[發(fā)明專(zhuān)利]一種緊湊直接蒸發(fā)式可蓄冷蓄熱的系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110693051.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113446767A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明彪;宋文吉;馮自平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F25C1/142
• 分類(lèi)號(hào): F25C1/142;F25C5/12;F25B30/02;F25B41/20;F25B41/30;F25B39/02
• 代理公司: 廣州科粵專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

本發(fā)明公開(kāi)了一種緊湊直接蒸發(fā)式可蓄冷蓄熱的系統(tǒng)，包括熱泵裝置、換熱裝置以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置；所述熱泵裝置和換熱裝置相連接，用于為換熱裝置提供熱量；整個(gè)所述換熱裝置置于蓄能介質(zhì)中，換熱裝置內(nèi)部裝有工質(zhì)；蓄冷時(shí)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置用于將換熱裝置表面的固體層刮落；蓄熱時(shí)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置用于擾動(dòng)蓄能介質(zhì)。把換熱裝置直接置于蓄能槽中，工質(zhì)經(jīng)過(guò)壁面與蓄能槽中的蓄能介質(zhì)進(jìn)行間接換熱。這樣避免了因增加中間級(jí)循環(huán)導(dǎo)致的高能耗問(wèn)題，同時(shí)也避免了換熱器的熱損問(wèn)題。通過(guò)刮削的方法不斷將換熱器壁面的固體層刮落，從而達(dá)到連續(xù)制冰的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊直接蒸發(fā)式可蓄冷蓄熱的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，蓄能在各個(gè)行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。但是很多的蓄能裝置只是針對(duì)蓄冷或者蓄熱。而我國(guó)大部分地區(qū)，都是需要夏季蓄冷冬季蓄熱。因此發(fā)明一種即可以蓄冷也可以蓄熱的兩用蓄冷方法。

目前蓄冷時(shí)的普遍采用冰蓄冷和水蓄冷。冰蓄冷的制冰的方法主要分為靜態(tài)制冰和動(dòng)態(tài)制冰兩種。靜態(tài)制冰方法由于固態(tài)冰熱阻較大，使得制冰能耗較高。在動(dòng)態(tài)制冰方法中，刮削法存在機(jī)械磨損，過(guò)冷水法容易導(dǎo)致堵塞，而其他方法諸如流化床法、直接接觸法等，目前大多在研究階段，商業(yè)化程度較低。刮削法雖然存在機(jī)械磨損，但是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象，因此目前商業(yè)應(yīng)用較廣。

然而，無(wú)論是靜態(tài)制冰還是動(dòng)態(tài)制冰方法，通常采用乙二醇等載冷劑作為中間級(jí)循環(huán)冷卻，與直接蒸發(fā)冷卻方法相比，載冷劑冷卻方法其能耗相對(duì)較高。并且由于多增加了一個(gè)中間循環(huán)，所以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。

此外，傳統(tǒng)的制冰方法，換熱器大多放置在空氣中，通過(guò)泵驅(qū)動(dòng)的方式使不同液體流經(jīng)換熱器。該傳統(tǒng)方法不但增加了泵功的消耗，也增加管路布置的工程量。而且，換熱器放置于空氣中，必然存在冷量損失，使得系統(tǒng)性能降低。

而對(duì)于液體蓄熱而言，由于蓄熱介質(zhì)各個(gè)區(qū)域的溫度分布不均勻，導(dǎo)致?lián)Q熱性能差、蓄熱效率低的系統(tǒng)性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)所存在的至少一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的旨在提供一種緊湊直接蒸發(fā)式可蓄冷蓄熱的系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種緊湊直接蒸發(fā)式可蓄冷蓄熱的系統(tǒng)，包括熱泵裝置、換熱裝置以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置；

所述熱泵裝置和換熱裝置相連接，用于為換熱裝置提供熱量；

整個(gè)所述換熱裝置置于蓄能介質(zhì)中，換熱裝置內(nèi)部裝有工質(zhì)；

蓄冷時(shí)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置用于將換熱裝置表面的固體層刮落；

蓄熱時(shí)，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置用于擾動(dòng)蓄能介質(zhì)。

進(jìn)一步地，在蓄冷時(shí)，所工質(zhì)從換熱裝置的一工質(zhì)端口進(jìn)入，液態(tài)工質(zhì)吸收蓄能介質(zhì)中的熱量后發(fā)生相變變?yōu)闅鈶B(tài)，氣態(tài)工質(zhì)通過(guò)從換熱裝置的另一工質(zhì)端口返回至熱泵裝置；在蓄熱時(shí)，工質(zhì)從換熱裝置的一工質(zhì)端口流入，從另一工質(zhì)端口流出，以使得工質(zhì)在換熱裝置中與蓄能介質(zhì)交換熱量。

進(jìn)一步地，所述換熱裝置由一根或多根換熱管組成；當(dāng)換熱裝置是由多根換熱管組成時(shí)，所有的換熱管相互連通。

進(jìn)一步地，所述熱泵裝置包括四通閥、換熱器、節(jié)流閥以及壓縮機(jī)；

所述四通閥的四個(gè)端口中，兩個(gè)是和壓縮機(jī)的進(jìn)、出端口相連接，一個(gè)是和換熱裝置的一工質(zhì)端口相連接，一個(gè)是和換熱器的一工質(zhì)端口相連接；

所述換熱器的另一工質(zhì)端口通過(guò)所述節(jié)流閥和換熱裝置的另一工質(zhì)端口相連接。

進(jìn)一步地，所述換熱裝置被放置在蓄能槽的底部，被被蓄能介質(zhì)所淹沒(méi)。