專利名稱：動態(tài)冰蓄冷制冷設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冰蓄冷設備技術領域，特別涉及一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備。
背景技術：
冰蓄冷空調系統(tǒng)，是利用夜間電網(wǎng)低負荷期的廉價電力進行制冰，在白天電網(wǎng)供 電緊張的情況下，停止制冷機組運行，空調系統(tǒng)利用夜間制冷機組所制的冰作為冷源，提供 給需要供冷的場所。移峰填谷，即緩解電網(wǎng)供電緊張，又利用夜間廉價電費，節(jié)省空調制冷 機組的整體運行成本，因此在世界范圍內得到迅速發(fā)展。目前冰蓄冷中央空調系統(tǒng)主要采用“冰球”、“冰盤管”蓄冷系統(tǒng)。冰球蓄冷系統(tǒng)介紹冰球外表面為聚乙烯材質，外形為直徑IOOmm左右的圓球，表 面設有多個凹坑，球內水結冰膨脹時，結冰時凹坑凸起，防止脹裂。將很多冰球放入裝有乙 二醇載冷劑的大蓄冰槽中，冰球通過與乙二醇熱交換，球內的水結冰蓄冷、融冰吸熱，實現(xiàn) 冰蓄冷功能。冰球冰蓄冷系統(tǒng)的一些不足之處如下冰球蓄冷系統(tǒng)采用乙二醇載冷劑，帶有載 冷劑的制冷方式均為二次傳熱制冷方式，即制冷劑與載冷劑先換熱，之后載冷劑再與冰球 換熱，制冷效率低；球內冷水凍結膨脹時，通過球表面凹處凸起緩解應力，凹面反復動作，容 易開裂，而且結冰膨脹不一定會在凹處形成；冰球的直徑通常為100 120mm，由于冰的熱 阻大，外部的冷量至少要通過20-30mm厚的冰層才能抵達中心點，冰球越中心的冷水越難 結成冰，空間利用率低，蓄冷量低；冰球表層本身使用聚乙烯材質，傳熱性能差。冰盤管蓄冷系統(tǒng)介紹冰盤管即采用不銹鋼SUS304材質的管，盤管外表面附帶翅 片，盤管一般為多組并聯(lián)，放置在一個裝有水的大蓄冰槽內，蓄冰槽內的水與盤管內部的載 冷劑熱交換，在制冷蓄冷時，冰盤管外表面結成冰，儲存冷量；在融冰吸熱時，盤管外表面的 冰融化，釋放冷量，實現(xiàn)冰蓄冷功能。冰盤管蓄冷系統(tǒng)的一些不足之處如下冰盤管蓄冷系統(tǒng)采用載冷劑，帶有載冷劑 的制冷方式均為二次傳熱制冷方式，即制冷劑與載冷劑先換熱，之后載冷劑再與水換熱，制 冷效率低；冰盤管擺放在蓄冰槽內時，管與管之間的間隙要小，所有用的盤管較多，一般采 用價格高昂的SUS304不銹鋼管。投入成本高；盤管外部冰結的越厚，傳熱效果越差，所以冰 盤管外部的結冰厚度一般都比較薄，蓄冷能力低；盤管較多，而且放置在蓄冰槽中，發(fā)生泄 漏，不方便維修。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題是為了解決常用的冰蓄冷系統(tǒng)結冰厚度不易控制，傳熱 效果差，制冰能力低，蓄冷量低等問題，提供了一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備，包括制 冷機組、蒸發(fā)器和盛水的蓄冰池，制冷機組的回氣管、熱氣管和供液管分別與蒸發(fā)器連通， 回氣管上安裝有回氣恒壓電磁閥，熱氣管上安裝有熱氟電磁閥，供液管內裝有制冷劑，供液管上安裝有供液電磁閥；蒸發(fā)器為板片式蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的板片內具有制冷劑流道，蒸發(fā)器 安裝在蓄冰池的頂部，蓄冰池上安裝有溫度傳感器、高料位開關和低料位開關，蓄冰池外安 裝有內部循環(huán)泵，內部循環(huán)泵通過循環(huán)水管與蒸發(fā)器頂部連通；蓄冰池上連接有空調出水 管和空調回水管，空調出水管上安裝有空調出水泵，空調出水管與空調回水管之間設有溫 度比例調節(jié)閥，空調回水管與循環(huán)水管連通。