專利名稱：一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)，尤其適用于暖通空調(diào)的蓄冷。
二背景技術(shù)：
蓄冷是一項(xiàng)移峰填谷，有效降低電網(wǎng)高峰時(shí)段用電負(fù)荷的有效手段。現(xiàn)在常用的蓄冷系統(tǒng)有冰蓄冷、水蓄冷、氣體水合物蓄冷和共晶鹽蓄冷幾種形式。水蓄冷是利用水的顯熱進(jìn)行蓄冷，使用常規(guī)的制冷機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)蓄冷和蓄熱的雙重用途，蓄冷、釋冷運(yùn)行時(shí)冷水溫度相近，制冷機(jī)組在這兩種運(yùn)行工況下均能維持額定容量和效率。但水蓄冷存在蓄能密度低、蓄冷槽體積大及槽內(nèi)不同溫度的冷水易混合的缺點(diǎn)。
冰蓄冷是利用冰的相變潛熱進(jìn)行冷量的儲(chǔ)存，具有蓄能密度大的優(yōu)點(diǎn)，但冰蓄冷相變溫度低(0℃)，且蓄冷時(shí)存在較大的過冷度(4-6℃)，使得其制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度須低至-8℃-10℃，這將使制冷機(jī)組的效率降低。
共晶鹽蓄冷的優(yōu)點(diǎn)是其相變溫度與制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度相吻合，選用一臺(tái)制冷主機(jī)即可進(jìn)行制冷、蓄冷工況運(yùn)行。缺點(diǎn)是其蓄冷密度較低，相變凝固時(shí)存在過冷現(xiàn)象，且材料易老化變質(zhì)、蓄冷性能易發(fā)生衰減。
氣體水合物蓄冷是利用某些制冷劑蒸氣與水作用時(shí)能在5-12℃條件下形成水合物，而且結(jié)晶相變潛熱較大。其蓄冷溫度與空調(diào)工況相吻合，且蓄冷、釋冷時(shí)傳熱效率高。但該方法還存在一些問題，如制冷劑替代、制冷劑蒸氣夾帶水分的清除、防止水合物膨脹堵塞等。
三
發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種提高蓄冷系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使蓄冷系統(tǒng)在蓄同樣冷量的情況下降低系統(tǒng)的能耗。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用雙溫雙工況螺桿式制冷壓縮機(jī)將冰蓄冷和水蓄冷連接組合為一體，與壓縮機(jī)連通的冷凝器出口管路分為兩路，一路經(jīng)高溫膨脹閥連通高溫蒸發(fā)器；另一路連通過冷器；高溫蒸發(fā)器一路經(jīng)閥門連通水蓄冷水池，另一路連通壓縮機(jī)；水蓄冷水池出口一路與過冷器回路連通，一路經(jīng)蓄冷水循環(huán)泵與高溫蒸發(fā)器連通；過冷器出口經(jīng)低溫膨脹閥連通低溫蒸發(fā)器，低溫蒸發(fā)器出口一路與壓縮機(jī)連通，一路經(jīng)蓄冰槽和乙二醇水溶液循環(huán)泵回路連通，低溫蒸發(fā)器與蓄冰槽的通路之間設(shè)有兩個(gè)三通閥，兩個(gè)三通閥之間連有板式換熱器。
本實(shí)用新型的有益效果雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)在低溫制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上附加了一個(gè)高溫制冷循環(huán)，將傳統(tǒng)的冰蓄冷和水蓄冷利用雙溫雙工況制冷壓縮機(jī)組合成一個(gè)系統(tǒng)，利用蓄冷水池的蓄冷水對(duì)制冷劑進(jìn)行過冷，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。一方面從高溫蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸汽直接進(jìn)入壓縮機(jī)的中間吸氣口，利用壓差繼續(xù)向壓縮機(jī)的基元容積充氣，從而使壓縮機(jī)的質(zhì)量流量增加，提高制冷量，而功耗增加較少，提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，由于高溫蒸發(fā)器出來的蒸汽壓力和中間吸氣口的壓力比較接近，因而節(jié)流損失大為降低。另一方面在制冷機(jī)和蓄冰槽聯(lián)合供冷時(shí)，利用蓄冷水池的冷水對(duì)液體制冷劑進(jìn)行過冷，減少了節(jié)流損失，克服了水蓄冷系統(tǒng)蓄能密度低和冰蓄冷系統(tǒng)效率低的缺點(diǎn)，提高了制冷機(jī)組供冷工況(低溫蒸發(fā)器運(yùn)行在空調(diào)工況)下的性能系數(shù)。以制冷劑R22為例進(jìn)行計(jì)算，整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能率超過10％，具有較好的應(yīng)用前景。
四

