專利名稱：一體化冰槽換熱機組的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于制冷空調與冰蓄冷技術領域，尤其涉及一種一體化冰槽換熱機組的結構設計。
蓄冷系統包括制冷機、蓄冷裝置、載冷劑-空調水換熱器(以下簡稱換熱器)、載冷劑泵、電動調節閥門和相應的輸配管路以及電氣自控系統等部分組成。目前，現有的冰蓄冷系統均是由上述各獨立部件，通過設計選型、現場安裝而成。由于冰蓄冷空調系統設備多，管路復雜，因此與普通空調系統相比，其現場施工、安裝和調試工作量大，工作難度高，導致施工周期長，系統性能難于保障，工程造價高；而且因冰蓄冷系統的優化運行與次日的天氣、建筑物的負荷特性、系統的蓄冷與取冷特性等因素有著直接關系，故對蓄冷系統與控制系統設計的工程技術人員提出了特殊要求。
上述目的和任務是通過如下技術方案實現的一種一體化冰槽換熱機組，其特征是在一個箱體內布置有蓄冰槽體、載冷劑泵、換熱器、載冷劑膨脹箱、電動調節閥、電磁閥、連接管路以及裝有電控集成系統的電控箱，在箱體上布置有與制冷機相連接的載冷劑管路接口和與空調冷凍水系統相連接的管路接口。
在上述技術方案中，所述箱體內可以布置一個或兩個載冷劑泵，其換熱器也可以采用一個或兩個，當采用一個載冷劑泵和一個換熱器時，冰槽與換熱器采用串聯布置。當采用兩個載冷劑泵和一個換熱器時，冰槽與換熱器可采用串聯布置或并聯布置兩種方式。
本實用新型的技術方案還在于當箱體內布置兩個載冷劑泵和兩個換熱器時，所述兩個換熱器并聯布置。
所述換熱器可以采用板式換熱器、殼管式換熱器、套管式換熱器的結構形式。
所述蓄冰槽體可以采用蛇型盤管式蓄冰槽、圓筒型盤管式蓄冰槽、U型立式盤管式蓄冰槽、冰球式蓄冰等形式的內融冰冰槽。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點(1)工程質量好由于批量化生產且有嚴格的質量檢驗，可保證產品質量，為工程質量的提高奠定了基礎；(2)總體價格低由于以前很多需要現場施工的內容轉移到工廠內定型完成，故降低了施工成本；同時由于集中采購、批量生產，使得生產成本降低；(3)施工周期縮短現場只需簡單的安裝和調試，且可以規范操作，易于保證質量、縮短施工周期。只要將此一體化冰槽換熱機組與選用制冷機的載冷劑接管對接，將用戶冷凍水管與機組空調水管對接即可實現蓄冰，冷機供冷，冰槽供冷和冷機與冰槽聯合供冷四種運行模式，因而節省安裝費用；制冷機控制與蓄冰系統自控于一體，因而調試方便、快捷；主要設備及連接管路為工廠化生產，容易保證產品質量；便于維護管理；節省安裝空間與面積，不必采用大面積機房，或將整機安裝在室外空地或屋頂即可。
圖2是本實用新型實施例串聯單泵形式的單獨蓄冷工況下的流向圖。
圖3是本實用新型實施例串聯單泵形式的融冰供冷工況下的流向圖。
圖4是本實用新型實施例串聯單泵形式的冷機供冷工況下的流向圖。
圖5是本實用新型實施例串聯單泵形式的聯合供冷工況下的流向圖。
圖6是本實用新型實施例串聯雙泵形式的連接圖。
圖7是本實用新型實施例并聯單換熱器形式的連接圖。
圖8是本實用新型實施例并聯單換熱器形式的單獨蓄冷工況下的流向圖。
圖9是本實用新型實施例并聯單換熱器形式的融冰供冷工況下的流向圖。
圖10是本實用新型實施例并聯單換熱器形式的冷機供冷工況下的流向圖。
圖11是本實用新型實施例并聯單換熱器形式的聯合供冷工況下的流向圖。
圖12是本實用新型實施例并聯雙換熱器形式的連接圖。
圖13是本實用新型實施例并聯雙換熱器形式的單獨蓄冷工況下的流向圖。
圖14是本實用新型實施例并聯雙換熱器形式的融冰供冷工況下的流向圖。
圖15是本實用新型實施例并聯雙換熱器形式的冷機供冷工況下的流向圖。
圖16是本實用新型實施例并聯雙換熱器形式的聯合供冷工況下的流向圖。
根據蓄冰系統的不同形式，冰槽換熱機組可以分為串聯單泵、串連雙泵、并聯單換熱器和并聯雙換熱器四類。實施例1串聯單泵形式一體化冰槽換熱機組
