专利名称：动态冰蓄冷制冷设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及冰蓄冷设备技术领域，特别涉及一种动态冰蓄冷制冷设备。
背景技术：
冰蓄冷空调系统，是利用夜间电网低负荷期的廉价电力进行制冰，在白天电网供 电紧张的情况下，停止制冷机组运行，空调系统利用夜间制冷机组所制的冰作为冷源，提供 给需要供冷的场所。移峰填谷，即缓解电网供电紧张，又利用夜间廉价电费，节省空调制冷 机组的整体运行成本，因此在世界范围内得到迅速发展。目前冰蓄冷中央空调系统主要采用“冰球”、“冰盘管”蓄冷系统。冰球蓄冷系统介绍冰球外表面为聚乙烯材质，外形为直径IOOmm左右的圆球，表 面设有多个凹坑，球内水结冰膨胀时，结冰时凹坑凸起，防止胀裂。将很多冰球放入装有乙 二醇载冷剂的大蓄冰槽中，冰球通过与乙二醇热交换，球内的水结冰蓄冷、融冰吸热，实现 冰蓄冷功能。冰球冰蓄冷系统的一些不足之处如下冰球蓄冷系统采用乙二醇载冷剂，带有载 冷剂的制冷方式均为二次传热制冷方式，即制冷剂与载冷剂先换热，之后载冷剂再与冰球 换热，制冷效率低；球内冷水冻结膨胀时，通过球表面凹处凸起缓解应力，凹面反复动作，容 易开裂，而且结冰膨胀不一定会在凹处形成；冰球的直径通常为100 120mm，由于冰的热 阻大，外部的冷量至少要通过20-30mm厚的冰层才能抵达中心点，冰球越中心的冷水越难 结成冰，空间利用率低，蓄冷量低；冰球表层本身使用聚乙烯材质，传热性能差。冰盘管蓄冷系统介绍冰盘管即采用不锈钢SUS304材质的管，盘管外表面附带翅 片，盘管一般为多组并联，放置在一个装有水的大蓄冰槽内，蓄冰槽内的水与盘管内部的载 冷剂热交换，在制冷蓄冷时，冰盘管外表面结成冰，储存冷量；在融冰吸热时，盘管外表面的 冰融化，释放冷量，实现冰蓄冷功能。冰盘管蓄冷系统的一些不足之处如下冰盘管蓄冷系统采用载冷剂，带有载冷剂 的制冷方式均为二次传热制冷方式，即制冷剂与载冷剂先换热，之后载冷剂再与水换热，制 冷效率低；冰盘管摆放在蓄冰槽内时，管与管之间的间隙要小，所有用的盘管较多，一般采 用价格高昂的SUS304不锈钢管。投入成本高；盘管外部冰结的越厚，传热效果越差，所以冰 盘管外部的结冰厚度一般都比较薄，蓄冷能力低；盘管较多，而且放置在蓄冰槽中，发生泄 漏，不方便维修。
发明内容
本发明解决的技术问题是为了解决常用的冰蓄冷系统结冰厚度不易控制，传热 效果差，制冰能力低，蓄冷量低等问题，提供了一种动态冰蓄冷制冷设备。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种动态冰蓄冷制冷设备，包括制 冷机组、蒸发器和盛水的蓄冰池，制冷机组的回气管、热气管和供液管分别与蒸发器连通， 回气管上安装有回气恒压电磁阀，热气管上安装有热氟电磁阀，供液管内装有制冷剂，供液管上安装有供液电磁阀；蒸发器为板片式蒸发器，蒸发器的板片内具有制冷剂流道，蒸发器 安装在蓄冰池的顶部，蓄冰池上安装有温度传感器、高料位开关和低料位开关，蓄冰池外安 装有内部循环泵，内部循环泵通过循环水管与蒸发器顶部连通；蓄冰池上连接有空调出水 管和空调回水管，空调出水管上安装有空调出水泵，空调出水管与空调回水管之间设有温 度比例调节阀，空调回水管与循环水管连通。蒸发器上方设置有将水均勻分洒在板片外表面的分水槽。供液管末端连接有分液器，分液器与蒸发器的制冷剂流道连通。高料位开关和低料位开关都为阻旋式料位开关。蓄冰池内安装有冰水过滤网。温度传感器的设定温度为2V。制冷机组设定的预冷蒸发温度为_3°C。制冷机组设定的制冰蒸发温度为-10°C。制冷机组设定的制冷蒸发温度为2V。本发明的有益效果是制冰蓄冷时，利用内部循环水与制冷剂直接热交换制冰； 融冰吸热时，采用空调回水与冰块直接混合热交换，制冰、融冰过程不采用载冷剂，提高换 热效率及制冷效率；动态制冰模式，板片结冰面结冰厚度达到5_15mm时，利用热氟将板片外的冰块脱 落，脱落后的冰直接储存在蓄冰池内，板片蒸发器脱冰后再重新开始制冰，避免在蓄冰过程 中，冰层过厚，造成换热效果差，制冰能力低、蓄冷量低等问题，实验证明制造5-15mm厚度 的冰块，传热效果最好、制冰的效率最高、系统的运行最经济；可实现双工况运行制冰蓄冷模式和冷水机模式，制冰蓄冷模式时制冷机组全负 荷运行，蒸发温度-10°C左右，进行制冰蓄冷；冷水机模式下，制冷机组卸载或部分制冷机 组停止运行，蒸发温度+2°c，直接将+12°C空调回水温度降低至+7°C ；板片式蒸发器结冰面为开放式，排除蒸发器被冻裂胀裂的可能，制冰脱冰都很方 便；采用动态制冰模式，制冰效率高，蓄冷量大，板片每平方米一天可制造约0. 