技术领域
[0001] 本
发明涉及冰蓄冷设备技术领域，特别涉及一种动态冰蓄冷制冷设备。 背景技术
[0002] 冰蓄冷
空调系统，是利用夜间
电网低负荷期的廉价电
力进行制冰，在白天电网供 电紧张的情况下，停止制冷机组运行，空调系统利用夜间制冷机组所制的冰作为冷源，提供 给需要供冷的场所。
移峰填谷，即缓解电网供电紧张，又利用夜间廉价电费，节省空调制冷 机组的整体运行成本，因此在世界范围内得到迅速发展。
[0003] 目前冰蓄冷中央空调系统主要采用“冰球”、“冰盘管”蓄冷系统。
[0004] 冰球蓄冷系统介绍：冰球外表面为聚乙烯材质，外形为直径IOOmm左右的圆球，表 面设有多个凹坑，球内
水结冰膨胀时，结冰时凹坑凸起，防止胀裂。将很多冰球放入装有乙 二醇载冷剂的大
蓄冰槽中，冰球通过与乙二醇热交换，球内的水结冰蓄冷、融冰吸热，实现 冰蓄冷功能。
[0005] 冰球冰蓄冷系统的一些不足之处如下：冰球蓄冷系统采用乙二醇载冷剂，带有载 冷剂的制冷方式均为二次
传热制冷方式，即制冷剂与载冷剂先换热，之后载冷剂再与冰球 换热，制冷效率低；球内冷水冻结膨胀时，通过球表面凹处凸起缓解
应力，凹面反复动作，容 易开裂，而且结冰膨胀不一定会在凹处形成；冰球的直径通常为100〜120mm，由于冰的热 阻大，外部的冷量至少要通过20-30mm厚的冰层才能抵达中心点，冰球越中心的冷水越难 结成冰，空间利用率低，蓄冷量低；冰球表层本身使用聚乙烯材质，传热性能差。
[0006] 冰盘管蓄冷系统介绍：冰盘管即采用不锈
钢SUS304材质的管，盘管外表面附带翅 片，盘管一般为多组并联，放置在一个装有水的大蓄冰槽内，蓄冰槽内的水与盘管内部的载 冷剂热交换，在制冷蓄冷时，冰盘管外表面结成冰，储存冷量；在融冰吸热时，盘管外表面的 冰融化，释放冷量，实现冰蓄冷功能。
[0007] 冰盘管蓄冷系统的一些不足之处如下：冰盘管蓄冷系统采用载冷剂，带有载冷剂 的制冷方式均为二次传热制冷方式，即制冷剂与载冷剂先换热，之后载冷剂再与水换热，制 冷效率低；冰盘管摆放在蓄冰槽内时，管与管之间的间隙要小，所有用的盘管较多，一般采 用价格高昂的SUS304
不锈钢管。投入成本高；盘管外部冰结的越厚，传热效果越差，所以冰 盘管外部的结冰厚度一般都比较薄，蓄冷能力低；盘管较多，而且放置在蓄冰槽中，发生泄 漏，不方便维修。
发明内容
[0008] 本发明解决的技术问题是：为了解决常用的冰蓄冷系统结冰厚度不易控制，传热 效果差，制冰能力低，蓄冷量低等问题，提供了一种动态冰蓄冷制冷设备。
[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动态冰蓄冷制冷设备，包括制 冷机组、
蒸发器和盛水的蓄冰池，制冷机组的回气管、热气管和供液管分别与
蒸发器连通， 回气管上安装有回气恒压电磁
阀，热气管上安装有热氟
电磁阀，供液管内装有制冷剂，供液管上安装有供液电磁阀；蒸发器为板片式蒸发器，蒸发器的板片内具有制冷剂流道，蒸发器 安装在蓄冰池的顶部，蓄冰池上安装有
温度传感器、高料位
开关和低料位开关，蓄冰池外安 装有内部
循环泵，内部
循环泵通过
循环水管与蒸发器顶部连通；蓄冰池上连接有空调出水 管和空调回水管，空调出水管上安装有空调出水泵，空调出水管与空调回水管之间设有温 度比例调节阀，空调回水管与循环水管连通。
[0010] 蒸发器上方设置有将水均勻分洒在板片外表面的分水槽。
[0011] 供液管末端连接有分液器，分液器与蒸发器的制冷剂流道连通。
