[實用新型]漂浮式光伏直驅冷凍海水制冰系統

有效

• 申請號: 202222724774.1
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN219037174U
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 徐禮頡;蔡靖雍;袁成清;吳德烽
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: F25C1/00
• 分類號: F25C1/00;F25D3/00;F28F19/02;C02F1/22;C02F103/08
• 代理公司: 廈門加減專利代理事務所(普通合伙) 35234
• 代理人: 李強

本實用新型提供一種漂浮式光伏直驅冷凍海水制冰系統，其包括光伏裝置、控制器以及制冷循環回路，控制器連接光伏裝置，在制冷循環回路上沿著流體流動方向依次包括變頻壓縮機、冷凝器、膨脹節流閥和蒸發器，變頻壓縮機連接控制器，控制器依據光伏發電功率的變化對應調節變頻壓縮機轉速，變頻壓縮機將液態制冷劑壓縮為過熱蒸汽，冷凝器對過熱蒸汽進行冷凝形成過冷液態制冷劑，過冷液態制冷劑進入膨脹節流閥，降低過冷液態制冷劑的溫度和壓力，過冷液態制冷劑進入蒸發器，在吸熱蒸發的過程中釋放冷量并與海水換熱實現制冷蓄冰，釋放的蒸汽再流入變頻壓縮機被壓縮為過熱蒸汽。借此，在不使用蓄電池的情況下，實現制冷制冰循環。

技術領域

本實用新型涉及海洋光伏及儲能技術領域，特別涉及一種漂浮式光伏直驅冷凍海水制冰系統。

背景技術

目前，離岸、離網的海洋工況中的人員活動愈加頻繁，對于各種形式能源的穩定供應均有迫切需求。這就不僅需要為離岸工況提供綠色低碳的能量來源，還需要解決能量的高效儲存以及釋放問題。冷能(冰)是海洋環境中人員活動必不可少的一種能量形式，不僅可以為人員生活提供必要舒適條件，能為漁業生產提供保鮮手段，還能為維系生命的藥品、血漿等提供保存條件。

太陽能是一種分布廣泛的可再生綠色能源，利用漂浮式的光伏進行太陽能發電具有不需要岸基補給、效率高、成本低、維護簡單等優勢，是解決海洋工況能量供應的重要技術手段。由于太陽能發電具有間歇性與不穩定性，要想獲得穩定的能源供應就必須配備相應的儲能/放能設備，因此目前太陽能制冷相關的背景技術主要有以下兩種。

第一種是配備了蓄電池的太陽能光伏制冷系統，目前海洋環境中采用的也主要是這種技術。通過利用光伏發電并存儲在大容量的蓄電池中，需要冷量的時候將蓄電池接入制冷系統，通過蓄電池放電驅動制冷循環，從而實現冷量的穩定供應。然而，此種在海洋環境下采用蓄電池儲能的光伏制冷系統具有以下幾點不足：第一，大規模使用蓄電池成本很大，在高鹽高濕的海洋環境下，蓄電池的維護保養費用太高；第二，蓄電池充電/放電均有顯著的能量損耗，制冷效率較低；第三，蓄電池重量大，海洋環境下蓄電池的應用場景受到制約；第四，蓄電池一旦發生泄露，會對周邊大面積海域造成嚴重污染；第五，采用空氣作為冷媒來冷卻制冷系統的冷凝器，換熱效率不足導致制冷性能偏低。

第二種是不帶蓄電池的太陽能直驅制冷技術，該技術目前只在陸地上進行過相關的示范應用。然而，實用新型人發現在陸地環境下采用光伏直驅制冰/儲冰的系統，若是直接應用于海洋環境，會產生以下幾點缺陷：第一，陸上的光伏裝置采用金屬支架固定安裝于地表，而這種安裝方式顯然在海洋環境中無法實現，而且金屬支架也會面臨海洋環境的高鹽高濕的腐蝕性環境；第二，陸地上采用光伏發電直驅壓縮機制冰，制冰的工質采用的是陸地上常見的淡水，但是在海洋環境中，淡水作為寶貴的生活必備資源難以用于一般的儲冷，因此蓄冰工質必須利用高鹽高腐蝕性的海水，而目前的技術在這方面還未見考慮；第三，陸上光伏直驅制冰系統一般采用空氣作為冷媒來冷卻制冷系統的冷凝器，換熱效率不足導致制冷性能偏低。

實用新型內容

為解決上述背景技術中的難題，本實用新型面向海洋環境下光伏制冷系統需要配備蓄電池的缺點，將陸上的光伏直驅制冰/儲冰概念應用于海洋環境，針對陸上系統在海洋中應用遇到的光伏安裝、不耐腐蝕、海水冷凍、冷凝器冷卻換熱等一系列困難問題，本實用新型通過系統結構上的針對性改造，來實現海洋環境下不需要蓄電池的光伏直驅制冰/制冷過程。

本實用新型提供一種漂浮式光伏直驅冷凍海水制冰系統，其包括光伏裝置、控制器以及制冷循環回路。