圖1為一體化冰槽換熱機組串聯單泵形式的連接圖。
將蓄冰槽體10、載冷劑泵3、換熱器1、電動調節閥2和7、電磁閥6和8、載冷劑膨脹箱4、電控集成系統的電控箱5和連接管路集中裝在一個的殼體9內，殼體上留有連接制冷機組的蒸發器載冷劑連接口a1、a2和連接空調用戶冷凍水系統連接口b1、b2。機組內的設備與外接制冷機蒸發器構成一個載冷劑回路。
(a)當冰蓄冷系統運行在蓄冰模式時(如圖2所示)，外接制冷機運行于蓄冰工況；機組中的電磁閥6和電動調節閥2關閉，電磁閥8和電動調節閥7打開。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回換熱裝置，然后流入蓄冰槽體10中制冰，釋放冷量后，再經電動調節閥7和電磁閥8返回載冷劑泵3，進入下一循環。
(b)當冰蓄冷系統運行在融冰供冷模式時(如圖3所示)，外接制冷機停止工作；機組中的載冷劑泵3運行，電磁閥8關閉，電磁閥6打開，電動調節閥2和7各打開到一定的開度，控制進入換熱器1的載冷劑的溫度。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入制冷機的蒸發器后從連接口a2返回，然后流入蓄冰槽體10融冰取冷后，再經電動調節閥7與通過電動調節閥2旁通過來的載冷劑混合后經電磁閥6進入換熱器1冷卻空調冷凍水后返回載冷劑泵3，進入下一循環。
(c)當冰蓄冷系統運行在冷機單獨供冷模式時(如圖4所示)，制冷機運行于空調工況；載冷劑泵3運行，電動調節閥7與電磁閥8關閉，電動調節閥2與電磁閥6開啟。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回，然后經電動調節閥2和電磁閥6進入換熱器1冷卻空調冷凍水后返回載冷劑泵3，進入下一循環。
(d)當冰蓄冷系統運行在冷機與冰槽聯合供冷模式時(如圖5所示)，制冷機運行于空調工況；機組中載冷劑泵3運行，電磁閥8關閉，電磁閥6打開，電動調節閥2和7各打開到一定的開度，控制進入換熱器1的載冷劑的溫度。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回，然后流入蓄冰槽體10融冰取冷后，再經電動調節閥7與通過電動調節閥2旁通過來的載冷劑混合后經電磁閥6進入換熱器1冷卻空調冷凍水后返回載冷劑泵3，進入下一循環。實施例2串聯雙泵形式一體化冰槽換熱機組圖6是本實用新型的串聯雙泵形式一體化冰槽換熱機組的連接圖。
相對于如
圖1所示的串聯單泵形式一體化冰槽換熱機組而言，串聯雙泵形式一體化冰槽換熱機組在串聯單泵形式一體化冰槽換熱機組的基礎上在換熱器1的進口管道上增設一臺載冷劑泵11，其目的是由載冷劑泵3負責克服載冷劑在制冷機蒸發器與冰槽載冷劑通道中的阻力，而由載冷劑泵11負責克服換熱器1載冷劑通道中的阻力。這樣載冷劑泵3工作在不同模式時，其阻力的變化不是很大，不僅有利于載冷劑泵3與泵11的選型，而且也有利于整個機組的可靠運行。
在各種運行模式下，載冷劑流向同實施例1。實施例3并聯單換熱器形式一體化冰槽換熱機組圖7是本實用新型的并聯單換熱器形式一體化冰槽換熱機組的連接圖。
與
圖1所示的串聯單泵形式一體化冰槽換熱機組和圖6所示的串聯雙泵形式一體化冰槽換熱機組相比，為了解決冰槽單獨供冷模式下在蒸發器中不必要的阻力損失，并提高冰槽冷機聯合供冷模式下冰槽的入口溫度，提高冰槽取冷速率，將原來的冰槽與換熱器的串連結構改為并聯結構。
(a)當冰蓄冷系統運行在蓄冰模式時(如圖8所示)，外接制冷機運行于蓄冰工況；機組中電磁閥6和電動調節閥7關閉，電磁閥8和電動調節閥2開啟，載冷劑泵3運行，載冷劑泵11關閉。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流到外接制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回后流到蓄冰槽體10中制冰，釋放冷量后，再依次通過電動調節閥2和電磁閥8返回載冷劑泵3，進入下一循環。
