常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)，包括制冷系統(tǒng)、空氣處理調節(jié)系統(tǒng)、分布式相變儲能裝置、以及用于控制與協(xié)調上述各系統(tǒng)的自動控制裝置及其相連接的管線；其特征在于設置了常規(guī)空調工況下分布式的相變儲能裝置；能夠隨時隨地無縫隙地嵌入相變儲能裝置，克服了水蓄冷系統(tǒng)占地空間大而無法普及的致命缺陷及冰蓄冷系統(tǒng)制冷主機能效比低、多次熱交換而帶來熱交換效率低下的問題，而且還能隨時隨地的對空調系統(tǒng)進行負荷調節(jié)，使得制冷主機一直處于一個最佳的運行工況，如果再結合峰谷電價政策使得制冷主機全年處在谷電價時段運行，常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)比較于常規(guī)空調系統(tǒng)綜合節(jié)電費用在50%左右。
【專利說明】常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空調系統(tǒng)，尤其是一種常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]能源在人類社會的發(fā)展過程中起著重要作用，對其開發(fā)和利用是人類社會發(fā)展的動力，隨著科學技術的發(fā)展，人類對能源的需求日益增加，我國的能源消耗也呈現(xiàn)高增長趨勢。在能源消費比例中，建筑能耗又占有較大比重，建筑能耗與人民生活條件關系甚大，隨著人民生活水平的提高，建筑能耗將是我國未來能源消耗的主要增長點，根據(jù)預測，我國最終建筑能耗將達到全國能源消費總量的35%，以上，這是不可避免的趨勢，但其增長速度與節(jié)能工作關系非常大，建筑節(jié)能技術的研究與應用將對我國能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，我國電力供應持續(xù)出現(xiàn)緊張局面，尤其是近年來，現(xiàn)代化建筑中空調用電量巨大，占建筑物總用電量50%以上，空調系統(tǒng)不僅耗電量巨大，而且其冷負荷高峰時間與城市用電尖峰期相吻合，加劇了電力緊張的局面，解決電力不足的問題主要通過節(jié)約用電，移峰填谷，充分利用現(xiàn)有電力資源，解決峰谷電力不平衡的一個重要策略就是采用儲能式空調系統(tǒng)，峰谷電價政策的出臺，為促進我國儲能空調的發(fā)展和應用創(chuàng)造了良好的外部經濟環(huán)境，儲能空調技術的應用對于新建建筑和既有建筑的節(jié)能改造均有重要節(jié)能意義。通常，對于中央空調系統(tǒng)的設計和運行管理，都是基于空調對象負荷動態(tài)變化以及空調系統(tǒng)可靠性考慮，通常選定一組在高負荷率下的室內外空氣參數(shù)作為空調系統(tǒng)設計工況；而在空調系統(tǒng)實際運行中，大部分時間空調負荷低于設計工況，制冷機組大多處于部分負荷運轉狀態(tài)，使制冷機組效率下降。據(jù)統(tǒng)計，一般建筑物平均負荷率為0.25?0.7，冷水機組全年60%以上時間在50%?80%負荷狀況下運行；由于建筑物全年負荷變化很大，設計工況運行時間一般低于10%，即制冷機組最大制冷量與設計工況空調負荷一致時，制冷機組尚有90%時間處于部分負荷運轉，而部分運轉狀態(tài)的制冷機組的能效比均在最佳負荷狀態(tài)下機組能效比三分之二左右，因此，僅僅只需要調整制冷機組處在最佳工況下運行就能得到全年90%的時間獲得制冷主機能效比提升30%左右的節(jié)能空間，如果再結合峰谷電價政策使得制冷機組全年處在谷電價時段運行，常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)綜合節(jié)電費用在50%左右。
[0003]上述所提到的問題目前最典型的解決方案就是對空調系統(tǒng)進行變頻節(jié)能改造，變頻節(jié)能改造主要對象是中央空調水系統(tǒng)部分，即對冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)進行節(jié)能改造，這類節(jié)能改造的直接表面有益效果就是降低冷凍、冷卻水系統(tǒng)運行電耗，但同時又給整個空調系統(tǒng)帶來很多負面影響，首先對制冷主機能效比有一定影響，由于變頻改造減少了冷凍冷卻水的流量，會直接導致主機能效比下降，這樣會使得制冷主機耗電量增加，對耗電量的一增一減相互抵消后，最終的節(jié)電空間不高；其次，變頻改造在節(jié)能運行時冷凍水流量減少，會導致部分建筑物高層空調末端水流量不足，從而不能正常制冷，易產生制冷故障。
[0004]針對上述問題，需要解決現(xiàn)有常規(guī)空調系統(tǒng)始終運行在高效經濟狀態(tài)并具有負荷高效調節(jié)、負荷移峰填谷、隨時就地改造或新建的項目適合安裝的功能，是本領域工程技術人員需要解決的重大技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005]針對目前現(xiàn)有的常規(guī)空調系統(tǒng)，通常都是基于空調對象負荷動態(tài)變化以及空調系統(tǒng)可靠性考慮而設計的，設計容量的裕量往往偏大，所以在空調系統(tǒng)實際運行中，大部分時間空調負荷低于設計工況，制冷機組大多處于部分負荷運轉狀態(tài)，使制冷機組效率低下，本發(fā)明采用了常規(guī)空調工況下分布式相變儲能空調系統(tǒng)技術把滿足建筑物供冷以外的多余冷量隨時就地儲存起來，儲存的冷量在需要時隨時就地釋放出來為建筑物供冷，相應把制冷機組停止運行；如此反復，通過合理的蓄/放冷方案和負荷調節(jié)運行策略設計，尤其是根據(jù)峰谷電價進行蓄/放冷調節(jié)，不僅可使制冷機維持在設計工況下高效節(jié)能運行，提高制冷機效率，并能隨時就地調節(jié)空調負荷變化，還有助于電力“移峰填谷”，大幅節(jié)省電費。
