一种蓄冰槽内置微冰晶处理功能的动态冰蓄冷系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于蓄冷的动态制冰中央空调系统的动态冰蓄冷系统，特别是一种蓄冰槽内置微冰晶处理功能的动态冰蓄冷系统。

背景技术：

空调是现代建筑的必备功能，是为满足人员的舒适性或设备的安全性而提供空气环境恒温恒湿的必要手段。空调所需能耗在建筑物各类能耗总量中又占据了非常大的比例。在夏季，空调所消耗的电力或其他能源给电网或其他能源供给系统带来了巨大的压力。以电网为代表的各类能源供应系统的负荷在昼夜之间还存在明显的“峰、谷矛盾”，即白天用能负荷高，夜晚用能负荷低，这种矛盾导致电力系统的能源利用效率降低，因此为鼓励把白天的负荷尽可能转移到夜间，各地制定了不同的峰谷电价政策和蓄冷电价，鼓励在空调领域采用移峰填谷的各种技术。因此，对于夏季需要供冷的建筑物来说，为了充分利用电力峰谷电价，降低用户电费成本，在供冷采用蓄冷装置是日益普遍的措施。

冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力段开启制冷主机，将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好，并以冰的形式储存于蓄冰装置中，在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷。由于充分应用了夜间低谷电力，由此使中央空调的运行费用大幅度降低。冰蓄冷中央空调不仅为用户节约大量的运行费用，而且对电网具有卓越的移峰填谷功能，大大提高电网运行的经济性。国家发改委在《节能中长期专项规划》中，将应用电力蓄冷、蓄热作为节能降耗的十大措施之一。电力部门也积极实施峰谷电价政策，以经济杠杆来调节电力负荷，鼓励用户多用廉价的低谷电。

过冷水动态冰蓄冷系统是冰蓄冷中央空调技术中具有技术先进性的第三代冰蓄冷中央空调技术，是利用水的过冷现象来制冰。蓄冷时，由制冷压缩机组制出的低温二次冷媒在过冷器中将水过冷，在过冷器出口将过冷状态解除，使之析出冰晶。该系统的核心部件是过冷却器。是通过将普通水冷却至过冷状态（零度以下的过冷水），过冷水通过促晶解除过冷状态，形成零度0℃的冰水混合物（冰浆），冰浆储存于蓄冰槽中。动态冰浆蓄冷系泛应用于中央空调、工艺冷却、食品加工、水泥搅拌、矿井降温等领域。

过冷水动态冰蓄冷系统主要问题是过冷水是一种很不稳定的状态，在过冷换热器器里容易频繁结冰，造成系统效率下降甚至堵塞管路。因此，确保动态冰浆蓄冷过程稳定运行的关键是如何控制过冷水在过冷换热器内有效防止冻结、不发生结冰，这是该技术需要解决的关键问题。

冰浆输送到蓄冰槽后，由于水流的作用，大量的冰晶容易跟随水流被吸入制冰取水系统中，从而进入制冰机的换热器，因冰晶对于过冷水来说是最好的成核剂，过冷水一旦遇到冰晶将迅速围绕冰晶生成新的冰晶，这种生成冰晶的过程具有强烈的传播趋势。过冷状态的水就会因冰晶核结晶解除过冷状态冻结板换通道，从而导致板换发生“冰堵”现象。防止蓄冰槽的冰晶随着循环取水进入换热器是防止系统发生冰堵的有效方法，目前的做法是在制冰取水管道系统上安装设置专门制作的微冰晶处理器，内置数量众多的过滤精度小于20um的过滤滤芯，能有效过滤小的冰晶，防止冰晶进入制冰机的板式换热器，减小过冷热交换器冻结的可能性，使动态蓄冰系统的运行可靠性更高。

现有的是一个和制冰机组及蓄冰槽独立的压力容器，其中内置过滤精度小于20um的过滤芯。为了保证微冰晶处理后冷冻水中能完全清理冰晶，该设备需要众多的过滤滤芯，该设备需要承压保温采用不锈钢材料制作，因此该微冰晶处理器设备体积和重量都比较大，导致制作微冰晶处理器的成本较高，另外由于微冰晶处理器要安装在动态制冰机组和蓄冰槽之间，如图1所示，导致制冰机组与蓄冰槽之间的距离较远不利于冰浆的输送，增加了冰堵的可能性，也导致建筑物内部蓄冷机房的空间浪费极大。

