专利名称：一体化冰槽换热机组的制作方法
技术领域：
本实用新型属于制冷空调与冰蓄冷技术领域，尤其涉及一种一体化冰槽换热机组的结构设计。
蓄冷系统包括制冷机、蓄冷装置、载冷剂-空调水换热器(以下简称换热器)、载冷剂泵、电动调节阀门和相应的输配管路以及电气自控系统等部分组成。目前，现有的冰蓄冷系统均是由上述各独立部件，通过设计选型、现场安装而成。由于冰蓄冷空调系统设备多，管路复杂，因此与普通空调系统相比，其现场施工、安装和调试工作量大，工作难度高，导致施工周期长，系统性能难于保障，工程造价高；而且因冰蓄冷系统的优化运行与次日的天气、建筑物的负荷特性、系统的蓄冷与取冷特性等因素有着直接关系，故对蓄冷系统与控制系统设计的工程技术人员提出了特殊要求。
上述目的和任务是通过如下技术方案实现的一种一体化冰槽换热机组，其特征是在一个箱体内布置有蓄冰槽体、载冷剂泵、换热器、载冷剂膨胀箱、电动调节阀、电磁阀、连接管路以及装有电控集成系统的电控箱，在箱体上布置有与制冷机相连接的载冷剂管路接口和与空调冷冻水系统相连接的管路接口。
在上述技术方案中，所述箱体内可以布置一个或两个载冷剂泵，其换热器也可以采用一个或两个，当采用一个载冷剂泵和一个换热器时，冰槽与换热器采用串联布置。当采用两个载冷剂泵和一个换热器时，冰槽与换热器可采用串联布置或并联布置两种方式。
本实用新型的技术方案还在于当箱体内布置两个载冷剂泵和两个换热器时，所述两个换热器并联布置。
所述换热器可以采用板式换热器、壳管式换热器、套管式换热器的结构形式。
所述蓄冰槽体可以采用蛇型盘管式蓄冰槽、圆筒型盘管式蓄冰槽、U型立式盘管式蓄冰槽、冰球式蓄冰等形式的内融冰冰槽。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点(1)工程质量好由于批量化生产且有严格的质量检验，可保证产品质量，为工程质量的提高奠定了基础；(2)总体价格低由于以前很多需要现场施工的内容转移到工厂内定型完成，故降低了施工成本；同时由于集中采购、批量生产，使得生产成本降低；(3)施工周期缩短现场只需简单的安装和调试，且可以规范操作，易于保证质量、缩短施工周期。只要将此一体化冰槽换热机组与选用制冷机的载冷剂接管对接，将用户冷冻水管与机组空调水管对接即可实现蓄冰，冷机供冷，冰槽供冷和冷机与冰槽联合供冷四种运行模式，因而节省安装费用；制冷机控制与蓄冰系统自控于一体，因而调试方便、快捷；主要设备及连接管路为工厂化生产，容易保证产品质量；便于维护管理；节省安装空间与面积，不必采用大面积机房，或将整机安装在室外空地或屋顶即可。
图2是本实用新型实施例串联单泵形式的单独蓄冷工况下的流向图。
图3是本实用新型实施例串联单泵形式的融冰供冷工况下的流向图。
图4是本实用新型实施例串联单泵形式的冷机供冷工况下的流向图。
图5是本实用新型实施例串联单泵形式的联合供冷工况下的流向图。
图6是本实用新型实施例串联双泵形式的连接图。
图7是本实用新型实施例并联单换热器形式的连接图。
图8是本实用新型实施例并联单换热器形式的单独蓄冷工况下的流向图。
图9是本实用新型实施例并联单换热器形式的融冰供冷工况下的流向图。
图10是本实用新型实施例并联单换热器形式的冷机供冷工况下的流向图。
图11是本实用新型实施例并联单换热器形式的联合供冷工况下的流向图。
图12是本实用新型实施例并联双换热器形式的连接图。
图13是本实用新型实施例并联双换热器形式的单独蓄冷工况下的流向图。
图14是本实用新型实施例并联双换热器形式的融冰供冷工况下的流向图。
图15是本实用新型实施例并联双换热器形式的冷机供冷工况下的流向图。
图16是本实用新型实施例并联双换热器形式的联合供冷工况下的流向图。
根据蓄冰系统的不同形式，冰槽换热机组可以分为串联单泵、串连双泵、并联单换热器和并联双换热器四类。实施例1串联单泵形式一体化冰槽换热机组
图1为一体化冰槽换热机组串联单泵形式的连接图。
