[發明專利]一種基于熱管的自然冷源多溫級蓄冷系統

無效

• 申請號: 201110139411.5
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102261706A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 李奇賀;趙孝保;顧中鑄;褚紅燕;程豫洲;魏然;夏彬彬;蔣詩波;劉玉花;曲晶春;鄒麗娜
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種利用自然冷源蓄冷和制冷機組蓄冷聯合運行而達到節能和節水目的的蓄冷系統，屬于制冷與空調工程技術領域。

背景技術

我國建筑能耗占國家總商品能耗的20%以上，空調供暖用能則占公共建筑總能耗的40%以上。由于空調設備用電間歇性明顯，導致電網負荷峰谷差很大，部分城市和地區在夏季和冬季用電的峰谷差甚至已達到40%，用電負荷在時間和強度上的差別明顯，這一方面增加了發電裝備的裝機容量，降低了發電裝備的平均效率，同時由于發電裝備容量調節較為困難，也對電網的安全運行構成了威脅。高效的能源系統除了包括高效的能源生產和能量使用環節外,?還需要高效的能源輸配和蓄存體系。能源蓄存是緩解能量供求雙方不匹配的有效方式，但是，由于大規模電能蓄存困難,?需求側管理(DSM)技術成為解決這一問題的重要努力方向。對于空調系統，需要考慮冷、熱能量的儲存，因此，發展空調用蓄冷、蓄熱技術有其顯著的社會和經濟意義。空調蓄冷的主要優點包括：降低發電設備裝機容量，提高發電設備平均效率；提高電網運行的安全性；降低制冷機的裝機容量，提高設備的運行效率；降低用戶電費支出等，所以，很多建筑采用了蓄冷空調系統。

我國大部分地區為亞熱帶氣候，都具有四季分明和晝夜溫差大的特點。如果將冬季室外冷量通過蓄冷介質儲存起來，夏季時釋放出來，就可以實現冬冷夏用的自然冷源季節性蓄冷；如果將夜間的冷量通過蓄冷介質儲存起來，日間高溫時段釋放出來，就可以實現夜冷晝用的自然冷源多溫級蓄冷。

熱管蓄冷裝置以熱管為傳熱元件，熱管內部主要靠工質相變傳熱，熱阻小，效率高，節能效果顯著，熱管管壁溫度可以調節，可以獨立改變蒸發段和冷凝段熱流密度，熱管具有熱開關性能，不利條件下可以根據需要終止熱交換進行，熱管換熱設備是二次間壁換熱，可以避免冷、熱流體的交叉污染，熱管換熱設備的冷、熱段結構和位置布置可以非常靈活，適應各種復雜場合。利用熱管的這些特性來實現自然冷源與蓄冷介質之間的熱傳導，可以克服溫度分布不均勻和減少流動阻力而達到節能環保的目的。

發明內容

為了充分利用自然冷源，本發明的目的在于利用熱管均溫性能好和具有熱二極管的特性，提供一種多溫級蓄冷系統，可以實現“冬冷夏用”的季節性蓄冷和“夜冷晝用”的逐日蓄冷。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于熱管的自然冷源多溫級蓄冷系統，包括自然冷源蓄冷槽和制冷機組蓄冷槽，自然冷源蓄冷槽包括熱管和蓄冷介質，制冷機組蓄冷槽包括制冷機組載冷劑盤管、熱管和蓄冷介質；熱管根據傳熱過程與功能不同，分為放熱換熱段、蓄冷換熱段和釋冷換熱段；在自然冷源蓄冷槽中，熱管放熱換熱段用來將蓄冷介質和載冷介質的熱量傳向自然冷源，蓄冷換熱段是將蓄冷介質的熱量傳向自然冷源，釋冷換熱段是將載冷介質的熱量傳向蓄冷介質和自然冷源，所述熱管放熱換熱段置于自然環境中；在制冷機組蓄冷槽中，熱管放熱換熱段用來將蓄冷介質和載冷介質的熱量傳向制冷機組冷源，蓄冷換熱段用來將蓄冷介質的熱量傳向制冷機組載冷劑盤管，釋冷換熱段用來將供用戶載冷介質的熱量傳向蓄冷介質和制冷機組載冷劑盤管，所述制冷機組載冷劑盤管與熱管緊密接觸；所述熱管采用熱虹吸管，并與水平成一夾角放置，即熱管放熱換熱段處于熱管蓄冷換熱段的上方，釋冷換熱段處于蓄冷換熱段的下方。

制冷機組載冷劑盤管內的冷源為制冷機組載冷劑或者制冷劑，盤管結構上可以采用沉香管式或者纏繞盤管式，但均應與熱管緊密接觸，以用熱管來強化傳熱，提高蓄冷效率。

本發明系統利用熱管直接與蓄冷槽換熱，減少了常規蓄冷系統的釋冷循環過程，不再需要經過板式換熱器等釋冷換熱器來實現蓄冷介質與供用戶載冷劑間的傳熱釋冷。利用熱管均溫性和熱二極管特性進行蓄冷，可以減少制冷機組的運行時間而降低制冷能耗，當制冷機組為水冷機組時，能夠提高制冷機組的能效比和減少冷卻水消耗。本發明將自然蓄冷和制冷機蓄冷聯合運行，可以實現國家大力提倡的電力“削峰填谷”,該系統在我國北方地區直至長江沿岸均可應用，具有顯著的經濟效益和社會效益。

附圖說明

圖1是本發明系統的自然冷源蓄冷槽原理圖。

圖2是本發明系統的制冷機組蓄冷槽原理圖。

圖3是本發明實施例中系統的結構運行圖。其中，1制冷機組，2冷卻塔，3自然冷源蓄冷槽，4制冷機組蓄冷槽，5制冷機組冷卻水循環泵，6制冷機組載冷劑循環泵。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明。