专利名称：冰片滑落式冰蓄冷制冷系统及其制冷方法
技术领域：
本发明涉及制冷技术领域，特别是制冷空调技术领域。
背景技术：
常规制冷系统一般由制冷设备、冷源装置、末端装置、辅助设备、连接管路以及控制系统等组成。应用最广的制冷设备为蒸气压缩式制冷机组，由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置通过铜管连接成封闭回路，回路内充注制冷剂。制冷机组工作时，制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置中循环进行蒸发、压缩、冷凝、节流四个过程，将热量从蒸发器转移到冷凝器。典型的制冷系统中，制冷机组为水冷冷水制冷机组——即以水为介质排放热量和输送冷量的制冷机组；冷源装置为冷却塔；末端装置为风机盘管或空气处理机组。制冷机组的蒸发器与末端装置通过管道和水泵组成冷冻水循环回路。冷冻水由水泵输送到蒸发器内，被制冷剂吸收热量而冷却到7°C左右，通过管道输送到末端装置吸收室内空气的热量以降低室内气温，而冷冻水则因吸收室内空气热量温度升至12°C左右，再通过管道和水泵返回蒸发器内。制冷机组的冷凝器与冷却塔通过管道和水泵组成冷却水循环回路。冷却水由水泵输送到冷凝器内，吸收制冷剂的热量而被加热到37 °C左右，通过管道输送到冷却塔内，通过冷却塔向室外空气散热而被冷却到32°C左右，再通过管道和水泵返回冷凝器内。除了通过冷却塔的方式，还有通过地埋管、地下水、地表水的方式排放热量的水冷冷水制冷机组，这些水冷冷水制冷机组也称为地源热泵机组、水源热泵机组。除了以水为介质排放热量，还有以空气为介质排放热量的制冷机组，这种制冷机组称为风冷冷水机组或空气源热泵机组。以上制冷机组在制冷时，冷冻水的出水温度一般在7°C左右，但也可在18°C左右；无论如何，因其温度都远高于o°c，不能制冰，故称为常规制冷机组。以常规制冷机组组成的常规制冷系统的缺点是
1、为保障空调冷负荷高峰时段的供冷，制冷机组的容量必须满足峰值冷负荷，导致装机容量过大，增加了设备的初投资；且系统大部分时间都在部分负荷下运行，也降低了设备的运行效率和利用率；
2、不适合部分时段需要备用制冷量的空调工程；
3、不适合需要提供低温冷水或需要采用低温送风的空调工程；
4、不适合电力容量或电力供应受到限制的空调工程；
5、空调冷负荷高峰与电网高峰时段重合，加剧了电网供电的紧张程度。现有的冰蓄冷制冷技术，利用冰和水的相变特性，在电网负荷低、电价低廉的时段如夜间，用电使制冷设备制冷，通过制冰的方式，将冷量以相变潜热为主的形式蓄存于冰中；而在电网负荷高、电价昂贵的时段如白天，通过融冰的方式使冰中蓄存的冷量释放出来，以满足空气调节或生产工艺用冷的需求。
现有的冰蓄冷制冷系统由制冷设备、蓄冰设备、载冷剂、载冷剂-冷冻水换热器、冷源装置、末端装置、辅助设备、连接管路以及控制系统等组成，可实现蓄冰、蓄冰同时供冷、制冷设备单独供冷、蓄冰装置单独供冷、蓄冰装置与制冷设备联合供冷五种运行模式。现有的冰蓄冷制冷系统的制冷设备一般为双工况制冷机组。与常规制冷机组相同的是，双工况制冷机组也是蒸气压缩式制冷机组，包括通过冷却塔、地埋管、地下水、地表水的方式排放热量的水冷机组和通过空气的方式排放热量的风冷机组。与常规制冷机组不同的是，双工况制冷机组的运行工况有两种，即制冷工况和制冰工况。在制冷工况下运行时，双工况制冷机组的载冷剂出口温度与常规制冷机组一样为7°C左右；而在制冰工况下运行时，双工况制冷机组的载冷剂出口温度则为-5V -11°C。双工况制冷机组的缺点是
1、双工况制冷机组在制冰工况下运行时，其载冷剂出口温度比常规制冷机组的冷冻水出水温度降低12°c 22°C，其蒸发温度也相应降低12°C 22°C。以致无论以何种方式排放热量，在冷凝温度相同的情况下，双工况制冷机组的压缩机的压缩比都远比常规制冷机组的大。在以最常见的冷却塔排放热量的方式下，制冷机组的冷却水的出水温度约为37°C，相应的冷凝温度约为42°C ；双工况制冷机组在制冰工况下的蒸发温度为-10°C _20°C，其压缩机的压缩比为4. 5 6. 6 ；而常规制冷机组的蒸发温度约为2°C，压缩机的压缩比仅为3.0左右。而压缩比越大，则能效比越低。因而，在制冷、制冰两种工况下都能达到高能效比的双工况制冷机组，技术要求高，工艺要求高，成本昂贵；
2、双工况制冷机组需要进行制冷、制冰两种工况的交替运行，甚至需要进行制冷、制冰两种工况的同时运行，每种工况都有不同的供冷温度和供冷量的要求，使得制冷机组难以达到在所有工况下运行都保持较高的运行效率和运行稳定性。同时，双工况制冷机组的控制系统也十分复杂，进一步增加了成本，并增加了故障率。3、双工况制冷机组在制冰工况下运行时，蒸发温度比常规制冷机组降低12°C 220C。而蒸发温度每降低rc，制冷量会减少m 3%。因此，双工况制冷机组在制冰工况下运行时的制冷量会减少24% 66%。因此，采用双工况制冷机组的冰蓄冷制冷系统，系统成本高，特别是对既有常规制冷系统进行冰蓄冷改造时，需用昂贵的双工况制冷机组替换既有的常规制冷机组。并且，既有的、能正常工作的常规制冷机组即被废弃，造成严重浪费。另外，还存在系统管路复杂、系统控制复杂的问题。