[0006]本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用相變溫度在5?12°C范圍內的儲能介質相變潛熱顯熱特性，通過在空調系統(tǒng)中嵌入分布式相變儲能裝置，在不改變既有空調系統(tǒng)運行工況前提下，通過儲能介質相變過程實現(xiàn)冷量的儲存與釋放，其主要優(yōu)越性在于它的相變溫度較高，可以使用常規(guī)冷水機組作為冷源，在進行空調系統(tǒng)儲能節(jié)能改造時可使用既有的制冷機組而不需另增設制冰系統(tǒng)就可以達到蓄冷的目的，進而節(jié)省投資和運行費用。
[0008]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)，包括制冷裝置、空氣處理裝置、分布式相變儲能裝置、與上述各裝置相連接的管線、以及用于控制與協(xié)調上述各裝置的自動控制裝置；其特征在于相變儲能裝置是分布式的。
[0009]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)分布式相變儲能裝置所需要的相變儲能材料，所述的儲能材料至少可以是制冷劑水合物、有機相變儲能材料、無機相變儲能材料，所述的相變材料相變溫度在5?12°C之間，更進一步，所述的制冷劑水合物由質量百分比為，23.5%HCFC-141b、23.5%HFC_134、47%水、3%乙二醇、1%吐溫_81、1%辛烷基酚聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑0P-7、0.5%卵磷脂、0.2%納米Ti02、0.3%納米Cu組成；所述的有機相變儲能材料，由60%十二醇，39%葵酸，0.2%納米TiO2,納米石墨0.3%, 0.5%班司80組成；所述的無機相變儲能材料，由20.5%六水氯化鈣，3%丙三醇，3% 二氧化硅，4.5%十二水磷酸氫鈉，2%丙烯酸，1.5%氯化鈉，60%水，4.5%2，3-二溴-2-甲基丁烷，0.2%納米TiO2, 0.3%納米Cu組成，0.5%班司80組成；分布式相變儲能裝置中充滿所述的相變儲能材料4d。
[0010]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能裝置至少包含一種長方體儲冷單元，所述的長方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構4e —端固定有冷水第二進口 4a，另一端固定有冷水第二出口 4b，冷水第二進口 4a與冷水第二出口 4b之間連接有載冷盤管4c，所述的長方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構4e內部充滿相變儲能材料4d。
[0011]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能儲能裝置至少包含一種管狀儲冷單元，管直徑優(yōu)選18mm,管長度優(yōu)選90mm,管的兩端密封,管的一端留有相變儲能材料注入口 5a,管狀儲能單元的圍護結構材料可以是高密度聚乙烯或微膠囊材料。
[0012]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能裝置至少包含一種球狀儲冷單元，球的直徑優(yōu)選90mm，球的外表面留有相變儲能材料注入口 5a，球的材料優(yōu)選高密度聚乙烯或微膠囊材料。
[0013]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以鑲嵌在空調風柜空調冷凍進、回水管前端并構成一種復合型儲能空調風柜，至少可以有以下三種連接方式:
連接方式一，
儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第三進口 7a連接，冷水第三進口 7a通過管道與第六控制閥7d連接，第六控制閥7d通過管道與儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c連接，載冷盤管4c通過管道與第七控制閥7e連接，第七控制閥7e通過管道與冷水第三出口 7b連接，冷水第三出口 7b通過管道與空調冷凍回水管連接；
連接方式二，
釋冷連接方式，第三水泵7g的出口通過管道與空調風柜7h內部的載冷盤管4c的進口連接，空調風柜7h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與儲能圍護結構4e內部的載冷盤管4c的入口連接，儲能圍護結構4e內部的載冷盤管4c出口與第三水泵7g的入口連接；連接方式三，
直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第三進口 7a連接，冷水第三進口 7a通過管道與第五控制閥7c連接，第五控制閥7c通過管道與空調風柜7h內部的載冷盤管4c的進口連接，空調風柜7h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與第八控制閥7f連接，第八控制閥7f通過管道與冷水第三出口 7b連接，冷水第三出口 7b通過管道與空調冷凍回水管連接。