将蓄冰槽体10、载冷剂泵3、换热器1、电动调节阀2和7、电磁阀6和8、载冷剂膨胀箱4、电控集成系统的电控箱5和连接管路集中装在一个的壳体9内，壳体上留有连接制冷机组的蒸发器载冷剂连接口a1、a2和连接空调用户冷冻水系统连接口b1、b2。机组内的设备与外接制冷机蒸发器构成一个载冷剂回路。
(a)当冰蓄冷系统运行在蓄冰模式时(如图2所示)，外接制冷机运行于蓄冰工况；机组中的电磁阀6和电动调节阀2关闭，电磁阀8和电动调节阀7打开。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回换热装置，然后流入蓄冰槽体10中制冰，释放冷量后，再经电动调节阀7和电磁阀8返回载冷剂泵3，进入下一循环。
(b)当冰蓄冷系统运行在融冰供冷模式时(如图3所示)，外接制冷机停止工作；机组中的载冷剂泵3运行，电磁阀8关闭，电磁阀6打开，电动调节阀2和7各打开到一定的开度，控制进入换热器1的载冷剂的温度。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入制冷机的蒸发器后从连接口a2返回，然后流入蓄冰槽体10融冰取冷后，再经电动调节阀7与通过电动调节阀2旁通过来的载冷剂混合后经电磁阀6进入换热器1冷却空调冷冻水后返回载冷剂泵3，进入下一循环。
(c)当冰蓄冷系统运行在冷机单独供冷模式时(如图4所示)，制冷机运行于空调工况；载冷剂泵3运行，电动调节阀7与电磁阀8关闭，电动调节阀2与电磁阀6开启。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回，然后经电动调节阀2和电磁阀6进入换热器1冷却空调冷冻水后返回载冷剂泵3，进入下一循环。
(d)当冰蓄冷系统运行在冷机与冰槽联合供冷模式时(如图5所示)，制冷机运行于空调工况；机组中载冷剂泵3运行，电磁阀8关闭，电磁阀6打开，电动调节阀2和7各打开到一定的开度，控制进入换热器1的载冷剂的温度。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回，然后流入蓄冰槽体10融冰取冷后，再经电动调节阀7与通过电动调节阀2旁通过来的载冷剂混合后经电磁阀6进入换热器1冷却空调冷冻水后返回载冷剂泵3，进入下一循环。实施例2串联双泵形式一体化冰槽换热机组图6是本实用新型的串联双泵形式一体化冰槽换热机组的连接图。
相对于如
图1所示的串联单泵形式一体化冰槽换热机组而言，串联双泵形式一体化冰槽换热机组在串联单泵形式一体化冰槽换热机组的基础上在换热器1的进口管道上增设一台载冷剂泵11，其目的是由载冷剂泵3负责克服载冷剂在制冷机蒸发器与冰槽载冷剂通道中的阻力，而由载冷剂泵11负责克服换热器1载冷剂通道中的阻力。这样载冷剂泵3工作在不同模式时，其阻力的变化不是很大，不仅有利于载冷剂泵3与泵11的选型，而且也有利于整个机组的可靠运行。
在各种运行模式下，载冷剂流向同实施例1。实施例3并联单换热器形式一体化冰槽换热机组图7是本实用新型的并联单换热器形式一体化冰槽换热机组的连接图。
与
图1所示的串联单泵形式一体化冰槽换热机组和图6所示的串联双泵形式一体化冰槽换热机组相比，为了解决冰槽单独供冷模式下在蒸发器中不必要的阻力损失，并提高冰槽冷机联合供冷模式下冰槽的入口温度，提高冰槽取冷速率，将原来的冰槽与换热器的串连结构改为并联结构。
(a)当冰蓄冷系统运行在蓄冰模式时(如图8所示)，外接制冷机运行于蓄冰工况；机组中电磁阀6和电动调节阀7关闭，电磁阀8和电动调节阀2开启，载冷剂泵3运行，载冷剂泵11关闭。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流到外接制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回后流到蓄冰槽体10中制冰，释放冷量后，再依次通过电动调节阀2和电磁阀8返回载冷剂泵3，进入下一循环。
