一種適合在過渡季節(jié)和冬季運(yùn)行的水蓄冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水蓄冷系統(tǒng)，尤其是涉及一種適合在過渡季節(jié)和冬季運(yùn)行的水蓄冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對于用電的需求也越來越高，使得電力系統(tǒng)峰谷負(fù)荷差加大，電網(wǎng)負(fù)荷率增大，電網(wǎng)不得不實(shí)行拉閘限電，嚴(yán)重制約著工業(yè)生產(chǎn)。解決該問題的有效辦法之一就是工廠車間采用水蓄冷技術(shù)，將夜間電網(wǎng)多余的谷段電力與水的顯熱相結(jié)合來蓄冷，并在白天用電高峰時(shí)段使用蓄藏的低溫冷凍水提供制冷。
[0003]如圖5所示，傳統(tǒng)的水蓄冷系統(tǒng)包括分水器1、板式換熱器2、放冷泵3、循環(huán)泵4、集水器5、冷凍機(jī)一級泵6、蓄冷泵7、冷凍機(jī)8和蓄冷罐9，集水器5 —端連接冷凍機(jī)一級泵6入口，另一端依次連接循環(huán)泵4、板式換熱器2與分水器1，循環(huán)泵4與板式換熱器2之間設(shè)有電動(dòng)閥cl2，冷凍機(jī)8出口連接分水器1，冷凍機(jī)一級泵6與冷凍機(jī)8之間設(shè)有電動(dòng)閥jl9，冷凍機(jī)8與分水器I之間設(shè)有電動(dòng)閥alO，冷凍機(jī)8出口還連接蓄冷罐9并形成蓄冷回路，該蓄冷回路由通過管路依次連接的蓄冷罐9、電動(dòng)閥121、蓄冷泵7、冷凍機(jī)8和電動(dòng)閥hl7，然后返回蓄冷罐9組成，蓄冷罐9還與板式換熱器2串聯(lián)連接形成放冷回路，該放冷回路由蓄冷罐9、放冷泵3、電動(dòng)閥el4、板式換熱器2和電動(dòng)閥k20，然后返回蓄冷罐9組成。
[0004]上述傳統(tǒng)的水蓄冷系統(tǒng)通過控制各電動(dòng)閥的開啟和關(guān)閉可進(jìn)行蓄冷、放冷或冷凍機(jī)直供模式運(yùn)行，其中，
[0005]蓄冷模式:電動(dòng)閥hl7和電動(dòng)閥121開啟，其余電動(dòng)閥關(guān)閉，此時(shí)，從蓄冷罐9流出的水通過蓄冷泵7輸送至冷凍機(jī)8冷卻，然后返回蓄冷罐9，從而達(dá)到蓄冷目的，如圖6所示;
[0006]放冷模式:電動(dòng)閥cl2、電動(dòng)閥el4和電動(dòng)閥k20開啟，其余電動(dòng)閥關(guān)閉，此時(shí)，進(jìn)入集水器5的車間回水作為熱流股，通過循環(huán)泵4輸送至板式換熱器2冷卻后，作為車間供水經(jīng)分水器I提供給車間使用，從蓄冷罐9流出的低溫冷凍水，作為冷流股通過放冷泵3輸送至板式換熱器2換熱，然后返回蓄冷泵7，如圖7所示；
[0007]冷凍機(jī)直供模式:電動(dòng)閥alO、電動(dòng)閥jl9開啟，其余電動(dòng)閥關(guān)閉，此時(shí)，進(jìn)入集水器5的車間回水通過冷凍機(jī)一級泵6輸送至冷凍機(jī)8冷卻后，再輸送至分水器1，作為車間供水提供給車間使用，如圖8所示。
