[发明专利]一种动态冰蓄冷方法及设备

说明书

技术领域：

本发明是一种冰蓄冷方法及设备，尤其涉及一种动态冰蓄冷方法及设备，属于冰蓄冷方法及设备的改造技术。

背景技术：

冰蓄冷空调系统，是利用电网低负荷期的廉价电力，将制冷系统制取的冷量贮存在水中，把水制成冰；在电价昂贵的电网高负荷期，将冰中贮存的冷量释放出来向空调系统供冷，从而减少电网高负荷期对电力的需求，实现电力系统“移峰填谷”的空调系统。在供电紧张的地区，冰蓄冷系统甚至可以实现“负荷转移”，将电力供应紧张的时间段的冷负荷转移到电力供应充足的时间段，提高空调系统的适用范围，并取得良好的经济效益和社会效益，在世界范围内得到迅速发展。

传统制冰设备一般采用乙烯乙二醇溶液为制冷剂的非直接接触式制冰装置，由于载冷剂不与冰水直接接触，其传热过程存在着管道间传热温差和管道表面形成冰层而引起的热阻，使其传热效率大大下降，并且由于传热效率低，必须配备大量的换热管，增加了成本和体积。而且普通制冰设备采用单独的制冰机组或制冰空调双工况机组，需要大量的前期投资购买该机组，原有普通空调机组只能辅助运行，造成极大浪费。同时在制冰工况下，由于蒸发温度低，机组COP值降低相当明显，下降达到33％以上，由于制冰机组耗电量大，COP值的降低带来大量的电力损耗，加上循环泵和二次泵的电力消耗，经济效益低，如果峰谷电价差值不大的话，冰蓄冷空调系统很难推广。

发明内容：

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种采用新型载冷剂，通过载冷剂和冰水直接接触换热，实现制冷蓄冷，提高传热效率的动态冰蓄冷方法。

本发明的另一目的在于提供一种换热效率高，系统投资小，成本低，设备安装简单，整体运行效率高的动态冰蓄冷设备。本发明采用整体模块式安装，使用简单、安全。

本发明的技术方案是：本发明的动态冰蓄冷方法，采用正丁烷作为制冷剂、冰作为蓄冷介质，其包括有如下制冰和融冰二个循环过程：

1)制冰过程：在制冰循环过程中，正丁烷与冷水直接接触，正丁烷蒸发带走热量，使水变成冰；

2)在融冰循环过程中，冷水与冰直接接触，吸热降低温度，向系统外供冷。

本发明的动态冰蓄冷方法所用的设备，包括冰蓄冷储冰罐、第一阀门、第一换热器、水泵、气体压缩机、换热器、第二阀门、膨胀阀和控制系统，其中水泵的抽水口与冰蓄冷储冰罐的底部相通，水泵的出水口与换热器的换热管的进水口相通，第一换热器的换热管的出水口与置于冰蓄冷储冰罐顶部的喷嘴连接，且第一换热器的换热介质入水口通过第一阀门与空调系统的冷冻水回水管连接，第一换热器的换热介质出水口与空调系统的冷冻水供水管连接，气体压缩机的气态制冷剂入口与内置有低压气态正丁烷的冰蓄冷储冰罐的顶部相通，气体压缩机的中温中压气态制冷剂出口与换热器的换热管制冷剂进口相通，换热器的换热管的低温中压液态制冷剂出口与膨胀阀的入口相通，膨胀阀的低温低压液态制冷剂出口与冰蓄冷储冰罐的底部相通，且换热器的换热介质入口通过第二阀门与空调系统的冷冻水供水管连接，换热器的换热介质出水口与空调系统的冷冻水回水管连接。

本发明的动态冰蓄冷方法所用的设备，包括冰蓄冷储冰罐、第一阀门、水泵、气体压缩机、换热器、第二阀门、膨胀阀、第三阀门和控制系统，其中水泵的抽水口与冰蓄冷储冰罐的底部相通及通过第三阀门与空调系统的冷冻水供水管连接，水泵的出水口与置于冰蓄冷储冰罐顶部的喷嘴连接，且冰蓄冷储冰罐顶部的喷嘴通过第一阀门与空调系统的冷冻水回水管连接，气体压缩机的气态制冷剂入口与内置有低压气态正丁烷的冰蓄冷储冰罐的顶部相通，气体压缩机的中温中压气态制冷剂出口与换热器的换热管制冷剂进口相通，换热器的换热管的低温中压液态制冷剂出口与膨胀阀的入口相通，膨胀阀的低温低压液态制冷剂出口与冰蓄冷储冰罐的底部相通，且换热器的换热介质入口通过第二阀门与空调系统的冷冻水供水管连接，换热器的换热介质出水口与空调系统的冷冻水回水管连接。

上述第一阀门、第二阀门为电动阀，第三阀门也为电动阀。

上述水泵为可调节变流量水泵。