(b)当冰蓄冷系统运行在融冰供冷模式时(如图9所示)，外接制冷机停止运行。机组中的载冷剂泵3和电磁阀8关闭，载冷剂泵11运行，电磁阀6打开，电动调节阀2和7各打开到一定的开度，控制进入换热器1的载冷剂的温度。从换热器1流出的载冷剂经过电动调节阀2后流到蓄冰槽体10中融冰取冷后与通过电动调节阀7旁通过来的载冷剂混合，再通过电磁阀6和载冷剂泵11，流回换热器1，进入下一循环。
(c)当冰蓄冷系统运行在冷机单独供冷模式时(如
图10所示)，外接制冷机运行于空调工况；机组中的电动调节阀2和7关闭，电磁阀6与8和载冷剂泵3与11都开启。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入外接制冷机的蒸发器，吸收冷量后从连接口a2返回，然后通过电磁阀6，经载冷剂泵11加压后进入换热器1与空调水进行换热，将冷量传给空调水后，又经电磁阀8返回载冷剂泵3进入下一循环。
(d)当冰蓄冷系统运行在冷机与冰槽联合供冷模式时(如
图11所示)，外接制冷机运行于空调工况；换热装置中的电磁阀6和8打开，载冷剂泵3和11均投入运行，电动调节阀2和7都打开到一定开度来控制进入换热器1的载冷剂温度。由换热器1出来的温度较高的载冷剂分成三路一路经过电磁阀8由载冷剂泵3加压从连接口a1流入制冷机的蒸发器，吸收冷量后从连接口a2返回；另一路通过电动调节阀2流入蓄冰槽体10中融冰取冷；第三路直接从电动调节阀7上旁通过来；三路汇合的载冷剂经过电磁阀6由载冷剂泵11加压后送入换热器1进入下一循环。实施例4并联双换热器形式一体化冰槽换热机组
图12是本实用新型的并联双换热器形式一体化冰槽换热机组的连接图。
与
图1所示的串联单泵形式一体化冰槽换热机组、图6所示的串联双泵形式一体化冰槽换热机组和图7所示并联单换热器形式一体化冰槽换热机组相比，为便于载冷剂泵压头能满足各种工况下的选配，提高冰槽与冷机联合供冷模式下取冷的可靠性，将两者公用的换热器分离为两个换热器，构成双换热器并联系统。并联双换热器形式一体化冰槽换热机组具有两个并联的换热器1和13，使得制冷机供冷和冰槽供冷使用各自独立的换热器。
(a)当冰蓄冷系统运行在蓄冰模式时(如
图13所示)，外接制冷机运行于蓄冰工况；电磁阀8开启，电磁阀6与12和电动调节阀2与7以及空调冷冻水回路中的电磁阀14与15均关闭，载冷剂泵11停止运行，载冷剂泵3运行。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1流入外接制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回，再通过电磁阀8后经入蓄冰槽体10中制冰，释放冷量后的载冷剂再流到载冷剂泵3进入下一循环。
(b)当冰蓄冷系统运行在融冰供冷模式时(如
图14所示)，外接制冷机停止运行，载冷剂通过换热器1与空调水进行换热。此时，电磁阀8、12、14和载冷剂泵3关闭，电磁阀6与15和载冷剂泵11开启，电动调节阀2和7各打开到一定的开度，控制进入换热器1的载冷剂温度。从换热器1流出的载冷剂经过电动调节阀2后流入蓄冰槽体10融冰取冷后与通过电动调节阀7旁通过来的载冷剂混合，经电磁阀6由载冷剂泵11加压后流入换热器1与空调冷冻水进行热交换，进入下一循环。空调冷冻水从连接口b1进入机组，通过电磁阀15进入换热器1，取得冷量后从连接口b2流出。
(c)当冰蓄冷系统运行在冷机单独供冷模式时(如
图15所示)，外接制冷机运行于空调工况，载冷剂通过换热器13与空调水进行换热。此时，电磁阀12和14开启，电磁阀6、8、15以及电动调节阀2、7均关闭；载冷剂泵11关闭，载冷剂泵3运行。载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1，流入外接制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回，再经电磁阀12进入换热器13将冷量释放给空调水后返回载冷剂泵3进入下一循环。空调冷冻水从连接口b1进入机组，通过电磁阀14进入换热器13，取得冷量后从连接口b2出。
