專利名稱：一種基于蒸發(fā)冷卻的冰-水復(fù)合型蓄冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄冷技術(shù)，尤其涉及一種基于蒸發(fā)冷卻的冰-水復(fù)合型蓄冷裝置。
背景技術(shù)：
在世界能源形勢(shì)日益緊張的局面下，蓄冷空調(diào)技術(shù)成為一種節(jié)能和移峰填谷的重要手段，具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。利用溶液除濕的蒸發(fā)式過(guò)冷水制冰，避免了傳統(tǒng)過(guò)冷水制取流態(tài)冰方法中可能出現(xiàn)的管內(nèi)因凍結(jié)而發(fā)生的冰堵問(wèn)題，不僅制冰效率高，而且由于可以靈活地利用太陽(yáng)能或者其它廢熱，降低了對(duì)電能的依賴系統(tǒng)節(jié)能效果顯著?；谡舭l(fā)冷卻冰_水復(fù)合型蓄冷方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)冰_水蓄冷，系統(tǒng)利用梯級(jí)蒸發(fā)冷卻，不僅充分發(fā)揮了系統(tǒng)空氣除濕的效果，而且利用部分蒸發(fā)冷卻后的蓄冷水作為蒸發(fā)制冰用水， 大大提高了系統(tǒng)的制冰效率。另外，冰-水復(fù)合型蓄冷系統(tǒng)使用靈活，應(yīng)用前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)冰-水蓄冷的節(jié)能型的基于蒸發(fā)冷卻的冰_水復(fù)合型蓄冷裝置。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于蒸發(fā)冷卻的冰_水復(fù)合型蓄冷裝置，包括蒸發(fā)冷卻水蓄冷室、空氣_空氣換熱器、風(fēng)機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、溶液除濕器、溶液再生器、空氣_水換熱器、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室、 儲(chǔ)冰槽、冰水分離器、過(guò)冷水解冷器、霧化噴嘴A、霧化噴嘴B、水泵A、水泵B、水量調(diào)節(jié)閥A、 水量調(diào)節(jié)閥B、水量調(diào)節(jié)閥C、水量調(diào)節(jié)閥D和水量調(diào)節(jié)閥E ；冰水分離器和過(guò)冷水解冷器由下至上置于蒸發(fā)過(guò)冷制冰室底部，且在冰水分離器和蒸發(fā)過(guò)冷制冰室底部之間形成蓄水層，在過(guò)冷水解冷器和冰水分離器之間形成蓄冰層，霧化噴嘴A安裝在蒸發(fā)過(guò)冷制冰室的頂部，霧化噴嘴B安裝在蒸發(fā)冷卻水蓄冷室的頂部；所述風(fēng)機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、空氣-水換熱器、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室、空氣_空氣換熱器和溶液除濕器構(gòu)成低含濕量空氣循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器的干空氣出口接空氣_空氣換熱器的制冷空氣入口，空氣-空氣換熱器的冷空氣出口接風(fēng)機(jī)的入口，風(fēng)機(jī)的出口通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥接空氣_水換熱器的空氣入口，空氣-水換熱器的空氣出口接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室的空氣入口，蒸發(fā)過(guò)冷制冰室的空氣出口接蒸發(fā)冷卻水蓄冷室的空氣入口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室的空氣出口接空氣_空氣換熱器的制熱空氣入口，空氣_空氣換熱器的熱空氣出口接溶液除濕器的濕空氣入口；所述水泵A、水泵B、水量調(diào)節(jié)閥A、水量調(diào)節(jié)閥B、水量調(diào)節(jié)閥C、水量調(diào)節(jié)閥D、水量調(diào)節(jié)閥E、霧化噴嘴B、霧化噴嘴A、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室、過(guò)冷水解冷器、 冰水分離器、蓄冰槽和空氣-水換熱器構(gòu)成蒸發(fā)冷卻冰-水蓄冷的水循環(huán)系統(tǒng)；用戶回水口和空氣_水換熱器的出水口相接后通過(guò)水泵A接霧化噴嘴B的進(jìn)水口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室下部的出水口分為兩路，一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥A接用戶供水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥C接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室蓄水層處的進(jìn)水口，蒸發(fā)過(guò)冷制冰室蓄水層處的出水口通過(guò)水泵B和水量調(diào)節(jié)閥E分為兩路，一路接霧化噴嘴A的進(jìn)水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥D接空氣-水換熱器的進(jìn)水口 ；蒸發(fā)過(guò)冷制冰室蓄冰層處的出冰口接蓄冰槽； 所述溶液除濕器和溶液再生器構(gòu)成溶液再生循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器的稀溶液出口接溶液再生器的稀溶液進(jìn)口，溶液再生器的濃溶液出口接溶液除濕器的濃溶液進(jìn)口。