[0008]上述的水蓄冷系統(tǒng)中蓄冷罐9與冷凍機(jī)8通過管路接通，由于蓄冷及放冷兩種運(yùn)行模式中要求同一個(gè)電動(dòng)閥的開關(guān)情況不一樣，(例如圖6蓄冷模式中電動(dòng)閥121需開，而在圖7放冷模式中電動(dòng)閥121需關(guān)，其他閥門一樣存在此種情況)，如果經(jīng)常性地開關(guān)閥門，因閥門密封圈是彈性的，密封圈在開關(guān)過程中有時(shí)會(huì)恢復(fù)不了原狀，導(dǎo)致閥門泄露，此時(shí)，在切換不同的模式進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，車間冷凍水會(huì)通過這些閥門(特別是蓄冷罐水系統(tǒng)與車間冷凍水系統(tǒng)交接處的閥門)以及相關(guān)管路進(jìn)入到蓄冷罐中，發(fā)生串水現(xiàn)象，從而使得蓄冷罐中的冷凍水達(dá)不到水溫要求而造成冷凍水與能源浪費(fèi)。當(dāng)出現(xiàn)閥門泄露時(shí)就需要調(diào)節(jié)閥門限位以及調(diào)試閥門才能緩解閥門泄露的狀況。如果閥門長期處在頻繁開關(guān)的狀態(tài)，密封圈難免有磨損，當(dāng)磨損嚴(yán)重需要更換閥門時(shí)，由于蓄放冷系統(tǒng)上的電動(dòng)閥門都較大且在高空，所以更換相當(dāng)麻煩，而且維修費(fèi)用很高。而且到蓄冷過程的后期，由于蓄冷罐中的水溫越來越低，導(dǎo)致進(jìn)入冷凍機(jī)的冷凍水溫差越來越小，機(jī)組負(fù)荷越來越低，機(jī)組制冷效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種制冷效率高、無串水現(xiàn)象的適合在過渡季節(jié)和冬季運(yùn)行的水蓄冷系統(tǒng)。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0011]一種適合在過渡季節(jié)和冬季運(yùn)行的水蓄冷系統(tǒng)，用以將車間回水制冷后，作為車間供水提供給車間重新使用，所述的水蓄冷系統(tǒng)包括通過管道連接的集水器、板式換熱器、分水器、冷凍機(jī)和蓄冷罐，管道上設(shè)有多個(gè)閥門，通過控制各閥門的開啟和關(guān)閉，使水蓄冷系統(tǒng)進(jìn)行蓄冷、放冷或冷凍機(jī)直供模式運(yùn)行，其特征在于，在蓄冷模式運(yùn)行時(shí)，所述的集水器連接冷凍機(jī)，所述的冷凍機(jī)依次連接板式換熱器和分水器，所述的蓄冷罐與板式換熱器串聯(lián)形成第一蓄冷回路；
[0012]進(jìn)入集水器的車間回水輸送至冷凍機(jī)中冷卻，然后作為冷流股輸送至板式換熱器換熱后，作為車間供水經(jīng)分水器提供給車間使用，從蓄冷罐輸出的水作為熱流股經(jīng)板式換熱器制冷后得到低溫冷凍水，再返回蓄冷罐。
[0013]在蓄冷模式運(yùn)行時(shí)，所述的集水器與冷凍機(jī)之間管路依次設(shè)置冷凍機(jī)一級泵與電動(dòng)閥j，所述的冷凍機(jī)與板式換熱器之間設(shè)置電動(dòng)閥b ;
[0014]所述的第一蓄冷回路由管路依次連接的蓄冷罐、電動(dòng)閥1、蓄冷泵、電動(dòng)閥1、電動(dòng)閥f、板式換熱器和電動(dòng)閥d，然后返回蓄冷罐組成；
