一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括通過冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵組、制冷主機、末端負載和冷凍水循環(huán)泵組，制冷主機包括有冷凝器和蒸發(fā)器，還包括蓄冷循環(huán)系統(tǒng)，該蓄冷循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷槽、變頻水泵和若干個電動閥，通過控制若干個電動閥的開閉能夠?qū)崿F(xiàn)多種蓄冷、放冷模式之間靈活變換，使制冷主機保持在最佳能效比狀態(tài)工作，達到最佳節(jié)能效果，使“移峰填谷”性能得到最優(yōu)化，并可獲得最穩(wěn)定的冷凍水出水溫度，提高制冷性能；同時，還能夠擴展制冷主機容量，可大幅度降低系統(tǒng)的整體裝機容量和供電設(shè)備，節(jié)省巨額的初裝費用；另外，該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，所占用空間較小，應用較為方便。
【專利說明】一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種蓄能空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種采用相變材料進行蓄冷、放冷的相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于空調(diào)系統(tǒng)用電負荷日益增大以及用電高峰重疊，導致電網(wǎng)負荷不平衡，造成在用電高峰時電力短缺和用電低谷時電能的巨大浪費。為解決上述問題，也為達到“移峰填谷”的節(jié)能效果，空調(diào)蓄能技術(shù)得到快速發(fā)展，即通過在用電低谷期電力以冷量的方式儲存起來，在供電高峰期再將儲蓄的冷量放到空調(diào)系統(tǒng)中。
[0003]傳統(tǒng)的空調(diào)蓄能技術(shù)多采用冰蓄冷或水蓄冷，由于冰蓄冷主機需在低溫下運行，能效較低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜且投資較大，其應用具有很大的局限；而對于水蓄冷，由于只是利用了水的顯熱，蓄冷密度低，并且冷量損失較大，對蓄冷量的利用率較低，也存在系統(tǒng)設(shè)備占用空間較大的缺點。由于相變材料具有獨特的潛熱性能，少量的材料可以儲存大量的冷量，在降低能耗、減少空調(diào)負荷、蓄冷節(jié)能、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面具有很大的優(yōu)勢，其在空調(diào)蓄能領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，因此，近年來相變蓄能得到越來越多的研究和運用。例如中國專利CN202747502U公開了一種基于相變材料蓄冷的冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)中所采用的相變材料為氣液相變材料，氣液相變材料在相變過程中體積變化很大，進而需要采用大體積的蓄冷槽，應用極其不便，同時氣液相變材料的蓄能密度相對不高，相變溫度范圍也相對較小，并且只有在室外濕球溫度低于氣液相變材料的相變溫度時，蓄冷槽才能夠蓄冷，這些對氣液相變材料的廣泛應用也有很大的局限性；該系統(tǒng)中的蓄冷槽是對從冷卻塔內(nèi)的流出的冷卻水進行蓄冷，由于冷卻塔內(nèi)冷卻水的溫度受外界溫度影響很大，當從冷卻塔內(nèi)流出的冷卻水的溫度較高時，蓄冷槽的蓄冷量較少，從而導致在蓄冷槽放冷時對提升整個系統(tǒng)的制冷效果、運行效率、節(jié)能等方面作用不大；另外，該系統(tǒng)的蓄冷和放冷模式較為單一，不能根據(jù)實際需求靈活變動系統(tǒng)運行模式以達到最佳的運行效率和最好的節(jié)能效果，從而不能實現(xiàn)最優(yōu)化的“移峰填谷”的性能。
[0004]因此，針對現(xiàn)有相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的不足而對其進行改進具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，
該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)蓄冷量大，蓄冷性能不受外界大氣溫度影響，并且多種蓄冷、放冷模式之間靈活變換，能夠有效調(diào)整制冷主機負載，使制冷主機保持在最佳能效比狀態(tài)工作，達到最佳節(jié)能效果，使“移峰填谷”性能達到最優(yōu)化，并可獲得最穩(wěn)定的冷凍水出水溫度，提高制冷性能；同時，該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還能夠擴展制冷主機容量，以應對末端負載急劇增加的突發(fā)狀況，并可大幅度降低系統(tǒng)的整體裝機容量和供電設(shè)備，節(jié)省巨額的初裝費用?’另夕卜，該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，所占用空間不大，應用較為方便。
[0006]本發(fā)明創(chuàng)造的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
