直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统[发明专利]

*CN102506492A*

(10)申请公布号 CN 102506492 A(43)申请公布日 2012.06.20

(12)发明专利申请

(21)申请号 201110443127.7(22)申请日 2011.12.26

(71)申请人上海汉福空气处理设备有限公司

地址201407 上海市奉贤区青村镇金钱公路

4699号(72)发明人周正林

(74)专利代理机构淄博佳和专利代理事务所

37223

代理人孙爱华(51)Int.Cl.

F24F 11/00(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统(57)摘要

直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，属于冰蓄冷空调领域。包括空调主机和蓄冰槽，空调主机的冷凝器(6)一端通过管路、第一电磁阀(5)和第一热力膨胀阀(4)连接蒸发器(3)的1端，冷凝器(6)一端同时通过管路连接多组相并联的蓄冰槽的1端，多组相并联的蓄冰槽的2端通过管路连接汽液分离器(8)的另一端，多组蓄冰槽的3端并联后通过管路、第三换向电磁阀(22)接在第一换向电磁阀(1)的管路上，多组蓄冰槽的4端并联后通过管路、第四换向电磁阀(21)接在第二换向电磁阀(2)的管路上，第一换向电磁阀(1)和第二换向电磁阀(2)通过管路、循环水泵接空调末端机组(16)。投资小、节能减排效果好。CN 102506492 ACN 102506492 A

权 利 要 求 书

1/1页

1.直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，包括空调主机和蓄冰槽，其特征在于：空调主机的冷凝器(6)一端通过管路、第一电磁阀(5)和第一热力膨胀阀(4)连接蒸发器(3)的1端，冷凝器(6)一端同时通过管路连接多组相并联的蓄冰槽的1端，多组相并联的蓄冰槽的2端通过管路连接汽液分离器(8)的另一端，蒸发器(3)的2端接到汽液分离器(8)的另一端管路上，多组蓄冰槽的3端并联后通过管路、第三换向电磁阀(22)接在第一换向电磁阀(1)的管路上，多组蓄冰槽的4端并联后通过管路、第四换向电磁阀(21)接在第二换向电磁阀(2)的管路上，第一换向电磁阀(1)和第二换向电磁阀(2)通过管路、循环水泵接空调末端机组(16)。

2.根据权利要求1所述的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，其特征在于：所述的多组相并联的蓄冰槽为三组、四组、五组……或n组。

3.根据权利要求2所述的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，其特征在于：所述的多组相并联的蓄冰槽为三组。

4.根据权利要求3所述的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，其特征在于：所述的第一组由第一蓄冰槽(24)和与其相串联的第二热力膨胀阀(25)，第二电磁阀(26)组成；第二组由第二蓄冰槽(23)和与其相串联的第三热力膨胀阀(11)，第三电磁阀(9)组成，第三组由第三蓄冰槽(13)和与其相串联的第四热力膨胀阀(12)，第四电磁阀(10)组成。

5.根据权利要求1所述的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，其特征在于：所述的一组循环水泵由第一闸阀(20)、第一循环水泵(14)和第三闸阀(15)，第二闸阀(19)、第二循环水泵(18)和第四闸阀(17)相并联组成。

2

CN 102506492 A

说 明 书

直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统

1/4页

技术领域

[0001]

直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，属于冰蓄冷空调领域。可广泛

应用于使用冷媒水系统的办公楼、商场、超市、影剧院等场所，尤其对现有空调系统功耗超出申请电力负荷急需追加空调制冷量的场合。

背景技术

[0002] 蓄冷技术是利用夜间电网低谷电价时间系统满负荷运行制冰蓄冷白天用电高峰时释冷，以节省空调运行费用、降低制冷主机的装机容量和功耗，从而实现转移电力负荷高峰、平衡管网电力供应的目的。

[0003] 冰蓄冷空调具有以下明显优点：[0004] (1)平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设；[0005] (2)制冷主机容量减少，减少空调系统电力增容费和供配电设施费；[0006] (3)利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用；[0007] (4)冷冻水温度可降到1～4℃，可实现大温差、低温送风空调，节省水、风输送系统的投资和能耗；

[0008] (5)相对湿度较低，空调品质提高，可有效防止中央空调综合症；[0009] (6)具有应急冷(热)源，空调可靠性提高；[0010] (7)冷(热)量全年一对一配置，能量利用率高。

[0011] 但是目前常规的冷水机组空调系统日夜负载不均匀和电力管网峰谷电价的差值之间的矛盾，以及单纯追加整套冰蓄冷系统虽能节能减排但初期投资过高等，限制了该技术的使用。

发明内容

[0012] 本发明要解决的技术问题是：克服常规的冷水机组空调系统日夜负载不均匀和电力管网峰谷电价的差值之间的矛盾，以及单纯追加整套冰蓄冷系统虽能节能减排但初期投资过高的矛盾，提供一种投资小、节能减排效果好的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统。

