系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，一種適用于所有冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)、水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，一種把高溫、高壓冷媒液體經(jīng)節(jié)流后直接進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷，吸收蓄冰槽內(nèi)水的顯熱和潛熱，制冰、蓄冷的系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，一種能提供不同溫度、不同冷量，優(yōu)化組合供冷的系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽。系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽由:多溫蓄冰槽、直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器、循環(huán)水泵、冰核發(fā)生器、水流布水器、分隔板、冷凍水區(qū)、帶式溫度傳感器、液位計(jì)、電動比例積分調(diào)節(jié)閥、冷凍水回水管、冷凍水供水管等組成。系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，以結(jié)冰率高、結(jié)冰速度快、效率高、蓄冷量大、造價(jià)低、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)勢，全面超越并將取代現(xiàn)在世界上所有蓄冰空調(diào)系統(tǒng)、水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)所采用的蓄冰槽和蓄冷水槽。
[0002]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，是保溫蓄冰槽，蓄冰槽內(nèi)箱和外箱之間，是采用聚胺脂整體發(fā)泡的絕熱層，用以槽體絕熱、保溫。系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，通常用兩種不溫度、不同蓄冷量的多溫蓄冰槽組合，組成雙冷源、多冷源供系統(tǒng)，分別為空調(diào)末端系統(tǒng)中的空調(diào)末端設(shè)備和新風(fēng)設(shè)備，提供8°C?18°C和(TC?5°C的兩種不同溫度的冷凍水，消除室內(nèi)全部顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷；也可以提供8°C?22°C范圍內(nèi)，不同溫度的冷凍水，為有特殊要求的空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)。這種不同溫度、不同蓄冷量的蓄冰槽組合方式，區(qū)別于所有蓄冰空調(diào)系統(tǒng)、水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，只提供5°C?7°C單一溫度冷凍水的蓄冰槽和蓄冷水槽組合方式。系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，也是發(fā)明專利《系列化直接蒸發(fā)式冰-水蓄冷雙冷源空調(diào)系統(tǒng)》(專利號201410359231.1)的主要裝置之一。
[0003]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，設(shè)置有直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器。與多溫蓄冰槽配套使用的高溫型水冷壓縮冷凝機(jī)組，在制冷循環(huán)時(shí)產(chǎn)生的高溫、高壓冷媒液體，經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流后，直接在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷，制冰、蓄冷，這種方式，區(qū)別于常規(guī)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)利用雙工況制冷主機(jī)、乙二醇泵和冰盤管等設(shè)備，來完成乙二醇循環(huán)、傳熱、換熱過程，達(dá)到制冰、蓄冷的目的。多溫蓄冰槽的直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器，取代了常規(guī)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)的冰盤管。
[0004]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，設(shè)置有利用超聲波干擾器技術(shù)制造的冰核發(fā)生器。冰核發(fā)生器在超聲波干擾下，產(chǎn)生結(jié)晶粒子，結(jié)晶粒子即冰核，使冷凍水在較高蒸發(fā)溫度下快速結(jié)冰，提高結(jié)冰速度和結(jié)冰效率。這項(xiàng)技術(shù)是工業(yè)結(jié)晶工藝常用技術(shù)之一，是一項(xiàng)專利技術(shù)，被常規(guī)動態(tài)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)引作核心技術(shù)。首次被引進(jìn)系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，是一種技術(shù)升華和創(chuàng)新。
[0005]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，設(shè)置有循環(huán)水泵，低轉(zhuǎn)速、低揚(yáng)程的循環(huán)水泵，使蓄冰槽內(nèi)的冷凍水和冰漿在兩個(gè)分隔板之間循環(huán)，冷凍水和冰漿經(jīng)過冰核發(fā)生器時(shí)，不斷獲取冰核，穿過直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器獲取冷量快速結(jié)冰，這個(gè)循環(huán)過程，可以成倍提高冷凍水結(jié)冰效率和結(jié)冰速度。
[0006]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，設(shè)置兩個(gè)分隔板，冷凍水和冰漿在循環(huán)水泵的作用下，在兩個(gè)分隔板之間循環(huán)。分隔板有兩層，上面都安裝有直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器。冷凍水和冰漿在循環(huán)過程中，穿過冰核發(fā)生器和直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器，快速結(jié)冰；下層的分隔板把結(jié)冰區(qū)和冷凍水區(qū)分隔開，下層分隔板下面的冷凍水區(qū)內(nèi)的冷凍水不循環(huán)、不結(jié)冰，以便空調(diào)系統(tǒng)啟動初期，就有冷凍水即時(shí)供應(yīng)，設(shè)置冷凍水區(qū)，還可以滿足大溫差供水時(shí)的需要。
