專利名稱：制冷蓄冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種同時具備制冷和蓄冷功能的系統(tǒng)，尤其涉及的是一種制冷蓄冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于能源的供給與需求在數(shù)量上和時間上不能很好地匹配和協(xié)調(diào)，造成大量能源浪費。如低谷電力過剩造成電能白白浪費掉，而高峰期電力又不足。采用蓄冷技術(shù)可以很好地解決這個問題，使能源得到合理使用。
蓄冷技術(shù)是在夜間電網(wǎng)低谷時間(同時也是空調(diào)負荷很低的時間)，制冷機組開啟制冷并由蓄冷設(shè)備將冷量儲存起來，待白天電網(wǎng)高峰用電時間(同時也是空調(diào)負荷高峰時間)，再將冷量釋放出來滿足高峰空調(diào)負荷的需要。這樣，制冷系統(tǒng)的大部分耗電發(fā)生在夜間用電低谷期，而在白天用電高峰期只有輔助設(shè)備(如循環(huán)泵和風機)在運行，從而實現(xiàn)用電負荷“移峰填谷”。
蓄冷系統(tǒng)能夠轉(zhuǎn)移電力高峰用電量，平衡電網(wǎng)峰谷差，因此可以減少新建電廠投資，提高現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備和輸變電設(shè)備的使用率，同時，可以減少能源使用(特別是對于火力發(fā)電)引起的環(huán)境污染，充分利用有限的不可再生資源，有利于生態(tài)平衡。由于電能本身不易儲存，因此通常從用電需求側(cè)方面考慮辦法。從空調(diào)用電入手解決電網(wǎng)峰谷差問題無疑是最有效的，而且蓄能空調(diào)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用在下列領(lǐng)域商業(yè)建筑、賓館、飯店、銀行、辦公大樓的空調(diào)系統(tǒng)；家用空調(diào)；體育館、影劇院空調(diào)系統(tǒng)等。
目前的蓄冷技術(shù)主要采用水蓄冷和冰蓄冷。水蓄冷是利用蓄水溫度在4 7V之間的顯熱進行蓄冷，它可以使用常規(guī)的制冷機組，蓄冷、釋冷運行時冷水溫度相近，制冷機組在這兩種運行工況下均能維持額定容量和效率。但常規(guī)水蓄冷系統(tǒng)只有5 7°C的溫差可利用，其單位容積蓄冷量較小，存在蓄冷密度低、蓄冷槽體積大的缺點。
冰蓄冷是利用冰的相變潛熱進行冷量儲存，具有蓄冷密度大的優(yōu)點。但冰蓄冷相變溫度低(0°C)，且蓄冰時存在較大的過冷度(4 6°C)，使得其制冷主機的蒸發(fā)溫度須低至-8 -10°C，這將使制冷機組的效率降低。另外，在空調(diào)工況和蓄冰工況時要配置雙工況 (制冷、蓄冰工況)制冷主機。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種制冷蓄冷系統(tǒng)，不僅具有常規(guī)水蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)點，還可以將蓄冷器中水溫高于12°C的蓄冷水冷量加以利用，從而提高了水蓄冷系統(tǒng)的蓄冷密度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括壓縮機、冷凝器、過冷器、膨脹閥、 蒸發(fā)器、空調(diào)負荷、蓄冷裝置、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥、第七電磁閥和第八電磁閥；在制冷劑循環(huán)側(cè)，所述壓縮機、冷凝器、過冷器的制冷劑進口、過冷器的制冷劑出口、膨脹閥、蒸發(fā)器的制冷劑進口、蒸發(fā)器的制冷劑出口、壓縮機依次相連；在循環(huán)水側(cè)，所述第一循環(huán)泵的出口和蒸發(fā)器的進水口相連，蒸發(fā)器的出水口分別與第二電磁閥和第四電磁閥相連，第二電磁閥和第七電磁閥分別與空調(diào)負荷的進口相連，空調(diào)負荷的出口和第一電磁閥相連，蓄冷裝置的進口分別與第四電磁閥和第六電磁閥相連，蓄冷裝置的出口分別與第三電磁閥和第五電磁閥相連，第一循環(huán)泵的進口分別與第一電磁閥和第三電磁閥相連，第二循環(huán)泵的進口和第六電磁閥相連，第二循環(huán)泵的出口分別與第八電磁閥和第七電磁閥相連，過冷器的進水口和第八電磁閥相連，過冷器的出水口和第五電磁閥相連。