[0014]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以鑲嵌在風機盤管空調冷凍進、回水管前端并構成一種復合型儲能風機盤管，至少可以有以下三種連接方式:
連接方式一，
儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第四進口 8a連接，冷水第四進口 8a通過管道與第十控制閥8d連接，第十控制閥8d通過管道與儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c連接，載冷盤管4c通過管道與第十一控制閥Se連接，第十一控制閥Se通過管道與冷水第四出口 8b連接，冷水第四出口 8b通過管道與空調冷凍回水管連接；
連接方式二，
釋冷連接方式，第四水泵Sg的出口通過管道與風機盤管8h內部的載冷盤管4c的進口連接，風機盤管8h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與儲能圍護結構4e內部的載冷盤管4c的入口連接，儲能圍護結構4e內部的載冷盤管4c出口與第四水泵8g的入口連接；連接方式三，
直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第四進口 8a連接，冷水第四進口 8a通過管道與第九控制閥8c連接，第九控制閥Sc通過管道與風機盤管8h內部的載冷盤管4c的進口連接，風機盤管8h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與第十一控制閥8f連接，第十一控制閥8f通過管道與冷水第四出口 Sb連接，冷水第四出口 Sb通過管道與空調冷凍回水管連接。
[0015]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以可以鑲嵌在室內風機盤管進、回水管前端的墻體內并構成一個儲能型墻體風機盤管，至少可以有以下三種連接方式:
連接方式一，
儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第五進口 9a連接，冷水第五進口 9a通過管道與第十四控制閥9d連接，第十四控制閥9d通過管道與儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4c連接，載冷盤管4c通過管道與第十五控制閥9e連接，第十五控制閥9e通過管道與冷水第五出口 9b連接，冷水第五出口 9b通過管道與空調冷凍回水管連接；
連接方式二，
釋冷連接方式，第五水泵9g的出口通過管道與風機盤管8h內部的載冷盤管4c的進口連接，風機盤管8h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4c的入口連接，儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4c的出口與第五水泵9g的入口連接；
連接方式三，
直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第五進口 9a連接，冷水第五進口 9a通過管道與第十三控制閥9c連接，第十三控制閥9c通過管道與風機盤管8h內部的載冷盤管4c的進口連接，風機盤管8h內部的載冷盤管4c的出口通過管道與第十六控制閥9f連接，第十六控制閥9f通過管道與冷水第五出口 9b連接，冷水第五出口 9b通過管道與空調冷凍回水管連接。
[0016]為了要解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明設計了常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)所需的相變儲能裝置，該相變儲能裝置(2)可以并聯(lián)在冷凍水供回水管路任一可安裝位置上并構成一個獨立的蓄冷槽。
[0017]本發(fā)明的有益效果，
常規(guī)空調工況下分布式相變儲能空調系統(tǒng)，能夠在不改變現(xiàn)有空調系統(tǒng)設備的前提下，嵌入分布式的儲能裝置，降低了既有空調系統(tǒng)節(jié)能改造的成本，提高了能源利用效率，同時，克服了常規(guī)的水蓄冷空調系統(tǒng)安裝場地不足及冰蓄冷空調系統(tǒng)節(jié)能改造復雜、節(jié)能改造成本過高的問題；其次，采用常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)技術把滿足建筑物供冷以外的多余冷量儲存起來；儲存的冷量在需要時釋放出來為建筑物供冷，相應把制冷機組停止運行；這樣，不僅可使制冷機維持在設計工況下高效節(jié)能運行，提高制冷機效率，還有助于電力“移峰填谷”，大幅節(jié)省電費，調節(jié)電網負荷，同時，延長了設備的使用壽命；再次，該系統(tǒng)能夠高效而精確調節(jié)空調系統(tǒng)的隨機負荷，避免了變頻調節(jié)負荷帶來制冷主機能效比降低和空調末端制冷故障的負面影；最后，就算對于沒有“峰谷電價”政策的地區(qū)，也可以起到省電節(jié)能的作用；同時，分布式相變儲能裝置可與制冷機組并聯(lián)供冷，可減少空調系統(tǒng)裝機容量，減少初投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1，常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式一； 圖2，常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式二 ；