发明内容
本发明目的在于设计一种降低制冷系统成本，提高制冰效率和运行稳定性的冰蓄冷制冷系统。本发明包括制冷机组、与制冷机组的蒸发器通过第一管道环路连通的末端装置，还包括制冰机组、换热装置、上端开口的蓄冰槽，制冰机组由布水器、蒸发器和冷凝器组成，所述制冰机组的蒸发器布置在所述蓄冰槽的上方，所述制冰机组的布水器设置在制冰机组的蒸发器上方，所述蓄冰槽与换热装置的冷流体通道通过第二管路环路连接；所述换热装置中的热流体通道通过第三管道与末端装置环路连接；所述布水器的进水端连接在蓄冰槽上；还包括设置于各所述管道上的循环泵和控制阀，制冰机组的冷凝器与制冷机组的蒸发器之间环路设置第四管道，在所述第四管道上设置相应的循环泵和控制阀。本发明能克服常规制冷机组不能在制冰工况下工作、滑落式片冰机组压缩比大、成本高、控制复杂等问题，可降低制冷系统成本，提高制冰效率和运行稳定性。本发明具体的技术方案一是本发明所述制冷机组的蒸发器、末端装置和第一冷冻水泵通过第一管道依次环路连接；在所述末端装置与第一冷冻水泵之间的第一管道上旁接第三管道，所述第三管道的另一端旁接在所述末端装置与所述制冷机组的蒸发器之间的第一管道上，在所述第三管道上串接第二冷冻水泵、换热装置的热流体通道；所述蓄冰槽、第三冷冻水泵、换热装置的冷流体通道通过第二管道依次环路连接；在所述第三冷冻水泵与换热装置的冷流体通道之间的第二管道上旁接第五管道，所述第五管道的另一端连接在制冰机组的布水器上，在所述第五管道上、于制冰机组的布水器的进水口连接第一阀门；在所述换热装置的冷流体通道的任一端的所述第二管道上设置第二阀门；在所述制冷机组蒸发器出口连接的管道上旁接第四管道，所述第四管道的另一端旁接在与所述第一冷冻水泵进口连接的管道上，在所述第四管道上串接制冰机组的冷凝器和第三阀门；在所述第四管道与所述末端装置的之间的第一管道上设置第四阀门。本发明具体技术方案二是本发明所述制冷机组的蒸发器、末端装置和第一冷冻水泵通过第一管道依次环路连接；在所述末端装置与第一冷冻水泵之间的第一管道上旁接第三管道，所述第三管道的另一端旁接在所述末端装置与所述制冷机组的蒸发器之间的第一管道上，在所述第三管道上串接第二冷冻水泵、换热装置的热流体通道；所述蓄冰槽、第三冷冻水泵、换热装置的冷流体通道通过第二管道依次环路连接；在所述蓄冰槽与第三冷冻水泵之间的第二管道上旁接第五管道，所述第五管道的另一端连接在制冰机组的布水器上，在第五管道上串接制冰水泵；在所述制冷机组蒸发器出口连接的管道上旁接第四管道，所述第四管道的另一端旁接在与所述第一冷冻水泵进口连接的管道上，在所述第四管道上串接制冰机组的冷凝器和第一阀门；在所述第四管道与所述末端装置的之间的第一管道上设置第二阀门。本发明的以上两种技术方案分别将现有技术的滑落式片冰机组的功能进行分割，由常规制冷机组和制冰机组两组制冷机组进行各种组合而实现。在制冰工况下，由两组制冷机组联合工作进行制冰——常规制冷机组制取的冷冻水供给制冰机组以作其冷却水，制冰机组则以常规制冷机组为冷源装置制取的载冷剂制冰；而每组制冷机组的压缩比都远小于现有的滑落式片冰机组。在制冷工况下，则由常规制冷机组单独工作进行制冷。本发明降低了冰蓄冷制冷系统的成本，特别是在对既有常规制冷系统进行冰蓄冷改造时能利用既有的常规制冷机组，避免浪费。同时，还简化了冰蓄冷制冷系统的管路和控制，提高了冰蓄冷制冷系统的效率。在技术方案一中，还可在所述换热装置的冷流体通道与蓄冰槽之间的第二管道上旁接第六管道，在第六管道上串接第五阀门，第六管道的另一端旁接在第三冷冻水泵出口端的第二管道上。通过第五阀门调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量，提高热交换效率，控制换热装置的热流体通道的供水温度，以满足末端装置对冷负荷变化的需求。同理，本发明还可在所述换热装置的冷流体通道与蓄冰槽之间的第二管道上旁接第六管道，第六管道的另一端旁接在第三冷冻水泵出口端的第二管道上，在所述第六管道与第二管道的交汇口串接一个三通阀门。通过三通阀门同样可调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。本发明还可在连接所述蓄冰槽两个端部之间的第二管道上连接第六管道，在第六管道上串接第五阀门，在第六管道与蓄冰槽之间的第二管道上串接第六阀门。调节第六阀门进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。本发明也可在连接所述蓄冰槽两个端部之间的第二管道上连接第六管道，在所述第六管道与第二管道的交汇口串接一个三通阀门。通过三通阀门调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。