所述冷凝器為風冷冷凝器或水冷冷凝器。使用場合廣泛，不受冷凝水源的限制。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述過冷器為板式換熱器或套管式換熱器。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述膨脹閥為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述蒸發(fā)器為板式蒸發(fā)器或殼管式蒸發(fā)器。
所述蓄冷器為鋼材、玻璃鋼或鋼筋混凝土制成的保溫筒體。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點本發(fā)明的制冷蓄冷系統(tǒng)能夠移峰填谷、平衡電力負荷，減少空調(diào)機組裝機容量、節(jié)省空調(diào)用戶的電力花費；可以使用常規(guī)的制冷機組， 蓄冷、釋冷運行時冷水溫度相近，制冷機組在這兩種運行工況下均能維持額定容量和效率； 該系統(tǒng)的制冷蓄冷效率高于冰蓄冷系統(tǒng)，并可省去冰蓄冷系統(tǒng)的低溫載冷劑(如乙二醇溶液等)循環(huán)系統(tǒng)；該系統(tǒng)不僅具有常規(guī)水蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)點，還將蓄冷槽中水溫高于12°C的蓄冷水冷量加以利用，從而提高了水蓄冷系統(tǒng)的蓄冷密度。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖I所示，本實施例包括壓縮機I、冷凝器2、過冷器3、膨脹閥4、蒸發(fā)器5、空調(diào)負荷6、蓄冷裝置7、第一循環(huán)泵8、第二循環(huán)泵9、第一電磁閥10、第二電磁閥11、第三電磁閥12、第四電磁閥13、第五電磁閥14、第六電磁閥15、第七電磁閥16和第八電磁閥17。
在制冷劑循環(huán)側(cè)，所述壓縮機I的出口和冷凝器2的進口相連，冷凝器2的出口和過冷器3的制冷劑進口相連，過冷器3的制冷劑出口和膨脹閥4的進口相連，膨脹閥4的出口和蒸發(fā)器5的制冷劑進口相連，蒸發(fā)器5的制冷劑出口和壓縮機I的進口相連；在循環(huán)水側(cè)，所述第一循環(huán)泵8的出口和蒸發(fā)器5的進水口相連，蒸發(fā)器5的出水口分別與第二電磁閥11和第四電磁閥13相連，第二電磁閥11和第七電磁閥16分別與空調(diào)負荷 6的進口相連，空調(diào)負荷6的出口和第一電磁閥10相連，蓄冷裝置7的進口分別與第四電磁閥13和第六電磁閥15相連，蓄冷裝置7的出口分別與第三電磁閥12和第五電磁閥14相連，第一循環(huán)泵8的進口分別與第一電磁閥10和第三電磁閥12相連，第二循環(huán)泵9的進口和第六電磁閥15相連,第二循環(huán)泵9的出口分別與第八電磁閥17和第七電磁閥16相連， 過冷器3的進水口和第八電磁閥17相連，過冷器3的出水口和第五電磁閥14相連。
本實施例的冷凝器2為水冷冷凝器；過冷器3為板式換熱器；膨脹閥4為熱力膨脹閥；蒸發(fā)器5為板式蒸發(fā)器。
本實施例的蓄冷器為鋼材制成的保溫筒體，保溫筒體為方形。
本實施例工作時當執(zhí)行常規(guī)的制冷空調(diào)循環(huán)時，第一電磁閥10、第二電磁閥11開啟，第三電磁閥12、第四電磁閥13、第五電磁閥14、第六電磁閥15、第七電磁閥16、第八電磁閥17關(guān)閉,第一循環(huán)泵8開啟、第二循環(huán)泵9關(guān)閉。制冷劑由壓縮機I壓縮后排出，流至冷凝器2放出熱量，冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)過冷器3后經(jīng)膨脹閥4進行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器5 內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蒸發(fā)氣化后的制冷劑被吸入壓縮機I。同時，在蒸發(fā)器5的水循環(huán)側(cè)的水因蒸發(fā)器5內(nèi)的制冷劑吸熱而降溫，降溫后的水由第一循環(huán)泵8送入空調(diào)負荷 6，并與室內(nèi)的空氣進行熱交換，使室內(nèi)的空氣溫度降低。