圖3，相變儲能材料配制流程；
圖4，長方體儲能單元；
圖5，管狀儲能單元；
圖6，球狀儲能單元；
圖7，復合型儲能風柜；
圖8，復合型儲能風機；
圖9，儲能型墻體風機盤管；
以上圖中有，冷水機組I ;第一控制閥Ia ;第一水泵Ib ;第二控制閥Ic ;儲能裝置2 ;第三控制閥2a ;第二水泵2b ;第四控制閥2c ;第五控制閥2d ;流量計2e ;第十七控制閥2f ；常規(guī)空調末端3 ;冷水第一進口 3a ;冷水第一出口 3b ;復合型儲能風機盤管和/或復合型儲能空調風柜和/或儲能型墻體風機盤管3c ;冷水第二進口 4a ;冷水第二出口 4b ;載冷盤管4c ;相變儲能材料4d ;儲能裝置圍護結構4e ;相變儲能材料入口 5a ;冷水第三進口 7a ;冷水第三出口 7b ;第五控制閥7c ;第六控制閥7d ;第七控制閥7e ;第八控制閥7f ;第三水泵7g ；空調風柜7h ;冷水第四進口 8a ;冷水第四出口 Sb ;第九控制閥Sc ;第十控制閥8d ;第十一控制閥Se ;第十二控制閥8f ;第四水泵7g ;風機盤管8h ;冷水第五進口 9a ;冷水第五出口9b ;第十三控制閥9c ;第十四控制閥9d ;第十五控制閥9e ;第十六控制閥9f ;第五水泵9g ；儲能型墻體圍護結構9h。
【具體實施方式】
[0019]1、相變儲能材料
制冷劑水合物
采用三步法，第一步將0.2%納米Ti02、0.3%納米Cu混合制成納米粉體，第二步將23.5%HCFC-141b、23.5%HFC_134、47%水制成蓄冷介質基液，然后將上述配制的納米粉體與蓄冷介質基液直接混合，制成納米粉體蓄冷介質基液；第三步，將3%乙二醇、1%吐溫-81、1%辛烷基酚聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑0P-7混合制成分散劑，最后將納米粉體蓄冷介質基液與分散劑混合后，經電機攪動或超生振蕩后，制成懸浮穩(wěn)定的制冷劑水合物相變儲能材料，分布式相變儲能裝置中充滿所述的相變儲能材料(4d)。
[0020]有機相變儲能材料:
采用三步法，將0.2%納米TiO2,納米石墨0.3%，0.5%班司80混合制成納米粉體，第二步將59%十二醇，39%葵酸混合配制成蓄冷介質基液，然后將上述配制的納米粉體與蓄冷介質基液直接混合，制成納米粉體蓄冷介質基液；第三步，將0.5%吐溫-81、0.5%辛烷基酚聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑0P-7混合制成分散劑，最后將納米粉體蓄冷介質基液與分散劑混合后，經電機攪動或超生振蕩后，制成懸浮穩(wěn)定的制有機相變儲能材料，分布式相變儲能裝置中充滿所述的相變儲能材料(4d)。
[0021]無機相變儲能材料
采用三步法，將0.2%納米TiO2,納米石墨0.2%，0.5%班司80混合制成納米粉體，第二步將20.5%六水氯化鈣，5%丙三醇，3% 二氧化硅，5.5%十二水磷酸氫鈉，3%丙烯酸，1.5%氯化鈉，69%水配制成蓄冷介質基液，然后將上述配制的納米粉體與蓄冷介質基液直接混合，制成納米粉體蓄冷介質基液；第三步，將0.2%納米TiO2, 0.2%納米Cu組成，0.5%班司80混合制成分散劑，最后將納米粉體蓄冷介質基液與分散劑混合后，經電機攪動或超生振蕩后，制成懸浮穩(wěn)定的無機相變儲能材料；分布式相變儲能裝置中充滿所述的相變儲能材料(4d)。
[0022]2、常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式一；
冷水機組I產生的冷凍水通過管道經第一水泵lb、第二控制閥Ic后，至少可以分三路運行:
第一路為，當常規(guī)空調末端冷量需求負荷減少時，通過第五控制閥2d控制進入常規(guī)空調末端的水流量減少，這樣，相對多余的冷凍水依次經過第二控制閥lc、第十七控制閥2f及與之相連的管道后進入進入儲能裝置2，相對多余的冷凍水在儲能裝置2與相變儲能材料進行冷熱交換蓄冷；此時，第四控制閥2c和第二水泵2b關閉；冷熱交換蓄冷完成后的冷凍水依次經第二控制閥2a、第一控制閥Ia及與之相連的管道進入冷水機組I重新降溫，恢復載冷功能；水流量減少后的另一路冷凍水依次通過第五控制閥2d、流量計2e以及與之相連的管道經冷水第一進口 3a進入常規(guī)空調末端3，冷熱換熱后，依次經常規(guī)空調末端3的冷水第一出口 3b、第一控制閥Ia及與之相連的管道進入冷水水機組I重新降溫，恢復載冷功能，其特征在于儲能裝置2可以分布在常規(guī)空調工況空調系統(tǒng)冷凍水管路的任何可以安裝位置。
[0023]第二路為，當常規(guī)空調部分末端在任何時候完全沒有冷量負荷需求時，此時，第五控制閥2d完全關閉，冷凍水流向全部走向儲能裝置2，運行路徑為，冷凍水在第一水泵Ib的動力作用下依次經過第二控制閥lc、第十七控制閥2f及與之相連的管道后進入進入儲能裝置2，儲能裝置2與相變儲能材料進行冷熱交換蓄冷；此時，第四控制閥2c和第二水泵2b關閉；蓄冷完成后的冷凍水依次經第二控制閥2a、第一控制閥Ia及與之相連的管道進入冷水機組I重新降溫，恢復載冷功能；其特征在于儲能裝置2可以分布在常規(guī)空調工況空調系統(tǒng)冷凍水管路的任何可以安裝位置。