在技术方案二中，本发明还可在连接所述换热装置的冷流体通道两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道上串接第三阀门，在所述第六管道与换热装置的冷流体通道之间的第二管道上串接第四阀门。通过第四阀门可调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。本发明还可在连接所述换热装置的冷流体通道两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道与第三冷冻水泵和换热装置的冷流体通道之间的第二管道的交汇口串接一个三通阀门。通过三通阀门可调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。本发明还可在连接所述蓄冰槽两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道上串接第三阀门，在所述第六管道与蓄冰槽之间的第二管道上串接第四阀门。通过第三阀门也可调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。也可在连接所述蓄冰槽两端的第二管道之间连接第六管道，在第六管道与蓄冰槽和第三冷冻水泵之间的第二管道的交汇口串接一个三通阀门。通过三通阀门同样可调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量。以上两个技术方案中的第三冷冻水泵还可采用变频等方式的变流量冷冻水泵，以方便调节进入换热装置的冷流体通道的载冷剂的流量，提高热交换效率，控制换热装置的热流体通道的供水温度，满足末端装置对冷负荷变化的需求。本发明另一目的在于提出冰蓄冷制冷系统进行制冷的方法制冰机组的冷凝器的冷却水由制冷机组预冷至2 20°C后供给。本发明的有益效果是
一、提高制冰效率，降低制冰机组的成本
本发明的制冰机组采用常规制冷机组所供的2 20°C的冷冻水作为其冷却水，其相应的冷凝温度为12 30°C，比现有的双工况制冷机组的冷凝温度(42°C)下降12 30°C，使得制冰机组的冷凝压力相应下降，结果制冰机组的压缩比相比现有的双工况制冷机组下降了 25. 96% 55. 10%，从而大大提高了制冰机组的能效比即运行效率；同时，也大大降低了制冰机组的技术要求和工艺要求，使得制冰机组成本大为降低。二、提高制冰机组的运行稳定性，简化制冰机组的控制
本发明的制冰机组只以制冰一种工况工作，其蒸发温度和排气温度都保持恒定，无需频繁调节，大大提高了制冰机组的运行稳定性。同时，制冰机组的控制大大简化，进一步降低了制冰机组的成本和故障率。三、提高制冰机组的制冷量，降低冰蓄冷制冷系统中制冰机组的装机容量
众所周知，制冷机组的冷凝温度每降低l°c，其制冷量可提高1. 5%。本发明的制冰机组的冷凝温度为12 30°C，比现有的双工况制冷机组的冷凝温度(42°C)下降12 30°C，制冰机组的制冷量可提高18% 45% ；相应的，也显著降低了冰蓄冷制冷系统中制冰机组的装
机容量。四、降低冰蓄冷制冷系统的成本
本发明的制冷机组，无论制冰机组还是常规制冷机组，成本都大大低于现有的双工况制冷机组。在总的冷负荷相同的情况下，本发明的两组制冷机组的总成本仍比双工况制冷机组的成本明显降低，因而降低了冰蓄冷制冷系统的成本。五、冰蓄冷制冷系统的组成和运行更加灵活
本发明的冰蓄冷制冷系统由制冰机组和常规制冷机组组成，冷负荷由制冰机组和常规制冷机组共同承担。本发明可以自由、灵活地分配制冰机组和常规制冷机组各自分担冷负荷的比例以适应各种不同情况的冷负荷，大大提高了冰蓄冷制冷系统组成的灵活性和运行的灵活性。六、简化冰蓄冷制冷系统的管路和控制
本发明的冰蓄冷制冷系统分为制冰、制冷两部分，常规制冷机组只以制冷一种工况工作，制冰机组只以制冰一种工况工作，从而简化系统的管路和系统的控制。七、降低对既有常规制冷系统进行冰蓄冷改造的成本
常规制冷系统的常规制冷机组的制冷量是基于满足日峰值负荷配置的，而夜间的冷负荷远比日峰值负荷低，故常规制冷机组夜间的制冷能力远大于夜间的冷负荷。在对既有常规制冷系统进行冰蓄冷改造时，只需配置功率很小的制冰机组，即可实施本发明的技术方案，既能满足制冰的冷负荷，又充分利用了常规制冷机组夜间富余的制冷能力；无需将既有的、能正常工作的常规制冷机组废弃而添置更昂贵的双工况制冷机组，极大地降低了对既有常规制冷系统进行冰蓄冷改造的成本。
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为本发明的第二种结构示意图。
图3为本发明的第三种结构示意图。
图4为本发明的第四种结构示意图。
图5为本发明的第五种结构示意图。
图6为本发明的第六种结构示意图。
图7为本发明的第七种结构示意图。
图8为本发明的第八种结构示意图。
图9为本发明的第九种结构示意图。
