[发明专利]一种具有预热冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统

说明书

技术领域

本发明涉及空调制冷技术，具体来说是一种具有预热冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统。

背景技术

空调是现代建筑的必备功能，是为满足人员的舒适性或设备的安全性而提供空气环境恒温恒湿的必要手段。在夏季，空调所消耗的电力给电网供给系统带来了巨大的压力。由于电网的负荷在昼夜之间存在明显的“峰、谷矛盾”，即白天用电负荷高，夜晚用电负荷低。为鼓励夜间用电，全国各地均有不同的峰谷电价政策。对于各类中央空调用户来说，在中央空调系统中增加建设冰蓄冷装置，然后利用夜间低价电制冰蓄冷，白天高价电时段则融冰放冷，这种利用冰蓄冷系统实现以低价电部分或全部代替高价电的中央空调运行手段可以为用户带来明显的电费节省效益，另一方面，冰蓄冷在空调行业的普遍应用又能对解决电网负荷的峰谷矛盾产生显著的积极影响。

过冷水式动态制冰系统是冰蓄冷应用技术中的新兴技术，具有能效高的显著优势，工程应用日益普遍。过冷水式动态制冰技术采用板式换热器制取过冷水(低于0℃的水)，然后再异地把过冷水转变为冰浆。这种制冰工艺无论在传热系数、运行能耗、或是制冰速度等方面都明显优于传统的各类静态制冰技术。

过冷水式动态制冰系统中存在一个重要的环节——预热，即从蓄冰槽抽取的0℃冷水在被送入过冷水板式换热器中进行换热之前必须首先被预热到0.5℃。该预热环节的目的是为了把冷水中夹带的微小冰晶融化掉，否则这些微小冰晶一旦进入板式换热器，将会成为其中过冷水的良好促晶核，从而迅速诱发过冷水在板换中结冰，最终导致板换堵塞，制冰进程终止。目前的预热技术手段普遍利用制冷主机冷却水作为热源，通过换热器把待制冰的冷水温度从0℃预热到0.5℃，0.5℃的冷水再被送入过冷水板式换热器被冷却到-2℃的过冷状态，最后在促晶器中被绝热解除过冷，变成冰浆。在上述预热过程中，制冷主机输出到过冷水中的总冷量有20％被预热损失了((0.5-0)/[0.5-(-2)])，而该部分损失的冷量没有被直接回收利用，仅仅是排放到冷却水中，其因降低了少许冷却水温而被制冷循环系统间接回收的比例极小。因此，采用制冷主机的冷却水预热的方法存在冷量浪费很大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种管路简单、减少冷量浪费的具有预热冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统

为了达到上述目的，本发明采用其中的一种技术方案为：一种具有预热冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统，包括预热冷量回收机构和依次首尾连接的蓄冰槽、制冰泵、预热板式换热器、过冷水板式换热器和促晶器；

所述预热冷量回收机构包括冷量回收槽、多个密封的封装体、循环泵、第一开关阀和第二开关阀，所述冷量回收槽的进口通过第一管道与预热板式换热器的热侧出口连接，所述冷量回收槽的出口通过第二管道与预热板式换热器的热侧进口连接；所述第一开关阀设置于第一管道，所述第二开关阀设置于第二管道，所述第一开关阀和冷量回收槽之间的部分第一管道连接有与空调末端连接的第三管道，所述第三管道设有第三开关阀；所述循环泵设置于冷量回收槽与第二开关阀之间的第二管道，而所述循环泵与第二开关阀之间的第二管道连接有与空调末端连接的第四管道，所述第四管道设有第四开关阀；所述冷量回收槽设有与其进口、出口相通的内腔，多个所述封装体填充于内腔，位于内腔的相邻的两个封装体之间具有间隙，所述封装体内充满相变蓄冷材料。具体的，空调末端主要由风机盘管、风柜、新风机组构成的现有的外设备。此空调末端与第一管道的连接为常规技术。

优选的，所述封装体呈球状、椭圆状或圆柱状；所述封装体的材料为金属或塑料。封装体采用的金属可为不锈钢、铝和铜等，而塑料可为PE。制造封装体的材料不仅限于此，其还可为其他的导热性良好的材料。同时，封装体的形状不仅限于上述形状，还可为多面体等其他形状。

优选的，所述相变蓄冷材料为四丁基溴化铵水溶液、十四烷、十五烷中的任意一种或由十四烷和十五烷组成的混和物。相变蓄冷材料不仅限于上述材料，还可为其他液体石蜡材料。

优选的，当所述相变蓄冷材料为四丁溴化铵水溶液时，所述四丁基溴化铵水溶液中的四丁基溴化铵的质量浓度为25％～40％。

优选的，所述预热板式换热器和过冷水板式换热器之间的管道设有温度传感器。