提供了一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和蓄冷循環(huán)系統(tǒng)；
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻水進水管道、冷卻水回水管道、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵組和制冷主機，制冷主機包括冷凝器和蒸發(fā)器，冷卻水進水管道的一端連接冷凝器的進水口，冷卻水進水管道的另一端連接冷卻塔的出水口，冷卻水回水管道的一端連接冷凝器的出水口，冷卻水回水管道的另一端連接冷卻塔的出水口，冷卻水循環(huán)泵組設(shè)置于冷卻水進水管道上；
冷凍水循環(huán)系統(tǒng)包括冷凍水進水管道、冷凍水回水管道、蒸發(fā)器、末端負載和冷凍水循環(huán)泵組，冷凍水進水管道的一端連接蒸發(fā)器的出水口，冷凍水進水管道的另一端連接末端負載的進水口，冷凍水回水管道的一端連接蒸發(fā)器的出水口，冷凍水回水管道的另一端連接末端負載的出水口，冷凍水循環(huán)泵組設(shè)置于冷凍水回水管道上；
蓄冷循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷槽、變頻水泵、第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥和第六電動閥，第一電動閥的進水口分別連接冷卻水循環(huán)泵組的出水口、第四電動閥的進水口，第一電動閥的出水口分別連接蒸發(fā)器的進水口、第六電動閥的出水口，第四電動閥的出水口分別連接第三電動閥的出水口、蓄冷槽的進水口，第六電動閥的進水口分別連接變頻水泵的出水口、第六電動閥的進水口，變頻水泵的進水口連接蓄冷槽的出水口，第二電動閥的進水口分別連接第三電動閥的進水口、蒸發(fā)器的出水口，第二電動閥的出水口分別連接第五電動閥的出水口、末端負載的進水口 ；
第二電動閥、第四電動閥和第六電動閥關(guān)閉，第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽吸收冷量進行蓄冷并將流經(jīng)其內(nèi)的低溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊袦乩鋬鏊僖来瘟鹘?jīng)變頻水泵、第五電動閥達到末端負載，中溫冷凍水與末端負載進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第一電動閥回到至蒸發(fā)器與其再次進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，形成蓄冷槽蓄冷加末端負載放冷模式；
第二電動閥、第四電動閥和第六電動閥關(guān)閉，第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的中溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽釋放冷量并將流經(jīng)其內(nèi)的中溫冷凍水變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，低溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵、第五電動閥達到末端負載，低溫冷凍水與末端負載進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第一電動閥回到至蒸發(fā)器并與其再次進行熱交換變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，形成蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式；
第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥關(guān)閉，第二電動閥、第四電動閥、第六電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水經(jīng)過第二電動閥達到末端負載，低溫冷凍水在末端負載與其進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第四電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽釋放冷冷量將流經(jīng)其內(nèi)的高溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵、第六電動閥回流至蒸發(fā)器并與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，形成串?lián)放冷模式；
蓄冷槽內(nèi)置有固液相變材料。
[0007]其中，所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)還包括有用于防止水流回流的止回閥，止回閥的一端連接蓄冷槽的出水口，止回閥的另一端連接變頻水泵的進水口。
[0008]其中，所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)還包括有分流閥，分流閥的進水口分別連接第三電動閥的出水口、第四電動閥的出水口，分流閥的第一出水口連接蓄冷槽的進水口，分流閥的第二出水口連接變頻水泵的出水口。
[0009]其中，所述分流閥為電動蝶閥。