图10为本发明的第十种结构示意图。
具体实施例方式图1至5为本发明技术方案一的具体结构示意图。图6至10为本发明技术方案二的具体结构示意图。一、实施例一如图1所示，本发明冰蓄冷制冷系统，包括制冷机组1、第一冷冻水泵2和末端装置3， 第一冷冻水泵2、制冷机组1的蒸发器1-2和末端装置3通过第一管道4依次环路连接。制冰机组8由布水器8-1、蒸发器8-2和冷凝器8_3组成，制冰机组的蒸发器8_2 布置在上端开口的蓄冰槽9的上方，制冰机组的布水器8-1设置在制冰机组的蒸发器8-2 上方。在末端装置3与第一冷冻水泵2之间的第一管道4上旁接第三管道5，第三管道5 的另一端旁接在末端装置3与制冷机组1的蒸发器1-2之间的第一管道4上，在第三管道 5上串接第二冷冻水泵6、换热装置7的热流体通道7-1。蓄冰槽9、(变频式)第三冷冻水泵10、第二阀门14和换热装置7的冷流体通道7_2 通过第二管道11依次环路连接。在第三冷冻水泵10与第二阀门14之间的第二管道11上旁接第五管道12，第五管道15的另一端连接在制冰机组8的布水器8-1上，在第五管道12上、于制冰机组的布水器 8-1的进水口连接第一阀门13。在制冷机组1的蒸发器1-2出口连接的管道上旁接第四管道15，第四管道15的另一端旁接在于第一冷冻水泵2进口连接的管道上，在第四管道15上串接制冰机组8的冷凝器8-3和第三阀门16。在第四管道15与末端装置3的之间的第一管道4上设置第四阀门17。通过以上连接，形成
1、一次冷冻水回路通过一次冷冻水连接管将蓄冰槽9、第三冷冻水泵10、换热装置7 的冷流体通道7-2、第二阀门14、制冰机组8的布水器8-1、制冰机组8的蒸发器8_2、第一阀门13连接成封闭回路。2、二次冷冻水回路通过二次冷冻水连接管将第一冷冻水泵2、第二冷冻水泵6、 制冷机组1的蒸发器1-2、制冰机组的冷凝器8-3、第三阀门16、第四阀门17、末端装置3连接成封闭回路。本发明可实现多种运行模式 1、蓄冰模式
第一阀门13、第三阀门16开启，第三冷冻水泵10、第一冷冻水泵2运行；制冷机组1、 制冰机组8开机运行；
第二阀门14、第四阀门17关闭，第二冷冻水泵6停止运行。制冰机组的冷凝器8-3的冷却水由制冷机组1预冷至2 20°C后供给。二次冷冻水回路二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入制冰机组8的冷凝器8-3，释放冷量后，再经第三阀门16返回第一冷冻水泵 2，进入下一循环。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，通过第一阀门13流入布水器8-1，喷洒在制冰机组8的蒸发器8-2表面，吸收冷量后，冻结成薄冰片，冰片达到一定厚度时滑落至蓄冰槽9内，释放冷量后化为冷冻水，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环。2、蓄冰同时供冷模式
第一、三、四阀门13、16、17开启，第三冷冻水泵10、第一冷冻水泵2运行，制冷机组1、 制冰机组8开机运行；
9第二阀门14关闭，第二冷冻水泵6停止运行。制冰机组的冷凝器8-3的冷却水由制冷机组1预冷至2 20°C后供给。二次冷冻水回路二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，一部分流入制冰机组8的冷凝器8-3，释放冷量后，再经第三阀门16返回第一冷冻水泵2，进入下一循环；另一部分则流入末端装置3供冷，释放冷量后，再通过第四阀门17 返回第一冷冻水泵2，进入下一循环。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，通过第一阀门13流入布水器8-1，喷洒在制冰机组8的蒸发器8-2表面，吸收冷量后，冻结成薄冰片，冰片达到一定厚度时滑落至蓄冰槽9内，释放冷量后化为冷冻水，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环。3、常规机组单独供冷模式
第四阀门17开启，第一冷冻水泵2运行，制冷机组1开机运行； 第一、二、三阀门13、14、16关闭，第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6停止运行，制冰机组 8停机。二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再通过第四阀门17返回第一冷冻水泵2，进入下一循环。4、蓄冰槽单独供冷模式
