專利名稱：動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冰蓄冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備。
背景技術(shù)：
冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，是利用夜間電網(wǎng)低負(fù)荷期的廉價(jià)電力進(jìn)行制冰，在白天電網(wǎng)供 電緊張的情況下，停止制冷機(jī)組運(yùn)行，空調(diào)系統(tǒng)利用夜間制冷機(jī)組所制的冰作為冷源，提供 給需要供冷的場(chǎng)所。移峰填谷，即緩解電網(wǎng)供電緊張，又利用夜間廉價(jià)電費(fèi)，節(jié)省空調(diào)制冷 機(jī)組的整體運(yùn)行成本，因此在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。目前冰蓄冷中央空調(diào)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(zhì)，外形為直徑IOOmm左右的圓球，表 面設(shè)有多個(gè)凹坑，球內(nèi)水結(jié)冰膨脹時(shí)，結(jié)冰時(shí)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(guò)與乙二醇熱交換，球內(nèi)的水結(jié)冰蓄冷、融冰吸熱，實(shí)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(nèi)冷水凍結(jié)膨脹時(shí)，通過(guò)球表面凹處凸起緩解應(yīng)力，凹面反復(fù)動(dòng)作，容 易開(kāi)裂，而且結(jié)冰膨脹不一定會(huì)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(guò)20-30mm厚的冰層才能抵達(dá)中心點(diǎn)，冰球越中心的冷水越難 結(jié)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(zhì)，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(zhì)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(gè)裝有水的大蓄冰槽內(nèi)，蓄冰槽內(nèi)的水與盤管內(nèi)部的載 冷劑熱交換，在制冷蓄冷時(shí)，冰盤管外表面結(jié)成冰，儲(chǔ)存冷量；在融冰吸熱時(shí)，盤管外表面的 冰融化，釋放冷量，實(shí)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(nèi)時(shí)，管與管之間的間隙要小，所有用的盤管較多，一般采 用價(jià)格高昂的SUS304不銹鋼管。投入成本高；盤管外部冰結(jié)的越厚，傳熱效果越差，所以冰 盤管外部的結(jié)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(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是為了解決常用的冰蓄冷系統(tǒng)結(jié)冰厚度不易控制，傳熱 效果差，制冰能力低，蓄冷量低等問(wèn)題，提供了一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，包括制 冷機(jī)組、蒸發(fā)器和盛水的蓄冰池，制冷機(jī)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(nèi)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(nèi)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(kāi)關(guān)和低料位開(kāi)關(guān)，蓄冰池外安 裝有內(nèi)部循環(huán)泵，內(nèi)部循環(huán)泵通過(guò)循環(huán)水管與蒸發(fā)器頂部連通；蓄冰池上連接有空調(diào)出水 管和空調(diào)回水管，空調(diào)出水管上安裝有空調(diào)出水泵，空調(diào)出水管與空調(diào)回水管之間設(shè)有溫 度比例調(diào)節(jié)閥，空調(diào)回水管與循環(huán)水管連通。蒸發(fā)器上方設(shè)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(kāi)關(guān)和低料位開(kāi)關(guān)都為阻旋式料位開(kāi)關(guān)。蓄冰池內(nèi)安裝有冰水過(guò)濾網(wǎng)。溫度傳感器的設(shè)定溫度為2V。制冷機(jī)組設(shè)定的預(yù)冷蒸發(fā)溫度為_(kāi)3°C。制冷機(jī)組設(shè)定的制冰蒸發(fā)溫度為-10°C。制冷機(jī)組設(shè)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(shí)，利用內(nèi)部循環(huán)水與制冷劑直接熱交換制冰； 融冰吸熱時(shí)，采用空調(diào)回水與冰塊直接混合熱交換，制冰、融冰過(guò)程不采用載冷劑，提高換 熱效率及制冷效率；動(dòng)態(tài)制冰模式，板片結(jié)冰面結(jié)冰厚度達(dá)到5_15mm時(shí)，利用熱氟將板片外的冰塊脫 落，脫落后的冰直接儲(chǔ)存在蓄冰池內(nèi)，板片蒸發(fā)器脫冰后再重新開(kāi)始制冰，避免在蓄冰過(guò)程 中，冰層過(guò)厚，造成換熱效果差，制冰能力低、蓄冷量低等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)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(yùn)行最經(jīng)濟(jì)；可實(shí)現(xiàn)雙工況運(yùn)行制冰蓄冷模式和冷水機(jī)模式，制冰蓄冷模式時(shí)制冷機(jī)組全負(fù) 荷運(yùn)行，蒸發(fā)溫度-10°C左右，進(jìn)行制冰蓄冷；冷水機(jī)模式下，制冷機(jī)組卸載或部分制冷機(jī) 組停止運(yùn)行，蒸發(fā)溫度+2°c，直接將+12°C空調(diào)回水溫度降低至+7°C ；板片式蒸發(fā)器結(jié)冰面為開(kāi)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(dòng)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(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以 示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，包括制冷機(jī)組、蒸發(fā)器1和盛水的蓄冰池 2，制冷機(jī)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(nèi)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(nèi)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(kāi)關(guān)10和低料位開(kāi)關(guān)11， 蓄冰池2外安裝有內(nèi)部循環(huán)泵12，內(nèi)部循環(huán)泵12通過(guò)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(diào)出水管14和空調(diào)回水管15，空調(diào)出水管14上安裝有空調(diào)出水泵16， 空調(diào)出水管14與空調(diào)回水管15之間設(shè)有溫度比例調(diào)節(jié)閥17，空調(diào)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(shè)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(nèi)；蓄冰池2內(nèi)安裝有冰水過(guò)濾網(wǎng)20，用于過(guò)濾冰塊，有利于 內(nèi)部水循環(huán)。本發(fā)明中，蒸發(fā)器1為開(kāi)放式板片蒸發(fā)器，結(jié)冰面在板片表面，排除了蒸發(fā)器被脹 裂的可能，結(jié)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(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備有四種運(yùn)行狀態(tài)。A、預(yù)冷模式，當(dāng)夜間低谷電時(shí)，運(yùn)行制冷機(jī)組，檢測(cè)溫度傳感器9，溫度傳感器9設(shè) 定值一般為2°C，當(dāng)蓄冰池2的溫度高于2°C時(shí)，制冷機(jī)組自動(dòng)轉(zhuǎn)換為預(yù)冷模式。預(yù)冷模式 運(yùn)行的目的是將蓄冰池2內(nèi)水溫先降低至2V，也就是接近水的冰點(diǎn)溫度，為制冰模式做好 準(zhǔn)備。預(yù)冷模式時(shí)，制冷機(jī)組開(kāi)始運(yùn)行，供液電磁閥8開(kāi)啟，回氣恒壓電磁閥6開(kāi)啟，制冷機(jī) 組將蒸發(fā)溫度恒定為_(kāi)3°C，即保持有效換熱溫差，使板片外表面不結(jié)冰，保持最高的換熱效 率，從而迅速的降低水溫。制冷機(jī)組運(yùn)行的同時(shí)，內(nèi)循環(huán)泵12運(yùn)行，將蓄冰池2內(nèi)部的水輸 送至板片蒸發(fā)器頂部的分水槽18內(nèi)，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(nèi)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(shè)定的溫度。回氣恒壓電磁閥當(dāng)回氣恒壓電磁閥6打開(kāi)時(shí)，閥門全部開(kāi)啟，當(dāng)回氣恒壓電磁閥 6關(guān)閉時(shí)，該閥能恒定閥前的壓力，恒定的壓力可以任意設(shè)定，當(dāng)閥前的壓力高于設(shè)定值時(shí)， 閥門開(kāi)啟，當(dāng)閥前壓力低于設(shè)定值時(shí)，閥門關(guān)閉?；貧夂銐弘姶砰y的壓力設(shè)定等于該制冷劑 蒸發(fā)溫度為+5°C時(shí)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(chǎn)冰量。B、蓄冰模式，夜間低谷電時(shí)，動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備運(yùn)行在預(yù)冷模式，當(dāng)水溫低于溫 度傳感器9設(shè)定的2°C時(shí)，制冷機(jī)組自動(dòng)進(jìn)入蓄冰模式，進(jìn)入蓄冰模式后，制冷機(jī)組的蒸發(fā) 器降低至-10°C左右，此時(shí)水循環(huán)繼續(xù)運(yùn)行，較大的溫差使板片蒸發(fā)器外表面開(kāi)始結(jié)冰，經(jīng) 過(guò)一定的時(shí)間后，板片蒸發(fā)器外表面的冰層達(dá)到指定厚度，此時(shí)關(guān)閉供液電磁閥8、回氣恒 壓電磁閥6，開(kāi)啟熱氟電磁閥7。高溫的熱氟進(jìn)入板片蒸發(fā)器的制冷劑流道1-1內(nèi)，融化板 片外部的冰層，之后冰層脫落。當(dāng)所有冰塊脫落后，進(jìn)入下次的制冰脫冰循環(huán)。冰蓄冷模式 運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，水池內(nèi)部漂浮著很厚的冰層，冰層厚實(shí)而下沉，且蓄冰池2內(nèi)的水溫隨之 降低，冰層下降到低料位開(kāi)關(guān)11位置后，低料位開(kāi)關(guān)11動(dòng)作，系統(tǒng)停機(jī)，蓄冰模式結(jié)束。之 后，如果空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，使冰層融化，上浮到高料位開(kāi)關(guān)10位置時(shí)，蓄冰模式又開(kāi)始自動(dòng)運(yùn) 行，不斷的制冰蓄冷。料位開(kāi)關(guān)一般為阻旋式料位開(kāi)關(guān)，料位開(kāi)關(guān)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)，料位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，當(dāng)料 位開(kāi)關(guān)的旋轉(zhuǎn)葉片被冰層擋住后，料位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)。C、融冰吸熱，白天峰值電時(shí)，制冷機(jī)組停止運(yùn)行?？