專利名稱：冰蓄冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種冰蓄冷地埋管空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，建筑中存在很多夏季發(fā)熱量較大的區(qū)域，如大型建筑內(nèi)區(qū)、寫字樓等，這些區(qū)域在夏季需要供冷，因此蓄冷技術(shù)常被利用。蓄冷技術(shù)是實現(xiàn)電網(wǎng)“移峰填谷”的重要措施，在我國正得到越來越廣泛的重視和應(yīng)用。目前國內(nèi)外相對較為成熟的蓄冰方式有冰球式、冰盤管式、機械制冰式、完全凍結(jié)式、冰晶式、共晶鹽式等；而又以冰球式、冰盤管式、及完全凍結(jié)式應(yīng)用較多。其中，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，是利用電網(wǎng)低負荷期的廉價電力如夜間電力，通過載冷劑將制冷系統(tǒng)制取的冷量貯存在水中，把水凍結(jié)成冰；而在電價昂貴的電網(wǎng)高負荷期如白天，將冰中的冷量釋放出來向空調(diào)系統(tǒng)供冷，從而減少電網(wǎng)高負荷期對電力的需求、實現(xiàn)電力系統(tǒng)“移峰填谷”的空調(diào)系統(tǒng)。因此該技術(shù)得到了電力政策的大力支持，在國內(nèi)得到迅速發(fā)展。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)具有以下主要特點降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用；制冷機組的容量小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的冷卻塔、水泵、輸變電系統(tǒng)容量減少；在某些常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)配上冰蓄冷設(shè)備，可以提高30% 50%的供冷能力；可以作為穩(wěn)定的冷源供應(yīng)，提高空調(diào)系統(tǒng)的運行可靠性；制冷設(shè)備大多處于滿負荷的運行狀況，減少開停機次數(shù)，延長設(shè)備壽命；對電網(wǎng)進行削峰填谷，提高于電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、經(jīng)濟性，降低發(fā)電裝機容量；減少發(fā)電廠對環(huán)境的污染。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)也有自身的缺點，那就是大多需經(jīng)冷卻塔將熱量排至大氣中，增加了城市局部區(qū)域的熱島效應(yīng)。同時，解決跨季節(jié)蓄冷問題的常用方法是利用冬季的低溫冷風通過風機以及泵的運行來制造冷水，但這種方法由于風機以及泵的運行，增加了運行能耗。中國專利，專利名稱帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機組(申請?zhí)朇N200910131509. 9)該實用新型所涉及的冷水機組，由蒸汽壓縮式制冷循環(huán)、冷媒自然循環(huán)回路、冷媒蓄冷自然循環(huán)回路構(gòu)成，將分離式熱管技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)?？缂竟?jié)蓄冷。采用分體結(jié)構(gòu)，保留了冷水機組夏季制取空調(diào)冷水的功能，同時在冬季充分利用室外空氣的自然冷能進行蓄冷。冬季的時間非常長，北方地區(qū)可以達到5 6個月。蓄冷槽的容積有限，儲存的冷水量也有限，也就是整個冬季下來儲存的冷量是有限的。此專利中采用的分離式熱管規(guī)模較小，自然冷能儲存效率低，不適合于大規(guī)模儲冷。同時，分離式熱管在這套系統(tǒng)中只能制取低溫冷水，而不能過冷制取冰，否則會造成蓄冷槽體結(jié)構(gòu)及蓄冷蒸發(fā)器管道系統(tǒng)破壞。

