一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，包括热泵装置、换热装置以及往复运动装置；所述热泵装置和换热装置相连接，用于为换热装置提供热量；整个所述换热装置置于蓄能介质中，换热装置内部装有工质；蓄冷时，所述往复运动装置用于将换热装置表面的固体层刮落；蓄热时，所述往复运动装置用于扰动蓄能介质。把换热装置直接置于蓄能槽中，工质经过壁面与蓄能槽中的蓄能介质进行间接换热。这样避免了因增加中间级循环导致的高能耗问题，同时也避免了换热器的热损问题。通过刮削的方法不断将换热器壁面的固体层刮落，从而达到连续制冰的目的。制冰的目的。制冰的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统


[0001]本专利技术涉及蓄能
，具体涉及一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统。

技术介绍

[0002]目前，蓄能在各个行业有广阔的应用前景。但是很多的蓄能装置只是针对蓄冷或者蓄热。而我国大部分地区，都是需要夏季蓄冷冬季蓄热。因此专利技术一种即可以蓄冷也可以蓄热的两用蓄冷方法。
[0003]目前蓄冷时的普遍采用冰蓄冷和水蓄冷。冰蓄冷的制冰的方法主要分为静态制冰和动态制冰两种。静态制冰方法由于固态冰热阻较大，使得制冰能耗较高。在动态制冰方法中，刮削法存在机械磨损，过冷水法容易导致堵塞，而其他方法诸如流化床法、直接接触法等，目前大多在研究阶段，商业化程度较低。刮削法虽然存在机械磨损，但是由于其结构简单、性能稳定，不会出现冰堵现象，因此目前商业应用较广。
[0004]然而，无论是静态制冰还是动态制冰方法，通常采用乙二醇等载冷剂作为中间级循环冷却，与直接蒸发冷却方法相比，载冷剂冷却方法其能耗相对较高。并且由于多增加了一个中间循环，所以系统结构也相对复杂。
[0005]此外，传统的制冰方法，换热器大多放置在空气中，通过泵驱动的方式使不同液体流经换热器。该传统方法不但增加了泵功的消耗，也增加管路布置的工程量。而且，换热器放置于空气中，必然存在冷量损失，使得系统性能降低。
[0006]而对于液体蓄热而言，由于蓄热介质各个区域的温度分布不均匀，导致换热性能差、蓄热效率低的系统性问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
所存在的至少一技术问题，本专利技术的目的旨在提供一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，包括热泵装置、换热装置以及往复运动装置；
[0010]所述热泵装置和换热装置相连接，用于为换热装置提供热量；
[0011]整个所述换热装置置于蓄能介质中，换热装置内部装有工质；
[0012]蓄冷时，所述往复运动装置用于将换热装置表面的固体层刮落；
[0013]蓄热时，所述往复运动装置用于扰动蓄能介质。
[0014]进一步地，在蓄冷时，所工质从换热装置的一工质端口进入，液态工质吸收蓄能介质中的热量后发生相变变为气态，气态工质通过从换热装置的另一工质端口返回至热泵装置；在蓄热时，工质从换热装置的一工质端口流入，从另一工质端口流出，以使得工质在换热装置中与蓄能介质交换热量。
[0015]进一步地，所述换热装置由一根或多根换热管组成；当换热装置是由多根换热管
组成时，所有的换热管相互连通。
[0016]进一步地，所述热泵装置包括四通阀、换热器、节流阀以及压缩机；
[0017]所述四通阀的四个端口中，两个是和压缩机的进、出端口相连接，一个是和换热装置的一工质端口相连接，一个是和换热器的一工质端口相连接；
[0018]所述换热器的另一工质端口通过所述节流阀和换热装置的另一工质端口相连接。
[0019]进一步地，所述换热装置被放置在蓄能槽的底部，被被蓄能介质所淹没。
[0020]进一步地，所述往复运动装置包括刮削片以及驱动刮削片往复运动的驱动机构；所述驱动机构包括导轨、连杆以及电机，所述刮削片安装在导轨上，由电机通过连杆来驱动刮削片在导轨上往复移动。
[0021]进一步地，蓄冷时，当蓄能介质达到相变温度时，液态蓄能介质会在换热装置表面固化，固体层被往复运动装置剥离，实现相变蓄能。
[0022]进一步地，所述刮削片是板式结构，为塑料或金属材料。
[0023]进一步地，所述蓄能介质为溶液