6 0. 8吨的冰，蒸发面积小，占地面积少，成本低；蒸发器安装在蓄冰池顶部，方便维修。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1所示，一种动态冰蓄冷制冷设备，包括制冷机组、蒸发器1和盛水的蓄冰池 2，制冷机组的回气管3、热气管4和供液管5分别与蒸发器1连通，回气管3上安装有回气 恒压电磁阀6，热气管4上安装有热氟电磁阀7，供液管5内装有制冷剂，供液管5上安装有 供液电磁阀8 ；蒸发器1为板片式蒸发器，蒸发器1的板片内具有制冷剂流道1-1，蒸发器1安装在蓄冰池2的顶部，蓄冰池2上安装有温度传感器9、高料位开关10和低料位开关11， 蓄冰池2外安装有内部循环泵12，内部循环泵12通过循环水管13与蒸发器1顶部连通；蓄 冰池2上连接有空调出水管14和空调回水管15，空调出水管14上安装有空调出水泵16， 空调出水管14与空调回水管15之间设有温度比例调节阀17，空调回水管15与循环水管 13连通。如图1所示，所述的蒸发器1上方设置有将水均勻分洒在板片外表面的分水槽18 ； 供液管5末端连接有分液器19，分液器19与蒸发器1的制冷剂流道1-1连通，便于将制冷 剂均勻输送到制冷剂流道1-1内；蓄冰池2内安装有冰水过滤网20，用于过滤冰块，有利于 内部水循环。本发明中，蒸发器1为开放式板片蒸发器，结冰面在板片表面，排除了蒸发器被胀 裂的可能，结冰厚度易控制，厚度一般在5-15mm之间，传热效果好，制冰效率高，也容易脱 冰。如图1所示，动态冰蓄冷制冷设备有四种运行状态。A、预冷模式，当夜间低谷电时，运行制冷机组，检测温度传感器9，温度传感器9设 定值一般为2°C，当蓄冰池2的温度高于2°C时，制冷机组自动转换为预冷模式。预冷模式 运行的目的是将蓄冰池2内水温先降低至2V，也就是接近水的冰点温度，为制冰模式做好 准备。预冷模式时，制冷机组开始运行，供液电磁阀8开启，回气恒压电磁阀6开启，制冷机 组将蒸发温度恒定为_3°C，即保持有效换热温差，使板片外表面不结冰，保持最高的换热效 率，从而迅速的降低水温。制冷机组运行的同时，内循环泵12运行，将蓄冰池2内部的水输 送至板片蒸发器顶部的分水槽18内，再均勻的洒在板片蒸发器的外表面，与板片蒸发器制 冷剂流道1-1内部蒸发的制冷剂换热，温度降低。不断循环，使水温降低到设定的温度。回气恒压电磁阀当回气恒压电磁阀6打开时，阀门全部开启，当回气恒压电磁阀 6关闭时，该阀能恒定阀前的压力，恒定的压力可以任意设定，当阀前的压力高于设定值时， 阀门开启，当阀前压力低于设定值时，阀门关闭。回气恒压电磁阀的压力设定等于该制冷剂 蒸发温度为+5°C时的饱和压力。这样既能使冰融化，又能保证较少的冰融化，提高产冰量。B、蓄冰模式，夜间低谷电时，动态冰蓄冷制冷设备运行在预冷模式，当水温低于温 度传感器9设定的2°C时，制冷机组自动进入蓄冰模式，进入蓄冰模式后，制冷机组的蒸发 器降低至-10°C左右，此时水循环继续运行，较大的温差使板片蒸发器外表面开始结冰，经 过一定的时间后，板片蒸发器外表面的冰层达到指定厚度，此时关闭供液电磁阀8、回气恒 压电磁阀6，开启热氟电磁阀7。高温的热氟进入板片蒸发器的制冷剂流道1-1内，融化板 片外部的冰层，之后冰层脱落。当所有冰块脱落后，进入下次的制冰脱冰循环。冰蓄冷模式 运行较长时间后，水池内部漂浮着很厚的冰层，冰层厚实而下沉，且蓄冰池2内的水温随之 降低，冰层下降到低料位开关11位置后，低料位开关11动作，系统停机，蓄冰模式结束。之 后，如果空调系统运行，使冰层融化，上浮到高料位开关10位置时，蓄冰模式又开始自动运 行，不断的制冰蓄冷。料位开关一般为阻旋式料位开关，料位开关正常旋转时，料位开关触点闭合，当料 位开关的旋转叶片被冰层挡住后，料位开关触点断开。C、融冰吸热，白天峰值电时，制冷机组停止运行。空调系统运行，空调出水泵16运 行，为需供冷的场所提供冷水，空调的回水通过温度比例调节阀17，部分与蓄冰池2内的冷水混合，形成正常的空调供水水温，继续提供给需供冷场所，部分进入板片蒸发器顶部的分 水槽18，通过分水槽18分布后，沿板片蒸发器外表面流动后，大面积的洒在蓄冰池2漂浮的 冰面上，融化冰层，回水温度也瞬间降低。