技术实现要素：

为了优化动态冰蓄冷系统，解决上述现存技术的缺陷和矛盾，本实用新型结合动态冰蓄冷技术的特点，设计了一套将冰晶过滤模块内置在蓄冰槽内部的动态蓄冷系统，利用同一个蓄冰槽实现冰晶过滤功能。该系统提高了蓄冰槽的使用功能，节约了采购微冰晶处理器的设备投资成本和占地成本，优化了动态制冰蓄冷系统的布置和系统性能。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种蓄冰槽内置微冰晶处理功能的动态冰蓄冷系统，包括乙二醇液循环系统、双工况制冷主机、融冰板式换热器、制冰板式换热器以及蓄冰槽，所述蓄冰槽内部安装有冰晶过滤模块，所述冰晶过滤模块通过制冰出水管与制冰板式换热器连通，所述制冰出水管上安装有制冰泵和制冰切换阀，所述制冰板式换热器的冰水出口通过冰浆输送管与蓄冰槽内部连通，所述融冰板式换热器的融冰进口通过融冰出水管与蓄冰槽的底部连通，融冰板式换热器的融冰出口通过布水管与蓄冰槽的顶部连通，所述融冰出水管上安装有融冰泵和放冷切换阀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冰晶过滤模块包括一端开口的框架，所述框架内布置有过滤芯，框架的开口端安装有前栅栏后形成冰晶过滤模块的入水口，在框架中远离入水口的一侧安装有后盖板，所述制冰出水管穿过后盖板后与框架内部连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述后盖板和过滤芯之间形成储水空间，所述制冰出水管穿过后盖板后与储水空间连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述蓄冰槽内横隔有一隔墙，所述隔墙和蓄冰槽的内壁之间形成水路通道，所述水路通道内布置有过滤芯，所述过滤芯的两侧分别安装有前栅栏和后栅栏后形成所述冰晶过滤模块，安装有所述前栅栏的水路通道为冰晶过滤模块的入水口，所述后栅栏、隔板以及蓄冰槽的两个内壁之间储水空间，所述制冰出水管穿过蓄冰槽的内壁后与储水空间连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冰晶过滤模块的入水口和融冰出水管的入水口共用一套取水布管。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将冰晶过滤模块内置在蓄冰槽内部的动态蓄冷系统，提高了蓄冰槽的使用功能，节约了采购微冰晶处理器的设备投资成本和占地成本，优化了动态制冰蓄冷系统的布置和系统性能；另外，冰晶过滤模块内置到蓄冰槽后，因蓄冰槽本身会做好保温具有良好的保温功能，冰晶过滤模块原先需要的保温处理就不再需要，冰晶过滤模块只需做好微冰晶过滤处理，也不再作为压力容器来设计，制作简单，施工方便，大大降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型中冰晶过滤模块实施例一的结构示意图；

图4是本实用新型中冰晶过滤模块实施例二的结构示意图；

图5是本实用新型中冰晶过滤模块实施例三的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

乙二醇液循环系统9、双工况制冷主机10、融冰板式换热器4、制冰板式换热器8、蓄冰槽1以及冰晶过滤模块7是目前动态冰蓄冷系统中制取冰浆的主要设备（见图1外置冰晶过滤模块7的动态冰蓄冷系统图）。在夜间蓄冷制冰期间开启双工况制冷主机10切换到动态冰浆模式，去往融冰板式换热器4的放冷切换阀2关断，去往冰晶过滤模块7的制冰切换阀5打开，夹带大量冰晶的一次侧冷冻水从蓄冰槽1的出水管进入冰晶过滤模块7，在冰晶过滤模块7中被过滤芯73完全过滤后，在制冰泵6的泵送下进入制冰板式换热器8，经过制冰板式换热器8后水被连续制成可在管道中流动的冰浆，然后通过冰浆输送管11送回蓄冰槽1的上部。由于冰水密度不同，冰自然浮在上部，水自然沉到下部，继续从下部取水制取冰浆，如此形成完整的制冰循环，直至结束制冰蓄冷。在白天放冷期间，去往冰晶过滤模块7的制冰切换阀5关断，去往融冰板式换热器4的放冷切换阀2打开，没有经过冰晶过滤模块7过滤冰浆通过融冰泵3泵至融冰板式换热器4热释放冷量后成为高温水，释放冷量后的水后的高温水通过布水管12被送回蓄冰槽1上部，在蓄冰槽1内部与冰浆充分混合并被再次冷却降温，沉积到蓄冰槽1下部后再从蓄冰槽1下部出水管前往融冰板式换热器4，形成完整的放冷循环，直至冰浆融化完后结束放冷。