(b)當冰蓄冷系統運行在融冰供冷模式時(如圖9所示)，外接制冷機停止運行。機組中的載冷劑泵3和電磁閥8關閉，載冷劑泵11運行，電磁閥6打開，電動調節閥2和7各打開到一定的開度，控制進入換熱器1的載冷劑的溫度。從換熱器1流出的載冷劑經過電動調節閥2后流到蓄冰槽體10中融冰取冷后與通過電動調節閥7旁通過來的載冷劑混合，再通過電磁閥6和載冷劑泵11，流回換熱器1，進入下一循環。
(c)當冰蓄冷系統運行在冷機單獨供冷模式時(如
圖10所示)，外接制冷機運行于空調工況；機組中的電動調節閥2和7關閉，電磁閥6與8和載冷劑泵3與11都開啟。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入外接制冷機的蒸發器，吸收冷量后從連接口a2返回，然后通過電磁閥6，經載冷劑泵11加壓后進入換熱器1與空調水進行換熱，將冷量傳給空調水后，又經電磁閥8返回載冷劑泵3進入下一循環。
(d)當冰蓄冷系統運行在冷機與冰槽聯合供冷模式時(如
圖11所示)，外接制冷機運行于空調工況；換熱裝置中的電磁閥6和8打開，載冷劑泵3和11均投入運行，電動調節閥2和7都打開到一定開度來控制進入換熱器1的載冷劑溫度。由換熱器1出來的溫度較高的載冷劑分成三路一路經過電磁閥8由載冷劑泵3加壓從連接口a1流入制冷機的蒸發器，吸收冷量后從連接口a2返回；另一路通過電動調節閥2流入蓄冰槽體10中融冰取冷；第三路直接從電動調節閥7上旁通過來；三路匯合的載冷劑經過電磁閥6由載冷劑泵11加壓后送入換熱器1進入下一循環。實施例4并聯雙換熱器形式一體化冰槽換熱機組
圖12是本實用新型的并聯雙換熱器形式一體化冰槽換熱機組的連接圖。
與
圖1所示的串聯單泵形式一體化冰槽換熱機組、圖6所示的串聯雙泵形式一體化冰槽換熱機組和圖7所示并聯單換熱器形式一體化冰槽換熱機組相比，為便于載冷劑泵壓頭能滿足各種工況下的選配，提高冰槽與冷機聯合供冷模式下取冷的可靠性，將兩者公用的換熱器分離為兩個換熱器，構成雙換熱器并聯系統。并聯雙換熱器形式一體化冰槽換熱機組具有兩個并聯的換熱器1和13，使得制冷機供冷和冰槽供冷使用各自獨立的換熱器。
(a)當冰蓄冷系統運行在蓄冰模式時(如
圖13所示)，外接制冷機運行于蓄冰工況；電磁閥8開啟，電磁閥6與12和電動調節閥2與7以及空調冷凍水回路中的電磁閥14與15均關閉，載冷劑泵11停止運行，載冷劑泵3運行。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1流入外接制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回，再通過電磁閥8后經入蓄冰槽體10中制冰，釋放冷量后的載冷劑再流到載冷劑泵3進入下一循環。
(b)當冰蓄冷系統運行在融冰供冷模式時(如
圖14所示)，外接制冷機停止運行，載冷劑通過換熱器1與空調水進行換熱。此時，電磁閥8、12、14和載冷劑泵3關閉，電磁閥6與15和載冷劑泵11開啟，電動調節閥2和7各打開到一定的開度，控制進入換熱器1的載冷劑溫度。從換熱器1流出的載冷劑經過電動調節閥2后流入蓄冰槽體10融冰取冷后與通過電動調節閥7旁通過來的載冷劑混合，經電磁閥6由載冷劑泵11加壓后流入換熱器1與空調冷凍水進行熱交換，進入下一循環。空調冷凍水從連接口b1進入機組，通過電磁閥15進入換熱器1，取得冷量后從連接口b2流出。
(c)當冰蓄冷系統運行在冷機單獨供冷模式時(如
圖15所示)，外接制冷機運行于空調工況，載冷劑通過換熱器13與空調水進行換熱。此時，電磁閥12和14開啟，電磁閥6、8、15以及電動調節閥2、7均關閉；載冷劑泵11關閉，載冷劑泵3運行。載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1，流入外接制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回，再經電磁閥12進入換熱器13將冷量釋放給空調水后返回載冷劑泵3進入下一循環。空調冷凍水從連接口b1進入機組，通過電磁閥14進入換熱器13，取得冷量后從連接口b2出。