低含濕量空氣循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程為濕空氣經(jīng)溶液除濕器除濕后經(jīng)空氣_空氣換熱器換熱冷卻，在風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后，進(jìn)入空氣-水熱交換器進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室與霧化噴嘴A噴出的霧化水滴進(jìn)行熱、質(zhì)交換后，空氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻水蓄冷室與噴嘴B噴出的霧化水滴再一次進(jìn)行熱、質(zhì)交換后，得到的濕空氣經(jīng)空氣_空氣換熱器換熱升溫后，進(jìn)入溶液除濕器進(jìn)行除濕干燥，完成一次低含濕量空氣循環(huán)。蒸發(fā)冷卻冰-水蓄冷的水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程為來(lái)自用戶回水口的水與經(jīng)過(guò)空氣-水換熱器換熱后的水混合后，在水泵A的作用下經(jīng)霧化噴嘴B霧化成細(xì)小的水滴，水滴蒸發(fā)冷卻后，分成兩路，一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥A調(diào)節(jié)后通向用戶供水口，另一路經(jīng)水量調(diào)節(jié)閥C調(diào)節(jié)后送入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室、蒸發(fā)制冰室的水在水泵B的作用下，經(jīng)水量調(diào)節(jié)閥E調(diào)節(jié)后，分為兩路，一路經(jīng)水量調(diào)節(jié)閥D再次調(diào)節(jié)后送入空氣_水換熱器，另一路經(jīng)霧化噴嘴A 霧化，霧化的細(xì)小水滴在低溫、低含濕量的空氣中蒸發(fā)過(guò)冷，過(guò)冷水滴經(jīng)過(guò)冷水解冷器解冷后，生成細(xì)小的冰晶，然后冰晶進(jìn)入蓄冰槽，未結(jié)冰的水經(jīng)冰水分離器分離后，在水泵B的作用下進(jìn)入空氣_水換熱器和蒸發(fā)過(guò)冷制冰室頂部的噴嘴A再一次霧化制冰，從而完成一次蒸發(fā)冷卻冰_水蓄冷的水循環(huán)。在該循環(huán)過(guò)程中，來(lái)自蒸發(fā)過(guò)冷制冰室的循環(huán)水，一部分用來(lái)蒸發(fā)制冰，另一部分進(jìn)入空氣-水換熱器中冷卻與之逆向流動(dòng)的循環(huán)空氣。溶液再生循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程為溶液除濕器出來(lái)的稀溶液通過(guò)溶液再生器進(jìn)行再生，再生后的濃溶液送入溶液除濕器，完成一次溶液再生循環(huán)。該蓄冷裝置的工作過(guò)程為濕空氣經(jīng)溶液除濕器除濕后，通過(guò)空氣_空氣換熱器和空氣-水換熱器兩級(jí)換熱后，空氣的干球溫度冷卻到零度左右，然后依次進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室，吸收蒸發(fā)水分的濕蒸汽經(jīng)空氣_空氣換熱器升溫后，進(jìn)入溶液除濕器進(jìn)行除濕，在該低含濕量空氣循環(huán)過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行蒸發(fā)冷卻冰-水蓄冷的水循環(huán)； 蒸發(fā)冷卻冰_水蓄冷的水循環(huán)中的水來(lái)自用戶回水口和空氣_水換熱器的出水口，其在水泵A的的作用下經(jīng)霧化噴嘴B霧化成細(xì)小的水滴，水滴在此低濕環(huán)境中蒸發(fā)冷卻到零度左右后，分成兩路，一路通向用戶，另一路送入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室，在蒸發(fā)過(guò)冷制冰室中的低含濕量的空氣環(huán)境內(nèi)蒸發(fā)結(jié)為冰晶；對(duì)于從溶液除濕器出來(lái)的稀溶液，經(jīng)溶液再生器再生后， 形成濃溶液后再一次進(jìn)入溶液除濕器以吸收濕空氣的水分，驅(qū)動(dòng)溶液再生的熱源可采用太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱等。有益效果本發(fā)明提供的一種基于蒸發(fā)冷卻的冰-水復(fù)合型蓄冷裝置，可采用工業(yè)余熱、太陽(yáng)能等熱源作為發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)能源，節(jié)省了大量的電能，實(shí)現(xiàn)了能源利用的可持續(xù)發(fā)展；并且低含濕量空氣梯級(jí)利用，充分發(fā)揮了溶液除濕的效果，實(shí)現(xiàn)了冰、水同時(shí)蓄冷， 而且利用部分蒸發(fā)冷卻后的蓄冷水作為蒸發(fā)制冰用水，大大提高了系統(tǒng)的制冰效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示為一種基于蒸發(fā)冷卻的冰_水復(fù)合型蓄冷裝置，包括蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1、空氣-空氣換熱器5、風(fēng)機(jī)6、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥7、溶液除濕器8、溶液再生器9、空氣-水換熱器10、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11、儲(chǔ)冰槽19、冰水分離器14、過(guò)冷水解冷器13、霧化噴嘴A12、霧化噴嘴B16、水泵A3、水泵B20、水量調(diào)節(jié)閥A2、水量調(diào)節(jié)閥B4、水量調(diào)節(jié)閥 Cl5、水量調(diào)節(jié)閥 D17和水量調(diào)節(jié)閥E18 ；冰水分離器14和過(guò)冷水解冷器13由下至上置于蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11 底部，且在冰水分離器14和蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11底部之間形成蓄水層，在過(guò)冷水解冷器13 和冰水分離器14之間形成蓄冰層，霧化噴嘴A12安裝在蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11的頂部，霧化噴嘴B16安裝在蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1的頂部。