专利名称：一种冰蓄冷制冷机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可实现制取空调冷冻水，也能制取冰块用于冰蓄冷，同时 实现利用冷凝热高效解决机组制冰时脱冰问题的空调机组，属于制冷空调系统设计 和制造的技术领域。
背景技术：
在建筑的中央空调系统设计中，空调机组通常是根据最大负荷进行选型。而随 着环境温度的变化以及建筑使用情况的改变，在实际运行过程中，建筑空调机组大 部分时间处于部分负荷运行状态，出现大马拉小车现象，导致空调机组得不到充分 利用，造成设备闲置浪费。冰蓄冷技术由此得以提出并迅速得到推广。冰蓄冷技术 通过空调机组在建筑空调负荷较低时进行制冰，利用冰的潜热进行冷量蓄存，当建 筑空调负荷较大时又通过冰的融化释放出冷量，降低此时对机组供冷能力的需求， 从而减少空调机组总的装机容量，提高设备利用率。同时，对于进行用电分时计费 的地区，利用夜间电网用电低谷的较低电价进行制冰蓄冷，白天再放出冷量，可大 幅度减少空调系统的运行费用，同时实现用电的移峰填谷，提高电网用电负荷率。
目前常规的冰蓄冷方法主要是，釆用乙二醇等溶液作为冷冻介质，在进行蓄冷 时，乙二醇溶液从制冷机组蒸发器中吸收冷量，然后在蓄冰槽中放出冷量，将蓄冰 槽中的水冻结成冰；在进行放冷时，蓄冰槽中的冰融化成水，乙二醇溶液从蓄冰槽 中吸收冷量，然后通过换热器将冷量放出给冷冻水。这种冰蓄冷方式因采取了冷冻 介质，在换热过程中存在多个换热温差，导致制冷机组的制冷效率较低。同时，乙 二醇溶液价格不菲，增加了系统初投资。冰蓄冷技术采取间歇运行，在不进行冰蓄 冷时，冰蓄冷机组闲置，这无形之中提高了空调系统的初投资。
因此，研制出一种新型的高效冰蓄冷空调机组，实现即可制取空调冷冻水，也 能制冰用于冰蓄冷，同时充分利用冷凝热高效解决机组制冰时的脱冰问题，并进一 步降低空调系统的初投资，充分发挥冰蓄冷优势是本领域技术人员迫切需要解决的 技术难题。
发明内容
技术问题本实用新型的目的是为解决现有冰蓄冷空调机组存在效率较低，初投资较大等问题，提出一种新型高效的、可制取空调冷冻水，同时也可实现制冰的 一种冰蓄冷制冷机组。
技术方案本实用新型一种冰蓄冷制冷机组中，系统包括制冷剂回路和脱冰回 路。制冷剂回路包括压縮机、蓄水式换热器、水冷冷凝器、储液器、过滤器、第一 电子膨胀阀、第一蒸发器、第二电子膨胀阀、第二蒸发器及其相关连接管路。压缩 机的出口接蓄水式换热器第一输入端，蓄水式换热器的第一输出端接水冷冷凝器的 第一输入端，水冷冷凝器的第一输出端接储液器入口，储液器出口接过滤器入口， 过滤器的出口分成两路 一路通过第一电子膨胀阀接第一蒸发器第一输入端，第一 蒸发器的第一输出端接压縮机入口；另一路通过第二电子膨胀阀接第二蒸发器第一 输入端，第二蒸发器第一输出端也接压縮机入口。脱冰回路包括蓄水式换热器、水 泵、第一蒸发器、蓄冰桶及其相关连接管路。蓄水式换热器第二输出端通过水泵接 第一蒸发器第二输入端，第一蒸发器第二输出端接蓄水式换热器第二输入端。
本实用新型可实现制冰制冷水的空调机组包括两个循环回路制冷剂回路和脱 冰回路，有三种运行模式制冷冻水模式、制冰模式和脱冰模式。本发明所采取的 方案为当机组运行制冷冻水模式时，制冷剂回路中，制冷剂在压縮机中被压縮排 出后进入蓄水式换热器，制冷剂在其中与水进行换热，制冷剂放出热量，蓄水式换 热器中水温度升高，制冷剂从蓄水式换热器出来后进入水冷冷凝器冷凝，冷凝成液 体后进入储液器，然后经过过滤器过滤，从过滤器出来后，制冷剂经过第二电子膨 胀阀节流降压(此时第一电子膨胀阀关闭)，变成气液两相进入第二蒸发器，制冷剂 在其中与冷冻水进行换热，吸收热量蒸发，制取冷冻水，制冷剂完全蒸发后从第二 蒸发器出来,被压縮机吸入、压縮后再次排出，从而实现循环。此时脱冰回路不工作。
