結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統的制作方法

本實用新型涉及酒窖溫度控制技術領域，尤其涉及一種節能、環保、能夠有效降低酒窖空調系統運行的能耗，同時能夠對藏酒有效區的溫度進行精細化控制的結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統。

[

背景技術：
]

葡萄酒儲藏工藝是由其釀造方法決定的，葡萄酒的生命周期對葡萄酒的成熟、風格、品質都有極大影響。

儲藏葡萄酒的環境溫度既不能太低，也不能太高，且環境溫度變化不宜太劇烈，因此為了達到這些近乎苛刻的要求，儲藏葡糖酒的酒窖不可避免的需應用到酒窖空調。

酒窖空調是整個酒窖的“心臟”，如果酒窖空調的設計不合理或技術存在缺陷，那么全年24小時不間斷運行的酒窖空調將帶來極其巨大的能耗，最嚴重的情形可能導致所有的藏酒全部被廢。那么酒窖空調技術革新時急需且最關鍵的方面是：(1)怎樣實現不間斷運行時能耗最低化；(2)紅酒儲藏有效區溫度控制精度的精細化。因此，在不改變酒窖建筑結構的前提下，能夠有效降低酒窖空調系統運行的能耗，同時能夠對藏酒有效區的溫度進行精細化控制對于目前酒窖空調系統的現狀很有實際價值。

基于上述問題，本領域的技術人員進行了大量的研發和實驗，從多個方面入手進行改進和改善，并取得了較好的成績。

[

技術實現要素：
]

為克服現有技術所存在的問題，本實用新型提供一種節能、環保、能夠有效降低酒窖空調系統運行的能耗，同時能夠對藏酒有效區的溫度進行精細化控制的結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統。

本實用新型解決技術問題的方案是提供一種結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統，包括水冷熱泵機組、閉式蒸發冷卻塔、閉式水蓄冷罐、風柜、紅酒架、紅酒架集風單元、紅酒架分風單元、蓄冷水泵、放冷水泵、冷卻水泵以及溫度傳感器；所述水冷熱泵機組包括熱泵壓縮機、水冷熱泵機組蒸發器、節流閥和水冷熱泵機組冷凝器；

所述閉式蒸發冷卻塔底部出水管路與冷卻水泵進口相連接，冷卻水泵出口與水冷熱泵機組冷凝器進口相連接，水冷熱泵機組冷凝器出口與閉式蒸發冷卻塔上部進口相連形成第一回路；

所述冷卻水泵出口與閉式水蓄冷罐底部進口相連接，閉式水蓄冷罐上部出口與閉式蒸發冷卻塔上部進口相連接形成第二回路；

所述冷卻水泵出口與風柜冷凍水進口相連接，風柜冷凍水出口再與閉式蒸發冷卻塔上部進口相連接形成第三回路；

所述蓄冷水泵出口與閉式水蓄冷罐底部進口相連接，閉式水蓄冷罐上部出口與水冷熱泵機組蒸發器進口相連接，水冷熱泵機組蒸發器出口與蓄冷水泵進口相連形成第四回路；

所述紅酒架集風單元出口與風柜進風口相連，風柜出風口與紅酒架分風單元進口相連構成第五回路。

優選地，所述風柜的冷凍水出口位置設置有溫度傳感器；且在所述閉式水蓄冷罐的上部進口處設置有水蓄冷罐電動調節閥；溫度傳感器對離開風柜冷凍水的溫度進行感測，系統根據溫度傳感器的感測結果調節水蓄冷罐電動調節閥的開度。

優選地，所述風柜的冷凍水進口位置設置有放冷水泵。

優選地，所述紅酒架采用封閉式冷氣平行流設計；該紅酒架設置有酒架玻璃外門。

優選地，所述風柜的冷凍水出口處、閉式水蓄冷罐上部與水冷熱泵機組蒸發器進口的連接管道上、水冷熱泵機組冷凝器出口與閉式水蓄冷罐上部的連接管道上都設置有電動開關閥，各電動開關閥的一端相交于一點，且水蓄冷罐電動調節閥的一端連接該相交點，另一端連接閉式水蓄冷罐上部進口。

優選地，所述冷卻水泵與水冷熱泵機組冷凝器的連接管路以及冷卻水泵與閉式水蓄冷罐的連接管路上都設置有電動開關閥。

優選地，所述紅酒架集風單元出口與風柜進風口相連的管路上設置有溫度傳感器。

與現有技術相比，本實用新型一種結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統通過設置水冷熱泵機組、閉式蒸發冷卻塔、閉式水蓄冷罐、風柜、紅酒架、紅酒架集風單元、紅酒架分風單元、蓄冷水泵、放冷水泵、冷卻水泵以及溫度傳感器等，且通過各部件的組合形成第一回路、第二回路、第三回路、第四回路和第五回路，實際使用過程中，通過控制各部件的運行狀態以及相互連接管道的通斷，即可根據實際環境情況，達到不同的制冷效果，節省資源和成本，本設計操控方便，并融入了先進的冷氣平行流精細控制技術，能夠對紅酒儲藏有效區域實現高精度控制，資源利用率高。