[0010]其中，所述第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥和第六電動閥均為電動蝶閥。
[0011]其中，所述制冷主機設(shè)置有兩臺，兩臺所述制冷主機為并聯(lián)設(shè)置，兩臺所述制冷主機均為螺旋式冷水機組。
[0012]其中，所述冷卻水循環(huán)泵組包括第一冷卻水循環(huán)泵、第二冷卻水循環(huán)泵和備用冷卻水循環(huán)泵，第一冷卻水循環(huán)泵分別與第二冷卻水循環(huán)泵、備用冷卻水循環(huán)泵并聯(lián)設(shè)置；
所述冷凍水循環(huán)泵組包括第一冷凍水循環(huán)泵、第二冷凍水循環(huán)泵和備用冷凍水循環(huán)泵，第一冷凍水循環(huán)泵分別于第二冷凍水循環(huán)泵、備用冷凍水循環(huán)泵并聯(lián)設(shè)置。
[0013]其中，該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括有壓差旁通裝置，壓差旁通裝置的進水口連接于靠近末端負載的冷凍水進水管道，壓差旁通裝置的出水口連接于靠近末端負載的冷凍水出水管道。
[0014]其中，該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括膨脹水箱，膨脹水箱的膨脹管連接靠近冷凍水循環(huán)泵組的進水口的冷凍水回水管道，膨脹管設(shè)置有減壓閥，減壓閥與冷凍水管道之間的膨脹管還連接有供水管道。
[0015]其中，所述冷卻塔為方形橫流式冷卻塔。
[0016]本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果:
本發(fā)明創(chuàng)造的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，通過在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)上設(shè)置有蓄冷循環(huán)系統(tǒng)，在用電低谷期進行蓄冷，在用電高峰期進行單獨放冷或與制冷主機聯(lián)合放冷，達到“移峰填谷”的節(jié)能效果。通過控制第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥和第六電動閥的打開或關(guān)閉，使該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)能夠在多種蓄冷模式、放冷模式之間靈活轉(zhuǎn)變，適應性好，能滿足不同實際情況需要，使“移峰填谷”性能達到最優(yōu)化，并且通過變頻水泵調(diào)節(jié)蓄冷槽的放冷速率或者變換空調(diào)系統(tǒng)的放冷、蓄冷模式來調(diào)整制冷主機的負載，使制冷主機負載減輕并使制冷主機盡可能多的時間保持在最佳能效比的狀態(tài)下運行，達到最佳節(jié)能效果，也提高制冷主機使用效率和使用壽命，同時，還可獲得最穩(wěn)定的冷凍水出水溫度，提高制冷性能；另外，蓄冷槽蓄冷加末端負載放冷模式、蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式、串聯(lián)放冷模式等能夠擴展制冷主機容量，以應對末端負載急劇增加的突發(fā)狀況，并可大幅度降低系統(tǒng)的整體裝機容量和供電設(shè)備，節(jié)省巨額的初裝費用。由于固液相變材料內(nèi)置于蓄冷槽，使蓄冷槽的蓄冷量增大，蓄冷效率高，并可根據(jù)需要采用不同相變溫度的蓄冷槽，使相變蓄冷裝置適應性強，同時變蓄冷裝置占用空間小，蓄冷槽可埋在地下甚至不需要占用額外空間，應用較為方便。
[0017]利用附圖對發(fā)明創(chuàng)造作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷槽蓄冷加末端負載放冷模式或者蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的串聯(lián)放冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷槽單獨蓄冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的制冷主機單獨放冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷槽單獨放冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7是本發(fā)明創(chuàng)造的變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的并聯(lián)放冷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標記:
1-冷卻塔，
2-冷卻水循環(huán)泵組、21-第一冷卻水循環(huán)泵、22-第二冷卻水循環(huán)泵、23-備用冷卻水循環(huán)泵，
3-制冷主機、31-冷凝器、32-蒸發(fā)器，
4-末端負載，
5-冷凍水循環(huán)泵組、51-第一冷凍水循環(huán)泵、52-第二冷凍水循環(huán)泵、53-備用冷凍水循環(huán)泵，
6-蓄冷循環(huán)系統(tǒng)、61-第一電動閥、62-第二電動閥、63-第三電動閥、64-第四電動閥、65-第五電動閥、66-第六電動閥，67-分流閥、68-蓄冷槽、69-止回閥、60-變頻水泵，
7-壓差旁通裝置，