当机组运行制冰模式蓄冷时制冷剂回路中，制冷剂在压縮机中被压縮排出后 进入蓄水式换热器，制冷剂在其中与水进行换热，制冷剂放出热量，蓄水式换热器 中水温度升高，制冷剂从蓄水式换热器出来后进入水冷冷凝器冷凝，冷凝成液体后 进入储液器，然后经过过滤器过滤，从过滤器出来后，制冷剂经过第一电子膨胀阀 节流降压(此时第二电子膨胀阀关闭)，变成气液两相进入第一蒸发器，制冷剂在其 中与制冰水进行换热，吸收热量蒸发，制取冰块，制冷剂完全蒸发后从第一蒸发器 出来，被压縮机吸入、压縮后再次排出，再次循环。此时脱冰回路不工作。
当机组所制冰块成型时，机组停止制冰，运行脱冰模式。此时制冷剂回路停止 工作，脱冰回路中，水泵工作，热水从蓄水式换热器出来经过水泵加压后进入第一 蒸发器，对第一蒸发器中制冰槽进行加热，冰块与制冰槽的接触部分融化，在重力 作用了，实现冰块与制冰槽的分离，冰块进入蓄冰桶中，从而完成脱冰过程。脱冰
4结束后，制冰水从第一蒸发器的制冰水入口再次注入，机组再次运行制冰模式。如 此循环。
有益效果
1、 本实用新型实现了冰蓄冷空调机组的多功能化，即可单独制取冷冻水，也可 在部分负荷下或者夜间制取冰块用于空调冰蓄冷，消除了设备闲置，减少了 空调系统的制冷机组初投资。
2、 机组在脱冰过程中以制冰过程中的冷凝热作为脱冰热源，此时制冷系统停止 工作，实现了节能。
3、 机组相比现有冰蓄冷模式，不采用乙二醇等冷冻介质，减小了机组的换热温 差，提高了机组的性能系数，实现了节能。同时整个机组结构紧凑、简单。
图1是本实用新型一种冰蓄冷制冷机组系统流程示意图。
以上图中有压縮机l;蓄水式换热器2;蓄水式换热器第一输入端2a;蓄水 式换热器第一输出端2b;蓄水式换热器第二输入端2C;蓄水式换热器第二输出端 2d;水冷冷凝器3;水冷冷凝器第一输入端3a;水冷冷凝器第一输出端3b;冷却水 进口3c;冷却水出口3d;储液器4;过滤器5;第一电子膨胀阀6;第一蒸发器7; 第一蒸发器第一输入端7a;第一蒸发器第一输出端7b;第一蒸发器第二输入端7C; 第一蒸发器第二输出端7d;制冰水入口7e;蓄冰桶8;第二电子膨胀阀9;第二蒸 发器10;第二蒸发器第一输入端10a;第二蒸发器第一输出端10b;冷冻水进口 10c; 冷冻水出口 10d;水泵11。
具体实施方式
结合附图1进一步说明本实用新型的具体实施方式
本发明一种冰蓄冷制冷机 组包括制冷剂回路和脱冰回路。具体的连接方式是压縮机1的输出端接蓄水式换热
器第一输入端2a，蓄水式换热器第一输出端2b接水冷冷凝器第一输入端3a，水冷 冷凝器第一输出端3b接储液器4入口，储液器4出口接过滤器5入口，过滤器5 的出口分成两路 一路通过第一电子膨胀阀6接第一蒸发器第一输入端7a，第一蒸 发器第一输出端7b接压縮机1的输入端;另外一路通过第二电子膨胀阀9接第二蒸 发器第一输入端10a，第二蒸发器第一输出端10b也接压縮机1的输入端。蓄水式 换热器第二输出端2d通过水泵11接第一蒸发器第二输入端7c，第一蒸发器第二输 出端7d与蓄水式换热器第二输入端2c相接，蓄冰桶8位于第一蒸发器7正下方，接收第一蒸发器7脱冰后的冰块。
可实现制冰制冷水的空调机组可运行三种模式制冷冻水模式、制冰模式和脱 冰模式。机组运行制冷冻水模式时，制冷剂回路中，制冷剂在压縮机1中被压縮排 出后进入蓄水式换热器2，制冷剂在其中与水进行换热，制冷剂放出热量，蓄水式 换热器2中水温度升高，制冷剂从蓄水式换热器2出来后进入水冷冷凝器3冷凝， 冷凝成液体后进入储液器4，然后经过过滤器5过滤，从过滤器5出来后，制冷剂 经过第二电子膨胀阀9节流降压(此时第一电子膨胀阀6关闭)，变成气液两相进入 第二蒸发器10，制冷剂在其中与冷冻水进行换热，吸收热量蒸发，制取冷冻水。制 冷剂完全蒸发后从第二蒸发器10出来，被压縮机1吸入、压縮后再次排出，从而实 现循环。此时脱冰回路不工作。
