冰浆蓄冷中央空调系统技术方案

本实用新型专利技术属于中央空调系统，具体是一种用冰浆作为储能载体，转移白天电力高峰负荷到夜间电力低谷的节能中央空调系统，它主要由：制冷主机、板式换热器、冰浆发生器、蓄冰罐、水泵、控制系统等组成。其主要功能是提供１℃左右的低温送水和１５℃左右的低温送风，减小大楼制冷主机总装机容量和减小冷水管直径以及末端风机电机功率，平衡电网高峰低谷电力负荷，利用峰谷电价差降低空调运行成本和降低电力增容费及初投资等。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于中央空调系统，具体是一种用冰浆作为储能载体转移白天高峰电力负荷到夜间低谷电力负荷的节能环保中央空调系统。
技术介绍
近年来，尽管我国电力工业发展较快，但在一些经济发达地区用电仍很紧张，成为 制约当地经济发展的瓶颈，特别是夏季空调用电量已经普遍超过电力总负荷的三分之一， 少数城市甚至接近50 % ，与之形成鲜明对比的是电网在夜间挥发量可高达50 %左右，电力 需求在时间上的不均衡，是造成电力紧张非常重要的原因，那么主要原因又在空调上。同 时，城市生活、商业用电的快速增长，特别是夏季用电负荷的骤增，使得城市电网已远不能 适应。因此，"节约高峰电力"已成为政府和电力管理部门致力于缓解电力紧缺的重要和 长远的措施之一，并通过制定用电优惠政策等经济手段以推动电力"削峰填谷"的实现。 可以说蓄冷技术就是适应这种需要而诞生的一项应用于空调节能的高新技术，利 用夜晚的多余电、低价电蓄冷，到白天用电高峰时融冰，将所储存冷量释放出来，缓解高峰 用电压力，满足建筑供冷需求，实现白天空调使用少耗电或"零耗电"。应用结果显示，可为 用户节省20_30%左右的电费。对于国家而言，减少了为应付白天用电高峰而追加的投入， 少发电，少烧煤，少排放，又提高了夜间电能的利用效率。蓄冷技术的普及推广不仅能极大 促进国家电能结构的调整，还能为国家减少大量的原煤资源浪费，同时又可以减少大量的 二氧化碳、二氧化硫等排放物。 基于此，蓄冷空调已得到社会的认可。目前发达国家60%以上的建筑物都已使用 蓄冷空调，我国也于2004年在全国范围出台实施电价峰谷差政策，例如深圳现在蓄冷空调 谷期电价为0. 28元/千瓦时，峰谷电价比超过了 4倍，并将不断拉大峰谷电价差，支持"移 峰填谷"技术应用和推广，部分地区政府已出台强制性政策，要求3万平米以上的新增建筑 必须使用蓄冷空调。 蓄冷技术作为一类重要的能源利用技术，近来获得了很大发展，目前国内市场上 已有多家从事蓄冷的相关公司。 以北京佩尔优公司为代表的水蓄冷公司，水蓄冷的优点是无须增加和改动原有的 制冷系统，只需增加和利用现有的消防蓄水池储冷即可，新建和改造成本低，但水蓄冷的蓄 冷密度较低(约为冰蓄冷的1/6 10)，如果蓄冷量相同的情况下水蓄冷罐体积是冰蓄冷罐 体积的6 10倍，因此蓄冷罐太大，只能在一些有较大空间场地的地方使用，如飞机场，应 用受到一定的局限。 共晶盐蓄冷主要是法国的CIAT公司在推广，国内一些机构如清华大学、中科院广 州能源研究所等也开发了一些相变材料，优点是系统简单和应用方便，缺点是相变材料蓄 冷性能和寿命会逐步衰减，存在使用寿命到期更换等问题，再加上本身成本较贵和更换成 本，所以目前应用较少。 从国内外的蓄冷应用情况来看，最普遍的还是冰蓄冷，它占到总蓄冷系统数量的95%以上，目前我国已有的蓄冰空调工程99%都属于静态蓄冰技术。 冰蓄冷根据制冰方式又分为静态制冰和动态制冰。静态蓄冰空调主要是以静态方 式制冰，即在盘管外或盛冰容器(冰球、冰板)内结冰，冰本身始终处于相对静止状态。它 需要对应蓄冷量的盘管、冰球、冰板和大量的载冷剂来制冷，及制冰和蓄冰为一体。动态制 冰方式，则是制冰和蓄冰分开进行，使水生成冰晶或冰浆，且冰晶、冰浆可以用泵输送。 但目前大量采用的静态制冰又存在以下缺点，由于冰本身处于静止状态，随着制 冰时间的增长，冰厚度就会慢慢增加，冰的热阻效应就越来越明显，冰本身的传热性能和冰 厚度成反比，导至制冰中后期制冷主机制冷效率严重下降，直接带来能源利用效率的下降。 静态蓄冰空调制冰和蓄冰为一体，蓄冷量跟盘管数量或冰球、冰板数量成正比关 系，后果是蓄冷量越大投资成本也越大，从投资成本考虑所以转移高峰负荷是有限的，通常 约为最高总冷负荷的20% 30%，而且还存在载冷剂泄漏和盘管、冰球、冰板制造成本高 等问题。