第二阀门14、第四阀门17开启；第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6运行； 第一、三阀门13、16关闭，第一冷冻水泵2停止运行，制冷机组1、制冰机组8停机。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，经过第二阀门14进入换热装置7的冷流体通道7-2，释放冷量，流入蓄冰槽，吸收冷量后，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环。第三冷冻水泵10通过变频的方式调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的冷冻水的流量，从而调节换热装置7的热流体通道7-1的冷冻水的温度。二次冷冻水回路二次冷冻水经第二冷冻水泵6输入换热装置7的热流体通道 7-1，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第四阀门17返回第二冷冻水泵6， 进入下一循环。5、蓄冰槽与常规机组联合供冷模式
第二、四阀门14、17开启，第三冷冻水泵10、第一冷冻水泵2、第二冷冻水泵6运行； 第一、三阀门13、16关闭，制冰机组8停机，制冷机组1开机运行。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，经过第二阀门14进入换热装置7的冷流体通道7-2，释放冷量，流入蓄冰槽9，吸收冷量后，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环。二次冷冻水回路二次冷冻水的一部分经第二冷冻水泵6输入换热装置7的热流体通道7-1，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第四阀门17，返回第二冷冻水泵6，进入下一循环；二次冷冻水的另一部分经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第四阀17，返回第一冷冻水泵 2，进入下一循环。二、实施例二
如图2所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。
10
其它类同例一，只是在换热装置7的冷流体通道7-2的出口端与蓄冰槽9之间的第二管道11上旁接第六管道18，在第六管道18上串接第五阀门19，第六管道的另一端旁接在第三冷冻水泵10出口端的第二管道11上。通过第五阀门19、第二阀门14调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水流量，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。三、实施例三
如图3所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例一，只是在换热装置7的冷流体通道的出口端与蓄冰槽9之间的第二管道11上旁接第六管道18，第六管道18的另一端旁接在第二冷冻水泵10出口端的第二管道11上，在第六管道与第二管道的交汇口串接一个三通阀门19。通过三通阀门19调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水流量，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。四、实施例四
如图4所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例一，只是在连接蓄冰槽9端部之间的第二管道11上连接第六管道18， 在第六管道18上串接第五阀门19，在第六管道18与蓄冰槽9之间的第二管道上串接第六阀门20。通过第五阀门19、第六阀门20调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水温度，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。五、实施例五
如图5所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例一，只是在连接所述蓄冰槽9端部之间的第二管道11上连接第六管道 18，在第六管道与第二管道的交汇口串接三通阀门19。通过三通阀门19调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水温度，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。六、实施例六