[0024]第三路為，當處于夜間用電低峰時段，不少地區(qū)有低峰電價，如果在夜間利用低峰電價對空調系統(tǒng)蓄冷，白天在用電高峰電價時段釋冷，能夠實現(xiàn)電網系統(tǒng)移峰填谷，既保證了電網安全經濟運行，同時，為空調系統(tǒng)的運行節(jié)省了大量的運行電費，該路的運行模式與第二路完全相同，即冷凍水流向全部走向儲能裝置2，進行換熱蓄冷，其特征在于儲能裝置2可以分布在常規(guī)空調工況空調系統(tǒng)冷凍水管路的任何可以安裝位置，更進一步特征在于該路的運行時間處于夜間低峰用電時段。
[0025]上述三路運行模式為常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)蓄冷運行模式，儲能裝置2完成蓄冷流程后，此時，至少有兩種釋冷運行方案。
[0026]第一方案為，當常規(guī)空調末端冷量需求負荷不大時候，此時，完全由蓄冷裝置2單獨供冷，直到所供冷量無法滿足常規(guī)空調末端負荷時結束；運行路徑為，冷凍水在儲能裝置2內與相變蓄冷材料進行冷熱交換后，變?yōu)槌Ｒ?guī)空調工況下低溫冷凍供水，該冷凍水依次經第二水泵2b、第四控制閥2c、第五控制閥2d、流量計2e、冷水第一進口 3a進入常規(guī)空調末端3，此時，第二水泵2b運行，第二控制閥Ic關閉；當進入常規(guī)空調末端3的冷凍水進行冷熱交換后，變?yōu)樽優(yōu)槌Ｒ?guī)空調工況下相對高溫的冷凍出水，該冷凍出水依次經冷水第一出口 3b、第二控制閥2a以及與之相連的管道進入儲能裝置2，進入儲能裝置2后的高溫冷凍水與相變儲能材料進行冷熱交換，變?yōu)榈蜏乩鋬龉┧?，完成冷凍水的載冷、供冷循環(huán)，直到儲能裝置2的所儲冷量無法滿足常規(guī)空調末端3的冷量負荷時結束。
[0027]第二方案為，當常規(guī)空調末端冷量需求極大的時候，儲能裝置2所儲冷量無法滿足空調末端3負荷的時候，需要與冷水機組I進行聯(lián)合運行供冷，聯(lián)合供冷的運行路徑有兩個冷凍水循環(huán)，即由蓄冷裝置2單獨供冷循環(huán)與冷水機組I供冷循環(huán)組成，蓄冷裝置2單獨供冷循環(huán)路徑與上述第一方案完相同；冷水機組I供冷循環(huán)路徑為:當冷凍水在冷水機組I進行冷熱交換后變?yōu)槌Ｒ?guī)空調工況下低溫冷凍供水，低溫冷凍供水依次經第一水泵lb、第二控制閥lc、第五控制閥2d、流量計2e、冷水第一進口 3a以及與上述部件相連的管道進入常規(guī)空調末端3，當進入常規(guī)空調末端3的冷凍水進行冷熱交換后，變?yōu)槌Ｒ?guī)空調工況下相對高溫的冷凍出水，該冷凍出水依次經冷水第一出口 3b、第一控制閥Ia以及與上述部件相連接的管道進入冷水機組I,進入冷水機組I后的高溫冷凍水與制冷機組進行冷熱交換，變?yōu)榈蜏乩鋬龉┧?，完成冷凍水的載冷、供冷循環(huán)，直到儲能裝置2的完全蓄滿冷量時，冷水機組停止運行，釋冷運行方案轉換到上述第一方案運行。
[0028]3、常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式二 ；
常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式二的儲能運行模式與釋冷運行方案完全與常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式一基本一致，但不同之處在于:儲能環(huán)節(jié)增加了一個復合型儲能風機盤管和/或復合型儲能風柜和/或儲能型墻體風機盤管3c的儲能環(huán)節(jié)，在儲能裝置2蓄冷的同時，復合型儲能風機盤管和/或復合型儲能風柜和/或儲能型墻體風機盤管3c可同步參與蓄冷，相當于增大了常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式一的儲能容量；釋能環(huán)節(jié)，在儲能裝置2釋冷的同時，復合型儲能風機盤管和/或復合型儲能風柜和/或儲能型墻體風機盤管3c可同步參與釋冷；與冷水機組I聯(lián)合供冷時，復合型儲能風機盤管和/或復合型儲能風柜和/或儲能型墻體風機盤管3c可同步參與釋冷，所述釋冷運行方案相當于增大了常規(guī)空調工況分布式儲能空調系統(tǒng)運行模式一的釋冷容量。
[0029]4、長方體儲能單元
在圖4中，一種長方體儲能單元，其特征在于所述的方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構4e —端固定有冷水第二進口 4a，另一端固定有冷水第二出口 4b，冷水第二進口 4a與冷水第二出口 4b之間連接有載冷盤管4c，所述的方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構4e內部充滿相變儲能材料4d。
[0030]5、管狀儲能單元
一種管狀儲冷單元，管直徑優(yōu)選18_，管長度優(yōu)選90_，管的兩端密封，管的一端留有相變儲能材料注入口 5a，管腔內部注滿相變材料4d，管狀儲能單元的圍護結構材料可以是高密度聚乙烯或微膠囊材料。
[0031]6、球狀儲能單元
一種球狀儲冷單元，球的直徑優(yōu)選90mm，球的外表面留有相變儲能材料注入口 5a，球的材料優(yōu)選高密度聚乙烯或微膠囊材料。
[0032]7、復合型儲能風柜
一種復合型儲能風柜，可以分為三種運行模式，
運行模式一，儲能運行模式，當復合型儲能風柜末端冷負荷需求完全沒有時，空調冷凍供水依次通過冷水第三進口7a、第六控制閥7d、儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c、第七控制閥7e、冷水第三出口 7b以及與上述部件相連接的管道進入空調冷凍回水管道，此時，第五控制閥7c、第三水泵7g、第八控制閥7f關閉；空調冷凍供水在儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c內流動與儲能裝置圍護結構4e內部的相變儲能材料4d進行冷熱交換，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式。