附圖是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖中1-制冷壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-過冷器，4-低溫膨脹閥，5-高溫膨脹閥，6-高溫蒸發(fā)器，7-低溫蒸發(fā)器，8-板式換熱器，9-水蓄冷水池，10-蓄冰槽，11-過冷卻水循環(huán)泵，12-蓄冷水循環(huán)泵，13-乙二醇水溶液循環(huán)泵，14、15-三通閥，16、17-閥門。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)，它主要由壓縮機(jī)1、冷凝器2、高溫膨脹閥5、低溫膨脹閥4、高溫蒸發(fā)器6、低溫蒸發(fā)器7和管路連通的過冷卻水循環(huán)泵11、蓄冷水循環(huán)泵12、乙二醇水溶液循環(huán)泵13組成。采用雙溫雙工況螺桿式制冷壓縮機(jī)1將冰蓄冷和水蓄冷連接組合為一體，冷凝器2一路經(jīng)高溫膨脹閥5連通高溫蒸發(fā)器6，一路連通冷凝器3；高溫蒸發(fā)器6連通水蓄冷水池9，由閥門17控制，并連通壓縮機(jī)1；水蓄冷水池9與冷凝器3回路連通，并與高溫蒸發(fā)器6連通，之間設(shè)有經(jīng)蓄冷水循環(huán)泵12；冷凝器3連通低溫蒸發(fā)器7，之間設(shè)有低溫膨脹閥4，低溫蒸發(fā)器7與壓縮機(jī)1連通，并與經(jīng)蓄冰槽10回路連通，之間設(shè)有乙二醇水溶液循環(huán)泵13，并設(shè)有兩個(gè)三通閥14、15，兩個(gè)三通閥14、15之間連有板式換熱器8。在蓄冷工況下從壓縮機(jī)1排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)冷凝器2冷凝成高溫高壓的液體，其中一部分經(jīng)高溫膨脹閥5節(jié)流后進(jìn)入高溫蒸發(fā)器6，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽進(jìn)入螺桿式壓縮機(jī)1的中間吸氣口。高溫蒸發(fā)器6產(chǎn)生的冷量進(jìn)入水蓄冷水池9進(jìn)行儲(chǔ)存。從冷凝器2出來的另一部分高溫高壓的液態(tài)制冷劑經(jīng)過冷器3進(jìn)入低溫膨脹閥4節(jié)流后進(jìn)入低溫蒸發(fā)器7，從低溫蒸發(fā)器7出來的制冷劑蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)1的吸氣口由壓縮機(jī)1進(jìn)行壓縮，達(dá)到一定壓力時(shí)和中間吸氣口吸入的制冷劑蒸汽一起被壓縮，然后經(jīng)壓縮機(jī)1排氣口進(jìn)入冷凝器2完成一個(gè)制冷循環(huán)。從低溫蒸發(fā)器7產(chǎn)生的冷量由乙二醇水溶液循環(huán)泵13傳遞給蓄冰槽10進(jìn)行蓄冷。在供冷工況下蓄冰槽10蓄存的冷量經(jīng)板式換熱器8傳遞給冷凍水供用戶使用，若蓄冰槽冷量不足需開啟壓縮機(jī)1向用戶供冷，這時(shí)高溫蒸發(fā)器6不工作，經(jīng)冷凝器2冷凝后的液態(tài)制冷劑經(jīng)過冷器3被蓄水池9的冷水過冷后，進(jìn)入低溫蒸發(fā)器7。若關(guān)閉高溫膨脹閥5該系統(tǒng)變?yōu)槠胀ǖ碾p工況制冷壓縮機(jī)，可運(yùn)行在蓄冷工況和空調(diào)工況；開啟高溫膨脹閥5，該系統(tǒng)成為雙溫雙工況制冷壓縮機(jī)，可工作在空調(diào)工況和蓄冷工況，而且在蓄冷工況下可同時(shí)對(duì)蓄冰槽和蓄水池進(jìn)行蓄冷。
權(quán)利要求1.一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)，它包括冷凝器(2)，膨脹閥，蒸發(fā)器和管路連通的循環(huán)泵，其特征在于采用雙溫雙工況螺桿式制冷壓縮機(jī)(1)將冰蓄冷和水蓄冷連接組合為一體，與壓縮機(jī)(1)連通的冷凝器(2)出口管路分為兩路，一路經(jīng)高溫膨脹閥(5)連通高溫蒸發(fā)器(6)，另一路連通過冷器(3)；高溫蒸發(fā)器(6)一路經(jīng)閥門(17)連通水蓄冷水池(9)，另一路連通壓縮機(jī)(1)；水蓄冷水池(9)出口一路與過冷器(3)回路連通，一路經(jīng)蓄冷水循環(huán)泵(12)與高溫蒸發(fā)器(6)連通；過冷器(3)出口經(jīng)低溫膨脹閥(4)連通低溫蒸發(fā)器(7)，低溫蒸發(fā)器(7)出口一路與壓縮機(jī)(1)連通，一路經(jīng)蓄冰槽(10)和循環(huán)泵(13)回路連通，低溫蒸發(fā)器(7)與蓄冰槽(10)的通路之間設(shè)有三通閥(14、15)，三通閥(14、15)之間連有板式換熱器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述的循環(huán)泵(13)為乙二醇水溶液循環(huán)泵。
專利摘要一種雙級(jí)蓄冷系統(tǒng)，采用雙溫雙工況螺桿式制冷壓縮機(jī)將冰蓄冷和水蓄冷連接組合為一體，利用蓄冷水池的蓄冷水對(duì)制冷劑進(jìn)行過冷，一方面從高溫蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸汽直接進(jìn)入壓縮機(jī)的中間吸氣口，利用壓差繼續(xù)向壓縮機(jī)的基元容積充氣，從而使壓縮機(jī)的質(zhì)量流量增加，提高制冷量，而功耗增加較少，提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，由于高溫蒸發(fā)器出來的蒸汽壓力和中間吸氣口的壓力比較接近，因而節(jié)流損失大為降低。另一方面在制冷機(jī)和蓄冰槽聯(lián)合供冷時(shí)，利用蓄冷水池的冷水對(duì)液體制冷劑進(jìn)行過冷，減少了節(jié)流損失，克服了水蓄冷系統(tǒng)蓄能密度低和冰蓄冷系統(tǒng)效率低的缺點(diǎn)，提高了制冷機(jī)組蓄供冷運(yùn)行的效率，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)F24F5/00GK2906415SQ200520140249
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者黃建恩, 黃煒, 張東海, 張建功, 高濤 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)