[实用新型]一种蓄冰制冷装置及蓄冰制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及空调制冷技术，为一种用空调系统中的蓄冰制冷装置和使用该装置的蓄冰制冷系统。

背景技术

目前，国内外在空调设备中常用的蓄冰系统按照制冷机组与蓄冰装置在系统中的相对位置，大致分为串联和并联两种系统。该两种蓄冰系统都是通过设置二次换热装置来实现的，从而导致空调系统取冷温度上升，既增加了因热交换而产生的能量损失，同时又增加了系统的初投资；其次，相比常规空调系统(蒸发器出水温度为7℃)而言，其二次换热装置中载冷剂侧的出水温度较低(一般情况下应为5℃左右)，因换热温差而导致的蓄冰主机耗能加大，一般增加6％左右；此外，因系统中二次换热装置的增设，使载冷剂循环泵和末端空调循环水泵的设计扬程增大，在运行过程中势必增加系统电耗，而且在白天工况下，载冷剂循环泵的连续开启，使得系统运行的经济性大大降低。

按照蓄冰装置的分类，国内外较为常见的蓄冰装置有盘管式外结冰、封装冰、冰片滑落式、冰晶式等几种。冰片滑落式、冰晶式蓄冰装置为动态制冰，虽然提高了结冰和融冰的效率，降低了能耗，但因初投资较高，附属设备较多，机房净高要求较高，而在实际应用过程中受到局限。在目前蓄冷工程中应用较广泛的蓄冰装置为盘管式外结冰、封装冰(冰球)两种，该两种蓄冰装置因蓄冰层或冰球均一次冻结完成，称为静态制冰。但这两种装置在实际使用过程中存在以下缺陷：

1、盘管式外结冰内融冰系统：冰层自内向外融化时，由于在盘管表面与冰层之间形成薄的水层，其导热系数仅为冰的25％左右，融冰过程中换热热阻较大，影响了取冷速率；在实际使用中，往往采用较薄的冰层，使其在较短的时间内得到较好的蓄冰效果，从而在某种程度上限制了其蓄冰量。其次，二次换热装置的设置，降低了换热效率。此外，因供冷温度大致分布在5℃—9℃左右，不适宜应用于低温送风空调系统中。

2、盘管式外结冰外融冰系统：为使系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内的水与冰的空间比(蓄冰率IPF)应不大于50％，所采用的蓄冰槽容积较大；其次，外融冰系统因侧部冷水进出冰槽的不合理性，容易产生水流死角造成水流短路或截流，从而会使冰槽局部形成永不融化的冰层和浮冰层，降低了换热效果。在实际工程中，为了融冰均匀，在盘管下部设置压缩空气管以进行搅拌，但是长期送入空气会使冰槽中的水呈弱酸性，对盘管有一定腐蚀作用，从而影响装置的运行并降低使用寿命。此外，与压缩空气管及工作相关的大量的附属设备严重影响系统运行的安全性和可靠性。

3、封装冰蓄冰系统：同盘管式外结冰内融冰系统类似，该系统取冷时间长，融冰时随着取冷时间延长热阻逐渐增大，取冷速率降低，不符合建筑热负荷要求，必须采用复杂的控制系统才能得到较好的应用效果。其次，需要较低的温度和较大的载冷剂流量才能在较短的时间内得到较好的蓄冰效果，同时因载冷剂充灌量的增加从而使系统初投资增加很多，而且，冰槽内水流组织不好，易形成水流死角，造成千年冰；此外，二次换热装置的设置，降低了换热效率；同时，因供冷温度大致分布在5℃—9℃左右，也不适宜应用于低温送风空调系统中。

发明内容

本发明主要解决目前蓄能空调系统由于附属设备多、载冷剂循环用量大、冰槽大等所带来的初投资较大，运行费用较高，系统能效较低(换热损失大、高扬程载冷剂循环泵不间断运行等)等技术问题，进而提供一种内部蓄冰制冷装置。

本发明另外解决现有蓄冰制冷系统中由于所采用的蓄冰槽存在上述诸多缺陷而带来运行费用较高、系统能效较低等技术问题，进而提供一种使用上述蓄冰制冷装置的蓄冰制冷系统。

本发明的蓄冰制冷装置，包括具有防水、防潮和保温性能的外壳，由该外壳构成内部具有容腔的封闭体，在容腔中设有换热盘管，该换热盘管用于管内液体与管外容腔中制冷剂的换热而蓄冰以及由管内液体的流动而进行取冷；换热盘管的进、出口端分别连接在位于外壳上的冷冻水进口及冷冻水出口上；在外壳上设有载冷剂进口和载冷剂出口，载冷剂由载冷剂进口进入容腔中与其内的换热盘管中的介质进行换热而使其结成冰层，再由载冷剂出口流出。

上述的载冷剂进口连接有喷淋式分配器，该喷淋式分配器用于将载冷剂喷向换热盘管外表与换热盘管内的液体进行换热以使其降温结成冰层积蓄在换热盘管中。

上述的喷淋式分配器由一根根均匀排列在同一水平位置上且相互连通的管组成，每根管的底部具有密布的喷淋孔。

上述的换热盘管在所占空间区域内均匀排列，其结构可为蛇型组合或螺旋型组合。

上述的外壳为多层结构，从外到里至少包括有壳体、防潮层、保温层、防水内衬。