当机组运行制冰模式时制冷剂回路中，制冷剂在压縮机1中被压縮排出后进 入蓄水式换热器2，制冷剂在其中与水进行换热，制冷剂放出热量，蓄水式换热器2 中水温度升高，制冷剂从蓄水式换热器2出来后进入水冷冷凝器3冷凝，冷凝成液 体后进入储液器4，然后经过过滤器5过滤，从过滤器5出来后，制冷剂经过第一 电子膨胀阀6节流降压(此时第二电子膨胀阀9关闭)，变成气液两相进入第一蒸发 器7，制冷剂在其中与制冰水进行换热，吸收热量蒸发，制取冰块，制冷剂完全蒸 发后从第一蒸发器7出来，被压縮机l吸入、压縮后再次排出，从而实现循环。此 时脱冰回路不工作。
当机组所制冰块成型时，机组停止制冰，运行脱冰模式。此时制冷剂回路停止 工作，脱冰回路中，水泵11工作，热水从蓄水式换热器2出来经过水泵11加压后 进入第一蒸发器7，对第一蒸发器7中制冰槽进行加热，冰块与制冰槽的接触部分 融化，在重力作用了，实现冰块与制冰槽的分离，冰块进入蓄冰桶8中，从而完成 脱冰过程。脱冰结束后，制冰水从第一蒸发器的制冰水入口7e再次注入，机组再次 运行制冰模式，如此循环。
当建筑空调负荷较大或者空调系统白天运行时，机组运行制冷冻水模式，制取 冷冻水供给建筑空调系统，同时蓄冰桶中的冰块也可释放出冷量供给建筑空调系统。 当建筑空调负荷较小或者系统晚上运行时，机组运行制冰模式进行蓄冷。
在机组运行制冷冻水模式、制冰模式时，利用压縮机排出的制冷剂过热气体加 热蓄水式换热器中的热水，为在机组在脱冰模式下运行提供脱冰的热源。而在脱冰 的过程中，机组压縮机停止运行，机组制冷系统不需要工作，相比现有的利用过热 制冷剂脱冰(脱冰过程中压縮机仍然工作)以及电加热脱冰方法，具有很大节能效 果。
权利要求1.一种冰蓄冷制冷机组，其特征在于机组包括制冷剂回路和脱冰回路；制冷剂回路包括压缩机(1)、蓄水式换热器(2)、水冷冷凝器(3)、储液器(4)、过滤器(5)、第一电子膨胀阀(6)、第一蒸发器(7)、第二电子膨胀阀(9)、第二蒸发器(10)及其相关连接管路；压缩机(1)的输出端接蓄水式换热器第一输入端(2a)，蓄水式换热器第一输出端(2b)接水冷冷凝器第一输入端(3a)，水冷冷凝器第一输出端(3b)接储液器(4)入口，储液器(4)出口接过滤器(5)入口，过滤器(5)的出口分成两路一路通过第一电子膨胀阀(6)接第一蒸发器第一输入端(7a)，第一蒸发器第一输出端(7b)接压缩机(1)的输入端；另外一路通过第二电子膨胀阀(9)接第二蒸发器第一输入端(10a)，第二蒸发器第一输出端(10b)也接压缩机(1)的输入端；脱冰回路包括蓄水式换热器(2)、水泵(11)、第一蒸发器(7)、蓄冰桶(8)及其相关连接管路；蓄水式换热器第二输出端(2d)通过水泵(11)接第一蒸发器第二输入端(7c)，第一蒸发器第二输出端(7d)与蓄水式换热器第二输入端(2c)相接，蓄冰桶(8)位于第一蒸发器(7)正下方，接收第一蒸发器(7)脱冰后的冰块。
2. 根据权利要求1所述的一种冰蓄冷制冷机组，其特征在于机组脱冰时，机组 的压縮机(1)不工作，脱冰热源为机组运行制冷冻水模式、制冰模式时压縮机(1) 排出的高温制冷剂所加热蓄水式换热器(2)中的热水。
3. 根据权利要求1所述的一种冰蓄冷制冷机组，其特征在于蓄水式换热器(2) 本身即作为水与制冷剂的换热器，同时也具有较大的蓄水功能。
专利摘要一种冰蓄冷制冷机组涉及一种可实现制取空调冷冻水，也能制取冰块用于冰蓄冷，同时实现利用冷凝热高效解决机组制冰时脱冰问题的空调机组，机组包括制冷剂回路和脱冰回路；制冷剂回路包括压缩机(1)、蓄水式换热器(2)、水冷冷凝器(3)、储液器(4)、过滤器(5)、第一电子膨胀阀(6)、第一蒸发器(7)、第二电子膨胀阀(9)、第二蒸发器(10)及其相关连接管路；脱冰回路包括蓄水式换热器(2)、水泵(11)、第一蒸发器(7)、蓄冰桶(8)及其相关连接管路；实现了冰蓄冷空调机组的多功能化，既可单独制取冷冻水，也可在部分负荷下或者夜间制取冰块用于空调冰蓄冷，消除了设备闲置，减少了空调系统的制冷机组初投资。
文档编号F24F5/00GK201355097SQ20092003671
公开日2009年12月2日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者张小松, 梁彩华 申请人:东南大学