[0012] 高料位开关和低料位开关都为阻旋式料位开关。
[0013] 蓄冰池内安装有冰水过滤网。
[0014] 温度传感器的设定温度为2V。
[0015] 制冷机组设定的预冷蒸发温度为_3°C。
[0016] 制冷机组设定的制冰蒸发温度为-10°C。
[0017] 制冷机组设定的制冷蒸发温度为2V。
[0018] 本发明的有益效果是：制冰蓄冷时，利用内部循环水与制冷剂直接热交换制冰； 融冰吸热时，采用空调回水与冰
块直接混合热交换，制冰、融冰过程不采用载冷剂，提高换 热效率及制冷效率；
[0019] 动态制冰模式，板片结冰面结冰厚度达到5_15mm时，利用热氟将板片外的冰块脱 落，脱落后的冰直接储存在蓄冰池内，板片蒸发器脱冰后再重新开始制冰，避免在蓄冰过程 中，冰层过厚，造成换热效果差，制冰能力低、蓄冷量低等问题，实验证明制造5-15mm厚度 的冰块，传热效果最好、制冰的效率最高、系统的运行最经济；
[0020] 可实现双工况运行：制冰蓄冷模式和冷水机模式，制冰蓄冷模式时制冷机组全负 荷运行，蒸发温度-10°C左右，进行制冰蓄冷；冷水机模式下，制冷机组卸载或部分制冷机 组停止运行，蒸发温度+2°c，直接将+12°C空调回水温度降低至+7°C ；
[0021] 板片式蒸发器结冰面为开放式，排除蒸发器被冻裂胀裂的可能，制冰脱冰都很方 便；
[0022] 采用动态制冰模式，制冰效率高，蓄冷量大，板片每平方米一天可制造约0. 6〜 0. 8吨的冰，蒸
发面积小，占地面积少，成本低；
[0023] 蒸发器安装在蓄冰池顶部，方便维修。
附图说明
[0024] 图1是本发明的结构示意图。 具体实施方式
[0025] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0026] 如图1所示，一种动态冰蓄冷制冷设备，包括制冷机组、蒸发器1和盛水的蓄冰池 2，制冷机组的回气管3、热气管4和供液管5分别与蒸发器1连通，回气管3上安装有回气 恒压电磁阀6，热气管4上安装有热氟电磁阀7，供液管5内装有制冷剂，供液管5上安装有 供液电磁阀8 ；蒸发器1为板片式蒸发器，蒸发器1的板片内具有制冷剂流道1-1，蒸发器1安装在蓄冰池2的顶部，蓄冰池2上安装有温度传感器9、高料位开关10和低料位开关11， 蓄冰池2外安装有内部循环泵12，内部循环泵12通过循环水管13与蒸发器1顶部连通；蓄 冰池2上连接有空调出水管14和空调回水管15，空调出水管14上安装有空调出水泵16， 空调出水管14与空调回水管15之间设有温度比例调节阀17，空调回水管15与循环水管 13连通。
[0027] 如图1所示，所述的蒸发器1上方设置有将水均勻分洒在板片外表面的分水槽18 ； 供液管5末端连接有分液器19，分液器19与蒸发器1的制冷剂流道1-1连通，便于将制冷 剂均勻输送到制冷剂流道1-1内；蓄冰池2内安装有冰水过滤网20，用于过滤冰块，有利于 内部
水循环。
[0028] 本发明中，蒸发器1为开放式板片蒸发器，结冰面在板片表面，排除了蒸发器被胀 裂的可能，结冰厚度易控制，厚度一般在5-15mm之间，传热效果好，制冰效率高，也容易脱 冰。
[0029] 如图1所示，动态冰蓄冷制冷设备有四种运行状态。