8-膨脹水箱、81-膨脹管、82-減壓閥，
9-綜合水處理器。

【具體實施方式】
[0026]結(jié)合以下實施例對本發(fā)明創(chuàng)造作進一步描述。
[0027]本發(fā)明創(chuàng)造的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，如圖1所示，包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和蓄冷循環(huán)系統(tǒng)，蓄冷循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)上，使蓄冷能力不受外界大氣溫度的影響。
[0028]冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻水進水管道、冷卻水回水管道、冷卻塔1、冷卻水循環(huán)泵組2和制冷主機3，制冷主機3包括冷凝器31和蒸發(fā)器32，冷卻水進水管道的一端連接冷凝器31的進水口，冷卻水進水管道的另一端連接冷卻塔I的出水口，冷卻水回水管道的一端連接冷凝器31的出水口，冷卻水回水管道的另一端連接冷卻塔I的出水口，冷卻水循環(huán)泵組2設(shè)置于冷卻水進水管道上。
[0029]在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，為提高系統(tǒng)的節(jié)能性，優(yōu)選的，所述冷卻塔I為方形橫流式冷卻塔，由于方形橫流式冷卻塔具有水壓低、風阻小、噪音低、占用空間少等特點，是冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中冷卻塔最優(yōu)選擇，同時，為保證冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，優(yōu)選的，所述冷卻水循環(huán)泵組2包括并聯(lián)設(shè)置的第一冷卻水循環(huán)泵21、第二冷卻水循環(huán)泵22和備用冷卻水循環(huán)泵23，第一冷卻水循環(huán)泵21與第二冷卻水循環(huán)泵22交替單獨使用，方便對泵體的檢修，也提高單個泵體的使用壽命，同時備用冷卻水循環(huán)泵23在第一冷卻水循環(huán)泵21與第二冷卻水循環(huán)泵22均出現(xiàn)異常時，啟動備用泵體仍能夠保證整個冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常運行，進而保證整個空調(diào)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
[0030]冷凍水循環(huán)系統(tǒng)包括冷凍水進水管道、冷凍水回水管道、蒸發(fā)器32、末端負載4和冷凍水循環(huán)泵組5，冷凍水進水管道的一端連接蒸發(fā)器32的出水口，冷凍水進水管道的另一端連接末端負載4的進水口，冷凍水回水管道的一端連接蒸發(fā)器32的出水口，冷凍水回水管道的另一端連接末端負載4的出水口，冷凍水循環(huán)泵組5設(shè)置于冷凍水回水管道上。
[0031]在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中，為保證冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，優(yōu)選的，所述冷凍水循環(huán)泵組5包括并聯(lián)設(shè)置的第一冷凍水循環(huán)泵51、第二冷凍水循環(huán)泵52和備用冷凍水循環(huán)泵53，第一冷凍水循環(huán)泵51與第二冷凍水循環(huán)泵52交替單獨使用，提高單個泵體的使用壽命，也方便對單個泵體的檢修，并且在第一冷凍水循環(huán)泵51與第二冷凍水循環(huán)泵52均出現(xiàn)故障不能正常運行時，啟動備用冷凍水循環(huán)泵53以保證整個冷凍水循環(huán)系統(tǒng)正常運行。
[0032]在整個相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)中，從冷卻塔I流出的低溫冷卻水流入冷凝器31后吸收熱量變成高溫冷卻水流出，高溫冷卻水回流至冷卻塔I再與大氣進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋮s水進而形成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；從末端負載4流出的高溫冷凍水流入蒸發(fā)器32后與其內(nèi)的冷媒進行熱交換形成低溫冷凍水流出，低溫冷凍水再流入末端負載4進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水再回流至蒸發(fā)器32形成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)。
[0033]蓄冷循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷槽68、變頻水泵60、第一電動閥61、第二電動閥62、第三電動閥63、第四電動閥64、第五電動閥65和第六電動閥66,第一電動閥61的進水口分別連接冷卻水循環(huán)泵組2的出水口、第四電動閥64的進水口，第一電動閥61的出水口分別連接蒸發(fā)器32的進水口、第六電動閥66的出水口，第四電動閥64的出水口分別連接第三電動閥63的出水口、蓄冷槽68的進水口，第六電動閥66的進水口分別連接變頻水泵60的出水口、第六電動閥66的進水口，變頻水泵60的進水口連接蓄冷槽68的出水口，第二電動閥62的進水口分別連接第三電動閥63的進水口、蒸發(fā)器32的出水口，第二電動閥62的出水口分別連接第五電動閥65的出水口、末端負載4的進水口。