[0033]運行模式二，釋冷運行模式，
當復合型儲能風柜末端冷負荷需求不大時，相變儲能材料4d所儲冷量能完全滿足復合型儲能風柜末端冷負荷需求時，第五控制閥7c、第六控制閥7d、第七控制閥7e、第八控制閥7f關閉，第三水泵7g啟動運行，冷凍水在儲能裝置圍護結構4e內的部分載冷盤管4c與空調風柜7h內的另一部分載冷盤管4c內循環(huán)流動換熱，運行釋冷模式，直到相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿足復合型儲能風柜末端冷負荷需求時結束。
[0034]運行模式三，聯(lián)合供冷運行模式，
當相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿足復合型儲能風柜末端冷負荷需求時，第五控制閥7c、第六控制閥7d、第七控制閥7e、第八控制閥7f打開，第三水泵7g關閉，冷凍供水經冷水第三進口 7a后分兩路運行，一路為直接進入空調風柜8h末端，運行路徑為:冷凍供水經冷水第三進口 7a后，依次經過第五控制閥7c、空調風柜7h中的載冷盤管4c、第八控制閥7f、冷水第三出口 7b以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成空調風柜7h中空氣調節(jié)流程；另一路為:冷凍供水經冷水第三進口 7a后，依次經過第六控制閥7d、儲能裝置圍護結構4e內的載冷盤管4c、第七控制閥7e、冷水第三出口 7b以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式，直到相變儲能材料4d完全儲能完成后，聯(lián)合供冷運行模式結束，當空調風柜7h末端仍有冷負荷需求時，切換至運行模式二 ；當完全沒有冷負荷需求時，而相變儲能材料4d經過一段運行時間后處于可儲能狀態(tài)，切換至運行模式一。
[0035]8、復合型儲能風機盤管
一種復合型儲能風機盤管，可以分為三種運行模式，
運行模式一，儲能運行模式，
當復合型儲能風機盤管所要承擔的冷負荷需求完全沒有時，空調冷凍供水依次通過冷水第四進口 8a、第十控制閥8d、儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c、第^ 控制閥Se、冷水第四出口 Sb以及與上述部件相連接的管道進入空調冷凍回水管道，此時，第九控制閥8c、第四水泵7g、第十二控制閥8f關閉；空調冷凍供水在儲能裝置圍護結構4e內部的載冷盤管4c內流動與儲能裝置圍護結構4e內的相變儲能材料4d進行冷熱交換，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式。
[0036]運行模式二，釋冷運行模式，
當復合型儲能風機盤管所要承擔的冷負荷需求不大時，相變儲能材料4d所儲冷量能完全滿足復合型儲能風機盤管所承擔的冷負荷需求時，第九控制閥Sc、第十控制閥8d、第十一控制閥Se、第十二控制閥8f關閉，第四水泵Sg啟動運行，空調冷凍水在儲能裝置圍護結構4e內部的部分載冷盤管4c與風機盤管8h內的另一部分載冷盤管4c內循環(huán)流動換熱，運行釋冷模式，直到相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿足復合型儲能風機盤管的冷負荷需求時結束。
[0037]運行模式三，聯(lián)合供冷運行模式，
當相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿足復合型儲風機盤管的冷負荷需求時，第九控制閥Sc、第十控制閥8d、第十一控制閥Se、第十二控制閥8f打開，第四水泵Sg關閉，冷凍供水經冷水第四進口 8a后分兩路運行，一路為直接進入風機盤管8h，運行路徑為:冷凍供水經冷水第四進口 8a后，依次經過第九控制閥Sc、風機盤管8h中的載冷盤管4c、第十二控制閥8f、冷水第四出口 Sb以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成風機盤管8h中空氣調節(jié)流程；另一路為:冷凍供水經冷水第四進口 8a后，依次經過第十控制閥8d、儲能裝置圍護結構4e內的載冷盤管4c、第^ 控制閥8e、冷水第四出口Sb以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式，直到相變儲能材料4d完全儲能完成后，聯(lián)合供冷運行模式結束，當風機盤管8h末端仍有冷負荷需求時，切換至運行模式二 ；當完全沒有冷負荷需求時，而相變儲能材料4d經過一段運行時間后處于可儲能狀態(tài)，切換至運行模式一。
[0038]9、儲能型墻體風機盤管 一種儲能型墻體風機盤管，可以分為三種運行模式，
運行模式一，儲能運行模式，
當儲能型墻體風機盤管所要承擔的冷負荷需求完全沒有時，空調冷凍供水依次通過冷水第五進口 9a、第十四控制閥9d、儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4c、第十五控制閥9e、冷水第五出口 9b以及與上述部件相連接的管道進入空調冷凍回水管道，此時，第十三控制閥9c、第五水泵9g、第十六控制閥9f關閉；空調冷凍供水在儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4c內流動與儲能型墻體圍護結構9h內的相變儲能材料4d進行冷熱交換，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式。