[附圖說明]

圖1是本實用新型結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統中水路循環系統的平面結構示意圖。

圖2是本實用新型結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統中風路循環系統的平面結構示意圖。

[具體實施方式]

為使本實用新型的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，并不用于限定此實用新型。

請參閱圖1和圖2，本實用新型一種結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統1包括水冷熱泵機組、閉式蒸發冷卻塔5、閉式水蓄冷罐16、風柜7、紅酒架21、紅酒架集風單元19、紅酒架分風單元18、蓄冷水泵17、放冷水泵15、冷卻水泵6以及溫度傳感器8,溫度傳感器20；所述水冷熱泵機組包括熱泵壓縮機1、水冷熱泵機組蒸發器2、節流閥3和水冷熱泵機組冷凝器4；

所述閉式蒸發冷卻塔5底部出水管路與冷卻水泵6進口相連接，冷卻水泵6出口與水冷熱泵機組冷凝器4進口相連接，水冷熱泵機組冷凝器4出口與閉式蒸發冷卻塔5上部進口相連形成第一回路；

所述冷卻水泵6出口與閉式水蓄冷罐16底部進口相連接，閉式水蓄冷罐16上部出口與閉式蒸發冷卻塔5上部進口相連接形成第二回路；

所述冷卻水泵6出口與風柜7冷凍水進口相連接，風柜7冷凍水出口再與閉式蒸發冷卻塔5上部進口相連接形成第三回路；

所述蓄冷水泵17出口與閉式水蓄冷罐16底部進口相連接，閉式水蓄冷罐16上部出口與水冷熱泵機組蒸發器2進口相連接，水冷熱泵機組蒸發器2出口與蓄冷水泵17進口相連形成第四回路；

所述紅酒架集風單元19出口與風柜7進風口相連，風柜7出風口與紅酒架分風單元18進口相連構成第五回路。

優選地，所述風柜7的冷凍水出口位置設置有溫度傳感器8；且在所述閉式水蓄冷罐16的上部進口處設置有水蓄冷罐電動調節閥12；溫度傳感器—8對離開風柜冷凍水的溫度進行感測，系統根據溫度傳感器8的感測結果調節水蓄冷罐電動調節閥12的開度。

優選地，所述風柜7的冷凍水進口位置設置有放冷水泵15。

優選地，所述紅酒架21采用封閉式冷氣平行流設計；該紅酒架設置有酒架玻璃外門。

優選地，所述風柜7的冷凍水出口處設置有電動開關閥9、閉式水蓄冷罐16上部與水冷熱泵機組蒸發器2進口的連接管道上設置有電動開關閥11以及水蓄冷罐電動調節閥12、水冷熱泵機組冷凝器4出口與閉式水蓄冷罐16上部的連接管道上設置有電動開關閥11，各電動開關閥的一端相交于一點，且水蓄冷罐電動調節閥12的一端連接該相交點，另一端連接閉式水蓄冷罐16上部進口。

優選地，所述冷卻水泵6與水冷熱泵機組冷凝器4的連接管路上設置有電動開關閥14，冷卻水泵6與閉式水蓄冷罐16的連接管路上設置有電動開關閥13。

優選地，所述紅酒架集風單元19出口與風柜7的進風口相連的管路上設置有溫度傳感器20。

基于上述節能型高精度酒窖空調的調控運行方法，包括如下內容：

自然冷源直接供冷：在過渡季節或者冬季室外環境溫度低于紅酒酒窖恒溫溫度3℃以上時，調控系統啟用自然冷源直接供冷，即自動調整相應電動閥門開關狀態，使閉式蒸發冷卻塔通過冷卻水泵6直接與空調末端小型風柜7相串聯，啟動該冷卻水泵6及閉式蒸發冷卻塔5，在室外的閉式蒸發冷卻塔5的作用下載冷介質水將室外自然冷源導入室內空調末端小型風柜7，最后風柜7以平行流送風的方式將冷源送人紅酒酒架21(儲藏有效區)冷卻紅酒保持恒定的儲藏溫濕度。