[0034]在整個相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)中，根據(jù)實際需要，通過控制蓄冷循環(huán)系統(tǒng)中的多個電動閥的開啟或閉合以及冷凍水循環(huán)泵組5的開啟或閉合，可實現(xiàn)相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)的多種蓄冷、放冷運行模式，如圖2至圖7所示，實現(xiàn)“移峰填谷”的最佳節(jié)能效果，滿足用戶多樣化需求。
[0035]如圖2所示，在夜晚低谷電價且末端負載4需要少許供冷時，空調(diào)系統(tǒng)運行蓄冷槽蓄冷加末端負載放冷模式，該模式需關(guān)閉第二電動閥62、第四電動閥64和第六電動閥66,需開啟第一電動閥61、第三電動閥63、第五電動閥65、變頻水泵60和冷凍水循環(huán)泵組5。從蒸發(fā)器32流出的低溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥63流入蓄冷槽68，蓄冷槽68吸收冷量進行蓄冷并將流經(jīng)其內(nèi)的低溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵60、第五電動閥65達到末端負載4，中溫冷凍水與末端負載4進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組5、第一電動閥61回到至蒸發(fā)器32并與其再次進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊M而形成蓄冷槽蓄冷加末端負載放冷模式。由于末端負載4需要少許供冷，該模式將制冷主機多余的冷量儲存起來，以供用電高峰時使用，達到節(jié)能的效果，同時還能夠滿足用戶多樣化需求。
[0036]如圖2所示，在白天用電高峰時，為使蓄冷槽68能夠間接分擔部分系統(tǒng)負載以及能夠使制冷主機3處于低能耗狀態(tài)，進而達到節(jié)能效果，空調(diào)系統(tǒng)運行蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式，該模式需關(guān)閉第二電動閥62、第四電動閥64和第六電動閥66,需開啟第一電動閥61、第三電動閥63、第五電動閥65、變頻水泵60和冷凍水循環(huán)泵組5。從蒸發(fā)器32流出的中溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥63流入蓄冷槽68，蓄冷槽68釋放冷量并將流經(jīng)其內(nèi)的中溫冷凍水變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，低溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵60、第五電動閥65達到末端負載4，中溫冷凍水與末端負載4進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊邷乩鋬鏊来瘟鹘?jīng)冷凍水循環(huán)泵組5、第一電動閥61回到至蒸發(fā)器32并與其再次進行熱交換變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式。由于該模式能將從蒸發(fā)器32流出的中溫冷凍水進一步冷卻使其變?yōu)榈蜏乩鋬鏊粌H保證制冷效果，并且減少制冷主機3的負載，進而降低制冷主機3的能耗，達到節(jié)能效果。
[0037]如圖3所示，在白天用電高峰時，為使蓄冷槽68能夠間接分擔部分系統(tǒng)負載以及能夠使制冷主機3更多時間處于最佳能效比的狀態(tài)下工作，達到節(jié)能效果，空調(diào)系統(tǒng)運行串聯(lián)放冷模式，該模式需關(guān)閉第一電動閥61、第三電動閥63和第五電動閥65,需開啟第二電動閥62、第四電動閥64、第六電動閥66、變頻水泵60和冷凍水循環(huán)泵組5。從蒸發(fā)器32流出的低溫冷凍水經(jīng)過第二電動閥62達到末端負載4，低溫冷凍水在末端負載4與其進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組5、第四電動閥64流入蓄冷槽68，蓄冷槽68釋放冷量將流經(jīng)其內(nèi)的高溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵60、第六電動閥66回流至蒸發(fā)器32并與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，形成串?lián)放冷循環(huán)模式。由于該模式能夠?qū)⒏邷乩鋬鏊冗M一步冷卻，使制冷主機3的負載不至于過大，起到平衡制冷主機負載的作用，并通過變頻水泵60調(diào)節(jié)蓄冷槽68的放冷速率進而進一步調(diào)整制冷主機3的負載，使制冷主機3盡可能地保持在最佳能效比的狀態(tài)下工作，達到最佳節(jié)能減排效果。
