本發(fā)明涉及制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
蓄冷空調(diào)能幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷,提高電力使用效率,有效促進(jìn)節(jié)能減排。如圖1所示,現(xiàn)有的蓄冷空調(diào)一般是這樣的:空調(diào)冷凍主機(jī)101,該主機(jī)蒸發(fā)溫度低于0℃并具有制冰功能,冷凍水循環(huán)泵102,冷凍水供水管103,空氣處理柜104,風(fēng)機(jī)盤(pán)管105,冷凍水回水管106,涼水塔107,冷卻水循環(huán)泵108,電動(dòng)控制閥109、110、115、116,二次換熱器117,制冷劑與冷凍水在此處換熱,載冷劑循環(huán)泵113,蓄冷槽114,蓄冷槽114內(nèi)裝滿(mǎn)水,水與載冷劑在槽內(nèi)的盤(pán)管進(jìn)行熱交換,空調(diào)冷凍主機(jī)101與系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,槽內(nèi)存儲(chǔ)的水將完全凝結(jié)成冰。融冰運(yùn)行模式下,蓄冷槽114內(nèi)的冰與載冷劑再次進(jìn)行熱交換而被逐漸融化成水。載冷劑循環(huán)管111、118,載冷劑通常在0℃以下時(shí)仍保持在液體狀態(tài)。
這種蓄冷空調(diào)系統(tǒng)有兩種交替運(yùn)行的狀態(tài):當(dāng)每天電網(wǎng)用電處于谷期低負(fù)荷期間,蓄冷空調(diào)主機(jī)冷凍站設(shè)備開(kāi)啟,系統(tǒng)處于蓄冷運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)電網(wǎng)用電處于峰期高負(fù)荷期間,主機(jī)冷凍站設(shè)備停止運(yùn)行,系統(tǒng)處于融冰狀態(tài),在融冰狀態(tài)下,空調(diào)系統(tǒng)用存儲(chǔ)在冰塊內(nèi)的“冷能”為建筑物供冷。
圖1所示的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)在蓄冷運(yùn)行狀態(tài)時(shí),空調(diào)冷凍主機(jī)101、冷卻水泵108、冷卻塔107、制冷劑循環(huán)泵113、蓄冷槽114保持工作,電動(dòng)閥109、110、116保持開(kāi)通狀態(tài),電動(dòng)閥115、112保持關(guān)閉狀態(tài)。在溶冰運(yùn)行狀態(tài)時(shí),空調(diào)冷凍主機(jī)101、冷卻水泵108、冷卻塔107保持停止?fàn)顟B(tài)。電動(dòng)閥門(mén)109、110、116關(guān)閉,電動(dòng)閥115、112保持接通,載冷劑循環(huán)泵113運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)載冷劑在蓄冷槽114與二次換熱器117之間往復(fù)循環(huán),空調(diào)冷凍水與載冷劑在二次換熱器117內(nèi)實(shí)現(xiàn)換熱。載冷劑在二次換熱器117內(nèi)吸收冷凍水熱量后,循環(huán)至蓄冷槽114,與蓄冷槽114內(nèi)的冰換熱。蓄冷槽114內(nèi)的冰吸收載冷劑熱量后逐漸溶化并變成水,儲(chǔ)存在冰內(nèi)的“冷能”在電網(wǎng)用電高峰期釋放。
由此可知,現(xiàn)有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)雖然能幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷,提高電力使用效率,但還存在以下缺點(diǎn)和不足:1、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,冷凍部分增加了蓄冷槽、二次換熱器、電動(dòng)控制閥、及制冷劑管路等。2、蓄冷設(shè)備需占用較大建筑空間。3、空調(diào)冷凍部分換熱次數(shù)增加,系統(tǒng)效率降低。增加的換熱次數(shù):載冷劑在蓄冷槽內(nèi)與水進(jìn)行換熱,液態(tài)水放熱產(chǎn)生相變形成固態(tài)冰;載冷劑與冰在蓄冷槽內(nèi)進(jìn)行熱交換,固態(tài)冰吸熱變成液態(tài)水;被冰冷卻的載冷劑在二次換熱器內(nèi)與冷凍水進(jìn)行熱交換?,F(xiàn)有蓄冷空調(diào)系統(tǒng)增加了三次熱交換,才能為建筑物供冷。4、載冷劑循環(huán)泵在蓄冷與融冰時(shí)都必須工作,用于輸送“冷能”的水泵能耗增加。