[发明专利]一种相变蓄冷容器蓄冷量测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种相变蓄冷容器蓄冷量测量系统及方法，该系统包括：发射器，用于安装在相变蓄冷容器内部，N个发生器沿蓄冷容器垂直方向分布；接收器，用于安装在相变蓄冷容器内部，在每个发射器的同一水平面上，M个接收器沿蓄冷容器水平方向分布，M*N个接收器组成多层接收器；集中控制器，分别和发射器以及接收器相信号连接，以控制发射器发出信号，并从接收器接收信号，对蓄冷容器蓄冷量进行计算。本发明基于超声波在液体、不同厚度固体传播时的衰减规律，通过在蓄冷容器内布置多个发射器和多层接收器，利用集中控制器对发射器进行分时控制、并基于蒙特卡洛法对接收到的信号进行分析计算，从而实现相变蓄冷容器蓄冷量的精确计算。

技术领域

本发明涉及蓄冷领域，特别涉及一种相变蓄冷容器蓄冷量测量系统及方法。

背景技术

蓄冷技术通过在电力低谷时段蓄冷，在电力高峰时段放冷，可以减少空调制冷机组电力高峰期的耗能，一方面实现了电力的移峰填谷，另一方面可以利用峰谷电价差节约空调整体运行费用，是一种能源优化利用技术。其中，蓄冷容器作为冷能存储装置，一般根据用户侧的日用冷需求确定当日的蓄冷量，在一个循环周期内，应保证蓄冷量和放冷量一致。因此，对于蓄冷容器，需要一种可以直接测量或者间接计算其蓄冷量的方法。

对于目前广泛使用的含相变材料的固液两相流体的蓄冷介质，如冰浆、相变微胶囊等，主要以潜热形式存储冷量。由于固液相之间存在密度差，固相在浮力和粘性力共同作用下，会富集在容器的顶部或底部，而富集区堆积的形状、紧密程度等与固体颗粒的形貌和粒径密切相关；在这种情况下，难以通过简单的基于液位相对变化的测量方法精确计算出固相的体积(质量)，也就无法得到蓄冷容器当前准确的蓄冷量。而蓄冷量计算值和真实值之间较大的误差，对于蓄冷系统的能量控制将带来较大的影响，运行过程易于带来蓄冷量不足、无法满足用户需求或者蓄冷量过多、能耗增加等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种相变蓄冷容器蓄冷量测量系统及方法，以得到蓄冷容器内的实时蓄冷量，为蓄冷、放冷控制提供精确的参考依据

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种相变蓄冷容器蓄冷量测量系统，包括：

发射器，用于安装在相变蓄冷容器内部，N个发射器沿蓄冷容器垂直方向分布；

接收器，用于安装在相变蓄冷容器内部，在每个发射器的同一水平面上，M个接收器沿蓄冷容器水平方向分布，M*N个接收器组成多层接收器；

集中控制器，分别和发射器以及接收器相信号连接，以控制发射器发出信号，并从接收器接收信号，对蓄冷容器蓄冷量进行计算；

其中，N和M为正整数。

进一步地，所述蓄冷容器为柱体，且以柱体底面为蓄冷容器的底部水平放置，蓄冷槽的截面形状为柱体底面形状，包括规则形状和任意不规则形状。

进一步地，所述所述蓄冷容器内的蓄冷介质为含相变材料的固液两相流体。

进一步地，所述发射器为超声波发射器，接收器为超声波接收器。

第二方面，本发明实施例提供了一种相变蓄冷容器蓄冷量测量方法，应用于上述的测量系统，所述方法包括：

S1、集中控制器以时间长度T为循环周期，在一个循环周期内，按垂直顺序分时控制发射器发出信号，发射器发出信号的时间间隔为T/N；

S2、发射器E_i(i＝1,2……N)发出信号后，与该发射器处于同一水平面的M个接收器R_ij(j＝1,2……M)接收信号，并将M个接收信号S_ij传送至集中控制器；