[0013] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，包括空调主机和蓄冰槽，其特征在于：空调主机的冷凝器一端通过管路、第一电磁阀和第一热力膨胀阀连接蒸发器的1端，冷凝器一端同时通过管路连接多组相并联的蓄冰槽的1端，多组相并联的蓄冰槽的2端通过管路连接汽液分离器的另一端，蒸发器的2端接到汽液分离器的另一端管路上，多组蓄冰槽的3端并联后通过管路、第三换向电磁阀接在第一换向电磁阀的管路上，多组蓄冰槽的4端并联后通过管路、第四换向电磁阀接在第二换向电磁阀的管路上，第一换向电磁阀和第二换向电磁阀通过管路、循环水泵接空调末端机组。

[0014]

所述的多组相并联的蓄冰槽为三组、四组、五组……或n组。

3

CN 102506492 A[0015]

说 明 书

2/4页

所述的多组相并联的蓄冰槽为三组。

[0016] 所述的第一组由第一蓄冰槽和与其相串联的第二热力膨胀阀，第二电磁阀组成；第二组由第二蓄冰槽和与其相串联的第三热力膨胀阀，第三电磁阀组成，第三组由第三蓄冰槽和与其相串联的第四热力膨胀阀，第四电磁阀组成。[0017] 所述的一组循环水泵由第一闸阀、第一循环水泵和第三闸阀，第二闸阀、第二循环水泵和第四闸阀相并联组成。[0018] 工作原理

[0019] 直接蒸发式多换热系统属金属盘管外融冰式，金属盘管式蓄冰装置是由沉浸在保温水槽中的金属盘管构成换热表面的一种蓄冰装置。在蓄冷过程中，制冷剂直接在金属盘管内循环蒸发制冷，吸收水槽中水的热量，在盘管外表面形成冰层(冰层厚度越大，单位蓄冷量越大，释冷时间越长)。融冰时温度较高的空调回水直接送入保温水槽，空调冷媒水直接与金属盘管表面的冰层接触，使盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化。由于空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷速度快，来自蓄冰装置的供水温度可低达1℃左右。一套直接蒸发制冰主机可连供多套蓄冰装置与空调末端机组，由智能控制系统根据不同负载调节制冷剂走向、流量机组用冷冻水走向、流量以保证整套系统的高能量利用率。[0020] 与现有技术相比，本发明的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统所具有的有益效果是：

[0021] 比现有动态直接蒸发制冰系统冰层厚，冰层厚度可达30mm，单位蓄冷量也更大，释冷时间也更长，同时避免了利用高温热气融冰所消耗的一部分系统的冷量。克服常规的冷水机组空调系统日夜负载不均匀和电力管网峰谷电价的差值之间的矛盾，以及单纯追加整套冰蓄冷系统虽能节能减排但初期投资过高的矛盾。同时具有投资小、节能减排效果好等优点。

[0022] 冰蓄冷系统中蓄冰槽与空调主机(可包含热泵功能或其它辅助加热功能)并联在共有的冷冻水管道上连接至空调末端机组，蓄冰槽与空调主机在使用中依靠换向电磁阀进行转换。夜间低谷电价时空调主机可对蓄冰槽蓄冰，冰蓄冷系统采用变流量方式进行蓄冰，可实现一机多用功能。可在传统冷水机组空调系统上方便地增加一个或者多个蓄冰槽以达到削峰填谷节能减排的功效。此外使得新系统具有应急释冷功能，即当意外停电时可利用自备电力启动蓄冰槽管路系统中循环水泵向用户末端释放冷量。[0023] 此外蓄冰槽在冬季可作为热水箱；并可通过调节蓄冰槽中换热系统的换热面积以克服常规空调主机作为热泵运行时换热面积的不足，改善实际采暖功效。[0024] 该直接蒸发式多换热系统，能够削峰填谷节能减排。可广泛应用于使用冷媒水系统的办公楼、商场、超市、影剧院等场所，尤其对现有空调系统功耗超出申请电力负荷急需追加空调制冷量的场合，可以不增加额外的制冷主机而将原系统改造成冰蓄冷系统，这只需增加蓄冰槽与配套管路及控制设施即可。此外使得新系统具有应急释冷功能，即当意外停电时可利用自备电力启动蓄冰槽管路系统中循环水泵向用户末端释放冷量。附图说明

[0025]

图1是本发明的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统结构框图。图1

是本发明的最佳实施例。

4

CN 102506492 A[0026]

说 明 书

3/4页

其中：1第一换向电磁阀 2第二换向电磁阀 3蒸发器 4第一热力膨胀阀 5

第一电磁阀 6冷凝器 7压缩机 8汽液分离器 9第三电磁阀 10第四电磁阀11第三热力膨胀阀 12第四热力膨胀阀 13第三蓄冰槽 14第一循环水泵 15第三闸阀 16空调末端机组 17第四闸阀 18第二循环水泵 19第二闸阀 20第一闸阀 21第四换向电磁阀 22第三换向电磁阀 23第二蓄冰槽 24第一蓄冰槽25第二热力膨胀阀 26第二电磁阀 27空调主机。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图1对本发明的直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统做进一步描述：

