一种空气换热蓄冷空调系统的制作方法

本发明涉及制冷设备技术领域，具体地，涉及一种空气换热蓄冷空调系统。

背景技术：

蓄冷空调能帮助电网实现削峰填谷，提高电力使用效率，有效促进节能减排。如图1所示，现有的蓄冷空调一般是这样的：空调冷冻主机101，该主机蒸发温度低于0℃并具有制冰功能，冷冻水循环泵102，冷冻水供水管103，空气处理柜104，风机盘管105，冷冻水回水管106，凉水塔107，冷却水循环泵108，电动控制阀109、110、115、116，二次换热器117，制冷剂与冷冻水在此处换热，载冷剂循环泵113，蓄冷槽114，蓄冷槽114内装满水，水与载冷剂在槽内的盘管进行热交换，空调冷冻主机101与系统运行一段时间后，槽内存储的水将完全凝结成冰。融冰运行模式下，蓄冷槽114内的冰与载冷剂再次进行热交换而被逐渐融化成水。载冷剂循环管111、118，载冷剂通常在0℃以下时仍保持在液体状态。

这种蓄冷空调系统有两种交替运行的状态：当每天电网用电处于谷期低负荷期间，蓄冷空调主机冷冻站设备开启，系统处于蓄冷运行状态；当电网用电处于峰期高负荷期间，主机冷冻站设备停止运行，系统处于融冰状态，在融冰状态下，空调系统用存储在冰块内的“冷能”为建筑物供冷。

图1所示的蓄冷空调系统在蓄冷运行状态时，空调冷冻主机101、冷却水泵108、冷却塔107、制冷剂循环泵113、蓄冷槽114保持工作，电动阀109、110、116保持开通状态，电动阀115、112保持关闭状态。在溶冰运行状态时，空调冷冻主机101、冷却水泵108、冷却塔107保持停止状态。电动阀门109、110、116关闭，电动阀115、112保持接通，载冷剂循环泵113运行，驱动载冷剂在蓄冷槽114与二次换热器117之间往复循环，空调冷冻水与载冷剂在二次换热器117内实现换热。载冷剂在二次换热器117内吸收冷冻水热量后，循环至蓄冷槽114，与蓄冷槽114内的冰换热。蓄冷槽114内的冰吸收载冷剂热量后逐渐溶化并变成水，储存在冰内的“冷能”在电网用电高峰期释放。

由此可知，现有蓄冷空调系统虽然能帮助电网实现削峰填谷，提高电力使用效率，但还存在以下缺点和不足：1、系统构成复杂，冷冻部分增加了蓄冷槽、二次换热器、电动控制阀、及制冷剂管路等。2、蓄冷设备需占用较大建筑空间。3、空调冷冻部分换热次数增加，系统效率降低。增加的换热次数：载冷剂在蓄冷槽内与水进行换热，液态水放热产生相变形成固态冰；载冷剂与冰在蓄冷槽内进行热交换，固态冰吸热变成液态水；被冰冷却的载冷剂在二次换热器内与冷冻水进行热交换。现有蓄冷空调系统增加了三次热交换，才能为建筑物供冷。4、载冷剂循环泵在蓄冷与融冰时都必须工作，用于输送“冷能”的水泵能耗增加。5、系统管网复杂，需要控制的阀门多而复杂，维护成本高，设备初投资高。由于蓄冷空调系统存在的管道构成复杂、换热次数增加、设备占用空间大、维护成本高、投资回收周期长等问题，阻碍了它的推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种简化蓄冷空调的管道系统，提高能源使用效率，减少设备空间占用，减少设备初投资，以解决上述背景技术中提出的问题的蓄冷空调系统，为蓄冷空调的推广应用提供便利条件。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空气换热蓄冷空调系统，包括蓄冷空调分机、制冷主机、冷却塔，所述制冷主机通过载冷剂管道与蓄冷空调分机连接形成循环回路，所述载冷剂管道上设有载冷剂循环驱动泵，所述制冷主机通过冷却水管道与冷却塔连接形成循环回路，所述冷却水管道上设有冷却水泵，通过控制载冷剂循环驱动泵、冷却水泵分别驱动载冷剂、冷却水循环流动，所述蓄冷空调分机包括蓄冷槽、换热盘管、空气入口、空气流通管、送风机、风机出口，所述蓄冷槽内充满蓄冷剂，蓄冷槽壳体设有隔热层，所述换热盘管呈S形布满蓄冷槽，与制冷剂管道连接，所述空气流通管设于蓄冷槽内，空气流通管一端与空气入口连通，另一端通过送风机与风机出口连通。

这样，在电网用电负荷低谷期间，制冷主机能将载冷剂温度降低甚至低至0℃以下，制冷主机、载冷剂循环驱动泵、冷却塔、冷却水泵工作，启动并保持蓄冷运行，由制冷主机通过载冷剂由换热盘管向蓄冷槽内的蓄冷剂蓄冷。当电网用电负荷处于高峰时期，制冷主机、载冷剂循环驱动泵、冷却塔、冷却水泵停止工作，蓄冷的蓄冷槽由空气与蓄冷剂换热变成低温空气，实现空调制冷功能。空调制冷过程中，唯一耗电的部件只有送风机。