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025]为了减少蓄能过程中的能量消耗，简化结构设计，本专利技术设计了新的蓄能系统，即把换热装置直接置于蓄能槽中，工质经过壁面与蓄能槽中的蓄能介质进行间接换热。这样避免了因增加中间级循环导致的高能耗问题，同时也避免了换热装置的热损问题。通过刮削的方法不断将换热器壁面的固体层刮落，从而达到连续制冰的目的。此外，在冰蓄冷领域，蓄冷时水侧管道直径较大，管路布置复杂而且占据较大空间。本专利技术由于把换热器直接置于蓄能槽中，省去水侧管路的布置，因此减轻了蓄能的工程量，节省了蓄能的初始投资成本。同时，通过强化扰动的方法进行强化换热，增强蓄热介质的温度均匀性，对于提升系统的蓄热效率有很大的帮助。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提供的紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统组成示意图；
[0027]图2为多根换热管所组成的换热装置；
[0028]图中：100、热泵装置；200是换热装置；101、四通阀，102、换热器，103、节流阀，104压缩机；201、换热管；301、电机；302、导轨；303、刮削片。
具体实施方式
[0029]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：
[0030]参阅图1所示，本实施例提供的紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统主要包括热泵装置100(虚线框)、换热装置200(虚线框)以及往复运动装置。
[0031]其中，该热泵装置100和换热装置200相连接，用于为换热装置200提供低温或高温热量；整个换热装置200置于蓄能槽中，以被蓄能介质所淹没，换热装置200内部装有工质；本系统蓄冷时，该往复运动装置用于将换热装置200表面的固体层刮落；蓄热时，该往复运动装置用于扰动蓄能介质。
[0032]在本系统中，由于整个换热装置置于蓄能介质中的工质经过壁面与蓄能槽中的蓄能介质进行间接换热。这样避免了因增加中间级循环导致的高能耗问题，同时也避免了换
热装置的热损问题。通过刮削的方法不断将换热器壁面的固体层刮落，从而达到连续制冰的目的。此外，在冰蓄冷领域，蓄冷时水侧管道直径较大，管路布置复杂而且占据较大空间。本系统由于把换热器直接置于蓄能槽中，省去水侧管路的布置，因此减轻了蓄能的工程量，节省了蓄能的初始投资成本。
[0033]具体地，上述的所述热泵装置100包括四通阀101、换热器102、节流阀103以及压缩机104；该四通阀101的四个端口中，两个是和压缩机104的进、出端口相连接，一个是和换热装置200的顶部工质端口相连接，一个是和换热器102的一工质端口相连接；该换热器102的另一工质端口通过节流阀103和换热装置200的底部工质端口相连接。
[0034]在蓄冷时，工质从换热装置200的底部的工质端口进入，液态工质吸收蓄能介质中的热量后发生相变变为气态，气态工质通过从换热装置200的顶部工质端口返回至热泵装置；在蓄热时，通过四通阀101进行切换工质从换热装置的顶部工质端口流入，从底部工质端口流出，以使得工质在换热装置中与蓄能介质交换热量。
[0035]上述的往复运动装置包括刮削片303以及驱动刮削片301往复运动的驱动机构；该驱动机构包括导轨302、连杆以及电机301，该刮削片303安装在导轨302上，由电机301通过连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，其特征在于，包括热泵装置、换热装置以及往复运动装置；所述热泵装置和换热装置相连接，用于为换热装置提供热量；整个所述换热装置置于蓄能介质中，换热装置内部装有工质；蓄冷时，所述往复运动装置用于将换热装置表面的固体层刮落；蓄热时，所述往复运动装置用于扰动蓄能介质。2.如权利要求1所述的紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，其特征在于，在蓄冷时，所工质从换热装置的一工质端口进入，液态工质吸收蓄能介质中的热量后发生相变变为气态，气态工质通过从换热装置的另一工质端口返回至热泵装置；在蓄热时，工质从换热装置的一工质端口流入，从另一工质端口流出，以使得工质在换热装置中与蓄能介质交换热量。3.如权利要求1或2所述的紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，其特征在于，所述换热装置由一根或多根换热管组成；当换热装置是由多根换热管组成时，所有的换热管相互连通。4.如权利要求1所述的紧凑直接蒸发式可蓄冷蓄热的系统，其特征在于，所述热泵装置包括四通阀、换热器、节流阀以及压缩机；所述四通阀的四个端口中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明彪，宋文吉，冯自平，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：