一种蓄冰制冷装置及蓄冰制冷系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种蓄冰制冷装置及蓄冰制冷系统，为空调制冷技术，主要解决目前蓄能空调系统中能效较低等技术问题。该蓄冰制冷装置，包括外壳，由该外壳构成内部具有容腔的封闭体，在容腔中设有换热盘管。该蓄冰制冷系统，由蓄冰系统和融冰释冷系统组成。本实用新型专利技术应用管内结冰、融冰结合管外喷淋冷却蓄冰的原理，无二次换热装置，大大地减少了初期投资；其系统能效高、运行费用低且蓄冷快，取冷快，换热效果好；可使制冷主机能耗降低６％左右。可广泛应用于空调制冷系统中。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调制冷技术，为一种用空调系统中的蓄冰制冷装置和使用该装 置的蓄冰制冷系统。
技术介绍
目前，国内外在空调设备中常用的蓄冰系统按照制冷机组与蓄冰装置在系统 中的相对位置，大致分为串联和并联两种系统。该两种蓄冰系统都是通过设置二 次换热装置来实现的，从而导致空调系统取冷温度上升，既增加了因热交换而产 生的能量损失，同时又增加了系统的初投资；其次，相比常规空调系统(蒸发器 出水温度为7t)而言，其二次换热装置中载冷剂侧的出水温度较低(一般情况 下应为5'C左右)，因换热温差而导致的蓄冰主机耗能加大， 一般增加6%左右； 此外，因系统中二次换热装置的增设，使载冷剂循环泵和末端空调循环水泵的设 计扬程增大，在运行过程中势必增加系统电耗，而且在白天工况下，载冷剂循环 泵的连续开启，使得系统运行的经济性大大降低。按照蓄冰装置的分类，国内外较为常见的蓄冰装置有盘管式外结冰、封装冰、 冰片滑落式、冰晶式等几种。冰片滑落式、冰晶式蓄冰装置为动态制冰，虽然提 高了结冰和融冰的效率，降低了能耗，但因初投资较高，附属设备较多，机房净 高要求较高，而在实际应用过程中受到局限。在目前蓄冷工程中应用较广泛的蓄 冰装置为盘管式外结冰、封装冰(冰球)两种，该两种蓄冰装置因蓄冰层或冰球均一次冻结完成，称为静态制冰。但这两种装置在实际使用过程中存在以下缺陷 1、盘管式外结冰内融冰系统冰层自内向外融化时，由于在盘管表面与冰层之间形成薄的水层，其导热系数仅为冰的25%左右，融冰过程中换热热阻较大，影响了取冷速率；在实际使用中，往往采用较薄的冰层，使其在较短的时间 内得到较好的蓄冰效果，从而在某种程度上限制了其蓄冰量。其次，二次换热装 置的设置，降低了换热效率。此外，因供冷温度大致分布在5'C—9'C左右，不 适宜应用于低温送风空调系统中。2、 盘管式外结冰外融冰系统为使系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内的 水与冰的空间比(蓄冰率IPF)应不大于50%，所采用的蓄冰槽容积较大；其次， 外融冰系统因侧部冷水进出冰槽的不合理性，容易产生水流死角造成水流短路或 截流，从而会使冰槽局部形成永不融化的冰层和浮冰层，降低了换热效果。在实 际工程中，为了融冰均匀，在盘管下部设置压縮空气管以进行搅拌，但是长期送 入空气会使冰槽中的水呈弱酸性，对盘管有一定腐蚀作用，从而影响装置的运行 并降低使用寿命。此外，与压縮空气管及工作相关的大量的附属设备严重影响系 统运行的安全性和可靠性。3、 封装冰蓄冰系统同盘管式外结冰内融冰系统类似，该系统取冷时间长， 融冰时随着取冷时间延长热阻逐渐增大，取冷速率降低，不符合建筑热负荷要求， 必须采用复杂的控制系统才能得到较好的应用效果。其次，需要较低的温度和较 大的载冷剂流量才能在较短的时间内得到较好的蓄冰效果，同时因载冷剂充灌量 的增加从而使系统初投资增加很多，而且，冰槽内水流组织不好，易形成水流死 角，造成千年冰；此外，二次换热装置的设置，降低了换热效率；同时，因供冷 温度大致分布在5'C—9X:左右，也不适宜应用于低温送风空调系统中。
技术实现思路