如图6所示，本发明冰蓄冷制冷系统，包括制冷机组1、第一冷冻水泵2和末端装置3， 第一冷冻水泵2、制冷机组1的蒸发器1-2和末端装置3通过第一管道4依次环路连接。制冰机组8由布水器8-1、蒸发器8-2和冷凝器8_3组成，制冰机组8的蒸发器8_2 布置在上端开口的蓄冰槽9的上方，制冰机组8的布水器8-1设置在制冰机组8的蒸发器 8-2上方。在末端装置3与第一冷冻水泵2之间的第一管道4上旁接第三管道5，第三管道的另一端旁接在末端装置3与制冷机组1之间的第一管道4上，在第三管道5上串接第二冷冻水泵6、换热装置7的热流体通道7-1。蓄冰槽9、(变频式)第三冷冻水泵10、换热装置7的冷流体通道7-2通过第二管道 11依次环路连接。在蓄冰槽9与第三冷冻水泵10之间的第二管道11上旁接第五管道12，第五管道 12的另一端连接在制冰机组8的布水器8-1入口上，在第五管道12上串接制冰水泵13。在制冷机组1的蒸发器1-2出口连接的管道上旁接第四管道14，第四管道14的另一端旁接在于第一冷冻水泵2的进口连接的管道上，在第四管道14上串接制冰机组8的冷凝器8-3和第一阀门15。在第四管道14与末端装置3之间的第一管道4上设置第二阀门16。通过以上连接，形成
1、一次冷冻水回路通过一次冷冻水连接管将蓄冰槽9、第三冷冻水泵10、换热装置7 的冷流体通道7-2、制冰水泵13、制冰机组8的布水器8-1和制冰机组8的蒸发器8_2连接成封闭回路；
2、二次冷冻水回路通过二次冷冻水连接管将第一冷冻水泵2、第二冷冻水泵6、制冷机组1的蒸发器1-2、制冰机组8的冷凝器8-3、第一阀门15、第二阀门16、末端装置3连接成封闭回路。本发明可实现多种运行模式 1、蓄冰模式
第一阀门15开启，制冰水泵13、第一冷冻水泵2运行；制冷机组1、制冰机组8开机运行。第二阀门16关闭，第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6停止运行。 制冰机组8的冷凝器8-3的冷却水由制冷机组1预冷至2 20°C后供给。二次冷冻水回路二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入制冰机组8的冷凝器8-3，释放冷量后，再经第一阀门15返回第一冷冻水泵 2，进入下一循环。一次冷冻水回路一次冷冻水经制冰水泵13输入布水器8-1，喷洒在制冰机组8 的蒸发器8-2表面，吸收冷量后，冻结成薄冰片，冰片达到一定厚度时滑落至蓄冰槽9内，释放冷量后化为冷冻水，返回制冰水泵13，进入下一循环。2、蓄冰同时供冷模式
第一阀门15、第二阀门16开启，制冰水泵13运行，制冷机组1、制冰机组8开机运行。第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6停止运行。制冰机组8的冷凝器8-3的冷却水由制冷机组1预冷至2 20°C后供给。二次冷冻水回路二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，一部分流入制冰机组8的冷凝器8-3，释放冷量后，再经第一阀门15返回第一冷冻水泵2，进入下一循环；另一部分则流入末端装置3供冷，释放冷量后，再通过第二阀门16 返回第一冷冻水泵2，进入下一循环。一次冷冻水回路一次冷冻水经制冰水泵13输入布水器8-1，喷洒在制冰机组8 的蒸发器8-2表面，吸收冷量后，冻结成薄冰片，冰片达到一定厚度时滑落至蓄冰槽9内，释放冷量后化为冷冻水，返回制冰水泵13，进入下一循环。3、常规机组单独供冷模式
第二阀门16开启，第一冷冻水泵2运行，制冷机组1开机运行。第一阀门15关闭，制冰水泵13、第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6停止运行，制冰机组8停机。二次冷冻水经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再通过第二阀门16返回第一冷冻水泵2，进入下一循环。
4、蓄冰槽单独供冷模式
第二阀门16开启；第三冷冻水泵10、第二冷冻水泵6运行。第一阀门15关闭，第一冷冻水泵2、制冰水泵13停止运行，制冷机组1、制冰机组
8停机。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，进入换热装置7的冷流体通道7-2，释放冷量，流入蓄冰槽9，吸收冷量后，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环；第三冷冻水泵10通过变频的方式调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的冷冻水的流量，从而调节换热装置7的热流体通道7-1的冷冻水的温度。二次冷冻水回路二次冷冻水经第二冷冻水泵6输入换热装置7的热流体通道 7-1，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第二阀门16，返回第二冷冻水泵 6，进入下一循环。5、蓄冰槽与常规机组联合供冷模式
第二阀门16开启，第三冷冻水泵10、第一冷冻水泵2、第二冷冻水泵6运行，制冷机组 1开机运行；