优选的，为强化传热，提高蓄冷与换热效率，所述换热盘管上附加有多个相互平行的散热翅片，所述散热翅片与换热盘管连接，通过散热翅片导热增加换热盘管的换热效率。

优选的，所述换热盘管出入端分别设有载冷剂集成入管口、载冷剂集成出管口，通过载冷剂集成入管口、载冷剂集成出管口使多个平行设置的换热盘管的出口、入口分别集成起来，与载冷剂管道连通。

优选的，所述空气流通管与散热翅片连接。空气流通管用导热性能良好的管材制作，空气流经空气流通管内侧时，可与管壁发生热交换，热空气被蓄冷剂冷却，同时，透过管壁的热量被蓄冷剂吸收，蓄冷剂因此而逐渐融化或升温。

优选的，所述空气入口设有空气入口外框，所述空气入口外框设有空气防尘网，空气经过空气防尘网过滤，可防止空气流通管里沾染上灰尘，降低空气换热效率。

优选的，所述空气流通管末端后、送风机前设有防水网，所述防水网下端设有冷凝水托盘，所述冷凝水托盘设有冷凝水泄水口，通过防水网使进入蓄冷槽中的热空气因遇冷凝聚的水滴顺防水网流入冷凝水托盘中，空气冷凝水经冷凝水泄水口排出。

优选的，所述送风机由风机马达驱动，风机出口可安装风管及其他通风设施。

优选的，根据空调场所所需，所述蓄冷空调分机的蓄冷槽的容量可进行调整。

优选的，根据安装场地要求，所述蓄冷空调分机的蓄冷槽可设置为落地式、吊装式或风机盘管式。

优选的，还可以用本发明分体蓄冷槽空气直接融冰处理柜构建成新风处理系统，所述载冷剂管道上设有采用供暖能源加热载冷剂的换热器，由载冷剂加热蓄冷槽内的蓄冷剂，再由空气与蓄冷剂换热成热空气后，完成空调制热功能。

本发明空气换热蓄冷空调系统的蓄冷过程：蓄冷槽内蓄满蓄冷用的蓄冷剂，换热盘管及散热翅片浸泡在蓄冷剂中，制冷主机与冷却塔开始工作，使换热盘管内流动着温度较低的载冷剂，蓄冷槽内蓄冷剂中的热量不断地被换热盘管内的载冷剂吸收，一段时间后，蓄冷剂水的温度越来越低甚至发生相变全部凝结成冰，此时蓄冷过程结束，制冷主机及冷却塔停止运行。蓄冷过程一般安排在电网用电负荷较低的谷期晚间进行，帮助电网实现“填谷”。

释冷过程：当白天建筑物需要空调供冷时，本发明空气换热蓄冷空调系统开始供冷：送风机开始工作，驱动热空气逐流经空气防尘网、空气流通管、防水网、风机出口，热空气在空气流通管处与蓄冷剂进行热交换降温，降温后的空气经风机出口送入空调场所。蓄冷空调释冷过程一般安排在电网用电负荷较高的峰期，制冷过程中，制冷主机、冷却塔等停止工作，从而有效帮助电网实现“削峰”。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的空气换热蓄冷空调系统，通过结构设计把蓄冷装置与空气处理装置结合起来，载冷剂将制冷主机“冷能”一次性输送到空调场所，利用空气通过空气流通管直接与蓄冷剂进行热交换，将传统蓄冷空调系统的集中式蓄冷槽改造成多个蓄冷空调分机直接蓄冷的方式，蓄冷空调分机可制作成落地式、吊装式或其它多种形式，适合于不同的建筑安装条件，空气直接热交换制冷的方式极大地提高了效率，换热盘管可以用作制冷系统的蒸发器，并具有蓄冷功能，可在现有普通空调管道系统的基础上改装更换，具有节省设备安装空间、无冷冻水泵运行、结构及控制简单等优点，适合于各种建筑物应用，系统能耗进一步降低。

如果将蓄冷空调分机内的换热盘管按照可运行流通制冷剂的加工工艺加工,可以直接用制冷剂取代载冷剂,此时蓄冷空调分机内的换热盘管就成了制冷系统内四大关键部件中的蒸发器,可以直接连接在压缩冷凝机组中,为空调或制冷系统蓄冷。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2本发明实施例蓄冷空调分机的结构示意图；

图3为图2的左视剖面结构示意图；

图4为图2的俯视剖面结构示意图；

图5为本发明实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图2、图3、图4、图5所示，一种空气换热蓄冷空调系统，包括蓄冷空调分机、制冷主机15、冷却塔21，所述制冷主机15通过制冷剂管道17、20与蓄冷空调分机连接形成循环回路，所述制冷剂管道17上设有载冷剂循环驱动泵16，所述制冷主机15通过冷却水管道与冷却塔21连接形成循环回路，所述冷却水管道上设有冷却水泵22，通过控制载冷剂循环驱动泵16、冷却水泵22分别驱动载冷剂、冷却水循环流动，所述蓄冷空调分机包括蓄冷槽01、换热盘管02、空气入口、空气流通管07、送风机11、风机出口13，所述蓄冷槽01内充满蓄冷剂，蓄冷槽01壳体设有隔热层，所述换热盘管02呈S形布满蓄冷槽01，与载冷剂管道17、20连接，所述空气流通管07设于蓄冷槽01内，空气流通管07一端与空气入口连通，另一端通过送风机11与风机出口13连通。