通过温度比例调节阀17源源不断的提供给需供 冷场所需要的冷水。温度比例调节阀，设定阀前出水温度，当空调出水温度过高时，关小阀门的开启 度，减少空调回水的回流量，增大冷水的供水量，从而降低空调出水温度，反之则同理。从而 恒定空调的出水温度。正常情况下，蓄冰池内的水温为0.5°C，空调回水12°C，空调出水(供水)温度 7°C。D、空调模式，当某天空调运行负荷较大时，融冰吸热运行使冰层全部融化，并且整 个蓄冰池2的水温上升到2°C时，为了保证空调的正常使用，动态冰蓄冷设备自动进入空调 模式，制冷机组运行，并将蒸发温度恒定为2°C，关闭温度比例调节阀，空调出水泵16继续 运行，12°C空调回水全部进入分水槽18，并均布到各个板片蒸发器的外表面，与制冷剂流道 1-1内的制冷剂热交换，温度降低至7°C后，进入蓄冰池2内，再由空调出水泵16源源不断 的输送至需供冷的场所。
权利要求
一种动态冰蓄冷制冷设备，包括制冷机组、蒸发器(1)和盛水的蓄冰池(2)，其特征在于制冷机组的回气管(3)、热气管(4)和供液管(5)分别与蒸发器(1)连通，回气管(3)上安装有回气恒压电磁阀(6)，热气管(4)上安装有热氟电磁阀(7)，供液管(5)内装有制冷剂，供液管(5)上安装有供液电磁阀(8)；蒸发器(1)为板片式蒸发器，蒸发器(1)的板片内具有制冷剂流道(1-1)，蒸发器(1)安装在蓄冰池(2)的顶部，蓄冰池(2)上安装有温度传感器(9)、高料位开关(10)和低料位开关(11)，蓄冰池(2)外安装有内部循环泵(12)，内部循环泵(12)通过循环水管(13)与蒸发器(1)顶部连通；蓄冰池(2)上连接有空调出水管(14)和空调回水管(15)，空调出水管(14)上安装有空调出水泵(16)，空调出水管(14)与空调回水管(15)之间设有温度比例调节阀(17)，空调回水管(15)与循环水管(13)连通。
2.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征是所述的蒸发器(1)上方设 置有将水均勻分洒在板片外表面的分水槽(18)。
3.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的供液管(5)末端 连接有分液器(19)，分液器(19)与蒸发器(1)的制冷剂流道(1-1)连通。
4.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的高料位开关(10) 和低料位开关(11)都为阻旋式料位开关。
5.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的蓄冰池(2)内安 装有冰水过滤网(20)。
6.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的温度传感器(9) 的设定温度为2°C。
7.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的制冷机组设定的 预冷蒸发温度为_3°C。
8.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的制冷机组设定的 制冰蒸发温度为-io°c。
9.根据权利要求1所述的动态冰蓄冷制冷设备，其特征在于所述的制冷机组设定的 制冷蒸发温度为2°C。全文摘要
本发明一种动态冰蓄冷制冷设备。它包括制冷机组、蒸发器和蓄冰池，制冷机组的回气管、热气管和供液管分别与蒸发器连通，回气管上设有回气恒压电磁阀，热气管上设有热氟电磁阀，供液管上设有供液电磁阀；蒸发器的板片内具有制冷剂流道，蒸发器安装在蓄冰池的顶部，蓄冰池上安装有温度传感器、高料位开关和低料位开关，蓄冰池外安装有可将蓄冰池内水输送到蒸发器顶部的内部循环泵；蓄冰池上连接有空调出水管和空调回水管，空调出水管上设有空调出水泵，空调出水管与空调回水管之间设有温度比例调节阀，空调回水管与循环水管连通。动态制冰蓄冰模式，运行灵活，结冰厚度达到5-15mm，传热效果好，制冰效率高，蓄冷量大，占地面积小，成本低。
文档编号F24F13/00GK101881492SQ20101020900
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者于荣富, 林建振 申请人:上海弗格森制冷设备有限公司