5、系統(tǒng)管網(wǎng)復(fù)雜,需要控制的閥門(mén)多而復(fù)雜,維護(hù)成本高,設(shè)備初投資高。由于蓄冷空調(diào)系統(tǒng)存在的管道構(gòu)成復(fù)雜、換熱次數(shù)增加、設(shè)備占用空間大、維護(hù)成本高、投資回收周期長(zhǎng)等問(wèn)題,阻礙了它的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)化蓄冷空調(diào)的管道系統(tǒng),提高能源使用效率,減少設(shè)備空間占用,減少設(shè)備初投資,以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題的蓄冷空調(diào)系統(tǒng),為蓄冷空調(diào)的推廣應(yīng)用提供便利條件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng),包括蓄冷空調(diào)分機(jī)、制冷主機(jī)、冷卻塔,所述制冷主機(jī)通過(guò)載冷劑管道與蓄冷空調(diào)分機(jī)連接形成循環(huán)回路,所述載冷劑管道上設(shè)有載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵,所述制冷主機(jī)通過(guò)冷卻水管道與冷卻塔連接形成循環(huán)回路,所述冷卻水管道上設(shè)有冷卻水泵,通過(guò)控制載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、冷卻水泵分別驅(qū)動(dòng)載冷劑、冷卻水循環(huán)流動(dòng),所述蓄冷空調(diào)分機(jī)包括蓄冷槽、換熱盤(pán)管、空氣入口、空氣流通管、送風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)出口,所述蓄冷槽內(nèi)充滿(mǎn)蓄冷劑,蓄冷槽殼體設(shè)有隔熱層,所述換熱盤(pán)管呈S形布滿(mǎn)蓄冷槽,與制冷劑管道連接,所述空氣流通管設(shè)于蓄冷槽內(nèi),空氣流通管一端與空氣入口連通,另一端通過(guò)送風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)出口連通。
這樣,在電網(wǎng)用電負(fù)荷低谷期間,制冷主機(jī)能將載冷劑溫度降低甚至低至0℃以下,制冷主機(jī)、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、冷卻塔、冷卻水泵工作,啟動(dòng)并保持蓄冷運(yùn)行,由制冷主機(jī)通過(guò)載冷劑由換熱盤(pán)管向蓄冷槽內(nèi)的蓄冷劑蓄冷。當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷處于高峰時(shí)期,制冷主機(jī)、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵、冷卻塔、冷卻水泵停止工作,蓄冷的蓄冷槽由空氣與蓄冷劑換熱變成低溫空氣,實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷功能。空調(diào)制冷過(guò)程中,唯一耗電的部件只有送風(fēng)機(jī)。
優(yōu)選的,為強(qiáng)化傳熱,提高蓄冷與換熱效率,所述換熱盤(pán)管上附加有多個(gè)相互平行的散熱翅片,所述散熱翅片與換熱盤(pán)管連接,通過(guò)散熱翅片導(dǎo)熱增加換熱盤(pán)管的換熱效率。
優(yōu)選的,所述換熱盤(pán)管出入端分別設(shè)有載冷劑集成入管口、載冷劑集成出管口,通過(guò)載冷劑集成入管口、載冷劑集成出管口使多個(gè)平行設(shè)置的換熱盤(pán)管的出口、入口分別集成起來(lái),與載冷劑管道連通。
優(yōu)選的,所述空氣流通管與散熱翅片連接??諝饬魍ü苡脤?dǎo)熱性能良好的管材制作,空氣流經(jīng)空氣流通管內(nèi)側(cè)時(shí),可與管壁發(fā)生熱交換,熱空氣被蓄冷劑冷卻,同時(shí),透過(guò)管壁的熱量被蓄冷劑吸收,蓄冷劑因此而逐漸融化或升溫。
優(yōu)選的,所述空氣入口設(shè)有空氣入口外框,所述空氣入口外框設(shè)有空氣防塵網(wǎng),空氣經(jīng)過(guò)空氣防塵網(wǎng)過(guò)濾,可防止空氣流通管里沾染上灰塵,降低空氣換熱效率。
優(yōu)選的,所述空氣流通管末端后、送風(fēng)機(jī)前設(shè)有防水網(wǎng),所述防水網(wǎng)下端設(shè)有冷凝水托盤(pán),所述冷凝水托盤(pán)設(shè)有冷凝水泄水口,通過(guò)防水網(wǎng)使進(jìn)入蓄冷槽中的熱空氣因遇冷凝聚的水滴順?lè)浪W(wǎng)流入冷凝水托盤(pán)中,空氣冷凝水經(jīng)冷凝水泄水口排出。