[0038]如圖4所示，在夜晚低谷電價且末端負載4不需要供冷時，空調(diào)系統(tǒng)運行蓄冷槽單獨蓄冷模式，該模式需關(guān)閉第一電動閥61、第二電動閥62、第四電動閥64、第五電動閥65和冷凍水循環(huán)泵組5，需開啟第三電動閥63、第六電動閥66和變頻水泵60。低溫冷凍水從蒸發(fā)器32出來流經(jīng)第三電動閥63到達蓄冷槽68，蓄冷槽68內(nèi)的相變材料開始凝固將低溫冷凍水的冷量儲存起來，而低溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊来谓?jīng)過變頻水泵60、第六電動閥66回流至蒸發(fā)器32再次與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，進而形成蓄冷槽單獨蓄冷模式循環(huán)，該模式將電能以冷量的方式直接儲存起來，等到用電高峰時，將儲存的冷量釋放出來以實現(xiàn)“移峰填谷”的節(jié)能目的。
[0039]如圖5所示，本實施例中的相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)普通的供冷模式，即制冷主機3單獨放冷模式,該模式需關(guān)閉第三電動閥63、第四電動閥64、第五電動閥65、第六電動閥66和變頻水泵60，需開啟第一電動閥61、第二電動閥62和冷凍水循環(huán)泵組5。從蒸發(fā)器32流出的低溫冷凍水流經(jīng)第二電動閥62達到末端負載4，低溫冷凍水與末端負載4進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組5、第一電動閥61回到至蒸發(fā)器32再次與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊M而形成制冷主機單獨放冷模式。
[0040]如圖6所示，在白天用電高峰時，關(guān)閉制冷主機3和相配套的用電設(shè)備，蓄冷槽68直接的代替制冷主機3給末端負載4供冷，空調(diào)系統(tǒng)運行蓄冷槽68單獨放冷模式，該模式需關(guān)閉第一電動閥61、第二電動閥62、第三電動閥63和第六電動閥66,需開啟第四電動閥
64、第五電動閥65、變頻水泵60和冷凍水循環(huán)泵組5。從末端負載4流出的高溫冷凍水依次流經(jīng)冷凍水循環(huán)泵組5、第四電動閥64流入蓄冷槽68，蓄冷槽68內(nèi)的相變材料開始融化，并持續(xù)吸收大量熱量，使蓄冷槽68持續(xù)降溫，進而使高溫冷凍水變?yōu)榈蜏乩鋬鏊畯男罾洳?8流出，即是蓄冷槽68將儲存的冷量釋放到空調(diào)系統(tǒng)中，低溫冷凍水再依次流經(jīng)變頻水泵60、第五電動閥65達到末端負載4、并與其進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，形成蓄冷?8單獨放冷模式，該模式可直接達到“移峰填谷”的節(jié)能目的。
[0041]如圖7所示，在白天用電高峰時或者對于短時間內(nèi)末端負載4急劇增加的情況，蓄冷槽68與制冷主機3能夠聯(lián)合供冷，空調(diào)系統(tǒng)運行并聯(lián)放冷模式，該模式需關(guān)閉第三電動閥63和第六電動閥66,需開啟第一電動閥61、第二電動閥62、第四電動閥64、第五電動閥
65、變頻水泵60和冷凍水循環(huán)泵組5。從末端負載4流出的高溫冷凍水流經(jīng)冷凍水循環(huán)泵組5后一部分流經(jīng)第一電動閥61回流至蒸發(fā)器32內(nèi)、并與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，另一部分高溫冷凍水?jīng)過第四電動閥64流入蓄冷槽68，蓄冷槽68放出冷量使高溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水依次流?jīng)變頻水泵60、第五電動閥65與從蒸發(fā)器32流出的、并經(jīng)過第二電動閥62的低溫冷凍水匯合混合，混合后的冷凍水流向末端負載4、并與其進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，形成并?lián)放冷循環(huán)模式，該模式中蓄冷槽68增加了制冷主機3容量，降低空調(diào)系統(tǒng)整體裝機容量，能夠節(jié)省大量初裝費用，同時通過控制上述電動閥的開合度能夠調(diào)節(jié)混合后的冷凍水溫度，以滿足末端負載4所需或者獲得穩(wěn)定的冷凍水供冷溫度，保證制冷效果。
[0042]上述多種蓄冷、放冷模式之間能夠靈活轉(zhuǎn)變，并且轉(zhuǎn)變過程簡單方便，不僅能夠滿足不同情況的需要，使“移峰填谷”性能達到最優(yōu)化，并且通過變頻水泵60調(diào)節(jié)蓄冷槽68的放冷速率或者變換空調(diào)系統(tǒng)的放冷、蓄冷模式來調(diào)整制冷主機3的負載，使制冷主機3盡可能多的時間保持在最佳能效比的狀態(tài)下運行，減少能耗，達到最佳節(jié)能效果，也提高制冷主機3使用效率和使用壽命，同時，配合上述電動閥的開合度還可獲得最穩(wěn)定的冷凍水出水溫度和調(diào)整至末端負載4所需的冷凍水出水溫度，提高制冷性能。
[0043]由于相變蓄能裝置6設(shè)置于冷凍水循環(huán)系統(tǒng)上，蓄冷槽68的蓄冷性能不受外界溫度的影響，在外界溫度較高時同樣能夠保持良好的蓄能效果。
[0044]由于固液相變材料內(nèi)置于蓄冷槽68，使蓄冷槽68的蓄冷量增大，蓄冷效率高,并可根據(jù)需要采用不同相變溫度的蓄冷槽68，使相變蓄冷裝置適應性強，同時變蓄冷裝置占用空間小，蓄冷槽68可掩埋在地下甚至不需要專用額外空間，應用較為方便。