第一阀门15关闭，制冰水泵13停止运行，制冰机组8停机。一次冷冻水回路一次冷冻水经第三冷冻水泵10加压后，进入换热装置7的冷流体通道7-2，释放冷量，再流入蓄冰槽9，吸收冷量后，返回第三冷冻水泵10，进入下一循环； 第三冷冻水泵10通过变频的方式调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的冷冻水的流量， 从而调节换热装置7的热流体通道7-1的冷冻水的温度。二次冷冻水回路二次冷冻水的一部分经第二冷冻水泵6输入换热装置7的热流体通道7-1，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第二阀门16，返回第二冷冻水泵6，进入下一循环；二次冷冻水的另一部分经第一冷冻水泵2输入制冷机组1的蒸发器1-2，吸收冷量后，流入末端装置3供冷，释放冷量后，再经第二阀门16，返回第一冷冻水泵2，进入下一循环。七、实施例七
如图7所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例六，只是在连接换热装置7的冷流体通道7-2两端的第二管道11上连接第六管道17，在第六管道17上串接第三阀门18，在第六管道17与换热装置7的冷流体通道7-2之间的第二管道11上串接第四阀门19。通过第三阀门18、第四阀门19调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水流量，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。八、实施例八
如图8所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例六，只是在连接换热装置7的冷流体通道7-2两端的第二管道11上连接第六管道17，在第六管道17与第三冷冻水泵10和换热装置7的冷流体通道7-2之间的第二管道11的交汇口串接一个三通阀门18。通过三通阀门18调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水流量，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。九、实施例九如图9所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例六，只是在连接蓄冰槽9两端的第二管道11上连接第六管道17，在第六管道17上串接第三阀门18，在第六管道17与蓄冰槽10之间的第二管道11上串接第四阀门19。通过第三阀门18、第四阀门19调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水温度，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。十、实施例十
如图10所示，第三冷冻水泵10为普通冷冻水泵。其它类同例六，只是在连接蓄冰槽9两端的第二管道11上连接第六管道17，在第六管道17与蓄冰槽9和第三冷冻水泵10之间的第二管道11的交汇口串接一个三通阀门 18。通过三通阀门18调节进入换热装置7的冷流体通道7-2的一次冷冻水温度，以调节换热装置7的热流体通道7-1中的二次冷冻水温度。
1权利要求
1.冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，包括制冷机组、与制冷机组的蒸发器通过第一管道环路连通的末端装置，还包括制冰机组、换热装置、上端开口的蓄冰槽，制冰机组由布水器、蒸发器和冷凝器组成，所述制冰机组的蒸发器布置在所述蓄冰槽的上方，所述制冰机组的布水器设置在制冰机组的蒸发器上方，所述蓄冰槽与换热装置的冷流体通道通过第二管路环路连接；所述换热装置中的热流体通道通过第三管道与末端装置环路连接；所述布水器的进水端连接在蓄冰槽上；还包括设置于各所述管道上的循环泵和控制阀，其特征在于制冰机组的冷凝器与制冷机组的蒸发器之间环路设置第四管道，在所述第四管道上设置相应的循环泵和控制阀。
2.根据权利要求1所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于所述制冷机组的蒸发器、末端装置和第一冷冻水泵通过第一管道依次环路连接；在所述末端装置与第一冷冻水泵之间的第一管道上旁接第三管道，所述第三管道的另一端旁接在所述末端装置与所述制冷机组的蒸发器之间的第一管道上，在所述第三管道上串接第二冷冻水泵、换热装置的热流体通道；所述蓄冰槽、第三冷冻水泵、换热装置的冷流体通道通过第二管道依次环路连接；在所述第三冷冻水泵与换热装置的冷流体通道之间的第二管道上旁接第五管道，所述第五管道的另一端连接在制冰机组的布水器进水端上，在所述第五管道上、于制冰机组的布水器的进水口连接第一阀门；在所述换热装置的冷流体通道的任一端的所述第二管道上设置第二阀门；在所述制冷机组蒸发器出口连接的管道上旁接第四管道，所述第四管道的另一端旁接在与所述第一冷冻水泵进口连接的管道上，在所述第四管道上串接制冰机组的冷凝器和第三阀门；在所述第四管道与所述末端装置的之间的第一管道上设置第四阀门。
