專利名稱：天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種天然冰蓄能空調(diào)供冷設(shè)備系統(tǒng)，屬于建筑工程技術(shù)和組合技術(shù)在天然冷源利用和空調(diào)制冷領(lǐng)域中的應(yīng)用。
目前市場(chǎng)上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的蒸氣壓縮式制冷空調(diào)耗電量大，使用成本高，是造成供電緊張的重要原因之一，為了緩解電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)的供電壓力，近年來(lái)蓄冷空調(diào)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，它分為水蓄冷和冰蓄冷兩類，都是由制冷設(shè)備和空調(diào)設(shè)備組成，制冷設(shè)備向空調(diào)設(shè)備提供7℃或1℃-3℃的冷水，其制冷設(shè)備主要利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段耗電蓄冷，用電高峰時(shí)輸出冷能，對(duì)均衡電網(wǎng)負(fù)荷，移峰填谷起了重要作用，但不足的是存在二次換熱，因此不節(jié)能。在天然冷源利用方面，由于受時(shí)間、地區(qū)、運(yùn)輸條件的限制，不能得到0℃以下的溫度，不容易控制調(diào)節(jié)，目前只在少數(shù)地方用于食品的短期貯藏和防暑降溫。
本發(fā)明的目的是提出一種以天然冰為蓄冷介質(zhì)，利用其相變潛熱和顯熱蓄存冷量，實(shí)現(xiàn)向空調(diào)設(shè)備輸出冷負(fù)荷，使系統(tǒng)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)。
本發(fā)明技術(shù)方案如下依據(jù)物理學(xué)知識(shí)，冰蓄冷能量大約是水蓄冷能量的17倍，利用嚴(yán)寒冬季的自然條件制冰，貯藏起來(lái)，需供冷時(shí)，冰在融冰水池中融化，形成7℃或1℃-3℃的冷水，向空氣調(diào)節(jié)設(shè)備供冷。本發(fā)明由貯冰庫(kù)、夾層恒溫設(shè)施、冰處理室、融冰水池、低溫水泵、空氣處理機(jī)組、三通閥門、供水井、供水泵組成。貯冰庫(kù)通過(guò)運(yùn)冰通道與冰處理室和融冰水池相通，供冷時(shí)，從貯冰庫(kù)取冰，在冰處理室對(duì)冰進(jìn)行破碎，投入融冰水池融化。融冰水池形成7℃或0℃至4℃的低溫水經(jīng)低溫水泵送至空氣處理機(jī)組，升溫后的水在重力作用下經(jīng)三通閥門流入融冰水池或經(jīng)回水涌管入融冰水池，提高融冰速率，融冰水池不需要水時(shí)，回水可流入供水井、回水井或其它地方，融冰冰池需要水而無(wú)回水時(shí)，接通供水泵，由供水井供水。
上述貯冰庫(kù)、運(yùn)冰通道、夾層恒溫設(shè)施、冰處理室、融冰水池構(gòu)成一個(gè)用于制冰、貯冰、融冰的整體建筑設(shè)施，貯冰庫(kù)位于設(shè)施中間，為一園柱體(或其它立體形狀)，貯冰庫(kù)殼體是密封隔熱層，隔熱層外表面是導(dǎo)熱金屬膜(或金屬板)，通過(guò)可接通(或斷開(kāi))的傳熱橋路和0℃導(dǎo)板與傳熱隔斷池中的水相接觸，由于傳熱隔斷池是0℃的冰水混合物，故傳熱被冰化水所吸收，所以貯冰庫(kù)穿上了0℃的外衣，確保傳熱隔斷，貯冰時(shí)，貯冰庫(kù)的冰不會(huì)融化。制冰時(shí)向融冰水池和傳熱隔斷池注入一定量的低溫水，防止夾層凍害。貯冰庫(kù)與外界之間設(shè)有進(jìn)氣通道和出氣通道和相應(yīng)密封堵塞，便于冬季在貯冰庫(kù)內(nèi)制冰，降低成本。貯冰庫(kù)通過(guò)密封門和運(yùn)冰通道、冰處理室、融冰水池、傳熱融斷池相通，融冰水池每間隔一段距離，有一投冰口，傳熱隔斷池上部有活動(dòng)蓋板，此外，整個(gè)建筑還采用了冷庫(kù)建筑公知的技術(shù)措施。
