[發明專利]一種冰蓄冷系統

在審

• 申請號: 202011038121.7
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112113298A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 陳奇良;周孝清;李峰;劉燕妮;何石泉;楊國良
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25C1/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;朱燕華

本發明公開了一種冰蓄冷系統，其包括蓄冰槽、制冰換熱器、冷源和熱源，所述蓄冰槽的內部儲有水，所述制冰換熱器設于所述蓄冰槽的內部；所述制冰換熱器包括翅片排管，所述翅片排管包括管體，所述管體外壁的上、下側對稱設有沿其軸向延伸的翅片，所述管體由導熱系數不低于5W/(m·K)的高導熱材料制成，所述翅片由導熱系數不超過0.3W/(m·K)的低導熱材料制成；所述制冰換熱器上設有與所述管體連通的換熱介質入口和換熱介質出口，所述換熱介質入口和/或所述換熱介質出口與所述冷源和/或所述熱源連接。本發明冰蓄冷系統的蓄水和蓄冰均在蓄冰槽中完成，系統整體體積小，結構構造簡單，容易實現，制冰和脫冰過程高效、節能。

技術領域

本發明屬于冰蓄冷技術領域，尤其涉及一種冰蓄冷系統。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，以及各類大型公共娛樂場所和辦公大樓的建立等，中央空調的需求量越來越大，空調能耗快速增加。中央空調用電的特點是耗電大，日周期性明顯，使用的多為高峰電。據統計，我國部分大城市的高峰用電量中，空調用電占比為30％以上，造成電力系統峰谷差急劇增加。為了充分利用電能，維護發電設備安全，目前采取的有效措施為電力“移峰填谷”方法，即將一部分要在用電高峰時期運轉的設備轉移到用電低谷時期運轉。

在儲能技術商業化應用方面，空調蓄冷技術能在用電低谷時將冷量蓄存起來，以供用電高峰時使用，具有平衡負荷、優化用能結構、有效節約一次能源、以及降低環境污染等優點。而在空調蓄冷技術中冰蓄冷尤為受到重視，這是由于冰蓄冷材料低廉，易得，無污染，且蓄冷密度大，可以有效地節約蓄冷的空間，這對于土地和空間資源高昂且緊缺的發達城市來說，具有重要的價值和意義。

但是，目前常規的蓄冰系統在蓄冰工況時，隨著其蓄冰換熱器上附著的冰層生長，其所形成的熱阻也不斷增大，換熱效率也相應急遽下降，進而也影響了蓄冰的速率。為了提高蓄冰的速率，現有技術通常增大換熱器在蓄冰槽中的體積，即提高換熱面積，然而，這勢必降低了蓄冰槽的蓄冰量，增加冰蓄冷設備的使用成本。

冰片滑落式蓄冰是把平行的板狀換熱器浸入水中，通入低溫載冷劑，讓冰在換熱器上生長；當冰達到規定的厚度后，將換熱器提升起來，通入高溫載冷劑，讓換熱器表面上的冰融化，并在重力作用下滑落到蒸發板下部的蓄冰槽中，如此反復，周期性地完成結冰、融化和脫冰的過程。該方法有效提高了換熱效率，提高了制冰的速率，但是其中的蓄水槽和蓄冰槽是分開設置的，板狀式換熱器也需設計成活動式，這增加了制冰系統的體積和復雜程度。因此，有必要開發制冰效率高、成本低、體積小且復雜程度低的蓄冷系統。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種冰蓄冷系統。

為達到其目的，本發明所采用的技術方案包括以下幾方面：

一方面，本發明提供了一種用于制冰的翅片排管，其包括管體，所述管體外壁的上、下側對稱設有沿其軸向延伸的翅片，所述管體由導熱系數不低于5W/(m·K)的高導熱材料制成，所述翅片由導熱系數不超過0.3W/(m·K)的低導熱材料制成。

所述翅片排管中，所述管體用于流通換熱介質，采用高導熱材料制備所述管體可提高其換熱效率，提高制冰和脫冰的效率。而所述翅片用于隔離管體兩側形成的冰，使管體的冰層分成兩塊，更利于脫冰。因此，本發明采用低導熱材料制備所述翅片，可減緩冰在翅片上的生長速度，防止管體兩側形成的冰越過翅片的外緣而連成一體，進一步提高了脫冰效率，減少脫冰過程損耗的冷量。

優選地，所述管體由金屬材料制成，如：銅、鋁、鋼或不銹鋼等。這些金屬材料具有高導熱系數，換熱效率高。

優選地，所述翅片由塑料或橡膠制成，如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯等。這些材料具有疏水性，與所附著的冰不相親，從而減小冰在翅片上的附著力，利于冰從翅片上脫落，提高脫冰效率。此外，這些材料由于具有疏水性，因此可使水容易滲入冰與翅片的貼合處，從而加快冰與翅片的脫離，提高脫冰效率。