[发明专利]一种低谷电蓄热蓄冷热泵空调机

说明书

技术领域

本发明涉及一种低谷电蓄热蓄冷热泵空调机，主要应用于利用低谷电夏季制冰蓄冷的空调领域和冬季蓄热的采暖领域。

技术背景

由于水——冰的相变潜热很大（335kj/kg）,1kg的水从12℃降至0℃的冰所吸收（释放）的冷量（热量）为385kj，因此，利用低谷电制冰蓄冷、融冰蓄热，是夏季蓄冷空调领域和冬季蓄热采暖领域的一项重要技术措施。

由于水制成冰后体积膨胀、加之冰的导热系数变低的原因，在现有的制冰技术中，冰盘管式储冰槽和完全冻结式储冰罐，都必须给冰的膨胀预留空间，一般是敞开式的，而且许多工程的储冰槽或储冰罐是根据现场条件现场制作的，而密封件式储冰容器又存在着制造成本高，这几种储冰容器都存在着制冰蓄冷——放冷效率低的缺陷，而无法形成定型的产品，不能普遍应用在蓄冷空调领域。

现有的低谷电水蓄热采暖技术，一般的蓄热——放热的水温是40℃——90℃，每1kg水储存的热量只有4.186*50=209kj。如果实现冬季采暖的蓄热量与夏季空调冰的蓄冷量相同，储热容积要增加84%，由于储热水箱容积的增大，使得设备的占地面积增大，建筑物的承重负载增大，而使得一些大型采暖工程无法实施。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种低谷电蓄热蓄冷热泵空调机，由储冰储热容器和水-水热泵及两端的设备组成。冬季和夏季都使用同一个储冰储热容器，这种储冰储热容器在夏季制冰蓄冷--放冷水温0℃-12℃、冬季蓄热--放热水温2℃-94℃的情况下，蓄冷、蓄热量均为385kj/kg,这种储冰储热容器壳体内设置有圆柱形翅片换热器，冰凝结在翅片上，翅片弥补了冰的导热系数低的缺陷，本发明制冰蓄冷——放冷、融冰蓄热——放热效率高，设备操作简单可靠，可以形成定型产品，主要应用于利用低谷电夏季制冰蓄冷的空调领域和冬季蓄热的采暖领域。

本发明所采用的技术方案：

一种低谷电蓄热蓄冷热泵空调机，由储冰储热容器和水-水热泵及两端的设备组成。水-水热泵的蒸发器端包括：储冰储热容器、膨胀排气罐、电锅炉、循环水泵、管路阀门；冷凝器端包括：冷却塔、板式换热器、卫生热水保温水箱、循环水泵、管路阀门、末端用户组成。蒸发器端循环管路中的循环介质是载冷剂；冷凝器端循环管路中的循环介质是自来水。

储冰储热容器由下列部件构成：

壳体、壳体保温层、右侧封头、左侧封头、圆柱形翅片换热器、进水口、排气溢流管、密封螺帽、O型密封胶圈、封头与壳体法兰密封垫片、封头与壳体法兰固定螺栓、载冷剂进口管、载冷剂出口管、载冷剂进口分液管、载冷剂出口集中管、翅片、翅片间载冷剂循环管、翅片组右侧环形板、翅片组右侧端板、翅片组右侧端板间固定螺栓、翅片组左侧环形板、翅片组左侧端板、翅片组左侧端板间固定螺栓、翅片组端板与环形板固定螺栓。

储冰储热容器的结构特征：

壳体内设置有圆柱形翅片换热器，左右侧封头、壳体、圆柱形翅片换热器通过翅片组左右侧环形板、封头与壳体法兰密封垫片、封头与壳体法兰固定螺栓连接构成一个整体；右侧封头与载冷剂的进出口管之间由O型密封胶圈通过密封螺帽密封，构成了载冷剂循环管路之外、壳体内的密封空间和载冷剂循环管路之内的密封空间，载冷剂循环管路内装入载冷剂，壳体内装入自来水。

为便于装配，翅片组左右侧环形板的外径小于壳体的内径，环形板与壳体之间是动配合；左右侧封头的外径小于左右侧环形板的内径，封头与环形板之间是动配合。

优选的，所述的圆柱形翅片换热器由下列方式构成：翅片、翅片间载冷剂循环管两侧是翅片组左右侧端板、翅片组左右侧环形板。左右侧端板与左右侧环形板通过翅片组端板与环形板固定螺栓固定；左右侧端板之间由左右侧端板间固定螺栓固定；载冷剂进口管与载冷剂进口分液管连接，载冷剂进口分液管与翅片间载冷剂循环管连接；载冷剂出口管与载冷剂出口集中管连接，载冷剂出口集中管与翅片间载冷剂循环管连接。

优选的，由翅片、翅片间载冷剂循环管、翅片组右侧端板、翅片组左侧端板构成一个翅片组，每个翅片组的结构形式与液体——空气换热器的结构形式相似，由于液体——液体间的换热系数较大，因此，这时需要翅片面积更小，翅片间的间距更大，翅片组竖向翅片间载冷剂循环管的排数，可以是2排的、3排的、4排的。

优选的，为给冰膨胀预留空间，壳体的内半径与圆柱形翅片换热器中翅片的外沿半径之差大于翅片之间的间距。

优选的，右侧封头上的密封螺帽，当管径大于DN50时，可采用法兰连接的方式。