優(yōu)選的,所述送風(fēng)機(jī)由風(fēng)機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng),風(fēng)機(jī)出口可安裝風(fēng)管及其他通風(fēng)設(shè)施。
優(yōu)選的,根據(jù)空調(diào)場(chǎng)所所需,所述蓄冷空調(diào)分機(jī)的蓄冷槽的容量可進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選的,根據(jù)安裝場(chǎng)地要求,所述蓄冷空調(diào)分機(jī)的蓄冷槽可設(shè)置為落地式、吊裝式或風(fēng)機(jī)盤(pán)管式。
優(yōu)選的,還可以用本發(fā)明分體蓄冷槽空氣直接融冰處理柜構(gòu)建成新風(fēng)處理系統(tǒng),所述載冷劑管道上設(shè)有采用供暖能源加熱載冷劑的換熱器,由載冷劑加熱蓄冷槽內(nèi)的蓄冷劑,再由空氣與蓄冷劑換熱成熱空氣后,完成空調(diào)制熱功能。
本發(fā)明空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷過(guò)程:蓄冷槽內(nèi)蓄滿(mǎn)蓄冷用的蓄冷劑,換熱盤(pán)管及散熱翅片浸泡在蓄冷劑中,制冷主機(jī)與冷卻塔開(kāi)始工作,使換熱盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)著溫度較低的載冷劑,蓄冷槽內(nèi)蓄冷劑中的熱量不斷地被換熱盤(pán)管內(nèi)的載冷劑吸收,一段時(shí)間后,蓄冷劑水的溫度越來(lái)越低甚至發(fā)生相變?nèi)磕Y(jié)成冰,此時(shí)蓄冷過(guò)程結(jié)束,制冷主機(jī)及冷卻塔停止運(yùn)行。蓄冷過(guò)程一般安排在電網(wǎng)用電負(fù)荷較低的谷期晚間進(jìn)行,幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“填谷”。
釋冷過(guò)程:當(dāng)白天建筑物需要空調(diào)供冷時(shí),本發(fā)明空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)始供冷:送風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作,驅(qū)動(dòng)熱空氣逐流經(jīng)空氣防塵網(wǎng)、空氣流通管、防水網(wǎng)、風(fēng)機(jī)出口,熱空氣在空氣流通管處與蓄冷劑進(jìn)行熱交換降溫,降溫后的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)出口送入空調(diào)場(chǎng)所。蓄冷空調(diào)釋冷過(guò)程一般安排在電網(wǎng)用電負(fù)荷較高的峰期,制冷過(guò)程中,制冷主機(jī)、冷卻塔等停止工作,從而有效幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“削峰”。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng),通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把蓄冷裝置與空氣處理裝置結(jié)合起來(lái),載冷劑將制冷主機(jī)“冷能”一次性輸送到空調(diào)場(chǎng)所,利用空氣通過(guò)空氣流通管直接與蓄冷劑進(jìn)行熱交換,將傳統(tǒng)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的集中式蓄冷槽改造成多個(gè)蓄冷空調(diào)分機(jī)直接蓄冷的方式,蓄冷空調(diào)分機(jī)可制作成落地式、吊裝式或其它多種形式,適合于不同的建筑安裝條件,空氣直接熱交換制冷的方式極大地提高了效率,換熱盤(pán)管可以用作制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器,并具有蓄冷功能,可在現(xiàn)有普通空調(diào)管道系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改裝更換,具有節(jié)省設(shè)備安裝空間、無(wú)冷凍水泵運(yùn)行、結(jié)構(gòu)及控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),適合于各種建筑物應(yīng)用,系統(tǒng)能耗進(jìn)一步降低。