[0007]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，設(shè)置有水流布水器，其中，回水水流布水器與冷凍水回水管相連，用于空調(diào)冷凍水高溫回水低速布水和均勻融冰，安裝在直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器上方；供水水流布水器與冷凍水供水管相連，用于空調(diào)冷凍水低溫供水，安裝在冷凍水區(qū)內(nèi)。水流布水器還有另外一個(gè)作用，就是在多溫蓄冰槽內(nèi)的固體冰全部融解、為空調(diào)末端系統(tǒng)大溫差供水時(shí)，水流布水器的冷凍水低速流動，在冷凍水供、回水之間，產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的斜溫層，防止冷凍水高溫回水、低溫供水之間產(chǎn)生對流循環(huán)，影響冷凍水供水質(zhì)量。水流布水器是一種通用設(shè)備，常用于降低水溫，被水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)引用為布水設(shè)備。水流布水器首次被引用在系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽內(nèi)，可以大大提高冷凍水大溫差供水效率和融冰效率，降低能耗，是一種技術(shù)升華和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
[0008]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，可以與任何空調(diào)PLC智能控制系統(tǒng)接駁使用，多溫蓄冰槽內(nèi)的帶式溫度傳感器把檢測到的溫度信息，傳遞給PLC智能控制系統(tǒng)，經(jīng)主控電腦處理后發(fā)出指令，控制安裝在冷凍水回水管上的電動比例積分調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)冷凍水回水流量控制，以便達(dá)到對空調(diào)冷凍水系統(tǒng)溫度的控制。系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，效率高、溫度范圍廣、蓄冷量大，成為舒適性空調(diào)、工藝性空調(diào)、工業(yè)空調(diào)、潔凈空調(diào)都適用的空調(diào)設(shè)備和蓄冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0009]在全球氣候變暖、世界不可再生資源日益減少、環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的情況下，電力短缺成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要障礙之一。各種空調(diào)系統(tǒng)是耗電大戶，空調(diào)系統(tǒng)耗電量占:寫字樓耗電量的65 %、商場、酒店耗電量的60 %、工業(yè)耗電量的50 %左右?？照{(diào)系統(tǒng)耗電成了電力短缺主要原因之一，節(jié)約空調(diào)用電，戰(zhàn)略意義重大。
[0010]多年來，世界上一直采用蓄能空調(diào)系統(tǒng)，即冰蓄冷、水蓄冷、共晶鹽蓄冷空調(diào)系統(tǒng)來解決這一耗電難題，利用峰、平、谷優(yōu)惠電價(jià)政策，使用夜晚谷期低價(jià)電力制冷、制冰、蓄冷，把冷量貯存在冰、冷凍水和共晶鹽中，第二天白天釋放冷量，為空調(diào)系統(tǒng)提供部分冷負(fù)荷，達(dá)到用電負(fù)荷移峰填谷、空調(diào)負(fù)荷轉(zhuǎn)移的目的。
[0011]蓄冰槽是冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。蓄冰槽大致分兩種，一種是靜態(tài)蓄冰槽，槽內(nèi)里是固體冰和冷凍水；另一種是動態(tài)蓄冰槽，槽內(nèi)是冰漿，即冰-水混合物。無論哪種蓄冰槽，都要利用雙工況制冷主機(jī)和乙二醇泵、冰盤管等設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)行制冷、換熱、傳熱，達(dá)到制冰、蓄冷的目的。乙二醇需要經(jīng)過雙工況制冷主機(jī)蒸發(fā)器換熱、板式換熱器換熱、冰盤管傳熱二個(gè)換熱、一個(gè)傳熱過程，才能完成制冷、制冰、蓄冷。因此，常規(guī)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)蓄冰系統(tǒng)復(fù)雜、傳熱效率低、主機(jī)能效比(COP)低、結(jié)冰率低、結(jié)冰速度低，制冰成本高。
[0012]系列化直接蒸發(fā)式高效多溫蓄冰槽，不采用雙工況制冷主機(jī)做冷源，不使用乙二醇泵、冰盤管等設(shè)備，不需要經(jīng)過兩個(gè)換熱過程，而是把高溫型水冷壓縮冷凝機(jī)組，在制冷循環(huán)中產(chǎn)生的高溫、高壓冷媒液體，經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流后，送入直接蒸發(fā)式蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷，制冰、蓄冷，減少了兩個(gè)換熱環(huán)節(jié)，使結(jié)冰效率提高20?30%以上。
[0013]常規(guī)靜態(tài)蓄冰槽內(nèi)的冰盤管由無縫鋼管或塑料管制成，通過管內(nèi)的低溫乙二醇溶液循環(huán)、盤管管壁傳熱，吸收蓄冰槽中水的熱量，在盤管外面形成冰層。因?yàn)楸膶?dǎo)熱系數(shù)在0°C時(shí)只有0.569W/m.V，蓄冰槽內(nèi)冷凍水是靜態(tài)，沒有流動性，結(jié)冰過程只能靠冰層逐層傳遞冷量完成，結(jié)冰速度緩慢、效率低下，雙工況制冷主機(jī)的能效比(COP)大約在3.2?
3.75之間。另外，為了加快融冰放冷速度，蓄冰槽內(nèi)冷凍水的空間占了一半，所以，靜態(tài)蓄冰槽的蓄冰率不大于50%。
[0014]常規(guī)動態(tài)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，除了利用低溫乙二醇溶液循環(huán)，制取低溫冷凍水外，還需要開動大功率冷凍水泵，把冷凍水在蓄冰槽和制冰機(jī)中循環(huán)，冷凍水在經(jīng)過制冰機(jī)中的冰核發(fā)生器時(shí)，逐漸形成濃度越來越大的冰漿。由于冰漿的濃度越來越大，為了保證冰漿的流動性，就需要加大冷凍水泵的功率，增加了耗電量。常規(guī)動態(tài)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)制取的是冰漿，冰漿是冰、水混合物，蓄冷量不到固體冰塊的一半，所以，動態(tài)蓄冰槽的蓄冰率不超過40?50%。
[0015]以上兩種蓄冰槽，都因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)雜、蓄冰率低