[0015]進(jìn)入集水器的車間回水通過冷凍機(jī)一級泵輸送至冷凍機(jī)中冷卻，然后作為冷流股，輸送至板式換熱器換熱，再作為車間供水經(jīng)分水器提供給車間使用，從蓄冷罐輸出的水作為熱流股通過蓄冷泵輸送至板式換熱器制冷后得到低溫冷凍水，再返回蓄冷罐。
[0016]所述的集水器還設(shè)有連接板式換熱器的分支管路，該分支管路上依次連接循環(huán)泵、電動(dòng)閥c ；
[0017]所述的蓄冷罐還設(shè)有連接板式換熱器的分支管路，該分支管路上依次設(shè)有放冷泵、電動(dòng)閥e，依次連接的蓄冷罐、放冷泵、電動(dòng)閥e、板式換熱器和電動(dòng)閥k，然后返回蓄冷罐組成放冷回路；
[0018]當(dāng)電動(dòng)閥b、電動(dòng)閥d、電動(dòng)閥f、電動(dòng)閥g、電動(dòng)閥h、電動(dòng)閥I和電動(dòng)閥j關(guān)閉，水蓄冷系統(tǒng)切換至放冷模式運(yùn)行，此時(shí)，進(jìn)入集水器的車間回水作為熱流股，通過循環(huán)泵輸送至板式換熱器冷卻后，作為車間供水經(jīng)分水器提供給車間使用，從蓄冷罐流出的低溫冷凍水，作為冷流股通過放冷泵輸送至板式換熱器換熱，然后返回蓄冷罐。
[0019]所述的冷凍機(jī)還設(shè)有直接連接分水器的支路，該支路上設(shè)置電動(dòng)閥a ;
[0020]當(dāng)電動(dòng)閥b和電動(dòng)閥c關(guān)閉，水蓄冷系統(tǒng)切換至冷凍機(jī)直供模式運(yùn)行，此時(shí)，進(jìn)入集水器的車間回水通過冷凍機(jī)一級泵輸送至冷凍機(jī)冷卻后，再輸送至分水器，作為車間供水提供給車間使用。
[0021]冷凍機(jī)的一端還依次連接蓄冷罐和蓄冷泵并形成第二蓄冷回路。
[0022]所述的第二蓄冷回路由通過管路依次連接的蓄冷罐、電動(dòng)閥1、蓄冷泵、電動(dòng)閥m、冷凍機(jī)、電動(dòng)閥h和電動(dòng)閥g，然后返回蓄冷泵組成；
[0023]當(dāng)在過渡季節(jié)和冬季時(shí)，水蓄冷系統(tǒng)進(jìn)行蓄冷模式運(yùn)行，電動(dòng)閥h、電動(dòng)閥g和電動(dòng)閥m關(guān)閉，此時(shí)蓄冷罐通過第一蓄冷回路工作進(jìn)行蓄冷；
[0024]當(dāng)在夏季時(shí)，水蓄冷系統(tǒng)進(jìn)行蓄冷模式運(yùn)行，電動(dòng)閥b、電動(dòng)閥d、電動(dòng)閥e、電動(dòng)閥f、電動(dòng)閥i和電動(dòng)閥k關(guān)閉，此時(shí)，第二蓄冷回路工作，從蓄冷罐流出的水通過蓄冷泵輸送至冷凍機(jī)冷卻，然后返回蓄冷罐。
[0025]夏季因?yàn)橛美湄?fù)荷大，車間回水溫度高，經(jīng)制冷機(jī)冷卻的水溫度也相對較高，無法再通過板換將蓄冷罐中的水降到需要的溫度(即第一蓄冷回路)，因此夏季只能用傳統(tǒng)的蓄冷模式(即第二蓄冷回路是蓄冷罐中的高溫水經(jīng)過冷凍機(jī)冷卻再回到蓄冷罐的，與車間水系統(tǒng)無關(guān))。而過渡季及冬季因車間用冷負(fù)荷小，車間回水溫度也低，經(jīng)冷凍機(jī)冷卻的水溫度也低，能通過板換將蓄冷罐中的水降到需要的溫度。因此在過渡季及冬季通過調(diào)節(jié)蓄冷泵的頻率去平衡蓄冷用冷負(fù)荷與車間用冷負(fù)荷(當(dāng)車間用冷負(fù)荷大時(shí)，調(diào)低蓄冷泵的頻率，使車間冷凍水獲取的冷量增多，蓄冷所獲取的冷量減少；當(dāng)車間用冷負(fù)荷變小時(shí)，增大蓄冷泵的頻率，使車間冷凍水獲取的冷量減少，蓄冷所獲取的冷量增多)因此在過渡季及冬季正常只需要運(yùn)行第一蓄冷回路，而不需要運(yùn)行第二蓄冷回路。