如果將蓄冷空調(diào)分機(jī)內(nèi)的換熱盤(pán)管按照可運(yùn)行流通制冷劑的加工工藝加工,可以直接用制冷劑取代載冷劑,此時(shí)蓄冷空調(diào)分機(jī)內(nèi)的換熱盤(pán)管就成了制冷系統(tǒng)內(nèi)四大關(guān)鍵部件中的蒸發(fā)器,可以直接連接在壓縮冷凝機(jī)組中,為空調(diào)或制冷系統(tǒng)蓄冷。
附圖說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2本發(fā)明實(shí)施例蓄冷空調(diào)分機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為圖2的左視剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖2的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5所示,一種空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng),包括蓄冷空調(diào)分機(jī)、制冷主機(jī)15、冷卻塔21,所述制冷主機(jī)15通過(guò)制冷劑管道17、20與蓄冷空調(diào)分機(jī)連接形成循環(huán)回路,所述制冷劑管道17上設(shè)有載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16,所述制冷主機(jī)15通過(guò)冷卻水管道與冷卻塔21連接形成循環(huán)回路,所述冷卻水管道上設(shè)有冷卻水泵22,通過(guò)控制載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16、冷卻水泵22分別驅(qū)動(dòng)載冷劑、冷卻水循環(huán)流動(dòng),所述蓄冷空調(diào)分機(jī)包括蓄冷槽01、換熱盤(pán)管02、空氣入口、空氣流通管07、送風(fēng)機(jī)11、風(fēng)機(jī)出口13,所述蓄冷槽01內(nèi)充滿(mǎn)蓄冷劑,蓄冷槽01殼體設(shè)有隔熱層,所述換熱盤(pán)管02呈S形布滿(mǎn)蓄冷槽01,與載冷劑管道17、20連接,所述空氣流通管07設(shè)于蓄冷槽01內(nèi),空氣流通管07一端與空氣入口連通,另一端通過(guò)送風(fēng)機(jī)11與風(fēng)機(jī)出口13連通。
這樣,在電網(wǎng)用電負(fù)荷低谷期間,制冷主機(jī)15具有制冷功能,能將載冷劑溫度降低甚至低至0℃以下,制冷主機(jī)15、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16、冷卻塔21、冷卻水泵22工作,啟動(dòng)并保持蓄冷運(yùn)行,由制冷主機(jī)15通過(guò)載冷劑由換熱盤(pán)管02向蓄冷槽01內(nèi)的蓄冷劑蓄冷。當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷處于高峰時(shí)期,制冷主機(jī)15、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16、冷卻塔21、冷卻水泵22停止工作,蓄冷的蓄冷槽01由空氣與蓄冷劑換熱變成低溫空氣,實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷功能??照{(diào)制冷過(guò)程中,唯一耗電的部件只有送風(fēng)機(jī)11。
為強(qiáng)化傳熱,提高蓄冷與換熱效率,所述換熱盤(pán)管02上附加有多個(gè)相互平行的散熱翅片03,所述散熱翅片03與換熱盤(pán)管02連接,通過(guò)散熱翅片03導(dǎo)熱增加換熱盤(pán)管02的換熱效率。
所述換熱盤(pán)管02出入端分別設(shè)有載冷劑集成入管口04、載冷劑集成出管口10,通過(guò)載冷劑集成入管口04、載冷劑集成出管口10使多個(gè)平行設(shè)置的換熱盤(pán)管02的出口、入口分別集成起來(lái),與載冷劑管道17、20連通。
所述空氣流通管07與散熱翅片03連接。空氣流通管07用導(dǎo)熱性能良好的管材制作,空氣流經(jīng)空氣流通管07內(nèi)側(cè)時(shí),可與管壁發(fā)生熱交換,熱空氣被蓄冷劑冷卻,同時(shí),透過(guò)管壁的熱量被蓄冷劑吸收,蓄冷劑因此而逐漸融化或升溫。
所述空氣入口設(shè)有空氣入口外框05,所述空氣入口外框05設(shè)有空氣防塵網(wǎng)06,空氣經(jīng)過(guò)空氣防塵網(wǎng)06過(guò)濾,可防止空氣流通管07里沾染上灰塵,降低空氣換熱效率。