[0028] 如图1所示：

[0029] 该直接蒸发式多换热系统冰蓄冷空调智能控制系统，由第一换向电磁阀1、第二换向电磁阀2、 蒸发器3、第一热力膨胀阀4、第一电磁阀5、冷凝器6、压缩机7、汽液分离器8、第三电磁阀9、第四电磁阀10、第三热力膨胀阀11、第四热力膨胀阀12、第三蓄冰槽13、第一循环水泵14、第三闸阀15、空调末端机组16、第四闸阀17、第二循环水泵18、第二闸阀19、第一闸阀20、第四换向电磁阀21、第三换向电磁阀22、第二蓄冰槽23、第一蓄冰槽24、第二热力膨胀阀25、第二电磁阀26和空调主机27组成。空调主机的冷凝器6一端通过管路、第一电磁阀5和第一热力膨胀阀4连接蒸发器3的1端，冷凝器6这一端同时通过管路连接三组相并联的蓄冰槽的1端，所述的三组相并联的蓄冰槽第一组由第一蓄冰槽24和与其相串联的第二热力膨胀阀25，第二电磁阀26组成；第二组由第二蓄冰槽23和与其相串联的第三热力膨胀阀11，第三电磁阀9组成，第三组由第三蓄冰槽13和与其相串联的第四热力膨胀阀12，第四电磁阀10组成。三组相并联的蓄冰槽的2端通过管路连接汽液分离器8的另一端管路，蒸发器3的2端接到汽液分离器8的另一端管路上，三组蓄冰槽的3端并联后通过管路、第三换向电磁阀22接在第一换向电磁阀1的管路上，三组蓄冰槽的4端并联后通过管路、第四换向电磁阀21接在第二换向电磁阀2的管路上，第一换向电磁阀1和第二换向电磁阀2通过管路、一组循环水泵接空调末端机组16。[0030] 所述的一组循环水泵由第一闸阀20、第一循环水泵14和第三闸阀15，第二闸阀19、第二循环水泵18和第四闸阀17相并联组成。[0031] 所述的多组相并联的蓄冰槽还可以是四组、五组……或n组。[0032] 工作过程如下：[0033] 在蓄冷过程中，首先制冷主机的压缩机7、冷凝器6、第二电磁阀26、第二热力膨胀阀25、第一蓄冰槽24运行，制冷剂直接在第一蓄冰槽24中金属盘管内循环蒸发制冷，吸收第一蓄冰槽24中水的热量，在金属盘管外表面形成冰层。该过程持续运行直至当蓄冰量达到设定要求时，由反馈元件将信号传递给控制器进而关闭第二电磁阀26结束第一蓄冰槽24制冰；同时打开第三电磁阀9，使得第三电磁阀9、第三热力膨胀阀11、第二蓄冰槽23运行，制冷剂直接在第二蓄冰槽23中金属盘管内循环蒸发制冷，吸收第二蓄冰槽23中水的热量，在金属盘管外表面形成冰层。该过程持续运行直至当蓄冰量达到设定要求时，由反馈元件将信号传递给控制器进而关闭第三电磁阀9结束第二蓄冰槽23制冰；同时打开第四电磁阀10，使得第四电磁阀10、第四热力膨胀阀12、第三蓄冰槽13运行，制冷剂直接在第三蓄冰

5

CN 102506492 A

说 明 书

4/4页

槽13中金属盘管内循环蒸发制冷，吸收第三蓄冰槽13中水的热量，在金属盘管外表面形成冰层。该过程持续运行直至当蓄冰量达到设定要求时，由反馈元件将信号传递给控制器进而关闭第四电磁阀10结束第三蓄冰槽13制冰。多组蓄冷装置并联时，当空调主机27运行一定时间任意一组蓄冰槽中冰层厚度达到要求后可由控制器通过电磁阀将制冷剂切换到其他组蓄冰槽金属盘管中继续蒸发制冷，这可有效避免冰层过厚时传热能力的下降并且有利于提高冷量的释放速度及金属盘管的维护保养。在释冷过程中，温度较高的空调回水从空调末端机组16直接送入第一蓄冰槽24、第二蓄冰槽23、第三蓄冰槽13，空调冷媒水直接与金属盘管表面的冰层接触，使金属盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化。通过反馈元件将信号传递给控制器进而调节冷冻水运行状态，当一组空调末端机组16单独运行时，可由控制器通过比例积分调节阀调节供回水量进而达到调节出风温度的效果；多组空调末端机组16并联时，当任意一组空调末端机组16由于配套蓄冰槽中冷量用尽使得回水温度高出设定值时，可由控制器通过比例积分调节阀将供回水切换到其他组蓄冰槽，以保证额定的出风温度。

[0034] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

6

CN 102506492 A

说 明 书 附 图

1/1页

图1

7