技术实现思路
本专利技术目的是推出一种基于动态制冰技术的冰浆蓄冷中央空调系统，以解决现有 静态蓄冰中央空调的不足。 冰浆蓄冷中央空调系统是把制冷、换热、制冰、储冰、用冷等组件分开设置的中央 空调系统，为提高制冰效率和降低系统成本为目的。主要换热系统采用换热效率较高的液 液板式热交换器，彻底解决静态制冰冰层热阻导至制冷主机制冷效率下降问题。制冰在水 温降至零摄氏度以下后在冰浆发生器内单独进行，生成的冰浆由管道输送至蓄冰罐储存。 本专利技术供冷为大温差送水、低温送风提供了条件。具有制冰周期中始终处于最佳换热效率 段的特点，还具有无盘管、无冰球、无冰板、融冰快、负荷跟随性好、蓄冰罐设置灵活、冰浆 可以用泵远距离输送、出水温度低、出水温度恒定等优点。为了实现上述目的本专利技术的技术特征为 冰桨蓄冷中央空调系统主要由冷源系统、制冰系统、蓄冰罐、供冷系统、控制系 统、配管等组成。其主要特征为冷源系统与制冰系统采用管路构成闭式载冷循环系统，管 路中充满有不冻液；蓄冰罐与制冰系统采用塑料或不锈钢管道构成开式水循环系统；供冷 系统与蓄冰罐采用塑料或不锈钢管道也构成另一开式水循环系统。冷量通过不冻液循环管 路从制冷主机传递给制冰板式换热器，制冰板式换热器后端还接有冰浆发生器并用配管联 接至蓄冰罐。 本专利技术所采用的技术方案为 本专利技术所述冷源系统由制冷主机、冷却塔、冷却泵、不冻液泵、膨胀水箱、管路等组 成。制冷主机、过滤器、不冻液泵、依次用配管串联并与制冰系统的制冰板式换热器构成一 个闭式不冻液循环系统，管路最高处设有排气阀，以及不冻液泵进口端设有与膨胀水箱联接的管路。不冻液循环管路中充满有不冻液，不冻液可以是乙二醇水溶液或其它在-st:左右不冻结的液体。 所述制冷主机为双工况机组，可以是双工况离心机组或双工况螺杆机组，能提供常规空调工况7t:的冷冻水和制冰工况-31:左右的不冻液。 所述制冰系统由冷冻水泵、预热系统、冰水分离器、制冰板式换热器、冰浆发生器、4配管依次串联构成。蓄冰罐ot:的冷冻水经冷冻水泵和预热系统预热为o. 2t:至o. 5°c 冷冻水送至冰水分离器进入制冰板式换热器，o. 2t:至o. 5t:冷冻水与-31:左右不冻液经 制冰板式换热器降至成-rc至-31:的冷冻水送入冰浆发生器生成冰晶与冷冻水的混合 物-一 冰浆，此冰浆经配管输送至蓄冰罐储存，冷冻水进入再循环制冰，制冰通常在夜间电 力低谷期进行。 所述预热系统可以是用水泵进口处的负压经过管道抽吸专门设置的预热蓄水罐 内i(TC至18t:热水，蓄水罐热水源来自蓄冰罐被末端系统换热后的冷冻水，冷冻水泵进口 与蓄水罐之间串联有单向阀和两通电动调节阀，两通电动调节阀开度由控制系统跟据制冰板式换热器进口温度所决定；或利用冷冻水泵进出口压差产生旁路自循环水流跟制冷主机冷却水冷凝器压差行成的循环水流组成预热系统，换热器可以是板式换热器、管壳式换热器或其它形式的换热器；也可以是上述两种系统结合构成的预热系统。 本专利技术所述的蓄冰罐可以为任意形状、任意大少、任意结构、任意能装水的容器、 开式或闭式，相互串联或并联组成，也可以是单独的一个独立槽罐，可以是置于房间内、室 外或埋于地下。每个罐顶部设有一个或多个进水口 ，底部设有出水口 ，出水口设有防止冰晶 流出的滤网，较大罐体顶部设置有冰浆分配器和洒水系统。 所述供冷系统由冷冻水泵、供本文档来自技高网...

【技术保护点】
冰浆蓄冷中央空调系统主要由：冷源系统、制冰系统、蓄冰罐、供冷系统、控制系统、配管等组成，其主要特征为：冷源系统与制冰系统采用管路构成闭式载冷循环系统，管路中充满有不冻液；蓄冰罐与制冰系统采用塑料或不锈钢管道构成开式水循环系统；供冷系统与蓄冰罐采用塑料或不锈钢管道也构成另一开式水循环系统，冷量通过不冻液循环管路从制冷主机传递给制冰板式换热器，制冰板式换热器后端还接有冰浆发生器并用配管联接至蓄冰罐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，谢一鹏，汪健斌，刘岩，敬刚，王仕华，
申请(专利权)人：深圳力合节能技术有限公司，深圳清华大学研究院，深圳力合孵化器发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]