这样，在电网用电负荷低谷期间，制冷主机15具有制冷功能，能将载冷剂温度降低甚至低至0℃以下，制冷主机15、载冷剂循环驱动泵16、冷却塔21、冷却水泵22工作，启动并保持蓄冷运行，由制冷主机15通过载冷剂由换热盘管02向蓄冷槽01内的蓄冷剂蓄冷。当电网用电负荷处于高峰时期，制冷主机15、载冷剂循环驱动泵16、冷却塔21、冷却水泵22停止工作，蓄冷的蓄冷槽01由空气与蓄冷剂换热变成低温空气，实现空调制冷功能。空调制冷过程中，唯一耗电的部件只有送风机11。

为强化传热，提高蓄冷与换热效率，所述换热盘管02上附加有多个相互平行的散热翅片03，所述散热翅片03与换热盘管02连接，通过散热翅片03导热增加换热盘管02的换热效率。

所述换热盘管02出入端分别设有载冷剂集成入管口04、载冷剂集成出管口10，通过载冷剂集成入管口04、载冷剂集成出管口10使多个平行设置的换热盘管02的出口、入口分别集成起来，与载冷剂管道17、20连通。

所述空气流通管07与散热翅片03连接。空气流通管07用导热性能良好的管材制作，空气流经空气流通管07内侧时，可与管壁发生热交换，热空气被蓄冷剂冷却，同时，透过管壁的热量被蓄冷剂吸收，蓄冷剂因此而逐渐融化或升温。

所述空气入口设有空气入口外框05，所述空气入口外框05设有空气防尘网06，空气经过空气防尘网06过滤，可防止空气流通管07里沾染上灰尘，降低空气换热效率。

所述空气流通管07末端后、送风机11前设有防水网12，所述防水网12下端设有冷凝水托盘08，所述冷凝水托盘08设有冷凝水泄水口09，通过防水网12使进入蓄冷槽01中的热空气因遇冷凝聚的水滴顺防水网12流入冷凝水托盘08中，空气冷凝水经冷凝水泄水口09排出。

所述送风机11由风机马达14驱动，风机出口13可安装风管及其他通风设施。

本发明空气换热蓄冷空调系统的蓄冷过程：蓄冷槽01内蓄满蓄冷用的蓄冷剂，换热盘管02及散热翅片03浸泡在蓄冷剂中，制冷主机15与冷却塔21开始工作，使换热盘管02内流动着温度较低的载冷剂，蓄冷槽01内蓄冷剂中的热量不断地被换热盘管02内的载冷剂吸收，一段时间后，蓄冷剂水的温度将越来越低甚至发生相变全部凝结成冰，此时蓄冷过程结束，制冷主机15、载冷剂循环驱动泵16及冷却塔21停止运行。蓄冷过程一般安排在电网用电负荷较低的谷期晚间进行，帮助电网实现“填谷”。

载冷过程：当白天建筑物需要空调供冷时，本发明空气换热蓄冷空调系统开始供冷：送风机11开始工作，驱动热空气逐一流经空气防尘网06、空气流通管07、防水网12、风机出口13，热空气在空气流通管07处与蓄冷剂进行热交换降温，降温后的空气经风机出口13送入空调场所。蓄冷空调制冷过程一般安排在电网用电负荷较高的峰期，载冷过程中，制冷主机15、载冷剂循环驱动泵16、冷却塔21等停止工作，从而有效帮助电网实现“削峰”。

参照图5所示，根据安装场地要求，所述蓄冷空调分机的蓄冷槽01可设置为落地式、吊装式或风机盘管式，从而形成落地式蓄冷空调分机18、，其换热盘管02两端分别与载冷剂管道17、20连通。这里，根据空调场所所需，所述蓄冷空调分机的蓄冷槽01的容量可进行调整。

图中未示出的是，还可以用本发明分体蓄冷槽01空气直接融冰处理柜构建成新风处理系统，所述制冷剂管道17上设有采用供暖能源加热制冷剂的换热器，由制冷剂加热蓄冷槽01内的蓄冷剂，再由空气与蓄冷剂换热成热空气后，完成空调制热功能。

在普通空调系统基础上，只需简单改造即可将普通空调系统改造成本发明实施例所述空气换热蓄冷空调系统：一、将普通空调的空气处理柜与风机盘管用所述蓄冷空调分机取代；二、用载冷剂取代冷冻水。这里，如果加工工艺稍作改变，本发明所述空气换热蓄冷空调系统的换热盘管02内可以直接流通制冷剂，适合于其它制冷剂蒸发型的空调器使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。