[發(fā)明專利]并聯(lián)式冰蓄冷制冷系統(tǒng)及其制冷方法

有效

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• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102506474A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 周必安;陳振乾
• 申請（專利權）人: 江蘇七彩科技有限公司;周必安
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B41/04
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發(fā)明涉及制冷技術領域，特別是制冷空調(diào)技術領域。?

背景技術

常規(guī)制冷系統(tǒng)一般由制冷設備、冷源裝置、末端裝置、輔助設備、連接管路以及控制系統(tǒng)等組成。應用最廣的制冷設備為蒸氣壓縮式制冷機組，由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置通過銅管連接成封閉回路，回路內(nèi)充注制冷劑。制冷機組工作時，制冷劑在蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置中循環(huán)進行蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個過程，將熱量從蒸發(fā)器轉移到冷凝器。?

典型的制冷系統(tǒng)中，制冷機組為水冷冷水制冷機組——即以水為介質(zhì)排放熱量和輸送冷量的制冷機組；冷源裝置為冷卻塔；末端裝置為風機盤管或空氣處理機組。?

制冷機組的蒸發(fā)器與末端裝置通過管道和水泵組成冷凍水循環(huán)回路。冷凍水由水泵輸送到蒸發(fā)器內(nèi)，被制冷劑吸收熱量而冷卻到7℃左右，通過管道輸送到末端裝置吸收室內(nèi)空氣的熱量以降低室內(nèi)氣溫，而冷凍水則因吸收室內(nèi)空氣熱量溫度升至12℃左右，再通過管道和水泵返回蒸發(fā)器內(nèi)。?

制冷機組的冷凝器與冷卻塔通過管道和水泵組成冷卻水循環(huán)回路。冷卻水由水泵輸送到冷凝器內(nèi)，吸收制冷劑的熱量而被加熱到37℃左右，通過管道輸送到冷卻塔內(nèi)，通過冷卻塔向室外空氣散熱而被冷卻到32℃左右，再通過管道和水泵返回冷凝器內(nèi)。?

除了通過冷卻塔的方式，還有通過地埋管、地下水、地表水的方式排放熱量的水冷冷水制冷機組，這些水冷冷水制冷機組也稱為地源熱泵機組、水源熱泵機組。?

除了以水為介質(zhì)排放熱量，還有以空氣為介質(zhì)排放熱量的制冷機組，這種制冷機組稱為風冷冷水機組或空氣源熱泵機組。?

以上制冷機組在制冷時，冷凍水的出水溫度一般在7℃左右，但也可在18℃左右；無論如何，因其溫度都遠高于0℃，不能制冰，故稱為常規(guī)制冷機組。?

以常規(guī)制冷機組組成的常規(guī)制冷系統(tǒng)的缺點是：?

1、為保障空調(diào)冷負荷高峰時段的供冷，制冷機組的容量必須滿足峰值冷負荷，導致裝機容量過大，增加了設備的初投資；且系統(tǒng)大部分時間都在部分負荷下運行，也降低了設備的運行效率和利用率；

2、不適合部分時段需要備用制冷量的空調(diào)工程；

3、不適合需要提供低溫冷水或需要采用低溫送風的空調(diào)工程；

4、不適合電力容量或電力供應受到限制的空調(diào)工程；

5、空調(diào)冷負荷高峰與電網(wǎng)高峰時段重合，加劇了電網(wǎng)供電的緊張程度。

現(xiàn)有的冰蓄冷制冷技術，利用冰和水的相變特性，在電網(wǎng)負荷低、電價低廉的時段如夜間，用電使制冷設備制冷，通過制冰的方式，將冷量以相變潛熱為主的形式蓄存于冰中；而在電網(wǎng)負荷高、電價昂貴的時段如白天，通過融冰的方式使冰中蓄存的冷量釋放出來，以滿足空氣調(diào)節(jié)或生產(chǎn)工藝用冷的需求。?

現(xiàn)有的冰蓄冷制冷系統(tǒng)由制冷設備、蓄冰設備、載冷劑、載冷劑-冷凍水換熱器、冷源裝置、末端裝置、輔助設備、連接管路以及控制系統(tǒng)等組成，可實現(xiàn)蓄冰、蓄冰同時供冷、制冷設備單獨供冷、蓄冰裝置單獨供冷、蓄冰裝置與制冷設備聯(lián)合供冷五種運行模式。?

現(xiàn)有的冰蓄冷制冷系統(tǒng)的制冷設備一般為雙工況制冷機組。?

與常規(guī)制冷機組相同的是，雙工況制冷機組也是蒸氣壓縮式制冷機組，包括通過冷卻塔、地埋管、地下水、地表水的方式排放熱量的水冷機組和通過空氣的方式排放熱量的風冷機組。?

與常規(guī)制冷機組不同的是，雙工況制冷機組的運行工況有兩種，即制冷工況和制冰工況。在制冷工況下運行時，雙工況制冷機組的載冷劑出口溫度與常規(guī)制冷機組一樣為7℃左右；而在制冰工況下運行時，雙工況制冷機組的載冷劑出口溫度則為-5℃～-15℃。?

雙工況制冷機組的缺點是：?

1、雙工況制冷機組在制冰工況下運行時，其載冷劑出口溫度比常規(guī)制冷機組的冷凍水出水溫度降低12℃～22℃，其蒸發(fā)溫度也相應降低12℃～22℃。以致無論以何種方式排放熱量，在冷凝溫度相同的情況下，雙工況制冷機組的壓縮機的壓縮比都遠比常規(guī)制冷機組的大。在以最常見的冷卻塔排放熱量的方式下，制冷機組的冷卻水的出水溫度約為37℃，相應的冷凝溫度約為42℃；雙工況制冷機組在制冰工況下的蒸發(fā)溫度為-10℃～-20℃，其壓縮機的壓縮比為4.5～6.6；而常規(guī)制冷機組的蒸發(fā)溫度約為2℃，壓縮機的壓縮比僅為3.0左右。而壓縮比越大，則能效比越低。因而，在制冷、制冰兩種工況下都能達到高能效比的雙工況制冷機組，技術要求高，工藝要求高，成本昂貴；