[0030] A、预冷模式，当夜间低谷电时，运行制冷机组，检测温度传感器9，温度传感器9设 定值一般为2°C，当蓄冰池2的温度高于2°C时，制冷机组自动转换为预冷模式。预冷模式 运行的目的是将蓄冰池2内水温先降低至2V，也就是接近水的冰点温度，为制冰模式做好 准备。预冷模式时，制冷机组开始运行，供液电磁阀8开启，回气恒压电磁阀6开启，制冷机 组将蒸发温度恒定为_3°C，即保持有效换热温差，使板片外表面不结冰，保持最高的换热效 率，从而迅速的降低水温。制冷机组运行的同时，内循环泵12运行，将蓄冰池2内部的水输 送至板片蒸发器顶部的分水槽18内，再均勻的洒在板片蒸发器的外表面，与板片蒸发器制 冷剂流道1-1内部蒸发的制冷剂换热，温度降低。不断循环，使水温降低到设定的温度。
[0031] 回气恒压电磁阀：当回气恒压电磁阀6打开时，阀
门全部开启，当回气恒压电磁阀 6关闭时，该阀能恒定阀前的压力，恒定的压力可以任意设定，当阀前的压力高于设定值时， 阀门开启，当阀前压力低于设定值时，阀门关闭。回气恒压电磁阀的压力设定等于该制冷剂 蒸发温度为+5°C时的饱和压力。这样既能使冰融化，又能保证较少的冰融化，提高产冰量。
[0032] B、蓄冰模式，夜间低谷电时，动态冰蓄冷制冷设备运行在预冷模式，当水温低于温 度传感器9设定的2°C时，制冷机组自动进入蓄冰模式，进入蓄冰模式后，制冷机组的蒸发 器降低至-10°C左右，此时水循环继续运行，较大的温差使板片蒸发器外表面开始结冰，经 过一定的时间后，板片蒸发器外表面的冰层达到
指定厚度，此时关闭供液电磁阀8、回气恒 压电磁阀6，开启热氟电磁阀7。高温的热氟进入板片蒸发器的制冷剂流道1-1内，融化板 片外部的冰层，之后冰层脱落。当所有冰块脱落后，进入下次的制冰脱冰循环。冰蓄冷模式 运行较长时间后，水池内部漂浮着很厚的冰层，冰层厚实而下沉，且蓄冰池2内的水温随之 降低，冰层下降到低料位开关11
位置后，低料位开关11动作，系统停机，蓄冰模式结束。之 后，如果空调系统运行，使冰层融化，上浮到高料位开关10位置时，蓄冰模式又开始自动运 行，不断的制冰蓄冷。
[0033] 料位开关一般为阻旋式料位开关，料位开关正常旋转时，料位开关触点闭合，当料 位开关的旋转
叶片被冰层挡住后，料位开关触点断开。
[0034] C、融冰吸热，白天峰值电时，制冷机组停止运行。空调系统运行，空调出水泵16运 行，为需供冷的场所提供冷水，空调的回水通过温度比例调节阀17，部分与蓄冰池2内的冷水混合，形成正常的空调供水水温，继续提供给需供冷场所，部分进入板片蒸发器顶部的分 水槽18，通过分水槽18分布后，沿板片蒸发器外表面流动后，大面积的洒在蓄冰池2漂浮的 冰面上，融化冰层，回水温度也瞬间降低。通过温度比例调节阀17源源不断的提供给需供 冷场所需要的冷水。
[0035] 温度比例调节阀，设定阀前出水温度，当空调出水温度过高时，关小阀门的开启 度，减少空调回水的回流量，增大冷水的供水量，从而降低空调出水温度，反之则同理。从而 恒定空调的出水温度。
[0036] 正常情况下，蓄冰池内的水温为0.5°C，空调回水12°C，空调出水（供水）温度： 7°C。
[0037] D、空调模式，当某天空调运行负荷较大时，融冰吸热运行使冰层全部融化，并且整 个蓄冰池2的水温上升到2°C时，为了保证空调的正常使用，动态冰蓄冷设备自动进入空调 模式，制冷机组运行，并将蒸发温度恒定为2°C，关闭温度比例调节阀，空调出水泵16继续 运行，12°C空调回水全部进入分水槽18，并均布到各个板片蒸发器的外表面，与制冷剂流道 1-1内的制冷剂热交换，温度降低至7°C后，进入蓄冰池2内，再由空调出水泵16源源不断 的输送至需供冷的场所。