本专利技术主要解决目前蓄能空调系统由于附属设备多、载冷剂循环用量大、冰 槽大等所带来的初投资较大，运行费用较高，系统能效较低(换热损失大、高扬 程载冷剂循环泵不间断运行等)等技术问题，进而提供一种内部蓄冰制冷装置。本专利技术另外解决现有蓄冰制冷系统中由于所采用的蓄冰槽存在上述诸多缺 陷而带来运行费用较高、系统能效较低等技术问题，进而提供一种使用上述蓄冰 制冷装置的蓄冰制冷系统。本专利技术的蓄冰制冷装置，包括具有防水、防潮和保温性能的外壳，由该外壳 构成内部具有容腔的封闭体，在容腔中设有换热盘管，该换热盘管用于管内液体 与管外容腔中制冷剂的换热而蓄冰以及由管内液体的流动而进行取冷；换热盘管 的进、出口端分别连接在位于外壳上的冷冻水进口及冷冻水出口上；在外壳上设 有载冷剂进口和载冷剂出口 ，载冷剂由载冷剂进口进入容腔中与其内的换热盘管 中的介质进行换热而使其结成冰层，再由载冷剂出口流出。上述的载冷剂进口连接有喷淋式分配器，该喷淋式分配器用于将载冷剂喷向 换热盘管外表与换热盘管内的液体进行换热以使其降温结成冰层积蓄在换热盘 管中。上述的喷淋式分配器由一根根均匀排列在同一水平位置上且相互连通的管 组成，每根管的底部具有密布的喷淋孔。上述的换热盘管在所占空间区域内均匀排列，其结构可为蛇型组合或螺旋型 组合。上述的外壳为多层结构，从外到里至少包括有壳体、防潮层、保温层、防水 内衬。上述的换热盘管下底与外壳底表之间可相隔一定高度，该高度所限定的空间 构成蓄液池，所述的载冷剂出口位于蓄液池底部。一种使用上述任一技术方案所限定的蓄冰制冷装置的蓄冰制冷系统，由蓄冰 系统和融冰释冷系统组成；该蓄冰系统包括制冷机组、载冷剂循环泵，该制冷 机组的出口端与上述蓄冰制冷装置中的载冷剂进口或喷淋式分配器相连，上述的 蓄冰制冷装置中的底部蓄液池处的载冷剂出口通过载冷剂循环泵连接到制冷机 组的入口端；融冰释冷系统包括上述蓄冰制冷装置中换热盘管、空调末端循环 泵及空调末端部分，上述蓄冰制冷装置中换热盘管的进口与空调末端部分的空调 回水出口相接，上述蓄冰制冷装置中的换热盘管的出口通过空调末端循环泵与空 调末端部分的空调回水入口相接。上述的蓄冰系统还包括有自控装置和蓄冰量传感器，通过蓄冰量传感器检测 换热盘管内壁结冰程度并反馈至自控装置进而控制制冷机组的工作。上述系统的制冷机组还可选用双蒸发器的制冷机组，其中， 一个蒸发器中通 以载冷剂进行循环，另一个蒸发器中以水作为介质进行循环。本专利技术应用管内结冰、融冰结合管外喷淋冷却蓄冰的原理，提出一种简单易 行且有效的新型蓄冰制冷装置和蓄冰制冷系统。它具有以下优点1、 初投资减小。本专利技术采用的蓄冰制冷装置是采用管内结冰和融冰并结合 管外喷淋冷却蓄冰原理，大大地减少了初期投资。(1) 、附属设备少无二次换热设备；而且由于冷却水直接与冰层接触，其 出水温度低，可应用在低温空调中，减少相关的空调末端设备，从而使投资大大 降低。(2) 、载冷剂循环用量少釆用了特殊的喷淋循环系统，在保证换热效果的 前提下，使得载冷剂充灌量大大降低，从而降低了相关的运行费用。(3) 、蓄冰装置的主体结构投资减少。由于采用盘管内结冰，故蓄冰率IPF 大大提高，原有的蓄冰槽直接由盘管替换，从而大大降低蓄冰槽容积；其次，因 载冷剂充灌量的减少，大大降低了蓄冰装置的主体结构的承压能力。(4) 、从整个系统结构来看，蓄冰装置布置紧凑且方便现场制作，无须经过 复杂的控制系统便可实现全自动运行。2、 系统能效高、运行费用低。(1) 、制冷系统的蒸发温度有所提高。常规系统二次换热装置的设置要使得 空调末端系统取冷温度维持在7'C，必须降低制冷系统的蒸发温度来得到；而本 专利技术提出的空调末端冷冻循环水直接进入盘管蓄冰层中取冷换热，使得制冷系统 的蒸发温度较常规系统至少提高2匸左右，使制冷主机能耗降低6%左右。(2) 、无二次换热装置。本专利技术中空调回水直接走盘管内部，即冷水直接取自冰槽，所以较常规系统比较，省去了二次换热装置，大大减少了因热交换所带 来的过程损失，提高了制冷效率。(3) 、载冷剂循环泵扬程降低。蓄冰侧的载冷剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄冰制冷装置，包括具有防水、防潮和保温性能的外壳（１），由该外壳（１）构成内部具有容腔的封闭体，其特征在于；在容腔中设有换热盘管（２），该换热盘管（２）用于管内液体与管外容腔中制冷剂的换热而蓄冰以及由管内液体的流动而进行取冷；换热盘管的进、出口端分别连接在位于外壳（１）上的冷冻水进口（４）及冷冻水出口（５）上；在外壳上设有载冷剂进口（７）和载冷剂出口（８），载冷剂由载冷剂进口（７）进入容腔中与其内的换热盘管（２）中的介质进行换热而使其结成冷层，再由载冷剂出口（８）流出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁东立，郭庆沅，
申请(专利权)人：袁东立，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]