為進(jìn)一步降低初投資和充分利用自然資源，也可利用大型水池、天然湖或建大型人工湖進(jìn)行制冰，貯冰、融冰。這種大型蓄冰池(湖)要在其地面四周砌隔熱防滲堤(墻)，湖中建若干根支撐頂部的承重立柱和支架，在其頂部建造隔熱密封層，冬季在池(湖)中制冰，隔熱密封后貯冰，利用地?zé)醾鲗?dǎo)緩慢融冰；如利用回水融冰，這時(shí)融冰速率加快。湖中建造若干取水井(點(diǎn))獲取低溫冷水。
在多冷源聯(lián)供系統(tǒng)中，為獲得穩(wěn)定的供水溫度，系統(tǒng)中有恒溫供水自動(dòng)控制裝置，該裝置由恒溫蓄水池、溫度傳感器(若干個(gè))，恒壓水泵(若干個(gè))、多冷源供水百分比控制箱、控制器組成。其中多冷源供水百分比控制箱由多組帶斷電器的電磁水閥組成，其組數(shù)與供水冷源數(shù)相等。每組通常由八個(gè)帶斷電器的電磁閥組成，(即占總流量的50％一個(gè)；20％2個(gè)；10％一個(gè)；5％一個(gè)；2％2個(gè)；1％一個(gè))。每個(gè)電磁閥有“通”、“斷”兩種運(yùn)行狀態(tài)。上述恒壓水泵指泵的出口壓力可調(diào)且能自動(dòng)保持恒定的水泵。
在冬季用水暖供熱用戶，低溫水泵輸出的冷水經(jīng)空氣處理機(jī)組再流過(guò)水暖裝置，可提高冷能利用率。
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)功能和進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)家用電器的節(jié)能，供冷系統(tǒng)常年可向果蔬冷藏庫(kù)和家用果蔬冷藏柜(箱)提供冷能，這種冷藏庫(kù)(柜)的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制裝置由換熱器、供水閥門、溫控器組成，當(dāng)冷藏庫(kù)(柜)溫度高于設(shè)定溫度，溫控器控制供水閥門打開(kāi)，向換熱器提供新的冷水，換熱器中的升溫水流回融冰水池或回水井，冷藏庫(kù)(柜)溫度下降到一定值，在溫控器作用下，供冷閥門關(guān)閉。
天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下積極效果(1)利用冬季自然條件制冰，代替了耗電制冷，節(jié)省電能、降低使用成本，同時(shí)能減小電網(wǎng)季節(jié)性的供電峰谷差值，可降低電網(wǎng)投資、運(yùn)行成本。(2)節(jié)約資源，有利于可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)以火電為主，節(jié)電等于節(jié)煤，不用制冷機(jī)組，冷卻塔等，同時(shí)可節(jié)省大量的銅、鐵材料；(3)有利于環(huán)保，節(jié)電省煤，減少CO2排放，減輕溫寶效應(yīng)，城市熱島效應(yīng)及酸雨造成的災(zāi)害損失，不使用制冷劑，不破壞臭氧層。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施方式

圖1本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成示意2a、2b本發(fā)明制水、貯冰、融冰整體建筑設(shè)施的平面示意圖和剖面示意3本發(fā)明大型水池、湖(人工湖)隔熱設(shè)施示意4本發(fā)明恒溫供水自動(dòng)調(diào)節(jié)控制裝置示意5本發(fā)明與用戶水暖供熱裝置連接示意6本發(fā)明向果蔬冷藏庫(kù)(柜)供冷示意圖如圖1所示，本發(fā)明由貯冰庫(kù)1，運(yùn)冰通道2、冰處理室5、融冰水池6、低溫水泵7、空氣處理機(jī)組8、三通閥門9、回水涌管10、供水井11、供水泵12組成。嚴(yán)冬制冰，貯藏于貯冰庫(kù)1，用冷時(shí)，取冰在冰處理室5中對(duì)冰進(jìn)行破碎處理(當(dāng)然也可以不作任何處理加工)，投入融冰水池6，冰融化形成低溫水，由低溫水泵7輸送至空氣處理機(jī)組8，升溫后的水在重力作用下經(jīng)三通閥門9，流至回水涌管10，回水涌管10位于融冰水池6的底部，便于提高冰的融化速率。當(dāng)然回水也可不流到回水涌管10，經(jīng)三通閥門9流入融冰水池6。融冰水池6不需回水時(shí)，回水可流入供水井11或其它地方(圖中未畫)。融冰水池需水時(shí)，可接通供水泵12，由供水井11(或自來(lái)水)向融冰水池6供水。