[0045]在上述多種蓄冷、放冷模式之間的轉(zhuǎn)變時，為防止水流回流，所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)還包括有止回閥69，止回閥69的一端連接蓄冷槽68的出水口，止回閥69的另一端連接變頻水泵60的進水口。
[0046]為能夠調(diào)節(jié)蓄冷槽68的出水溫度，所述相變蓄能裝置6還包括有分流閥67，分流閥67的進水口分別連接第三電動閥63的出水口、第四電動閥64的出水口，分流閥67的第一出水口連接蓄冷槽68的進水口，分流閥67的第二出水口連接變頻水泵60的出水口。在上述多種蓄冷、放冷模式運行中，分流閥67的進水口和第一出水口處于打開狀態(tài)，只有運行蓄冷加末端負載放冷模式、串聯(lián)放冷模式和并聯(lián)放冷模式時，分流閥67的第二出水口才處于打開狀態(tài)，分流閥67的第二出水口除起到調(diào)整蓄冷槽68的進水溫度，還還起到平衡壓力的作用。為便于實現(xiàn)自動控制，所述分流閥67為電動蝶閥。
[0047]為便于上述多種蓄冷、放冷模式之間能夠靈活轉(zhuǎn)變，第一電動閥61、第二電動閥62、第三電動閥63、第四電動閥64、第五電動閥65和第六電動閥66均為電動蝶閥，提高自動水平。
[0048]為提高換熱效率和增加低溫冷凍水流量，也為了便于檢修，所述制冷主機3設(shè)置有兩臺，兩臺所述制冷主機3為并聯(lián)設(shè)置，兩臺所述制冷主機3交替使用，可有效延長單臺制冷主機3的使用壽命，兩臺所述制冷主機3均為螺旋式冷水機組。當然，兩臺所述制冷主機3也可串聯(lián)設(shè)置。
[0049]本實施例中的相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括有壓差旁通裝置7，壓差旁通裝置7的進水口連接于靠近末端負載4的進水口的冷凍水進水管道，壓差旁通裝置7的出水口連接于靠近末端負載4的出水口的冷凍水出水管道。壓差旁通裝置7通過旁通回水保證空調(diào)系統(tǒng)壓差的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)設(shè)備不被損壞。
[0050]本實施例中的相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括有還包括膨脹水箱8，膨脹水箱8的膨脹管81連接靠近冷凍水循環(huán)泵組5的進水口的冷凍水回水管道，膨脹管81設(shè)置有減壓閥82，減壓閥82與冷凍水管道之間的膨脹管81還連接有供水管道。當冷凍水回水溫度較大導致體積增大時，為保證系統(tǒng)壓差平衡，冷凍水回水所增加的體積通過膨脹管81轉(zhuǎn)入膨脹水箱8，減壓閥82防止轉(zhuǎn)入膨脹水箱8的水體積再次回流至冷凍水管道；當冷凍水回水溫度較低導致體積縮小時，為保證系統(tǒng)壓差平衡，供水管道開始向冷凍水管道進行補水。
[0051]本實施例中，為保證進入制冷主機3的水質(zhì)的清潔度，在蒸發(fā)器32的進水口以及在冷凝器31的進水口均設(shè)置有綜合水處理器9。
[0052]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明創(chuàng)造保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明創(chuàng)造作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和蓄冷循環(huán)系統(tǒng)； 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻水進水管道、冷卻水回水管道、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵組和制冷主機，制冷主機包括冷凝器和蒸發(fā)器，冷卻水進水管道的一端連接冷凝器的進水口，冷卻水進水管道的另一端連接冷卻塔的出水口，冷卻水回水管道的一端連接冷凝器的出水口，冷卻水回水管道的另一端連接冷卻塔的出水口，冷卻水循環(huán)泵組設(shè)置于冷卻水進水管道上； 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)包括冷凍水進水管道、冷凍水回水管道、蒸發(fā)器、末端負載和冷凍水循環(huán)泵組，冷凍水進水管道的一端連接蒸發(fā)器的出水口，冷凍水進水管道的另一端連接末端負載的進水口，冷凍水回水管道的一端連接蒸發(fā)器的出水口，冷凍水回水管道的另一端連接末端負載的出水口，冷凍水循環(huán)泵組設(shè)置于冷凍水回水管道上； 蓄冷循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷槽、變頻水泵、第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥和第六電動閥，第一電動閥的進水口分別連接冷卻水循環(huán)泵組的出水口、第四電動閥的進水口，第一電動閥的出水口分別連接蒸發(fā)器的進水口、第六電動閥的出水口，第四電動閥的出水口分別連接第三電動閥的出水口、蓄冷槽的進水口，第六電動閥的進水口分別連接變頻水泵的出水口、第六電動閥的進水口，變頻水泵的進水口連接蓄冷槽的出水口，第二電動閥的進水口分別連接第三電動閥的進水口、蒸發(fā)器的出水口，第二電動閥的出水口分別連接第五電動閥的出水口、末端負載的進水口 ； 