蒸發(fā)器上方設置有將水均勻分灑在板片外表面的分水槽。供液管末端連接有分液器，分液器與蒸發(fā)器的制冷劑流道連通。高料位開關和低料位開關都為阻旋式料位開關。蓄冰池內安裝有冰水過濾網(wǎng)。溫度傳感器的設定溫度為2V。制冷機組設定的預冷蒸發(fā)溫度為_3°C。制冷機組設定的制冰蒸發(fā)溫度為-10°C。制冷機組設定的制冷蒸發(fā)溫度為2V。本發(fā)明的有益效果是制冰蓄冷時，利用內部循環(huán)水與制冷劑直接熱交換制冰； 融冰吸熱時，采用空調回水與冰塊直接混合熱交換，制冰、融冰過程不采用載冷劑，提高換 熱效率及制冷效率；動態(tài)制冰模式，板片結冰面結冰厚度達到5_15mm時，利用熱氟將板片外的冰塊脫 落，脫落后的冰直接儲存在蓄冰池內，板片蒸發(fā)器脫冰后再重新開始制冰，避免在蓄冰過程 中，冰層過厚，造成換熱效果差，制冰能力低、蓄冷量低等問題，實驗證明制造5-15mm厚度 的冰塊，傳熱效果最好、制冰的效率最高、系統(tǒng)的運行最經濟；可實現(xiàn)雙工況運行制冰蓄冷模式和冷水機模式，制冰蓄冷模式時制冷機組全負 荷運行，蒸發(fā)溫度-10°C左右，進行制冰蓄冷；冷水機模式下，制冷機組卸載或部分制冷機 組停止運行，蒸發(fā)溫度+2°c，直接將+12°C空調回水溫度降低至+7°C ；板片式蒸發(fā)器結冰面為開放式，排除蒸發(fā)器被凍裂脹裂的可能，制冰脫冰都很方 便；采用動態(tài)制冰模式，制冰效率高，蓄冷量大，板片每平方米一天可制造約0. 6 0. 8噸的冰，蒸發(fā)面積小，占地面積少，成本低；蒸發(fā)器安裝在蓄冰池頂部，方便維修。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。如圖1所示，一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備，包括制冷機組、蒸發(fā)器1和盛水的蓄冰池 2，制冷機組的回氣管3、熱氣管4和供液管5分別與蒸發(fā)器1連通，回氣管3上安裝有回氣 恒壓電磁閥6，熱氣管4上安裝有熱氟電磁閥7，供液管5內裝有制冷劑，供液管5上安裝有 供液電磁閥8 ；蒸發(fā)器1為板片式蒸發(fā)器，蒸發(fā)器1的板片內具有制冷劑流道1-1，蒸發(fā)器1安裝在蓄冰池2的頂部，蓄冰池2上安裝有溫度傳感器9、高料位開關10和低料位開關11， 蓄冰池2外安裝有內部循環(huán)泵12，內部循環(huán)泵12通過循環(huán)水管13與蒸發(fā)器1頂部連通；蓄 冰池2上連接有空調出水管14和空調回水管15，空調出水管14上安裝有空調出水泵16， 空調出水管14與空調回水管15之間設有溫度比例調節(jié)閥17，空調回水管15與循環(huán)水管 13連通。如圖1所示，所述的蒸發(fā)器1上方設置有將水均勻分灑在板片外表面的分水槽18 ； 供液管5末端連接有分液器19，分液器19與蒸發(fā)器1的制冷劑流道1-1連通，便于將制冷 劑均勻輸送到制冷劑流道1-1內；蓄冰池2內安裝有冰水過濾網(wǎng)20，用于過濾冰塊，有利于 內部水循環(huán)。本發(fā)明中，蒸發(fā)器1為開放式板片蒸發(fā)器，結冰面在板片表面，排除了蒸發(fā)器被脹 裂的可能，結冰厚度易控制，厚度一般在5-15mm之間，傳熱效果好，制冰效率高，也容易脫 冰。如圖1所示，動態(tài)冰蓄冷制冷設備有四種運行狀態(tài)。A、預冷模式，當夜間低谷電時，運行制冷機組，檢測溫度傳感器9，溫度傳感器9設 定值一般為2°C，當蓄冰池2的溫度高于2°C時，制冷機組自動轉換為預冷模式。