當執(zhí)行蓄冷循環(huán)時(夜間用電負荷低谷期)，第三電磁閥12、第四電磁閥13開啟， 第一電磁閥10、第二電磁閥11、第五電磁閥14、第六電磁閥15、第七電磁閥16、第八電磁閥 17關(guān)閉，第一循環(huán)泵8開啟、第二循環(huán)泵9關(guān)閉。制冷劑由壓縮機I壓縮后排出，流至冷凝器2放出熱量，冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)過冷器3后經(jīng)膨脹閥4進行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器5內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蒸發(fā)氣化后的制冷劑被吸入壓縮機I。同時， 在蒸發(fā)器5的水側(cè)循環(huán)的水因蒸發(fā)器5內(nèi)的制冷劑吸熱而降溫，降溫后的水由第一循環(huán)泵 8送入蓄冷裝置7內(nèi)，將冷量以水的顯熱形式儲存在蓄冷裝置7內(nèi)。
當執(zhí)行制冷和蓄冷循環(huán)時，第一電磁閥10、第二電磁閥11、第三電磁閥12、第四電磁閥13開啟，第五電磁閥14、第六電磁閥15、第七電磁閥16、第八電磁閥17關(guān)閉,第一循環(huán)泵8開啟、第二循環(huán)泵9關(guān)閉。制冷劑由壓縮機I壓縮后排出，流至冷凝器2放出熱量， 冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)過冷器3后經(jīng)膨脹閥4進行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器 5內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)，蒸發(fā)氣化后的制冷劑被吸入壓縮機I。同時，在蒸發(fā)器5的水循環(huán)側(cè)的水因蒸發(fā)器55內(nèi)的制冷劑吸熱而降溫，降溫后的水由第一循環(huán)泵8分別經(jīng)第二電磁閥11和第四電磁閥13送入空調(diào)負荷6和蓄冷裝置7內(nèi)。送入空調(diào)負荷6的冷水與室內(nèi)的空氣進行熱交換，使室內(nèi)的空氣溫度降低；送入蓄冷裝置7內(nèi)的冷水，將冷量以水的顯熱形式儲存在蓄冷裝置77內(nèi)。
當執(zhí)行由蓄冷裝置7單獨供冷時(白天用電負荷高峰期)，第一電磁閥10電磁閥、 第三電磁閥12、第六電磁閥15和第七電磁閥16開啟，第二電磁閥11、第四電磁閥13、第五電磁閥14、第八電磁閥17關(guān)閉，第一循環(huán)泵8關(guān)閉、第二循環(huán)泵9開啟。蓄冷裝置7內(nèi)的冷水經(jīng)第六電磁閥15由第二循環(huán)泵9經(jīng)第七電磁閥16送入空調(diào)負荷6，并與室內(nèi)的空氣進行熱交換，使室內(nèi)的空氣溫度降低。吸熱升溫的冷水經(jīng)第一電磁閥10和第三電磁閥12返回到蓄冷裝置7內(nèi)，直至蓄冷裝置7內(nèi)的水溫達到12°C時，由蓄冷裝置7單獨供冷過程即可結(jié)束。
在常規(guī)水蓄冷系統(tǒng)中，水溫高于12 °C的蓄冷水冷量是無法加以直接利用的，而高效制冷蓄冷系統(tǒng)是可以滿足這個要求的，具體工作過程為當蓄冷裝置7內(nèi)的水溫高于 12°C時,第一電磁閥10、第二電磁閥11、第五電磁閥14、第六電磁閥15和第八電磁閥17開啟，第三電磁閥12、第四電磁閥13、第七電磁閥16關(guān)閉，第一循環(huán)泵8、第二循環(huán)泵9開啟。 制冷劑由壓縮機I壓縮后排出，流至冷凝器2放出熱量，冷凝后的制冷劑液體流經(jīng)過冷器3θ進行節(jié)流降壓，降壓后的制冷劑在蒸發(fā)器5內(nèi)蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效應(yīng)， 蒸發(fā)氣化后的制冷劑被吸入壓縮機I。同時，在蒸發(fā)器5的水循環(huán)側(cè)的水因蒸發(fā)器5內(nèi)的制冷劑吸熱而降溫，降溫后的冷水由第一循環(huán)泵8送入空調(diào)負荷6，并與室內(nèi)的空氣進行熱交換，使室內(nèi)的空氣溫度降低。使制冷劑在過冷器3獲得過冷的冷量來自蓄冷裝置7內(nèi)高于 12°C的蓄冷水冷量，盡管這部分蓄冷量不能直接利用，但可以通過過冷器3使進入膨脹閥4 的制冷劑過冷度增大，從而增加蒸發(fā)器5的制冷量來獲得。