[實用新型]一種基于相變材料蓄冷的冷卻水系統

有效

• 申請號: 201220185752.6
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN202747502U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 串禾;蒲清平;黃育華;劉正清;孫訓江;劉巍;彭乾皓
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

?技術領域

本實用新型涉及一種采用相變材料蓄冷技術的冷卻水系統，屬于蓄能空調技術領域。

背景技術

在當今世界能源形勢日益緊張的局面下，對節能技術與節能措施的研究具有重要的實際意義和應用價值。隨著人們對室內環境的舒適度要求愈來愈高，空調普及程度逐漸提高。空調系統已成為一個耗能大戶，對空調系統蓄能、節能技術的開發與運用已成為當前的熱點問題之一。

而相變材料，作為其中的代表，近年來越來越多的被研究與運用。由于相變材料具有獨特的潛熱性能，在降低建筑能耗、減少空調負荷、蓄冷節能方面，具有廣闊的應用前景。

現有空調系統將熱量經冷凝器與冷卻水進行熱交換，依靠冷卻塔使冷卻塔出水溫度在32℃左右。但夏季，當室外大氣環境溫度較高時，建筑負荷增大，空調系統冷卻水溫升高。而此時冷卻塔由于室外大氣溫度的升高，其冷卻能力將下降，不能夠完全充分冷卻循環冷卻水，使得冷卻塔出水溫度升高，相應的冷凝壓力也升高。而冷凝壓力是制冷效能的關鍵參數，其取決于冷凝水溫，與能效比COP值成反比。所以隨著冷卻塔出水溫度升高，冷凝壓力升高，空調系統的能效比COP下降，即能源利用率下降，浪費的能源越多，不利于系統節能。此時空調系統的也制冷量下降，滿足不了建筑所需冷量，影響室內熱舒適。而現有的冰蓄冷空調，不僅運行效率低，制冷主機制冷能效比（COP）低；還增加了蓄冷設備費用及其占用的空間，增加水管和風管的保溫費用。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種利用相變材料蓄冷技術的冷卻水系統。在夜間室外溫度較低時，該冷卻水系統通過蓄冷槽中的相變材料把低溫冷卻水的冷量貯存起來，在白天室外溫度較高導致冷卻塔效率低下的時候，釋放貯存的冷量用來冷卻空調系統冷卻水。該冷卻水系統不僅能夠利用夜間蓄冷，高效、穩定的冷卻空調系統的冷卻水，進而顯著的提高冷卻塔的效率和制冷機組的COP，使空調系統能夠提供足夠的冷量，維持房間熱舒適并有利于空調系統節能；還可以利用夜間廉價的峰谷電力，起到移峰填谷的效果。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種基于相變材料蓄冷的冷卻水系統，它包括冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔、溫度感應器、蓄冷槽、調節閥A、調節閥B、調節閥C、調節閥D、冷卻水管、冷水機組旁通管、蓄冷槽旁通管、濕球溫度傳感器、溫度傳感器、換熱管、氣液相變材料、液位傳感器。冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔和蓄冷槽上均設有進出水管。冷水機組出水管與冷卻水泵進水管通過冷卻水管連接，冷卻水泵出水管與冷卻塔進水管通過冷卻水管連接，冷卻塔出水管與蓄冷槽進水管通過冷卻水管連接，蓄冷槽出水管與冷水機組進水管通過冷卻水管連接。冷水機組的進出水管上接有冷水機組旁通管。冷水機組旁通管上裝有調節閥A，冷水機組旁通管與冷水機組之間的進水管上裝有調節閥B。蓄冷槽的進出水管上接有蓄冷槽旁通管，蓄冷槽旁通管上裝有調節閥C，蓄冷槽旁通管與蓄冷槽之間的進水管上裝有調節閥D。所述調節閥的開度均可以從1到0進行連續調節，開度為1時全開，開度為0時全關。

所述溫度感應器安裝在冷卻塔的出水管上，用來感應冷卻塔的冷卻水出水溫度。對溫度感應器溫度進行預先設定為設定溫度T1。設定溫度T1在冷卻水充分冷卻時冷卻塔進出口溫度的范圍內的前提下，根據用戶的要求，盡量使系統COP升高（如33℃）。

所述的溫度傳感器安裝在冷水機組的進水管上，用來感應冷水機組的冷卻水進水溫度。

所述濕球溫度傳感器安裝在冷卻塔頂部，用來感應室外大氣的濕球溫度。

所述蓄冷槽的蓄冷量為Q，蓄冷量Q根據當地氣候情況而定，其大小應能滿足白天使冷卻塔高效率下運行的同時保證系統冷卻水充分冷卻，在經濟條件和機房面積允許的前提下，Q越大越好。蓄冷槽放置在空調機房內，其內有氣液相變材料和換熱管。蓄冷槽的容積在建筑規模、資金成本、機房面積、建筑所在地的氣象參數的基礎上確定，應盡量大。蓄冷槽具有密閉性好、保溫隔熱、耐腐蝕、易于安裝等特點。

所述氣液相變材料應保證其相變潛熱大，相變溫度T2應大于當地夜間最低濕球溫度并小于設定溫度T1（如27℃），其相變壓力接近大氣壓力。在蓄冷槽容積允許的條件下，氣液相變材料可以用其他熱容量較大的介質替代。

所述換熱管應具有較強的換熱能力，使流經其中的冷卻水能很好的與蓄冷槽內的氣液相變材料進行換熱。