實用新型內(nèi)容考慮到由于蓄冷槽的容積有限，儲存的冷水量也有限，本實用新型提供的冰蓄冷裝置通過與地埋管系統(tǒng)的結(jié)合，比原來傳統(tǒng)的跨季節(jié)冰蓄池能夠儲存更多的冷量。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，包括蓄冰池，埋在地面以下，蓄冰池中容納水；其特征在于，還包括地埋管，地埋管與蓄冰池分開地埋在地面以下，地埋管與蓄冰池之間設(shè)置連接管道以將蓄冰池中的水輸入到地埋管中。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，可以在蓄冰池上部設(shè)置有熱管組件，熱管組件具有熱管蒸發(fā)段，位于蓄冰池中，熱管蒸發(fā)段中的液態(tài)氨從蓄冰池中的水里吸收熱量并且蒸發(fā)成為氣態(tài)氨；第一熱管連接管，第一熱管連接管的下端與熱管蒸發(fā)段上部總管連接以將蒸發(fā)成的氣態(tài)氨向上輸送；熱管冷凝段，位于地面以上，熱管冷凝段中的氣態(tài)氨向大氣環(huán)境中釋放熱量并且成為液態(tài)氨，熱管冷凝段的上部總管與第一熱管連接管的上端連接，并且將通過第一熱管連接管進入熱管冷凝段的氣態(tài)氨重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氨；第二熱管連接管，第二熱管連接管的上端與熱管冷凝段的下部總管連接，第二熱管連接管的下端與熱管蒸發(fā)段的下部總管連接，以將重新轉(zhuǎn)變成的液態(tài)氨輸送回到熱管蒸發(fā)段。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，可以在蓄冰池中設(shè)置有觀測孔，通過觀測孔觀測在蓄冰池的外壁處結(jié)成的冰柱的直徑。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，可以在地埋管與蓄冰池之間的連接管道中設(shè)置有水泵。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，可以在觀測孔與水泵之間設(shè)置有傳輸觀測信號的控制器。本實用新型提供的冰蓄冷裝置，可以在蓄冰池與地埋管之間的連接管道中設(shè)置有至少一個閥門。通過地埋管與土壤的熱交換，使土壤的溫度降低，能夠?qū)⑿畋刂型ㄟ^熱管從空氣中導(dǎo)入的冷量，轉(zhuǎn)移存儲到土壤中，從而使在蓄冰池中低效儲冷方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^土壤的高效儲存。另外，蓄冰池的體積是固定的，所儲存的冷量也是有限的，但是通過與地埋管的結(jié)合，可以在同樣一個冬季，儲存更多的冷量。

參照如下附圖說明本實用新型的具體實施例。圖1是本實用新型實施例的布置示意圖。附圖標記說明1-蓄冰池；2-地埋管；3-熱管冷凝段；4-熱管蒸發(fā)段；5-熱管連接管；6-板式換熱器；7-離心水泵Pl ；8-離心水泵P2 ；9-閥門 V2 ； 10-閥門 V3 ； 11-閥門 V7 ；12-閥門 V6 ； 13-閥門 V8 ； 14-閥門 V9 ；15-閥門 VlO ； 16-閥門 Vll ；17-閥門 V4 ；
4[0029]17-閥門 V4 ； 18-閥門 V5 ； 19-閥門 VI。結(jié)合附圖并參照本實用新型的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好地理解本申請的進一步的公開、目的、優(yōu)點和方面，所給出的這些附圖和實施例只是為了說明的目的，而不是對本實用新型的保護范圍進行限制。
具體實施方式
在冬季，當室外溫度到達零度以下時，自重力熱管開始運行，熱管蒸發(fā)段3從蓄冰池1中的水里吸收熱量，管內(nèi)的液氨蒸發(fā)，通過熱管連接管5將氨蒸汽導(dǎo)入到熱管冷凝段3中，液氨在熱管冷凝段3中發(fā)出熱量，又重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過熱管連接管5流回到熱管蒸發(fā)段3中。液氨在熱管中這種自動的相變過程，不斷地將蓄冰池1中水的熱量帶到大氣中，逐漸將水全部變成冰。根據(jù)自重力熱管的蒸發(fā)段4使水變成冰的過程，冰沿著蓄冰池1的外壁向外生長，冰柱漲到直徑30厘米需要大約1周的時間，在此之后，冰柱生長較為緩慢，也就是說，蓄冰池1中通過水的相變蓄冷的速度就會很慢。本技術(shù)方案利用跨季節(jié)冰蓄冷池1與地埋管2相結(jié)合的方式，當冰柱的直徑達到或接近30厘米時，將蓄冰池1內(nèi)的管路將0°C的水通過水泵輸入到地埋管2中，通過地埋管2與土壤的熱交換，使土壤的溫度降低，能夠?qū)⑿畋?中通過熱管從空氣中導(dǎo)入的冷量，轉(zhuǎn)移存儲到土壤中，從而使在蓄冰池1中低效儲冷方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^土壤的高效儲存。另外，蓄冰池1的體積是固定的，所儲存的冷量也是有限的，但是通過與地埋管2的結(jié)合，可以在同樣一個冬季，儲存更多的冷量。通過與地埋管2的結(jié)合，比原來傳統(tǒng)的跨季節(jié)冰蓄池1能夠儲存更多的冷量。