[0039]運行模式二，釋冷運行模式，
當儲能型墻體風機盤管所要承擔的冷負荷需求不大時，相變儲能材料4d所儲冷量能完全滿足儲能型墻體風機盤管所承擔的冷負荷需求時，第十三控制閥9c、第十四控制閥9d、第十五控制閥9e、第十六控制閥9f關閉，第五水泵9g啟動運行，空調冷凍水在儲能型墻體圍護結構9h內部的載冷盤管4a與風機盤管8h內的另一部分載冷盤管4c內循環(huán)流動換熱，運行釋冷模式，直到相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿儲能型墻體風機盤管的冷負荷需求時結束。
[0040]運行模式三，聯(lián)合供冷運行模式，
當相變儲能材料4d所儲冷量不能完全滿足儲能型墻體風機盤管的冷負荷需求時，第十三控制閥9c、第十四控制閥9d、第十五控制閥9e、第十六控制閥9f打開,第五水泵9g關閉，冷凍供水經冷水第五進口 9a后分兩路運行，一路為直接進入風機盤管8h，運行路徑為:冷凍供水經冷水第五進口 9a后，依次經過第十三控制閥9c、風機盤管8h中的載冷盤管4c、第十六控制閥9f、冷水第五出口 9b以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成風機盤管8h中空氣調節(jié)流程；另一路為:冷凍供水經冷水第五進口 9a后，依次經過第十四控制閥9d、儲能型墻體圍護結構9h內的載冷盤管4c、第十五控制閥9e、冷水第五出口 9b以及與上述部件相連接的管道后進入空調冷凍水回水管網系統(tǒng)，完成相變儲能材料4d的儲能運行模式,直到相變儲能材料4d完全儲能完成后,聯(lián)合供冷運行模式結束，當風機盤管8h末端仍有冷負荷需求時，切換至運行模式二 ；當完全沒有冷負荷需求時，而相變儲能材料4d經過一段運行時間后處于可儲能狀態(tài)，切換至運行模式一。
[0041] 10、獨立的蓄冷槽
一種獨立的蓄冷槽，其特征在于相變儲能裝置2可以并聯(lián)在冷凍水供回水管路任一可安裝位置上并構成一個獨立的蓄冷槽。
【權利要求】
1.一種常規(guī)空調工況分布式相變儲能空調系統(tǒng)，包括制冷裝置、空氣處理裝置、分布式相變儲能裝置、與上述各裝置相連接的管線、以及用于控制與協(xié)調上述各裝置的自動控制裝置；其特征在于相變儲能裝置是分布式的。
2.分布式相變儲能裝置的相變儲能材料至少可以是制冷劑水合物、有機相變儲能材料、無機相變儲能材料，所述的相變材料相變溫度在5~12°C之間，更進一步，所述的制冷劑水合物由質量百分比為，23.5%HCFC-141b、23.5%HFC_134、47%水、3%乙二醇、1%吐溫-81、1%辛烷基酚聚氧乙烯醚非離子型表面活性劑0P-7、0.5%卵磷脂、0.2%納米Ti02、0.3%納米Cu組成；所述的有機相變儲能材料，由60%十二醇，39%葵酸，0.2%納米TiO2,納米石墨0.3%，0.5%班司80組成；所述的無機相變儲能材料，由20.5%六水氯化鈣，3%丙三醇，3% 二氧化硅，4.5%十二水磷酸氫鈉，2%丙烯酸，1.5%氯化鈉，60%水，4.5%2，3- 二溴-2-甲基丁烷，0.2%納米TiO2, 0.3%納米Cu組成，0.5%班司80組成；分布式相變儲能裝置中充滿所述的相變儲能材料(4d)。
3.根據(jù)權利要求1所述的分布式相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能裝置至少包含一種長方體儲冷單元，所述的長方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構(4e)—端固定有冷水第二進口(4a)，另一端固定有 冷水第二出口(4b)，冷水第二進口(4a)與冷水第二出口(4b)之間連接有載冷盤管(4c)，所述的長方體儲冷單元的儲能裝置圍護結構(4e)內部充滿相變儲能材料(4d)。
4.根據(jù)權利要求1所述的分布式相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能儲能裝置至少包含一種管狀儲冷單元，管直徑優(yōu)選18_，管長度優(yōu)選90_，管的兩端密封，管的一端留有相變儲能材料注入口(5a)，管狀儲能單元的圍護結構材料可以是高密度聚乙烯或微膠囊材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的分布式相變儲能裝置，其特征在于該相變儲能裝置至少包含一種球狀儲冷單元，球的直徑優(yōu)選90_，球的外表面留有相變儲能材料注入口(5)，球的材料優(yōu)選高密度聚乙烯或微膠囊材料。
