，压缩成高温高压后排入所述第一冷凝器进行冷却，之后经所述第一节流装置进一步冷却后重新返回至所述第一换热装置，将冷量储存到蓄冷装置的蓄冷介质中；所述释冷冷却回路，包括所述第一换热装置、一第二循环泵、一设置于室内的换热设备，所述第一换热装置的出口通过管路经所述阀门V4、所述换热设备、所述第二循环泵、一阀门V6后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述换热设备吸热后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将热量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述自然冷却回路，包括所述第二循环泵、所述换热设备、一设置于室外的第二冷凝器，所述换热设备的出口通过管路经一阀门V8、所述第二冷凝器的热侧、一阀门V9、所述第二循环泵后与所述换热设备的进口连通；所述换热设备排出的换热介质经所述第二冷凝器冷却后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述换热设备中；所述制冷冷却回路，包括所述压缩机、所述第一冷凝器、一第二节流装置、所述换热设备，所述换热设备的出口通过管路依次经所述压缩机、所述阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第二节流装置、一阀门V2后与所述换热设备的进口连通；所述压缩机吸入由所述换热设备排出的换热介质，压缩至高温高压后排入第一冷凝器进行冷却，之后经所述第二节流装置进一步冷却后重新返回至所述换热设备。...

【技术特征摘要】
1.一种跨季节蓄冷全年冷却系统，包括一级蓄冷回路、二级蓄冷回路、自然冷却回路、释冷冷却回路和制冷冷却回路，各回路中充有换热介质，其特征在于，所述一级蓄冷回路，包括一设置在蓄冷装置中的第一换热装置、一第一循环泵和一设置于室外的第一冷凝器，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V3、所述第一冷凝器的热侧、一阀门V7、所述第一循环泵后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述第一冷凝器冷却后，在所述第一循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将冷量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述二级蓄冷回路，包括所述第一换热装置、一压缩机、所述第一冷凝器、第一节流装置，所述第一换热装置的出口通过管路经一阀门V4、所述压缩机、一阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第一节流装置、一阀门V5后与所述第一换热装置的进口连通；所述压缩机吸入由所述第一换热装置排出的换热介质，压缩成高温高压后排入所述第一冷凝器进行冷却，之后经所述第一节流装置进一步冷却后重新返回至所述第一换热装置，将冷量储存到蓄冷装置的蓄冷介质中；所述释冷冷却回路，包括所述第一换热装置、一第二循环泵、一设置于室内的换热设备，所述第一换热装置的出口通过管路经所述阀门V4、所述换热设备、所述第二循环泵、一阀门V6后与所述第一换热装置的进口连通；所述第一换热装置排出的换热介质经所述换热设备吸热后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述第一换热装置中，并将热量储存到所述蓄冷装置的蓄冷介质中；所述自然冷却回路，包括所述第二循环泵、所述换热设备、一设置于室外的第二冷凝器，所述换热设备的出口通过管路经一阀门V8、所述第二冷凝器的热侧、一阀门V9、所述第二循环泵后与所述换热设备的进口连通；所述换热设备排出的换热介质经所述第二冷凝器冷却后，在所述第二循环泵的驱动下重新输送到所述换热设备中；所述制冷冷却回路，包括所述压缩机、所述第一冷凝器、一第二节流装置、所述换热设备，所述换热设备的出口通过管路依次经所述压缩机、所述阀门V1、所述第一冷凝器的热侧、所述第二节流装置、一阀门V2后与所述换热设备的进口连通；所述压缩机吸入由所述换热设备排出的换热介质，压缩至高温高压后排入第一冷凝器进行冷却，之后经所述第二节流装置进一步冷却后重新返回至所述换热设备。2.根据上述权利要求所述的跨季节蓄冷全年冷却系统，其特征在于，在冬季低谷电价时间，当室外温度低于所述蓄冷装置中蓄冷介质的温度时，启动所述一级蓄冷回路，启动时，开启所述阀门V3、V7，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张双，王亮，陈海生，彭珑，白烨，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11