具體的控制方式為：開啟前將電動開關閥—9、10、13分別打開，電動開關閥—11、12、14分別關閉，各個電動開關閥按要求開關到位后，啟動冷卻水泵6，冷卻水泵6將閉式蒸發冷卻塔5內冷卻后的較低溫度冷卻水輸送至空調末端小型風柜7內部的換熱盤管，與換熱盤管另一側從紅酒架集風單元19送過來的較高溫度酒窖回風進行換熱，吸收這些回風熱量升溫后流向閉式蒸發冷卻塔5的進水口完成水路的循環；風路循環：在空調末端小型風柜7自帶內部風機的作用下，從紅酒架集風單元19過來的較高溫度酒窖回風直接被送至空調末端小型風柜7，以強制對流方式從空調末端小型風柜7內換熱盤管表面流過，并與換熱管內部從閉式蒸發冷卻塔5流來的低溫冷卻水換熱降溫至紅酒儲藏適宜的溫度(如13～18℃)，然后該適宜溫度的空氣流向紅酒架分風單元18，隨后被均勻分配流向紅酒架21的各個紅酒儲藏層，維持紅酒長期處于適宜的儲藏溫度，接著與紅酒架21內部各層儲藏紅酒熱交換后的較高溫度空氣在紅酒架集風單元19處匯集，最后再一次被送至空調末端小型風柜7，如此往復循環實現紅酒長期穩定高效儲藏。

在自然冷源直接供冷模式中，由于該水路循環采用直接將自然冷源的冷量引入酒窖內部，不存在中間環節，不運行水冷熱泵機組，能耗顯著降低；再者，該裝置中將酒窖內紅酒架設計成閉式多層結構并加裝集風和分風模塊后，實現紅酒儲藏有效區局部二維平行流精確送風，使酒窖內部在保證紅酒儲藏(13～18℃)高品質基礎上提高了人員活動空間舒適度(24～28℃)，進一步大大降低系統的冷卻能耗。在這兩種技術的加成作用下總體能耗相對常規酒窖空調下降接近30％。

自然冷源間接供冷：在夏季或者較高室外溫度的天氣，調控系統啟用自然冷源間接供冷，即自動調整相應電動閥門開關狀態，使水冷熱泵機組蒸發器2通過放冷水泵(兼冷凍水泵)15與空調末端小型風柜7相串聯，同時水冷熱泵機組冷凝器4通過冷卻水泵6直接與閉式蒸發冷卻塔5相串聯，啟動閉式蒸發冷卻塔5、放冷水泵(兼冷凍水泵)15、冷卻水泵6、水冷熱泵機組，水冷熱泵機組可將自然冷源間接的由閉式蒸發冷卻塔5轉移至空調末端小型風柜7，最后風柜7以平行流送風的方式將冷源送人紅酒架21儲藏有效區冷卻紅酒保持恒定的儲藏溫濕度。

具體的控制方式為：開啟前首先將電動開關閥—9、11、14分別打開，電動開關閥—10、12、13分別關閉。冷卻水循環：各個電動開關閥按要求開關到位后，啟動冷卻水泵6，冷卻水泵6將閉式蒸發冷卻塔5內冷卻后的較低溫度冷卻水輸送至水冷熱泵機組冷凝器4，在水冷熱泵機組冷凝器4處吸熱升溫后流向閉式蒸發冷卻塔5的進水口然后在閉式蒸發冷卻塔5被再次冷卻完成一次冷卻水循環；冷凍水循環：各個電動閥門按要求開關到位后，啟動蓄冷水泵17，蓄冷水泵17將由水冷熱泵機組蒸發器2內放熱降溫后的冷凍水送至空調末端小型風柜7內部的換熱盤管，與換熱盤管另一側從紅酒架集風單元19送過來的較高溫度酒窖回風進行換熱，吸收這些回風熱量升溫后的冷凍水流向水冷熱泵機組蒸發器2再次放熱降溫完成一次冷凍水循環；水冷熱泵機組內部制冷循環：冷卻水循環以及冷凍水循環全部安全穩定啟動后，水冷熱泵機組內部熱泵壓縮機1啟動，機組內部制冷工質由水冷熱泵機組冷凝器4流向節流閥3，然后經過水冷熱泵機組蒸發器2，再回到熱泵壓縮機1，制冷工質在熱泵壓縮機1處壓縮后再次流向水冷熱泵機組冷凝器4完成一個循環，該循環過程中制冷工質持續不斷在水冷熱泵機組冷凝器4內部放熱降溫，在水冷熱泵機組蒸發器2內部吸熱升溫，達到將熱量由冷凍水循環中轉移至冷卻水循環中，最后排向室外環境。