所述風(fēng)機(jī)6、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥7、空氣-水換熱器10、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1、空氣-空氣換熱器5和溶液除濕器8構(gòu)成低含濕量空氣循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器8的干空氣出口接空氣_空氣換熱器5的制冷空氣入口，空氣-空氣換熱器5的冷空氣出口接風(fēng)機(jī)6的入口，風(fēng)機(jī)6的出口通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥7接空氣-水換熱器10的空氣入口，空氣-水換熱器10的空氣出口接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11的空氣入口，蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11的空氣出口接蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1的空氣入口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1的空氣出口接空氣_空氣換熱器5 的制熱空氣入口，空氣-空氣換熱器5的熱空氣出口接溶液除濕器8的濕空氣入口。所述水泵A3、水泵B20、水量調(diào)節(jié)閥A2、水量調(diào)節(jié)閥B4、水量調(diào)節(jié)閥C15、水量調(diào)節(jié)閥D17、水量調(diào)節(jié)閥E18、霧化噴嘴B16、霧化噴嘴A12、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室 11、過(guò)冷水解冷器13、冰水分離器14、蓄冰槽19和空氣-水換熱器10構(gòu)成蒸發(fā)冷卻冰-水蓄冷的水循環(huán)系統(tǒng)；用戶回水口和空氣-水換熱器10的出水口相接后通過(guò)水泵A3接霧化噴嘴B16的進(jìn)水口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1下部的出水口分為兩路，一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥A2 接用戶供水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥C15接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11蓄水層處的進(jìn)水口，蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11蓄水層處的出水口通過(guò)水泵B20和水量調(diào)節(jié)閥E18分為兩路，一路接霧化噴嘴A12的進(jìn)水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥D17接空氣-水換熱器10的進(jìn)水口 ；蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11蓄冰層處的出冰口接蓄冰槽19。所述溶液除濕器8和溶液再生器9構(gòu)成溶液再生循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器8的稀溶液出口接溶液再生器9的稀溶液進(jìn)口，溶液再生器9的濃溶液出口接溶液除濕器8的濃溶液進(jìn)口。該裝置利用溶液深度除濕的梯級(jí)蒸發(fā)冷卻方法來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)冰_水蓄冷，將溶液深度除濕獲得的干空氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)熱交換器換熱冷卻到零度左右后，進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11 與過(guò)冷或接近零度的水接觸，通過(guò)水分的蒸發(fā)將部分過(guò)冷水或接近零度的水冷凍成冰粒， 最終形成流態(tài)冰，實(shí)現(xiàn)了冰蓄冷過(guò)程；從蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11排出的濕空氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻水蓄冷室1與來(lái)自用戶回口的水進(jìn)行熱、質(zhì)交換，使用戶回水被冷卻到零度左右，被冷卻的水一部分進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11進(jìn)行制冰，另一部分作為水蓄冷使用；從蒸發(fā)冷卻水蓄冷室 1排出的濕空氣進(jìn)入溶液除濕器8進(jìn)行除濕干燥，然后與熱交換器換熱冷卻后再次進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室11，完成了循環(huán)。溶液的再生可利用太陽(yáng)能、廢熱等低品位能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)的節(jié)能效果顯著。