第二電動閥、第四電動閥和第六電動閥關(guān)閉，第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽吸收冷量進行蓄冷并將流經(jīng)其內(nèi)的低溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵、第五電動閥達到末端負載，中溫冷凍水與末端負載進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第一電動閥回到至蒸發(fā)器并與其再次進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊纬尚罾洳坌罾浼幽┒素撦d放冷模式； 第二電動閥、第四電動閥和第六電動閥關(guān)閉，第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的中溫冷凍水經(jīng)過第三電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽釋放冷量并將流經(jīng)其內(nèi)的中溫冷凍水變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，低溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵、第五電動閥達到末端負載，低溫冷凍水與末端負載進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊?，高溫冷凍水依次流?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第一電動閥回到至蒸發(fā)器并與其再次進行熱交換變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，形成蓄冷槽放冷加末端負載放冷模式； 第一電動閥、第三電動閥和第五電動閥關(guān)閉，第二電動閥、第四電動閥、第六電動閥開啟時，從蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水經(jīng)過第二電動閥達到末端負載，低溫冷凍水在末端負載與其進行熱交換變?yōu)楦邷乩鋬鏊邷乩鋬鏊来瘟鹘?jīng)冷凍水循環(huán)泵組、第四電動閥流入蓄冷槽，蓄冷槽釋放冷量將流經(jīng)其內(nèi)的高溫冷凍水變?yōu)橹袦乩鋬鏊?，中溫冷凍水再依次流?jīng)變頻水泵、第六電動閥回流至蒸發(fā)器并與其進行熱交換變?yōu)榈蜏乩鋬鏊?，形成串?lián)放冷模式； 蓄冷槽內(nèi)置有固液相變材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)還包括有用于防止水流回流的止回閥，止回閥的一端連接蓄冷槽的出水口，止回閥的另一端連接變頻水泵的進水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄冷循環(huán)系統(tǒng)還包括有分流閥，分流閥的進水口分別連接第三電動閥的出水口、第四電動閥的出水口，分流閥的第一出水口連接蓄冷槽的進水口，分流閥的第二出水口連接變頻水泵的出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述分流閥為電動蝶閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥和第六電動閥均為電動蝶閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述制冷主機設(shè)置有兩臺，兩臺所述制冷主機為并聯(lián)設(shè)置，兩臺所述制冷主機均為螺旋式冷水機組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水循環(huán)泵組包括第一冷卻水循環(huán)泵、第二冷卻水循環(huán)泵和備用冷卻水循環(huán)泵，第一冷卻水循環(huán)泵分別與第二冷卻水循環(huán)泵、備用冷卻水循環(huán)泵并聯(lián)設(shè)置； 所述冷凍水循環(huán)泵組包括第一冷凍水循環(huán)泵、第二冷凍水循環(huán)泵和備用冷凍水循環(huán)泵，第一冷凍水循環(huán)泵分別于第二冷凍水循環(huán)泵、備用冷凍水循環(huán)泵并聯(lián)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括有壓差旁通裝置，壓差旁通裝置的進水口連接于靠近末端負載的冷凍水進水管道，壓差旁通裝置的出水口連接于靠近末端負載的冷凍水出水管道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:該相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)還包括膨脹水箱，膨脹水箱的膨脹管連接靠近冷凍水循環(huán)泵組的進水口的冷凍水回水管道，膨脹管設(shè)置有減壓閥，減壓閥與冷凍水管道之間的膨脹管還連接有供水管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻塔為方形橫流式冷卻塔。
【文檔編號】F24F5/00GK104279667SQ201410533622
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】李國榮, 許加潭, 李宇鵬 申請人:深圳市英普生環(huán)?？萍加邢薰?br>