水蓄冷獨立供冷：為了達到節能節費運行目的，在用電高峰或高峰電價時段，調控系統啟用水蓄冷獨立供冷，即自動調整相應電動閥門開關狀態，使閉式水蓄冷罐16通過放冷水泵15直接與空調末端小型風柜7相串聯，之后只需啟動放冷水泵15便可實現閉式水蓄冷罐16中蓄存的冷量直接輸送至空調末端小型風柜7，然后風柜7以平行流送風的方式將冷源送人紅酒架21(儲藏有效區)冷卻紅酒保持恒定的儲藏溫濕度。

具體的控制方式為：開啟前將電動開關閥—9、12分別打開，電動開關閥—10、11、13、14分別關閉，各個電動開關閥按要求開關到位后，啟動放冷水泵—15，放冷水泵15將閉式水蓄冷罐16底部的低溫冷水(4℃左右)送至空調末端小型風柜7內部的換熱盤管，與換熱盤管另一側從紅酒架集風單元19送過來的較高溫度酒窖回風進行換熱，吸收這些回風熱量升溫后變為冷溫水(12℃左右)，然后這些冷溫水回到閉式水蓄冷罐16上部，如此往復循環直至將閉式水蓄冷罐16中蓄存的冷凍水全部冷量放完變為約12℃的冷溫水后停止水蓄冷獨立供冷模式。

自然冷源邊蓄邊供冷：

①在過渡季節室外環境溫度略高于紅酒酒窖恒溫溫度時，調控系統自動調整相應電動開關閥開關狀態，使空調末端小型風柜7與閉式水蓄冷罐16并聯，之后再與蓄冷水泵17及水冷熱泵機組蒸發器2串聯，同時水冷熱泵機組冷凝器4通過冷卻水泵6直接與閉式蒸發冷卻塔5相串聯，然后啟動閉式蒸發冷卻塔5、蓄冷水泵17、冷卻水泵6、水冷熱泵機組，水冷熱泵機組可將自然冷源間接的由冷卻塔轉移至水冷熱泵機組蒸發器2，然后該部分冷源在蓄冷水泵17作用下分為兩路，其中一路送至閉式水蓄冷罐16將冷量蓄存起來，另外一路送至空調末端小型風柜7，最后風柜7以平行流送風的方式將這部分冷源送人紅酒架21(儲藏有效區)冷卻紅酒保持恒定的儲藏溫濕度，至此實現間接式自然冷源邊蓄邊供冷運行。

②在室外環境溫度低于紅酒酒窖恒溫溫度較多時，調控系統自動調整相應電動開關閥開關狀態，使閉式水蓄冷罐16與空調末端小型風柜7相并聯之后再經由冷卻水泵6與閉式蒸發冷卻塔5相串聯，然后啟動閉式蒸發冷卻塔5、冷卻水泵6，室外的閉式蒸發冷卻塔5在載冷介質水的作用下將室外自然冷源導入室內并分為兩路，其中一路送至閉式水蓄冷罐16將冷量蓄存起來，另外一路送至空調末端小型風柜7，最后風柜7以平行流送風的方式將這部分冷源送人紅酒架21(儲藏有效區)冷卻紅酒保持恒定的儲藏溫濕度，至此實現直接式自然冷源邊蓄邊供冷運行。

自然冷源邊蓄邊供冷模式實際上是在自然冷源直接供冷模式的基礎上同時進行蓄冷運行，其應用的場合是晝夜溫差極大的區域或季節，當室外經過閉式蒸發冷卻塔5獲得的自然冷源超過酒窖需要的冷負荷時，根據溫度傳感器8的實測數值自動調節電動開關閥12的開度，將多余的冷量蓄存在閉式水蓄冷罐16中，待室外環境溫度回升或酒窖負荷增大后將其釋放出來，這種模式不需要額外增加系統的電耗，能夠高效的利用自然能源，提高系統整體的能效。

與現有技術相比，本實用新型一種結合水蓄冷與自然冷源的節能型高精度酒窖空調系統通過設置水冷熱泵機組(主要由熱泵壓縮機1、水冷熱泵機組蒸發器2、節流閥3、水冷熱泵機組冷凝器4組成)、閉式蒸發冷卻塔5、閉式水蓄冷罐16、風柜7、紅酒架21、紅酒架集風單元19、紅酒架分風單元18、蓄冷水泵17、放冷水泵15、冷卻水泵6以及溫度傳感器8,溫度傳感器20等，且通過各部件的組合形成第一回路、第二回路、第三回路、第四回路和第五回路，實際使用過程中，通過控制各部件的運行狀態以及相互連接管道的通斷，即可根據實際環境情況，達到不同的制冷效果，節省資源和成本，本設計操控方便，并融入了先進的冷氣平行流精細控制技術，能夠對紅酒儲藏有效區域實現高精度控制，資源利用率高。

以上所述的本實用新型實施方式，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護范圍之內。