如圖2a、2b所示，貯冰庫(kù)1、運(yùn)冰通道2、夾層恒溫設(shè)施、冰處理室5、融冰水池6，構(gòu)成一個(gè)用于制冰，貯冰、融冰的整體建筑設(shè)施。貯冰庫(kù)1位于中間，為一園柱體或其它立體形狀，下部是承重、隔熱、防凍脹的架空地坪13、傳熱隔斷池4、融冰水池6、冰處理室5、在貯水庫(kù)1、側(cè)面四周、貯冰庫(kù)殼14隔熱、防潮、密封。貯冰庫(kù)殼14外表面有一層傳熱金屬膜(或板)15通過(guò)可通斷的傳熱橋路16與傳熱阻斷池4中0℃導(dǎo)板3相連，構(gòu)成夾層恒溫設(shè)施，貯冰時(shí)，阻斷熱能向貯冰庫(kù)1的傳導(dǎo)。貯冰庫(kù)1通過(guò)密封門17和運(yùn)冰通道2與冰處理室5和融冰水池6相通。融冰水池6側(cè)上部有投冰口18(若干個(gè))。整體建筑與外界隔熱層的頂部或側(cè)面和貯冰庫(kù)1的庫(kù)殼14的頂部或側(cè)面，設(shè)置了進(jìn)氣通道19和出氣通道20及相應(yīng)的密封堵塞，便于冬季在庫(kù)內(nèi)制冰，降低成本。
如圖3所示，利用基本不滲水的大型天然湖(池)或人工湖制冰、貯冰、融冰，可節(jié)約初投資。在湖(池)四周地面砌隔熱防滲堤(墻)21，湖(池)中建若干根支撐頂部隔熱密封層23的承重立柱和支架22，支架和頂部隔熱密封層具有防熱脹冷縮功能，接縫部分貯、融冰時(shí)采取密封措施。冬季在湖中制冰，在湖中合適位置，建若干個(gè)取水井(點(diǎn))。
如圖4所示，是兩個(gè)取水井(或兩個(gè)冷源)聯(lián)供的供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制裝置，該裝置由恒溫蓄水池24，恒壓水泵25(B1B22個(gè))溫度傳感器26(W1W2W3共3個(gè))，多冷源供水百分比控制箱27和微電腦控制器28組成。兩個(gè)冷源的供水百分比控制箱有兩組，每組8個(gè)，分別是占總流量的50％(1個(gè))，20％(2個(gè))，10％(1個(gè))，5％(1個(gè))，2％(2個(gè))，1％(1個(gè))，共16個(gè)帶斷電器的電磁水閥，可實(shí)現(xiàn)供水的百分比調(diào)節(jié)。(相關(guān)控制軟件單獨(dú)申報(bào)專利)。
如圖5所示，對(duì)采用水暖供熱用戶，可進(jìn)一步節(jié)約和利用資源，這時(shí)供冷管路是這樣連接的低溫水泵7加壓的冷水，流經(jīng)空氣處理機(jī)組8后，經(jīng)三通轉(zhuǎn)換進(jìn)水閥29，水暖裝置30，三通轉(zhuǎn)換背壓出水閥31，流入回水井32，經(jīng)井間過(guò)濾降溫滲入供水井11，這里水暖采用“大循環(huán)接法”，水從低位端流入、高位端流出，便于產(chǎn)生活塞水流。
如圖6所示，供冷系統(tǒng)可常年向果蔬冷藏庫(kù)和家用果蔬冷藏柜提供冷源，這種果蔬冷藏柜由殼體33、換熱器34、電磁供水閥35、溫控器36組成。