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種基于蒸發(fā)冷卻的冰-水復(fù)合型蓄冷裝置，其特征在于該蓄冷裝置包括蒸發(fā)冷卻水蓄冷室(1)、空氣-空氣換熱器(5)、風(fēng)機(jī)(6)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(7)、溶液除濕器(8)、溶液再生器(9)、空氣-水換熱器(10)、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)、儲(chǔ)冰槽(19)、冰水分離器(14)、過(guò)冷水解冷器(13)、霧化噴嘴A (12)、霧化噴嘴B (16)、水泵A (3)、水泵B (20)、水量調(diào)節(jié)閥A (2)、 水量調(diào)節(jié)閥B(4)、水量調(diào)節(jié)閥C(15)、水量調(diào)節(jié)閥D(17)和水量調(diào)節(jié)閥E(18)；冰水分離器 (14)和過(guò)冷水解冷器(13)由下至上置于蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)底部，且在冰水分離器(14) 和蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)底部之間形成蓄水層，在過(guò)冷水解冷器(13)和冰水分離器(14)之間形成蓄冰層，霧化噴嘴A(12)安裝在蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)的頂部，霧化噴嘴B(16)安裝在蒸發(fā)冷卻水蓄冷室(1)的頂部；所述風(fēng)機(jī)(6)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(7)、空氣-水換熱器(10)、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室(1)、空氣-空氣換熱器(5)和溶液除濕器(8)構(gòu)成低含濕量空氣循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器(8)的干空氣出口接空氣-空氣換熱器(5)的制冷空氣入口，空氣-空氣換熱器(5) 的冷空氣出口接風(fēng)機(jī)(6)的入口，風(fēng)機(jī)(6)的出口通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(7)接空氣-水換熱器 (10)的空氣入口，空氣-水換熱器(10)的空氣出口接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)的空氣入口， 蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)的空氣出口接蒸發(fā)冷卻水蓄冷室(1)的空氣入口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室 (1)的空氣出口接空氣-空氣換熱器(5)的制熱空氣入口，空氣-空氣換熱器(5)的熱空氣出口接溶液除濕器(8)的濕空氣入口 ；所述水泵A (3)、水泵B (20)、水量調(diào)節(jié)閥A (2)、水量調(diào)節(jié)閥B (4)、水量調(diào)節(jié)閥C (15)、水量調(diào)節(jié)閥D(17)、水量調(diào)節(jié)閥E(18)、霧化噴嘴B(16)、霧化噴嘴A(12)、蒸發(fā)冷卻水蓄冷室 (1)、蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)、過(guò)冷水解冷器(13)、冰水分離器(14)、蓄冰槽(19)和空氣-水換熱器(10)構(gòu)成蒸發(fā)冷卻冰-水蓄冷的水循環(huán)系統(tǒng)；用戶回水口和空氣-水換熱器(10) 的出水口相接后通過(guò)水泵A(3)接霧化噴嘴B(16)的進(jìn)水口，蒸發(fā)冷卻水蓄冷室(1)下部的出水口分為兩路，一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥A(2)接用戶供水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥C(15) 接蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)蓄水層處的進(jìn)水口，蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)蓄水層處的出水口通過(guò)水泵B(20)和水量調(diào)節(jié)閥E(18)分為兩路，一路接霧化噴嘴A (12)的進(jìn)水口，另一路通過(guò)水量調(diào)節(jié)閥D(17)接空氣-水換熱器(10)的進(jìn)水口 ；蒸發(fā)過(guò)冷制冰室(11)蓄冰層處的出冰口接蓄冰槽(19)；所述溶液除濕器(8)和溶液再生器(9)構(gòu)成溶液再生循環(huán)系統(tǒng)；溶液除濕器(8)的稀溶液出口接溶液再生器(9)的稀溶液進(jìn)口，溶液再生器(9)的濃溶液出口接溶液除濕器(8) 的濃溶液進(jìn)口。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于蒸發(fā)冷卻的冰-水復(fù)合型蓄冷裝置，其利用溶液深度除濕的梯級(jí)蒸發(fā)冷卻方法來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)冰-水蓄冷，將溶液深度除濕獲得的干空氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)熱交換器換熱冷卻到零度左右后，進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室與過(guò)冷或接近零度的水接觸，通過(guò)水分的蒸發(fā)將部分過(guò)冷水或接近零度的水冷凍成冰粒，最終形成流態(tài)冰，實(shí)現(xiàn)了冰蓄冷過(guò)程；從蒸發(fā)過(guò)冷制冰室排出的濕空氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻水蓄冷室與來(lái)自用戶的回水進(jìn)行熱、質(zhì)交換，使用戶回水被冷卻到零度左右，被冷卻的水一部分進(jìn)入蒸發(fā)過(guò)冷制冰室進(jìn)行制冰，另一部分作為水蓄冷使用。本發(fā)明提供的蓄冷裝置，可采用工業(yè)余熱、太陽(yáng)能等熱源作為發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)能源，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)了冰、水同時(shí)蓄冷，適用范圍廣。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102331052SQ201110308039
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者張小松, 閆俊海 申請(qǐng)人:東南大學(xué)