(d)当冰蓄冷系统运行在冷机与冰槽联合供冷模式时(如
图16所示)，外接制冷机运行于空调工况，载冷剂分别由两个循环回路，分别通过换热器1和13与空调水进行换热。此时，电磁阀8关闭，电磁阀6、12、14、15以及电动调节阀2、7均开启；载冷剂泵3和11均投入运行。载冷剂系统存在冷机供冷和冰槽供冷两个循环载冷剂经载冷剂泵3加压后从连接口a1，流入外接制冷机的蒸发器吸收冷量后从连接口a2返回，再经电磁阀12进入换热器13将冷量释放给空调水后返回载冷剂泵3进入下一循环。从换热器1流出的载冷剂经过电动调节阀2后流入蓄冰槽体10融冰取冷后与通过电动调节阀7旁通过来的载冷剂混合，经电磁阀6由载冷剂泵11加压后流入换热器1与空调冷冻水进行热交换，进入下一循环。空调冷冻水由连接口b1进入机组后分两个支路，一个支路通过电磁阀15进入换热器1，另一个支路通过电磁阀14进入换热器13，取得冷量后汇合从连接口b2出。
权利要求1.一种一体化冰槽换热机组，其特征在于在一个箱体内布置有蓄冰槽体、载冷剂泵、换热器、载冷剂膨胀箱、电动调节阀、电磁阀、连接管路以及装有电控集成系统的电控箱，在箱体上布置有与制冷机相连接的载冷剂管路接口和与空调冷冻水系统相连接的管路接口。
2.按照权利要求1所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述箱体内布置一个载冷剂泵和一个换热器，冰槽和换热器采用串联布置。
3.按照权利要求1所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述箱体内布置两个载冷剂泵和一个换热器，所述冰槽和换热器采用串联布置。
4.按照权利要求3所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述冰槽和换热器采用并联布置。
5.按照权利要求1所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述箱体内布置两个载冷剂泵和两个换热器，所述两个换热器采用并联。
6.按照权利要求1-5中任一权利要求所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述换热器采用板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器中的任一种。
7.按照权利要求1-5中任一权利要求所述的一种一体化冰槽换热机组，其特征在于所述的蓄冰槽体可以采用蛇型盘管式蓄冰槽、圆筒型盘管式蓄冰槽、U型立式盘管式蓄冰槽或冰球式蓄冰槽中的任一种内融冰冰槽。
专利摘要一种一体化冰槽换热机组，属于制冷空调与冰蓄冷技术领域。本实用新型的特点是在一个箱体内布置有蓄冰槽体、载冷剂泵、换热器、载冷剂膨胀箱、电动调节阀、电磁阀、连接管路以及装有电控集成系统的电控箱，在箱体上布置有与制冷机相连接的载冷剂管路接口和与空调冷冻水系统相连接的管路接口。本实用新型的优点是只要将此一体化冰槽换热机组与选用制冷机的载冷剂接管对接，将用户冷冻水管与机组空调水管对接即可实现蓄冰，冷机供冷，冰槽供冷和冷机与冰槽联合供冷四种运行模式，具有调试方便、快捷，节省安装费用等优点；由于可采用批量化生产，可有效保证产品质量，降低系统成本，缩短施工周期。
文档编号F24F11/02GK2551913SQ02235888
公开日2003年5月21日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者田长青, 邵双全, 王宝龙, 李先庭, 石文星, 林泉标, 赵庆珠 申请人:清华大学