參照附圖1，當蓄冰池1儲冰到冰柱生長到30厘米時，啟動地埋管2，將蓄冰池1中的冷量導(dǎo)入到土壤中，通過土壤儲藏更多的冷能。具體的實現(xiàn)過程如下只開啟閥門9、17、12、11、10，開啟水泵8，使蓄冰池1與地埋管2相連通。水泵運行，將蓄冰池1中的冷凍水打到地埋管2中，跟土壤進行熱交換，使土壤的溫度降低。白天氣溫較高時，通過與地埋管2的不斷水循環(huán)，蓄冰池中1的冰會不斷融化；在夜間，關(guān)閉與地埋管2的水循環(huán)，即可給土壤留出充分的恢復(fù)時間，亦可通過熱管的運行，重新將空氣中的自然冷能導(dǎo)入到蓄冰池1中，使蓄冰池1中的冰存量也恢復(fù)到地埋管2運行前的水平。當夏季需要對外供冷時，即可使用蓄冰池1也可以使用地埋管2對外供冷。當使用蓄冰池1中的冰對外供冷時，只開啟閥門19、13、14，開啟離心水泵7，通過板式換熱器6將冷量換給外管網(wǎng)，供往空調(diào)末端；當使用地埋管2對外供冷時，只開啟閥門18、17、12、15、16，開啟離心水泵8，當出水溫度低于7°C時，直接供往空調(diào)末端。本實用新型可以增加自然冷能的儲存量?？缂竟?jié)冰蓄冷蓄冰池1與地埋管2的結(jié)合，采用同樣一套自重力熱管，即可同時實現(xiàn)跨季節(jié)冰蓄冷及土壤冰蓄冷，視地埋管系統(tǒng)的容量可大大增加自然冷能的儲存量。傳統(tǒng)土壤蓄冷需要配置大容量的冷凍水緩沖空間，跨季節(jié)冰蓄冷蓄冰池正好可以滿足需求。土壤儲冷與蓄冰池儲冰在時間上互相配合，兩個系統(tǒng)相結(jié)合，不增加額外的投資，經(jīng)濟效益更好。盡管對本實用新型的典型實施例進行了說明，但是顯然普通技術(shù)人員可以理解，在不背離本實用新型的精神和原理的情況下可以進行改變，其范圍在權(quán)利要求書以及其等同物中進行了限定。
權(quán)利要求1.一種冰蓄冷裝置，包括蓄冰池，埋在地面以下，蓄冰池中容納水；其特征在于，還包括地埋管，地埋管與蓄冰池分開地埋在地面以下，地埋管與蓄冰池之間設(shè)置連接管道以將蓄冰池中的水輸入到地埋管中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰蓄冷裝置，其特征在于，在蓄冰池上部設(shè)置有熱管組件，熱管組件具有熱管蒸發(fā)段，位于蓄冰池中，熱管蒸發(fā)段中的液態(tài)氨從蓄冰池中的水里吸收熱量并且蒸發(fā)成為氣態(tài)氨；第一熱管連接管，第一熱管連接管的下端與熱管蒸發(fā)段上部總管連接以將蒸發(fā)成的氣態(tài)氨向上輸送；熱管冷凝段，位于地面以上，熱管冷凝段中的氣態(tài)氨向大氣環(huán)境中釋放熱量并且成為液態(tài)氨，熱管冷凝段的上部總管與第一熱管連接管的上端連接，并且將通過第一熱管連接管進入熱管冷凝段的氣態(tài)氨重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)氨；第二熱管連接管，第二熱管連接管的上端與熱管冷凝段的下部總管連接，第二熱管連接管的下端與熱管蒸發(fā)段的下部總管連接，以將重新轉(zhuǎn)變成的液態(tài)氨輸送回到熱管蒸發(fā)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰蓄冷裝置，其特征在于，在蓄冰池中設(shè)置有觀測孔，通過觀測孔觀測在蓄冰池的外壁處結(jié)成的冰柱的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰蓄冷裝置，其特征在于，在地埋管與蓄冰池之間的連接管道中設(shè)置有水泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰蓄冷裝置，其特征在于，在觀測孔與水泵之間設(shè)置有傳輸觀測信號的控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項所述的冰蓄冷裝置，其特征在于，在蓄冰池與地埋管之間的連接管道中設(shè)置有至少一個閥門。
專利摘要本實用新型公開一種冰蓄冷裝置，包括蓄冰池，埋在地面以下，蓄冰池中容納水；其特征在于，還包括地埋管，地埋管與蓄冰池分開地埋在地面以下，地埋管與蓄冰池之間設(shè)置連接管道以將蓄冰池中的水輸入到地埋管中。通過與地埋管系統(tǒng)的結(jié)合，比原來傳統(tǒng)的跨季節(jié)冰蓄池能夠儲存更多的冷量。
文檔編號F28D15/02GK202328583SQ20112044484
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者劉濤, 徐治猛 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司, 新奧能源服務(wù)有限公司