(d)當冰蓄冷系統運行在冷機與冰槽聯合供冷模式時(如
圖16所示)，外接制冷機運行于空調工況，載冷劑分別由兩個循環回路，分別通過換熱器1和13與空調水進行換熱。此時，電磁閥8關閉，電磁閥6、12、14、15以及電動調節閥2、7均開啟；載冷劑泵3和11均投入運行。載冷劑系統存在冷機供冷和冰槽供冷兩個循環載冷劑經載冷劑泵3加壓后從連接口a1，流入外接制冷機的蒸發器吸收冷量后從連接口a2返回，再經電磁閥12進入換熱器13將冷量釋放給空調水后返回載冷劑泵3進入下一循環。從換熱器1流出的載冷劑經過電動調節閥2后流入蓄冰槽體10融冰取冷后與通過電動調節閥7旁通過來的載冷劑混合，經電磁閥6由載冷劑泵11加壓后流入換熱器1與空調冷凍水進行熱交換，進入下一循環。空調冷凍水由連接口b1進入機組后分兩個支路，一個支路通過電磁閥15進入換熱器1，另一個支路通過電磁閥14進入換熱器13，取得冷量后匯合從連接口b2出。
權利要求1.一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于在一個箱體內布置有蓄冰槽體、載冷劑泵、換熱器、載冷劑膨脹箱、電動調節閥、電磁閥、連接管路以及裝有電控集成系統的電控箱，在箱體上布置有與制冷機相連接的載冷劑管路接口和與空調冷凍水系統相連接的管路接口。
2.按照權利要求1所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述箱體內布置一個載冷劑泵和一個換熱器，冰槽和換熱器采用串聯布置。
3.按照權利要求1所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述箱體內布置兩個載冷劑泵和一個換熱器，所述冰槽和換熱器采用串聯布置。
4.按照權利要求3所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述冰槽和換熱器采用并聯布置。
5.按照權利要求1所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述箱體內布置兩個載冷劑泵和兩個換熱器，所述兩個換熱器采用并聯。
6.按照權利要求1-5中任一權利要求所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述換熱器采用板式換熱器、套管式換熱器或殼管式換熱器中的任一種。
7.按照權利要求1-5中任一權利要求所述的一種一體化冰槽換熱機組，其特征在于所述的蓄冰槽體可以采用蛇型盤管式蓄冰槽、圓筒型盤管式蓄冰槽、U型立式盤管式蓄冰槽或冰球式蓄冰槽中的任一種內融冰冰槽。
專利摘要一種一體化冰槽換熱機組，屬于制冷空調與冰蓄冷技術領域。本實用新型的特點是在一個箱體內布置有蓄冰槽體、載冷劑泵、換熱器、載冷劑膨脹箱、電動調節閥、電磁閥、連接管路以及裝有電控集成系統的電控箱，在箱體上布置有與制冷機相連接的載冷劑管路接口和與空調冷凍水系統相連接的管路接口。本實用新型的優點是只要將此一體化冰槽換熱機組與選用制冷機的載冷劑接管對接，將用戶冷凍水管與機組空調水管對接即可實現蓄冰，冷機供冷，冰槽供冷和冷機與冰槽聯合供冷四種運行模式，具有調試方便、快捷，節省安裝費用等優點；由于可采用批量化生產，可有效保證產品質量，降低系統成本，縮短施工周期。
文檔編號F24F11/02GK2551913SQ02235888
公開日2003年5月21日 申請日期2002年5月17日 優先權日2002年5月17日
發明者田長青, 邵雙全, 王寶龍, 李先庭, 石文星, 林泉標, 趙慶珠 申請人:清華大學