預冷模式 運行的目的是將蓄冰池2內水溫先降低至2V，也就是接近水的冰點溫度，為制冰模式做好 準備。預冷模式時，制冷機組開始運行，供液電磁閥8開啟，回氣恒壓電磁閥6開啟，制冷機 組將蒸發(fā)溫度恒定為_3°C，即保持有效換熱溫差，使板片外表面不結冰，保持最高的換熱效 率，從而迅速的降低水溫。制冷機組運行的同時，內循環(huán)泵12運行，將蓄冰池2內部的水輸 送至板片蒸發(fā)器頂部的分水槽18內，再均勻的灑在板片蒸發(fā)器的外表面，與板片蒸發(fā)器制 冷劑流道1-1內部蒸發(fā)的制冷劑換熱，溫度降低。不斷循環(huán)，使水溫降低到設定的溫度。回氣恒壓電磁閥當回氣恒壓電磁閥6打開時，閥門全部開啟，當回氣恒壓電磁閥 6關閉時，該閥能恒定閥前的壓力，恒定的壓力可以任意設定，當閥前的壓力高于設定值時， 閥門開啟，當閥前壓力低于設定值時，閥門關閉?；貧夂銐弘姶砰y的壓力設定等于該制冷劑 蒸發(fā)溫度為+5°C時的飽和壓力。這樣既能使冰融化，又能保證較少的冰融化，提高產冰量。B、蓄冰模式，夜間低谷電時，動態(tài)冰蓄冷制冷設備運行在預冷模式，當水溫低于溫 度傳感器9設定的2°C時，制冷機組自動進入蓄冰模式，進入蓄冰模式后，制冷機組的蒸發(fā) 器降低至-10°C左右，此時水循環(huán)繼續(xù)運行，較大的溫差使板片蒸發(fā)器外表面開始結冰，經 過一定的時間后，板片蒸發(fā)器外表面的冰層達到指定厚度，此時關閉供液電磁閥8、回氣恒 壓電磁閥6，開啟熱氟電磁閥7。高溫的熱氟進入板片蒸發(fā)器的制冷劑流道1-1內，融化板 片外部的冰層，之后冰層脫落。當所有冰塊脫落后，進入下次的制冰脫冰循環(huán)。冰蓄冷模式 運行較長時間后，水池內部漂浮著很厚的冰層，冰層厚實而下沉，且蓄冰池2內的水溫隨之 降低，冰層下降到低料位開關11位置后，低料位開關11動作，系統(tǒng)停機，蓄冰模式結束。之 后，如果空調系統(tǒng)運行，使冰層融化，上浮到高料位開關10位置時，蓄冰模式又開始自動運 行，不斷的制冰蓄冷。料位開關一般為阻旋式料位開關，料位開關正常旋轉時，料位開關觸點閉合，當料 位開關的旋轉葉片被冰層擋住后，料位開關觸點斷開。C、融冰吸熱，白天峰值電時，制冷機組停止運行?？照{系統(tǒng)運行，空調出水泵16運 行，為需供冷的場所提供冷水，空調的回水通過溫度比例調節(jié)閥17，部分與蓄冰池2內的冷水混合，形成正常的空調供水水溫，繼續(xù)提供給需供冷場所，部分進入板片蒸發(fā)器頂部的分 水槽18，通過分水槽18分布后，沿板片蒸發(fā)器外表面流動后，大面積的灑在蓄冰池2漂浮的 冰面上，融化冰層，回水溫度也瞬間降低。通過溫度比例調節(jié)閥17源源不斷的提供給需供 冷場所需要的冷水。溫度比例調節(jié)閥，設定閥前出水溫度，當空調出水溫度過高時，關小閥門的開啟 度，減少空調回水的回流量，增大冷水的供水量，從而降低空調出水溫度，反之則同理。從而 恒定空調的出水溫度。正常情況下，蓄冰池內的水溫為0.5°C，空調回水12°C，空調出水(供水)溫度 7°C。D、空調模式，當某天空調運行負荷較大時，融冰吸熱運行使冰層全部融化，并且整 個蓄冰池2的水溫上升到2°C時，為了保證空調的正常使用，動態(tài)冰蓄冷設備自動進入空調 模式，制冷機組運行，并將蒸發(fā)溫度恒定為2°C，關閉溫度比例調節(jié)閥，空調出水泵16繼續(xù) 運行，12°C空調回水全部進入分水槽18，并均布到各個板片蒸發(fā)器的外表面，與制冷劑流道 1-1內的制冷劑熱交換，溫度降低至7°C后，進入蓄冰池2內，再由空調出水泵16源源不斷 的輸送至需供冷的場所。
權利要求