[0026]夏季因?yàn)椴荒芡ㄟ^板換換熱，也就無法利用板換達(dá)到隔斷兩種水系統(tǒng)的目的(即串水)。過渡季及冬季因?yàn)槟芾冒鍝Q換熱，所以盡可能多的利用板換換熱達(dá)到盡量減少串水次數(shù)的目的。
[0027]蓄冷參數(shù)舉例:蓄冷罐需要的冷水溫度為5°C，因此在蓄冷時(shí)冷凍機(jī)的出水溫度設(shè)定值為5°C，車間工藝要求的冷凍水溫度為10°C，冷凍機(jī)制取的冷凍水溫差為5°C。因車間要求的冷凍水供水溫度為10°C，所以放冷時(shí)當(dāng)蓄冷罐中的水溫達(dá)到10°C時(shí)就不能再使用了，所以放冷結(jié)束后蓄冷罐中的水溫差不多是10°C.。夏季時(shí)，車間回水溫度多在13?15°C，則經(jīng)過冷凍機(jī)冷卻后的出水溫度多在8?10°C，基本滿足車間供水溫度要求，但是要通過板換將蓄冷罐中的水降溫至5°C明顯是不可行的；在過渡季及冬季，車間回水溫度能控制在10、irC，甚至更低，則通過冷凍機(jī)冷卻后的出水溫度多在5?6°C甚至更低，因此能通過板換將蓄冷罐中的水降溫至5°C左右。
[0028]放冷結(jié)束后需要蓄冷時(shí)，若采用第二蓄冷模式，由于蓄冷罐中的水溫在10°C左右，因此冷凍機(jī)的進(jìn)水溫度即為10°C，隨著蓄冷的進(jìn)行，蓄冷罐中水的溫度越來越低，冷凍機(jī)的進(jìn)水溫度也會(huì)越來越低，而冷凍機(jī)出水溫度保持不變，所以冷凍機(jī)負(fù)載會(huì)越來越小，制冷效率會(huì)越來越差。若采用第一蓄冷模式，盡管蓄冷罐中的水溫越來越差，但是因?yàn)槔鋬鰴C(jī)還承擔(dān)車間的用冷負(fù)荷，所以冷凍機(jī)效率要比第二蓄冷模式高。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的水蓄冷系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0030](I)從根本上杜絕串水現(xiàn)象發(fā)生，避免冷凍水浪費(fèi):當(dāng)在過渡季節(jié)和冬季時(shí)，水蓄冷系統(tǒng)在進(jìn)行蓄冷模式運(yùn)行時(shí)，第一蓄冷回路工作，進(jìn)行蓄冷，此時(shí)只需將電動(dòng)閥hl7和電動(dòng)閥m22兩個(gè)電動(dòng)閥一直關(guān)閉(防止閥門反復(fù)開關(guān)導(dǎo)致密封圈變形或磨損導(dǎo)致串水，更保險(xiǎn)的做法是在每個(gè)電動(dòng)閥旁再分別加一個(gè)手動(dòng)閥，將手動(dòng)閥也關(guān)閉)，就能將蓄冷罐中的水系統(tǒng)與車間工藝?yán)鋬鏊到y(tǒng)徹底隔開，防止了高壓力系統(tǒng)的水(車間冷凍水)進(jìn)入低壓力系統(tǒng)的水(蓄冷罐中的水)，從根本上解決了串水的現(xiàn)象，而且不影響正常的蓄冷模式和放冷模式切換；
[0031](2)節(jié)省能源:在過渡季節(jié)和冬季時(shí)，