照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，空調(diào)出水泵16運(yùn) 行，為需供冷的場(chǎng)所提供冷水，空調(diào)的回水通過(guò)溫度比例調(diào)節(jié)閥17，部分與蓄冰池2內(nèi)的冷水混合，形成正常的空調(diào)供水水溫，繼續(xù)提供給需供冷場(chǎng)所，部分進(jìn)入板片蒸發(fā)器頂部的分 水槽18，通過(guò)分水槽18分布后，沿板片蒸發(fā)器外表面流動(dòng)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(guò)溫度比例調(diào)節(jié)閥17源源不斷的提供給需供 冷場(chǎng)所需要的冷水。溫度比例調(diào)節(jié)閥，設(shè)定閥前出水溫度，當(dāng)空調(diào)出水溫度過(guò)高時(shí)，關(guān)小閥門的開(kāi)啟 度，減少空調(diào)回水的回流量，增大冷水的供水量，從而降低空調(diào)出水溫度，反之則同理。從而 恒定空調(diào)的出水溫度。正常情況下，蓄冰池內(nèi)的水溫為0.5°C，空調(diào)回水12°C，空調(diào)出水(供水)溫度 7°C。D、空調(diào)模式，當(dāng)某天空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷較大時(shí)，融冰吸熱運(yùn)行使冰層全部融化，并且整 個(gè)蓄冰池2的水溫上升到2°C時(shí)，為了保證空調(diào)的正常使用，動(dòng)態(tài)冰蓄冷設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入空調(diào) 模式，制冷機(jī)組運(yùn)行，并將蒸發(fā)溫度恒定為2°C，關(guān)閉溫度比例調(diào)節(jié)閥，空調(diào)出水泵16繼續(xù) 運(yùn)行，12°C空調(diào)回水全部進(jìn)入分水槽18，并均布到各個(gè)板片蒸發(fā)器的外表面，與制冷劑流道 1-1內(nèi)的制冷劑熱交換，溫度降低至7°C后，進(jìn)入蓄冰池2內(nèi)，再由空調(diào)出水泵16源源不斷 的輸送至需供冷的場(chǎng)所。
權(quán)利要求
一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，包括制冷機(jī)組、蒸發(fā)器(1)和盛水的蓄冰池(2)，其特征在于制冷機(jī)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(nèi)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(nèi)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(kāi)關(guān)(10)和低料位開(kāi)關(guān)(11)，蓄冰池(2)外安裝有內(nèi)部循環(huán)泵(12)，內(nèi)部循環(huán)泵(12)通過(guò)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(diào)出水管(14)和空調(diào)回水管(15)，空調(diào)出水管(14)上安裝有空調(diào)出水泵(16)，空調(diào)出水管(14)與空調(diào)回水管(15)之間設(shè)有溫度比例調(diào)節(jié)閥(17)，空調(diào)回水管(15)與循環(huán)水管(13)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征是所述的蒸發(fā)器(1)上方設(shè) 置有將水均勻分灑在板片外表面的分水槽(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)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(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的高料位開(kāi)關(guān)(10) 和低料位開(kāi)關(guān)(11)都為阻旋式料位開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的蓄冰池(2)內(nèi)安 裝有冰水過(guò)濾網(wǎng)(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的溫度傳感器(9) 的設(shè)定溫度為2°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的制冷機(jī)組設(shè)定的 預(yù)冷蒸發(fā)溫度為_(kāi)3°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的制冷機(jī)組設(shè)定的 制冰蒸發(fā)溫度為-io°c。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備，其特征在于所述的制冷機(jī)組設(shè)定的 制冷蒸發(fā)溫度為2°C。全文摘要
本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)冰蓄冷制冷設(shè)備。它包括制冷機(jī)組、蒸發(fā)器和蓄冰池，制冷機(jī)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(shè)有回氣恒壓電磁閥，熱氣管上設(shè)有熱氟電磁閥，供液管上設(shè)有供液電磁閥；蒸發(fā)器的板片內(nèi)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(kāi)關(guān)和低料位開(kāi)關(guān)，蓄冰池外安裝有可將蓄冰池內(nèi)水輸送到蒸發(fā)器頂部的內(nèi)部循環(huán)泵；蓄冰池上連接有空調(diào)出水管和空調(diào)回水管，空調(diào)出水管上設(shè)有空調(diào)出水泵，空調(diào)出水管與空調(diào)回水管之間設(shè)有溫度比例調(diào)節(jié)閥，空調(diào)回水管與循環(huán)水管連通。動(dòng)態(tài)制冰蓄冰模式，運(yùn)行靈活，結(jié)冰厚度達(dá)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(hào)F24F13/00GK101881492SQ20101020900
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者于榮富, 林建振 申請(qǐng)人:上海弗格森制冷設(shè)備有限公司