一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備，包括制冷機組、蒸發(fā)器(1)和盛水的蓄冰池(2)，其特征在于制冷機組的回氣管(3)、熱氣管(4)和供液管(5)分別與蒸發(fā)器(1)連通，回氣管(3)上安裝有回氣恒壓電磁閥(6)，熱氣管(4)上安裝有熱氟電磁閥(7)，供液管(5)內裝有制冷劑，供液管(5)上安裝有供液電磁閥(8)；蒸發(fā)器(1)為板片式蒸發(fā)器，蒸發(fā)器(1)的板片內具有制冷劑流道(1-1)，蒸發(fā)器(1)安裝在蓄冰池(2)的頂部，蓄冰池(2)上安裝有溫度傳感器(9)、高料位開關(10)和低料位開關(11)，蓄冰池(2)外安裝有內部循環(huán)泵(12)，內部循環(huán)泵(12)通過循環(huán)水管(13)與蒸發(fā)器(1)頂部連通；蓄冰池(2)上連接有空調出水管(14)和空調回水管(15)，空調出水管(14)上安裝有空調出水泵(16)，空調出水管(14)與空調回水管(15)之間設有溫度比例調節(jié)閥(17)，空調回水管(15)與循環(huán)水管(13)連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征是所述的蒸發(fā)器(1)上方設 置有將水均勻分灑在板片外表面的分水槽(18)。
3.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的供液管(5)末端 連接有分液器(19)，分液器(19)與蒸發(fā)器(1)的制冷劑流道(1-1)連通。
4.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的高料位開關(10) 和低料位開關(11)都為阻旋式料位開關。
5.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的蓄冰池(2)內安 裝有冰水過濾網(wǎng)(20)。
6.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的溫度傳感器(9) 的設定溫度為2°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的制冷機組設定的 預冷蒸發(fā)溫度為_3°C。
8.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的制冷機組設定的 制冰蒸發(fā)溫度為-io°c。
9.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)冰蓄冷制冷設備，其特征在于所述的制冷機組設定的 制冷蒸發(fā)溫度為2°C。全文摘要
本發(fā)明一種動態(tài)冰蓄冷制冷設備。它包括制冷機組、蒸發(fā)器和蓄冰池，制冷機組的回氣管、熱氣管和供液管分別與蒸發(fā)器連通，回氣管上設有回氣恒壓電磁閥，熱氣管上設有熱氟電磁閥，供液管上設有供液電磁閥；蒸發(fā)器的板片內具有制冷劑流道，蒸發(fā)器安裝在蓄冰池的頂部，蓄冰池上安裝有溫度傳感器、高料位開關和低料位開關，蓄冰池外安裝有可將蓄冰池內水輸送到蒸發(fā)器頂部的內部循環(huán)泵；蓄冰池上連接有空調出水管和空調回水管，空調出水管上設有空調出水泵，空調出水管與空調回水管之間設有溫度比例調節(jié)閥，空調回水管與循環(huán)水管連通。動態(tài)制冰蓄冰模式，運行靈活，結冰厚度達到5-15mm，傳熱效果好，制冰效率高，蓄冷量大，占地面積小，成本低。
文檔編號F24F13/00GK101881492SQ20101020900
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月24日
發(fā)明者于榮富, 林建振 申請人:上海弗格森制冷設備有限公司