【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制冷空调，特别是一种基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统。
技术介绍
1、随着全球能源消耗的不断增加和环境污染问题的日益严重，建筑节能已成为国际关注的重点。尤其在我国北方地区，冬季自然冷源资源丰富，如何有效利用这些可再生冷源用于夏季供冷，已成为科学研究的重要方向。
2、基于自然冷源的跨季节蓄冰供冷技术，利用冬季低温自然冷源进行蓄冷，并在夏季释放冷量，能够显著减少建筑的冷负荷，降低能耗和碳排放，因此，具有广泛的应用前景。
3、然而，现有技术在实现冬季自然冷源高效储存与利用方面仍面临若干挑战。常用的跨季节蓄冰供冷系统通常采用分离式热管或u型管作为传热元件，将冬季室外冷源转移至地下储存。存在以下主要问题：
4、1)电力消耗问题：u型管储冷系统需要电力驱动换热器，实际上依赖电力进行制冰和蓄冷，这违背了利用自然冷源零能耗制冰蓄冷的初衷，系统的能耗较大。
5、2)结构复杂、成本高：分离式热管系统通常具有较为复杂的结构，初期投资成本较高，投资回报周期较长，通常需要8-10年的时间才能产生经济效益。
6、3)地下储存空间有局限性：地下储存空间的容量受限，且空间环境要求较高，系统的安装和维护难度较大。一旦系统出现故障，特别是热管发生局部故障时，由于其难以进行准确诊断和维修，往往会导致系统长期无法恢复正常运行，从而影响经济性和可持续性。
技术实现思路
1、本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于自然冷源的跨季节
2、本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，包括跨季节制冰蓄冷装置和控制器，所述跨季节制冰蓄冷装置包括保温绝热外壳，在所述保温绝热外壳内设有多个并列的蓄冰桶，在所述保温绝热外壳的一侧底部设有进风口，另一侧顶部设有出风口，在所述蓄冰桶内设有换热管，二者固接，所有所述换热管的载冷剂出口并联于载冷剂供给管，所有所述换热管的载冷剂入口并联于载冷剂回流管，所述载冷剂供给管通过用户末端换热器与载冷剂回流管连接，在所述载冷剂供给管上设有循环泵，系统开始运行时，所述控制器按照冷量损失率由小到大的优先级指标，优先启用冷量损失率较低的蓄冰桶，直至该系统的输出冷量qoutput与用户需求冷量qbuilding匹配，在系统运行过程中，当该系统的输出冷量qoutput与用户需求冷量qbuilding不匹配时，所述控制器采用以下步骤进行实时动态调节：
3、1)调节循环泵输出流速v，直至系统输出冷量与用户需求冷量匹配；
4、2)若调节循环泵输出流速v后的系统输出冷量qoutput已至最大，仍与用户需求冷量qbuilding不匹配，则按照优先级顺序增开尚未开启的一个蓄冰桶；
5、3)重复步骤1)～2)，直至所有蓄冰桶全部开启且循环泵输出流速v调至最大。
6、输出冷量qoutput(τ)与用户需求冷量qbuilding(τ)匹配时，需满足以下公式：
7、
8、qoutput(τ)是当前时刻下蓄冰桶剩余冷量；qbuilding(τ)是当前时刻下用户需求冷量；ε是人为规定的阈值，参考工程控制系统的误差容忍度确定。
9、建筑冷负荷qbuilding(τ)的计算公式为：
10、
11、qbuilding(τ)是当前时刻下用户需求冷量；tbuiliding是建筑室内温度；toutdoor是建筑室外温度；k是建筑围护结构传热系数；a是建筑围护传热面积；
12、系统输出冷量qoutput的计算公式为：
13、
14、qoutput是系统输出冷量；cp,htf是载冷剂比热容，ρ是载冷剂密度，v是循环泵输出流速，d是载冷剂供给管管径；tin是载冷剂入口温度；tout是载冷剂出口温度。
15、冷量损失率采用以下公式计算：
16、
17、φi是冷量损失率；qloss,i是第i个冰桶当前时刻下冷损失量；qremain,i是第i个冰桶当前时刻下蓄冰桶剩余冷量；
18、其中，蓄冰桶冷损失量qloss,i的计算公式为：
19、qloss,i＝ki(tenv-ti) (5)
20、qloss,i是第i个蓄冰桶当前时刻下冷损失量；ti是第i个冰桶的中心温度；tenv是保温外壳内的空气温度，ki是第i个冰桶的传热系数；
21、其中，蓄冰桶剩余冷量qremain,i的计算公式为：
22、
23、qremain,i是第i个冰桶当前时刻下蓄冰桶剩余冷量；fi是固液体积分数；cp,ice是冰的比热容；mi是蓄冰桶内水/冰的质量；tice是水发生相变从液体到固体的温度，ttarget是设定温度，不超过极值12；h是水的相变潜热，cp,water是水的比热容，tice是水发生相变从液体到固体的温度；twater是冰发生相变从固体到液体的温度。
24、相邻的两个所述蓄冰桶之间设有间隔。
25、在所述进风口和所述出风口上均设有过滤网和风阀组件。
26、所述换热管为换热盘管。
27、所述换热管通过桶盖与所述蓄冰桶固接。
28、阈值ε取值为5％。
29、本专利技术具有的优点和积极效果是：采用跨季节制冰蓄冷装置利用冬季自然冷源实现了零能耗制冷，并且全部结构都建设在地面之上，初期投资成本较低，维护简便，回报周期短。此外通过优化调控降低系统能耗，减少冷量损失，提升系统运行能效，能够显著提高建筑低能耗运行水平，具备较高的经济性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，包括跨季节制冰蓄冷装置和控制器，
2.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，输出冷量Qoutput(τ)与用户需求冷量Qbuilding(τ)匹配时，需满足以下公式：
3.根据权利要求2所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，建筑冷负荷Qbuilding(τ)的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，系统输出冷量Qoutput的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，冷量损失率采用以下公式计算：
6.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，相邻的两个所述蓄冰桶之间设有间隔。
7.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，在所述进风口和所述出风口上均设有过滤网和风阀组件。
8.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节
9.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，所述换热管通过桶盖与所述蓄冰桶固接。
10.根据权利要求2所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，阈值ε取值为5％。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，包括跨季节制冰蓄冷装置和控制器，
2.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，输出冷量qoutput(τ)与用户需求冷量qbuilding(τ)匹配时，需满足以下公式：
3.根据权利要求2所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，建筑冷负荷qbuilding(τ)的计算公式为：
4.根据权利要求2所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，系统输出冷量qoutput的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的基于自然冷源的跨季节蓄冰分级调控供冷系统，其特征在于，冷量损...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯良，魏佳兴，冯国会，白雪，王艳明，孙启海，宋波，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。