[發明專利]相變材料冰球蓄能水箱及采用該蓄能水箱的冷水系統

在審

• 申請號: 201510147148.2
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN104729341A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 許加潭;李國榮;陳春成
• 申請（專利權）人: 東莞市兆榮節能科技有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F25B41/00;F24F5/00
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

技術領域

本申請屬于中央空調技術領域，具體的說，涉及相變材料冰球蓄能水箱及采用該蓄能水箱的中央空調。

背景技術

利用相變材料作為蓄冷介質的相變蓄冷水箱具有單位體積蓄能大、蓄冷密度高等優點，但是想要充分發揮相變蓄冷水箱良好的蓄冷、供冷的效果，需要將進入到相變蓄冷水箱中的載冷劑或水與水箱內的相變材料充分、均勻的接觸，以進行全面、高效的熱交換。

現有技術中，進入水箱的載冷劑或水常常是通過一根管道直接輸進水箱內的，其流量大且集中，載冷劑或水流入水箱后又迅速流出，從而導致載冷劑或水不能與相變材料充分、均勻的進行接觸，進而容易導致水箱內部溫度不均勻；另一方面，現有技術中相變蓄冷水箱中采用的蓄冷裝置為蓄冷板，其結構為：水箱本體內設置有相變蓄冷層，相變蓄冷層由兩塊以上的裝有相變材料的蓄冷板堆疊而成，相鄰的蓄冷板之間留有間隙，水或者載冷劑則從堆疊的蓄冷板之間的間隙流過蓄冷裝置，并與其進行熱交換。相變材料的熱交換速率也達不到實際要求，最終影響了水箱蓄冷和供冷效果。

發明內容

本申請的目的之一克服了現有技術中的缺點，提供一種熱交換效率更高的相變材料冰球蓄能水箱。

本申請的目的之二克服了現有技術中的缺點，提供一種采用該蓄能水箱的冷水系統，該冷水系統是中央空調的冷水系統，其不經過放熱器進行熱交換，載冷劑可以直接到達空調的末端。

為了解決上述技術問題，本申請是通過以下技術方案實現的：

相變材料冰球蓄能水箱，包括水箱本體，水箱本體內設置有若干蓄冰球，每個蓄冰球內均注有相變材料，若干蓄冰球聚集形成蓄冷區，水箱本體內設有沿水箱本體長度方向設置的層板，層板將蓄冷區分為上層蓄冷區和下層蓄冷區，水箱本體的同一端設置有用于進水的進水均流水管和用于出水的出水均流水管，進水均流水管設置于上層蓄冷區，出水均流水管設置于下層蓄冷區，層板上遠離進水均流水管和出水均流水管的一端與水箱本體之間設有供上層蓄冷區和下層蓄冷區連通的水流通道。

進一步，進水均流水管包括進水主管和進水分管，出水均流水管包括出水主管和出水分管，進水分管和出水分管均設置于水箱本體內部，進水主管從水箱本體的外部貫穿水箱本體的側面伸進水箱本體的內部并連通進水分管，出水主管從水箱本體的外部貫穿水箱本體的側面伸進水箱本體的內部并連通出水分管，進水分管和出水分管均包括至少一根分流管道，分流管道設置于靠近水箱本體被主管貫穿的側面的內側壁。

進一步，分流管道朝向內側壁的一側管壁上均勻開設有若干均流孔。

進一步，進水均流水管與蓄冷區之間設置有進水擾流孔板，進水擾流孔板的形狀、尺寸與上層蓄冷區的橫截面的形狀、尺寸一致，進水擾流孔板上加工有均勻分布的通孔；出水均流水管與蓄冷區之間設置有出水擾流孔板，出水擾流孔板的形狀、尺寸與下層蓄冷區的橫截面的形狀、尺寸一致，出水擾流孔板上加工有均勻分布的通孔。

進一步，水箱本體本體為圓柱形的水箱本體。

進一步，層板設置于水箱本體的中間位置，并將水箱本體分隔成體積相同的兩部分。

其中，相變材料為正溫8度的相變材料。

更進一步，相變材料為復合相變材料。

具體的，復合相變材料為無機共晶鹽。

采用相變材料冰球蓄能水箱的冷水系統：包括制冷劑循環系統和冷卻水循環系統，制冷劑循環系統與冷卻水循環系統之間通過冷凝器換熱，制冷劑循環系統包括依次連接的壓縮機、用戶風機、閥體、相變材料冰球蓄能水箱，制冷劑循環中采用的制冷劑為水。

與現有技術相比，本申請的有益效果是：本申請所述的相變材料冰球蓄能水箱，當載冷劑進入水箱本體內由若干蓄冰球聚集形成的蓄冷區，且與蓄冰球進行熱交換時，載冷劑從蓄冰球之間的縫隙中穿過，且載冷劑可以與蓄冰球在整個球面上進行熱交換，在相變材料數量相同的前提下，與傳統蓄冷板、蓄冷管相比其熱交換面積顯著增大，因此熱交換的效率顯著提高；與傳統蓄冷板和蓄冷管的蓄能水箱相比，載冷劑在若干方向不同的蓄冰球的縫隙之間穿過，形成較多擾流，防止載冷劑集中、過快地流出水箱本體，確保載冷劑在水箱本體內與蓄冰球充分接觸；水箱本體內的層板將蓄冷區分為上層蓄冷區和下層蓄冷區，進水均流水管和出水均流水管分別位于上層蓄冷區和下層蓄冷區水流方向的最遠距離的兩端，使載冷劑通過蓄冷區的路線延長，即載冷劑與蓄冰球熱交換的時間延長，提高換熱效率；效率提高的同時，蓄能水箱的體積可以做的更小，采用上述方案的蓄能水箱其體積比傳統水蓄冷蓄能水箱體積小。