[發明專利]一種復疊式過冷法蓄冰系統

在審

• 申請號: 201910291140.1
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109945371A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 董凱軍;蘇林;孫欽
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B41/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發明公開了一種復疊式過冷法蓄冰系統，包括冷水機組、雙向泵、低溫冷凝器、節流閥、壓縮機、蒸發器、載冷劑泵、過冷卻換熱器、過冷卻解除器、蓄冰槽、蓄冰泵、換熱器和末端設備；冷水機組、雙向泵、末端設備構成供冷回路；冷水機組、雙向泵、低溫冷凝器冷側、換熱器第一熱側構成制冷/預熱回路；低溫冷凝器熱側、節流閥、蒸發器冷側和壓縮機構成制冷劑回路；蒸發器熱側、過冷卻換熱器冷側、載冷劑泵構成載冷劑回路；過冷卻換熱器熱側、過冷卻解除器、蓄冰槽、蓄冰泵、換熱器冷側構成過冷回路。本發明運行可靠性高，能有效降低制冰系統的能耗，提高系統COP，同時制取的動態冰漿放冷速度快，換熱效率高，大大降低運行成本和初投資。

技術領域

本發明涉及冰蓄冷領域，具體涉及一種復疊式過冷法蓄冰系統。

背景技術

蓄冷系統的應用可以提高城市或區域電網的供電效率，優化供電系統，轉移電力高峰，平衡電網負荷，大幅降低用戶電費支出。

蓄冷系統主要包括顯熱蓄冷和潛熱蓄冷，冰蓄冷是利用水相變潛熱的一種蓄冷方式，0℃的冰的蓄冷密度高達334KJ/kg，儲存同樣多的冷量，冰蓄冷所需的體積僅為水蓄冷的幾十分之一，大大降低蓄冷體積，國內外建成的蓄冷工程中，75％以上均采用冰蓄冷系統。

傳統的冰蓄冷系統一般采用冰盤管式制冰和冰球式制冰兩種方式，該種方式一般采用雙工況主機，蒸發溫度低，能效比(COP)低，在制冰過程中雙工況主機性能下降快，在放冷過程中融冰速度慢、換熱效率低。

過冷水制冰利用水在低于0℃下保持亞穩態液體狀態的特點，通過過冷解除裝置實現動態冰漿的制取，結合復疊式制冷系統的應用，可以大幅降低運行能耗，且動態冰蓄冷系統具有取冷快、換熱效率高等優點，具有更高的應用價值

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種能耗低、取冷快、換熱效率高的復疊式過冷法蓄冰系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種復疊式過冷法蓄冰系統，包括冷水機組、雙向泵、低溫冷凝器、節流閥、壓縮機、蒸發器、載冷劑泵、過冷卻換熱器、過冷卻解除器、蓄冰槽、蓄冰泵、換熱器、放冷泵和末端設備；

冷水機組、雙向泵、末端設備依次連接構成供冷回路；蓄冰槽、放冷泵、末端設備依次連接構成放冷回路；

冷水機組、雙向泵、低溫冷凝器冷側、換熱器第一熱側依次連接構成制冷/預熱回路；

低溫冷凝器熱側、節流閥、蒸發器冷側和壓縮機依次連接構成制冷劑回路；蒸發器熱側、過冷卻換熱器冷側、載冷劑泵依次連接構成載冷劑回路；過冷卻換熱器熱側、過冷卻解除器、蓄冰槽、蓄冰泵、換熱器冷側依次連接構成過冷回路。

作為本發明的一種改進，所述的換熱器還包括獨立于第一熱側、且與換熱器冷側換熱的第二熱側，第二熱側并聯在壓縮機與低溫冷凝器熱側之間構成制冷劑預熱回路。

作為本發明的一種改進，所述的換熱器還包括獨立于第一熱側和第二熱側、且與換熱器冷側換熱的第三熱側，第三熱側與常溫市政給水相連構成市政給水預熱回路。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、設置預熱用的換熱器，將從蓄冰槽中出流的低溫水適當升溫，完全消除低溫水中夾帶的冰晶，防止冰堵現象發生，有效保障了系統運行的穩定性。

2、換熱器設置3個熱側，從而可以根據需要，利用合適的熱源對蓄冰槽中出流的水進行預熱，熱源至少有以下4種：直接從冷水機組出來的7℃冷凍水；冷水機組出來的7℃冷凍水經低溫冷凝器升溫后的冷凍水回水；壓縮機出口的高溫制冷劑蒸汽；常溫市政給水。

3、通過對配套閥組的控制，可以實現白天冷水機組單獨供冷、白天蓄冰槽單獨供冷、白天冷水機組和蓄冰槽聯合供冷、夜間蓄冰、夜間冷水機組供冷+蓄冰五種工況。