本实用新型的结构如图2和图3所示，和图1相比，将冰晶过滤模块7内置在蓄冰槽1内部。此时夜间制冰取水的制冰出水管70和白天放冷取水的融冰出水管71在蓄冰槽1内分开，不再合二为一了（见图2）。

在夜间蓄冷制冰期间开启双工况制冷主机10切换到动态冰浆模式，去往融冰板式换热器4的放冷切换阀2关断，制冰切换阀5打开，夹带大量冰晶的一次侧冷冻水从蓄冰槽1的取水布管进入冰晶过滤模块7，在冰晶过滤模块7中被过滤芯73完全过滤后，在制冰泵6的泵送下经制冰出水管70进入制冰板式换热器8，经过制冰板式换热器8后水被连续制成可在管道中流动的冰浆，然后通过冰浆输送管11送回蓄冰槽1的上部。由于冰水密度不同，冰自然浮在上部，水自然沉到下部，继续从下部取水制取冰浆，如此形成完整的制冰循环，直至结束制冰蓄冷。在白天放冷期间，去往冰晶过滤模块7的制冰切换阀5关断，去往融冰板式换热器4的放冷切换阀2打开，没有经过冰晶过滤模块7过滤冰浆经融冰出水管71前往融冰板式换热器4热释放冷量后成为高温水，释放冷量后的水后的高温水通过布水管12被送回蓄冰槽1上部，在蓄冰槽1内部与冰浆充分混合并被再次冷却降温，沉积到蓄冰槽1下部后再从蓄冰槽1下部出水管前往融冰板式换热器4，形成完整的放冷循环，直至冰浆融化完后结束放冷。

内置在蓄冰槽1底部的冰晶过滤模块7制作成只有进出水接口的桶式微冰晶处理容器中，过滤芯73直接完全密封在框架内，过滤芯73如图4和图5所示简单安装在冰晶过滤模块7内，冰晶过滤模块7可以安装在蓄冰槽1底，后部接制制冰出水管70。

冰晶过滤模块7中的过滤芯73数量和布置根据蓄冷制冰量和流量的要求来进行选择，因此冰晶过滤模块7的尺寸大小根据蓄冷制冰量来设计。冰晶过滤模块7可以简单的由上盖板、后盖板、左右侧盖板、下底板和前栅栏74组成，上盖板、下底板、左右侧盖板和后盖板75焊接成方形的框架，过滤芯73固定安装在上下盖板之间，并在框架安装一个取放过滤芯73并固定过滤芯73不浮出冰晶过滤模块7的前栅栏74，也是携带冰晶的冷冻水取水入水口；冰晶过滤模块7后接去往制冰机组的制冰出水管70。

如4所示，后盖板75和过滤芯73之间形成储水空间76。

本系统还可以在蓄冰槽1施工时在水槽内预制一隔墙72，隔墙72和蓄冰槽1的内壁之间形成水路通道，水路通道内布置有过滤芯73，所述过滤芯73的两侧分别安装有前栅栏74和后栅栏77后形成所述冰晶过滤模块7，安装有所述前栅栏74的水路通道为冰晶过滤模块7的入水口，所述后栅栏77、隔板72以及蓄冰槽1的两个内壁之间储水空间76，通过冰晶过滤模块7中的过滤芯73来过的没有冰晶的水，并用冰晶过滤模块7将有冰晶水和无冰晶水分离，同时制冰出水管70和融冰出水管71分离，见图5。

与先前特别制作的冰晶过滤模块7相比，整个冰晶过滤模块7内置到蓄冰槽1中，制作简单、安装维护方便，成本低廉，减小了保温和密封的要求，也方便调节制冰出水的流量，方便了制冰循环的流量控制和调节。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。