蓄冷裝置7內(nèi)的水溫一直可以使用到35°C，這樣就將水蓄冷的溫度范圍由常規(guī)的7 12°C拓寬到7 35°C，提高了水蓄冷系統(tǒng)的蓄冷密度。當執(zhí)行過冷循環(huán)時，蓄冷裝置7內(nèi)的冷水經(jīng)第六電磁閥15由第二循環(huán)泵9經(jīng)第八電磁閥17送入過冷器3的進水口，與過冷器3的制冷側(cè)的高溫制冷劑進行逆流換熱，吸收高溫制冷劑的熱量使高溫制冷劑獲得過冷，吸熱升溫后的冷水由過冷器3的出水口經(jīng)第五電磁閥14返回到蓄冷裝置7內(nèi)，直至蓄冷裝置7內(nèi)的水溫達到35°C時，該工作過程即可結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮機(I)、冷凝器(2)、過冷器(3)、膨脹閥(4)、蒸發(fā)器(5)、空調(diào)負荷(6)、蓄冷裝置(7)、第一循環(huán)泵(8)、第二循環(huán)泵(9)、第一電磁閥(10)、第二電磁閥(11)、第三電磁閥(12)、第四電磁閥(13)、第五電磁閥(14)、第六電磁閥 (15)、第七電磁閥(16)和第八電磁閥(17);在制冷劑循環(huán)側(cè)，所述壓縮機(I)、冷凝器(2 )、過冷器(3 )的制冷劑進口、過冷器(3 )的制冷劑出口、膨脹閥(4)、蒸發(fā)器(5)的制冷劑進口、蒸發(fā)器(5)的制冷劑出口、壓縮機(I)依次相連；在循環(huán)水側(cè)，所述第一循環(huán)泵(8)的出口和蒸發(fā)器(5)的進水口相連，蒸發(fā)器(5)的出水口分別與第二電磁閥(11)和第四電磁閥(13 )相連，第二電磁閥(11)和第七電磁閥(16 ) 分別與空調(diào)負荷(6)的進口相連，空調(diào)負荷(6)的出口和第一電磁閥(10)相連，蓄冷裝置(7)的進口分別與第四電磁閥(13)和第六電磁閥(15)相連，蓄冷裝置(7)的出口分別與第三電磁閥(12)和第五電磁閥(14)相連,第一循環(huán)泵(8)的進口分別與第一電磁閥(10)和第三電磁閥(12)相連，第二循環(huán)泵(9)的進口和第六電磁閥(15)相連，第二循環(huán)泵(9)的出口分別與第八電磁閥(17)和第七電磁閥(16)相連，過冷器(3)的進水口和第八電磁閥(17)相連，過冷器(3)的出水口和第五電磁閥(14)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝器(2)為風冷冷凝器或水冷冷凝器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述過冷器(3)為板式換熱器或 套管式換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹閥(4)為熱力膨脹閥或電子膨脹閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(5)為板式蒸發(fā)器或殼管式蒸發(fā)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷蓄冷系統(tǒng)，其特征在于所述蓄冷器為鋼材、玻璃鋼或鋼筋混凝土制成的保溫筒體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制冷蓄冷系統(tǒng)，本發(fā)明包括壓縮機、冷凝器、過冷器、膨脹閥、蒸發(fā)器、空調(diào)負荷、蓄冷裝置、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥、第七電磁閥和第八電磁閥。本發(fā)明的制冷蓄冷系統(tǒng)能夠移峰填谷、平衡電力負荷，減少空調(diào)機組裝機容量、節(jié)省空調(diào)用戶的電力花費；可以使用常規(guī)的制冷機組，蓄冷、釋冷運行時冷水溫度相近，制冷機組在這兩種運行工況下均能維持額定容量和效率；該系統(tǒng)的制冷蓄冷效率高于冰蓄冷系統(tǒng)，并可省去冰蓄冷系統(tǒng)的低溫載冷劑循環(huán)系統(tǒng)。
文檔編號F24F5/00GK102937315SQ201210489628
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者方貴銀, 曹磊, 單鋒, 李輝 申請人:南京大學