6.根據(jù)權利要求1所述的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以鑲嵌在空調風柜空調冷凍進、回水管前端并構成一種復合型儲能空調風柜，至少可以有以下三種連接方式: 連接方式一， 儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第三進口(7a)連接，冷水第三進口(7a)通過管道與第六控制閥(7d)連接，第六控制閥(7d)通過管道與儲能裝置圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)連接，載冷盤管(4c)通過管道與第七控制閥(7e)連接，第七控制閥(7e)通過管道與冷水第三出口(7b)連接，冷水第三出口(7b)通過管道與空調冷凍回水管連接； 連接方式二， 釋冷連接方式，第三水泵(7g)的出口通過管道與空調風柜(7h)內部的載冷盤管(4c)的進口連接，空調風柜(7h)內部的載冷盤管(4c)的出口通過管道與儲能圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)的入口連接，儲能圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)出口與第三水泵(7g)的入口連接； 連接方式三， 直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第三進口(7a)連接，冷水第三進口(7a)通過管道與第五控制閥(7c)連接，第五控制閥(7c)通過管道與空調風柜(7h)內部的載冷盤管(4c)的進口連接，空調風柜(7h)內部的載冷盤管(4c)的出口通過管道與第八控制閥(7f)連接，第八控制閥(7f)通過管道與冷水第三出口(7b)連接，冷水第三出口(7b)通過管道與空調冷凍回水管連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以鑲嵌在風機盤管空調冷凍進、回水管前端并構成一種復合型儲能風機盤管，至少可以有以下三種連接方式: 連接方式一， 儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第四進口(8a)連接，冷水第四進口(8a)通過管道與第十控制閥(8d)連接，第十控制閥(8d)通過管道與儲能裝置圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)連接,載冷盤管(4c)通過管道與第^ 控制閥(8e)連接,第^ 控制閥(8e)通過管道與冷水第四出口(8b)連接，冷水第四出口(Sb)通過管道與空調冷凍回水管連接； 連接方式二， 釋冷連接方式，第四水泵(Sg)的出口通過管道與風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的進口連接，風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的出口通過管道與儲能圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)的入口連接，儲能圍護結構(4e)內部的載冷盤管(4c)出口與第四水泵(8g)的入口連接； 連接方式三， 直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第四進口(8a)連接，冷水第四進口(8a)通過管道與第九控制閥(8c)連接，第九控制閥(8c)通過管道與風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的進口連接，風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的出口通過管道與第十一控制閥(8f )連接，第十一控制閥(8f)通過管道與冷水第四出口(8b)連接，冷水第四出口(8b)通過管道與空調冷凍回水管連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的相變儲能裝置，該相變儲能裝置可以可以鑲嵌在室內風機盤管進、回水管前端的墻體內并構成一個儲能型墻體風機盤管，至少可以有以下三種連接方式: 連接方式一， 儲能連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第五進口(9a)連接，冷水第五進口(9a)通過管道與第十四控制閥(9d)連接，第十四控制閥(9d)通過管道與儲能型墻體圍護結構(9h)內部的載冷盤管(4c )連接,載冷盤管(4c )通過管道與第十五控制閥(9e )連接,第十五控制閥(9e)通過管道與冷水第五出口(9b)連接，冷水第五出口(9b)通過管道與空調冷凍回水管連接； 連接方式二， 釋冷連接方式，第五水泵(9g)的出口通過管道與風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的進口連接，風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c)的出口通過管道與儲能型墻體圍護結構(9h)內部的載冷盤管(4c)的入口連接，儲能型墻體圍護結構(9h)內部的載冷盤管(4c)的出口與第五水泵(9g)的入口連接； 連接方式三， 直接供冷連接方式，空調冷凍水供水管與冷水第五進口(9a)連接，冷水第五進口(9a)通過管道與第十三控制閥(9c)連接，第十三控制閥(9c)通過管道與風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c )的進口連接，風機盤管(8h)內部的載冷盤管(4c )的出口通過管道與第十六控制閥(9f)連接，第十六控制閥(9f)通過管道與冷水第五出口(9b)連接，冷水第五出口(9b)通過管道與空調冷凍回水管連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的相變儲能裝置，該相變儲能裝置(2)可以并聯(lián)在冷凍水供回水管路任一可安裝位置上并構成一個獨立的蓄冷槽。
【文檔編號】F24F11/02GK103912948SQ201410164786
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】劉應江, 羅飆 申請人:劉應江, 羅飆