3.根据权利要求2所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述换热装置的冷流体通道出口与蓄冰槽之间的第二管道上旁接第六管道，在第六管道上串接第五阀门，第六管道的另一端旁接在第三冷冻水泵出口端的第二管道上。
4.根据权利要求2所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在所述换热装置的冷流体通道与蓄冰槽之间的第二管道上旁接第六管道，第六管道的另一端旁接在第三冷冻水泵出口端的第二管道上，在所述第六管道与第二管道的交汇口串接一个三通阀门。
5.根据权利要求2所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述蓄冰槽两个端部之间的第二管道上连接第六管道，在第六管道上串接第五阀门，在第六管道与蓄冰槽之间的第二管道上串接第六阀门。
6.根据权利要求2所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述蓄冰槽两个端部之间的第二管道上连接第六管道，在所述第六管道与第二管道的交汇口串接一个三通阀门。
7.根据权利要求1所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于所述制冷机组的蒸发器、末端装置和第一冷冻水泵通过第一管道依次环路连接；在所述末端装置与第一冷冻水泵之间的第一管道上旁接第三管道，所述第三管道的另一端旁接在所述末端装置与所述制冷机组的蒸发器之间的第一管道上，在所述第三管道上串接第二冷冻水泵、换热装置的热流体通道；所述蓄冰槽、第三冷冻水泵、换热装置的冷流体通道通过第二管道依次环路连接；在所述蓄冰槽与第三冷冻水泵之间的第二管道上旁接第五管道，所述第五管道的另一端连接到制冰机组的布水器进口端上，在第五管道上串接制冰水泵；在所述制冷机组蒸发器出口连接的管道上旁接第四管道，所述第四管道的另一端旁接在与所述第一冷冻水泵进口连接的管道上，在所述第四管道上串接制冰机组的冷凝器和第一阀门；在所述第四管道与所述末端装置的之间的第一管道上设置第二阀门。
8.根据权利要求7所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述换热装置的冷流体通道两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道上串接第三阀门，在所述第六管道与换热装置的冷流体通道之间的第二管道上串接第四阀门。
9.根据权利要求7所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述换热装置的冷流体通道两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道与第三冷冻水泵和换热装置的冷流体通道之间的第二管道的交汇口串接一个三通阀门。
10.根据权利要求7所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述蓄冰槽两端的第二管道之间连接第六管道，在所述第六管道上串接第三阀门，在所述第六管道与蓄冰槽之间的第二管道上串接第四阀门。
11.根据权利要求7所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于在连接所述蓄冰槽两端的第二管道之间连接第六管道，在第六管道与蓄冰槽和第三冷冻水泵之间的第二管道的交汇口串接一个三通阀门。
12.根据权利要求2或7所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统，其特征在于所述第三冷冻水泵为变流量式冷冻水泵。
13.一种使用如权利要求1所述冰片滑落式冰蓄冷制冷系统进行制冷的方法，其特征在于制冰机组的冷凝器的冷却水由制冷机组预冷至2 20°C后供给。
全文摘要
冰片滑落式冰蓄冷制冷系统及其制冷方法，涉及制冷空调技术领域。包括制冷机组、末端装置、制冰机组、换热装置、蓄冰槽，制冰机组的蒸发器布置在蓄冰槽的上方，制冰机组的布水器设置在制冰机组的蒸发器上方，蓄冰槽与换热装置的冷流体通道通过管路环路连接；换热装置中的热流体通道通过管道与末端装置环路连接；布水器的进水端连接在蓄冰槽上；制冰机组的冷凝器与制冷机组的蒸发器之间环路设置管道，在该管道上设置相应的循环泵和控制阀，制冰机组的冷凝器的冷却水由制冷机组预冷后供给。本发明能克服常规制冷机组不能在制冰工况下工作、滑落式片冰机组压缩比大、成本高、控制复杂等问题，可降低制冷系统成本，提高制冰效率和运行稳定性。
文档编号F25C5/04GK102384550SQ20111031623
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者周必安, 陈振乾 申请人:周必安, 江苏七彩科技有限公司