所述空氣流通管07末端后、送風(fēng)機(jī)11前設(shè)有防水網(wǎng)12,所述防水網(wǎng)12下端設(shè)有冷凝水托盤(pán)08,所述冷凝水托盤(pán)08設(shè)有冷凝水泄水口09,通過(guò)防水網(wǎng)12使進(jìn)入蓄冷槽01中的熱空氣因遇冷凝聚的水滴順?lè)浪W(wǎng)12流入冷凝水托盤(pán)08中,空氣冷凝水經(jīng)冷凝水泄水口09排出。
所述送風(fēng)機(jī)11由風(fēng)機(jī)馬達(dá)14驅(qū)動(dòng),風(fēng)機(jī)出口13可安裝風(fēng)管及其他通風(fēng)設(shè)施。
本發(fā)明空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷過(guò)程:蓄冷槽01內(nèi)蓄滿(mǎn)蓄冷用的蓄冷劑,換熱盤(pán)管02及散熱翅片03浸泡在蓄冷劑中,制冷主機(jī)15與冷卻塔21開(kāi)始工作,使換熱盤(pán)管02內(nèi)流動(dòng)著溫度較低的載冷劑,蓄冷槽01內(nèi)蓄冷劑中的熱量不斷地被換熱盤(pán)管02內(nèi)的載冷劑吸收,一段時(shí)間后,蓄冷劑水的溫度將越來(lái)越低甚至發(fā)生相變?nèi)磕Y(jié)成冰,此時(shí)蓄冷過(guò)程結(jié)束,制冷主機(jī)15、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16及冷卻塔21停止運(yùn)行。蓄冷過(guò)程一般安排在電網(wǎng)用電負(fù)荷較低的谷期晚間進(jìn)行,幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“填谷”。
載冷過(guò)程:當(dāng)白天建筑物需要空調(diào)供冷時(shí),本發(fā)明空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)始供冷:送風(fēng)機(jī)11開(kāi)始工作,驅(qū)動(dòng)熱空氣逐一流經(jīng)空氣防塵網(wǎng)06、空氣流通管07、防水網(wǎng)12、風(fēng)機(jī)出口13,熱空氣在空氣流通管07處與蓄冷劑進(jìn)行熱交換降溫,降溫后的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)出口13送入空調(diào)場(chǎng)所。蓄冷空調(diào)制冷過(guò)程一般安排在電網(wǎng)用電負(fù)荷較高的峰期,載冷過(guò)程中,制冷主機(jī)15、載冷劑循環(huán)驅(qū)動(dòng)泵16、冷卻塔21等停止工作,從而有效幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“削峰”。
參照?qǐng)D5所示,根據(jù)安裝場(chǎng)地要求,所述蓄冷空調(diào)分機(jī)的蓄冷槽01可設(shè)置為落地式、吊裝式或風(fēng)機(jī)盤(pán)管式,從而形成落地式蓄冷空調(diào)分機(jī)18、,其換熱盤(pán)管02兩端分別與載冷劑管道17、20連通。這里,根據(jù)空調(diào)場(chǎng)所所需,所述蓄冷空調(diào)分機(jī)的蓄冷槽01的容量可進(jìn)行調(diào)整。
圖中未示出的是,還可以用本發(fā)明分體蓄冷槽01空氣直接融冰處理柜構(gòu)建成新風(fēng)處理系統(tǒng),所述制冷劑管道17上設(shè)有采用供暖能源加熱制冷劑的換熱器,由制冷劑加熱蓄冷槽01內(nèi)的蓄冷劑,再由空氣與蓄冷劑換熱成熱空氣后,完成空調(diào)制熱功能。
在普通空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,只需簡(jiǎn)單改造即可將普通空調(diào)系統(tǒng)改造成本發(fā)明實(shí)施例所述空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng):一、將普通空調(diào)的空氣處理柜與風(fēng)機(jī)盤(pán)管用所述蓄冷空調(diào)分機(jī)取代;二、用載冷劑取代冷凍水。這里,如果加工工藝稍作改變,本發(fā)明所述空氣換熱蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的換熱盤(pán)管02內(nèi)可以直接流通制冷劑,適合于其它制冷劑蒸發(fā)型的空調(diào)器使用。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。