溫度高于設(shè)定值時(shí)，供水閥門35打開(kāi)，換熱器34注入新的冷水，柜內(nèi)溫度下降至規(guī)定范圍，閥門35關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，由低溫水泵7、空氣處理機(jī)組8、供水井9、供水泵10組成，其特征在于還包括貯冰庫(kù)1、運(yùn)冰通道2、冰處理室5、融冰水池6、三通閥門9、回水涌管10，利用嚴(yán)冬自然條件在貯冰庫(kù)1內(nèi)制冰，貯藏于貯冰庫(kù)1，供冷時(shí)，取冰在冰處理室5對(duì)冰進(jìn)行破碎處理，投入融冰水池6，低溫水經(jīng)低溫水泵7輸送至空氣處理機(jī)組8，升溫水經(jīng)三通閥門9流至回水涌管10或流入融冰水池6，(或其它地方)回水涌管10位于融冰水池4的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于貯冰庫(kù)1、運(yùn)冰通道2、夾層恒溫設(shè)施、冰處理室5、融冰水池6構(gòu)成一個(gè)用于制冰、貯冰、融冰的整體建筑設(shè)施，貯冰庫(kù)1位于設(shè)施中間，貯冰庫(kù)1底部是架空地坪13，貯冰庫(kù)1的四周側(cè)面，是傳熱隔斷池4和融冰水池6及冰處理室5，貯冰庫(kù)1的庫(kù)殼14外表面是傳熱金屬膜(板)15通過(guò)可通斷的傳熱橋路16與傳熱阻斷池4中的0℃導(dǎo)板3相連接，構(gòu)成夾層恒溫設(shè)施，整體建筑頂部或側(cè)面和貯冰庫(kù)1的庫(kù)殼14的頂部或側(cè)面，設(shè)置了進(jìn)氣通道19和出氣通道20及相應(yīng)的密封堵塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于大型天然冰供冷冷源，利用大型天然湖(池)或人工湖制冰、貯冰、融冰，湖池四周砌隔熱防滲堤21，湖中建造若干根支撐頂部隔熱密封層23的立柱和支架22，頂部隔熱密封層23具有防熱脹冷縮功能，貯冰、融冰時(shí)接縫部分采取密封措施。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于多冷源聯(lián)供的系統(tǒng)，設(shè)置供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制裝置，該裝置由恒溫蓄水池24、恒壓水泵25(由冷源個(gè)數(shù)確定泵的個(gè)數(shù))，溫度傳感器26(各冷源輸出端1個(gè)，恒溫水池24輸入端1個(gè))，微電腦控制器28和多冷源供水百分比控制箱27組成；控制箱27中是多組帶斷電器的電磁閥組成(組數(shù)與冷源數(shù)相等)；每組最多八個(gè)電磁水閥，調(diào)節(jié)流量分別是總流量的50％一個(gè)、20％二個(gè)、10％一個(gè)、5％一個(gè)、2％二個(gè)、1％一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于以下述方式與水暖供熱用戶裝置相連接，低溫水經(jīng)低溫水泵7加壓流入空氣處理機(jī)組8后，經(jīng)三通轉(zhuǎn)換進(jìn)水閥29，水暖裝置30，三通轉(zhuǎn)換背壓出水閥31，流入回水井32，經(jīng)降溫滲入供水井11。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然冰蓄能空調(diào)集中供冷設(shè)備系統(tǒng)，其特征還在于常年向果蔬冷藏庫(kù)和家用果蔬冷藏柜(箱)供冷，家用冷藏柜由殼體33、換熱器34、供水閥門35和溫度控制器36組成。
全文摘要
本發(fā)明由貯冰庫(kù)、運(yùn)冰通道、夾層恒溫設(shè)施、冰處理室、融冰水池、回水涌管等構(gòu)成一個(gè)制冰、貯冰、融冰的整體設(shè)施，利用嚴(yán)寒冬季自然條件制冰，是替代空調(diào)耗電制冷的一種供冷方式。還可以與現(xiàn)有蓄冷空調(diào)進(jìn)行技術(shù)對(duì)接實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
文檔編號(hào)F24F5/00GK1862126SQ20051000997
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者游善宗, 游江 申請(qǐng)人:游善宗, 游江