技术领域
[0001] 本实用新型涉及冷能存储装置，尤其涉及具有液位平衡机构的冷能回收和蓄冷控制系统。
背景技术
[0002] 目前的冷能一般都被浪费了，缺乏对冷能进行回收和高效存储的设备及装置，造成了资源的浪费，有必要开发出一种用于冷能回收和存储的工艺和控制系统。 [0003] 在目前的技术中，在采用
冰球蓄冷的
蓄冰槽中，槽内是乙二醇溶液，乙二醇溶液是载冷剂，冰球浸泡在乙二醇溶液中。在大型项目或有多重冷源的冰蓄冷项目中，通常有二个或多个蓄冰槽，融冰放冷时或有多个蓄冰槽并联联合供冷，为保证放冷过程中压
力的平衡，确保并联中的各个蓄冰槽管道同程运行，通常会在各个蓄冰槽的顶部设置虹吸管连接，达到各个蓄冰槽液面同等高度的目的。但采用虹吸管会存在如下问题：对于室内蓄冰槽，由于机房的高度通常在4.5～5米，而虹吸管的高度至少要求1～1.5米，这就需要将蓄冰槽高度减小到3米以内，蓄冰槽占地面积大幅增加，同时由于蓄冰槽高度降低，将影响冰球的换热效率；对于室外蓄冰槽，在蓄冰槽顶部设置虹吸管，会影响冰槽的整体美观。 实用新型内容
[0004] 为了解决
现有技术中的问题，本实用新型提供了一种具有液位平衡机构的冷能回收和蓄冷控制系统。
[0005] 本实用新型提供了一种具有液位平衡机构的冷能回收和蓄冷控制系统，包括冷回收系统和蓄冰装置，所述冷回收系统包括初级换热器、次级换热器、换热液体输出管道、换热液体输入管道、冷媒罐、初级冷回收
泵、第二蓄冰泵，所述初级换热器设有
液化天然气输入管道和天然气输出管道，所述换热液体输出管道一端与所述初级换热器连通，所述换热液体输出管道另一端与所述次级换热器连通，在所述换热液体输出管道上依次安装有所述冷媒罐和所述初级冷回收泵，所述换热液体输入管道一端与所述次级换热器连通，所述换热液体输入管道另一端与所述初级换热器连通；所述蓄冰装置包括第一蓄冰槽、第二蓄冰槽、第一
阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第一系统管道、第二系统管道、第三系 统管道、第四系统管道、液位平衡机构，所述第一蓄冰槽与所述第二蓄冰槽并联，所述第一蓄冰槽设有用于进液和出液的第一冰槽管道和第二冰槽管道，所述第二蓄冰槽设有用于进液和出液的第三冰槽管道和第四冰槽管道，所述第一冰槽管道和所述第三冰槽管道分别与所述第三系统管道连通，所述第二冰槽管道和所述第四冰槽管道分别与所述第四系统管道连通；所述第一阀门设置于所述第二冰槽管道与所述第四冰槽管道之间的第四系统管道处，所述第二阀门设置于所述第一冰槽管道与所述第三冰槽管道之间的第三系统管道处，所述第七阀门位于所述第一冰槽管道处，所述第八阀门位于所述第三冰槽管道处；所述第一系统管道与所述第一冰槽管道连通，所述第六阀门设置于所述第一系统管道处，所述第二系统管道与所述第二冰槽管道连通，所述第五阀门设置于所述第二系统管道处；所述第二蓄冰泵安装在所述第三系统管道上，所述次级换热器分别与所述第三系统管道和所述第四系统管道连通；所述液位平衡机构包括第一排液口、第二排液口、第一
排液管、第二排液管、第一平衡阀、第二平衡阀、平衡管，所述第一蓄冰槽开有所述第一排液口，所述第二蓄冰槽开有所述第二排液口，所述第一排液管一端与所述第一排液口连通，所述第一排液管另一端与所述第一平衡阀一端连通；所述第二排液管一端与所述第二排液口连通，所述第二排液管另一端与所述第二平衡阀一端连通；所述平衡管两端分别与所述第一平衡阀另一端和所述第二平衡阀另一端连通。
[0006] 作为本实用新型的进一步改进，所述冷回收系统还包括空温式
气化器和调压计量装置，所述空温式气化器和调压计量装置依次安装在所述天然气输出管道上。 [0007] 作为本实用新型的进一步改进，该冷能回收和蓄冷控制系统还包括第一蓄冰泵、制冷机组，所述第一蓄冰泵输入端与所述第二系统管道连通，所述第一蓄冰泵输出端与所述制冷机组输入端连通，所述制冷机组输出端与所述第一系统管道连通。 [0008] 作为本实用新型的进一步改进，所述制冷机组输出端与所述第一系统管道连通的管道上设有第十一阀门。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，该冷能回收和蓄冷控制系统包括第三阀门和第四阀门，所述第三阀门安装于所述第一系统管道上，所述第四阀门安装于所述第二系统管道上。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述第三阀门为第三
电动阀，所述第四阀门为第四电动阀，所述第十一阀门为第十一电动阀。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述第五阀门为第五电动阀，在所述第二系统管道上、且位于所述第五电动阀两侧各设有一截断阀；所述第六阀门为第六电动阀，在所述第一系统管道上、且位于所述第六电动阀两侧各设有一截断阀。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述第一阀门为第一电动阀，在所述第二冰槽管道与所述第四冰槽管道之间的第四系统管道上、且位于所述第一电动阀两侧各设有一截断阀；所述第二阀门为第二电动阀，在所述第一冰槽管道与所述第三冰槽管道之间的第三系统管道上、且位于所述第二电动阀两侧各设有一截断阀；所述第七阀门为第七电动阀，在所述第一冰槽管道上、且位于所述第七电动阀两侧各设有一截断阀；所述第八阀门为第八电动阀，在所述第三冰槽管道上、且位于所述第八电动阀两侧各设有一截断阀；所述第二冰槽管道设有截断阀，所述第四冰槽管道设有截断阀。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述平衡管一端与所述第一平衡阀另一端为可拆式连接，所述平衡管另一端与所述第二平衡阀另一端为可拆式连接；所述第一排液管另一端与所述第一平衡阀一端为可拆式连接，所述第二排液管另一端与所述第二平衡阀一端为可拆式连接。
[0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述第一排液管另一端与所述第一平衡阀一端为
法兰连接，所述第二排液管另一端与所述第二平衡阀一端为法兰连接；所述平衡管一端与所述第一平衡阀另一端为法兰连接，所述平衡管另一端与所述第二平衡阀另一端为法兰连接；所述第一排液口为所述第一蓄冰槽的排污口，所述第二排液口为所述第二蓄冰槽的排污口。
[0015] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的冷能回收和蓄冷控制系统实现了冷能的回收及存储，为冷能的利用提供了便利；液位平衡机构解决了第一蓄冰槽和第二蓄冰槽的液位平衡问题，由于取消了虹吸管，减少了虹吸管产生的冷量损失，提高了蓄冷效率。对于室内机房，冰槽可以充分利用机房的高度空间，减小冰槽占地面积，节省机房造价；对于室外机房提高了冰槽的整体美观性。
附图说明
[0016] 图1是本实用新型的冷能回收和蓄冷控制系统原理
框图。
[0017] 图2是本实用新型的液位平衡机构示意图。
具体实施方式
[0018] 如图1和图2所示，本实用新型公开了一种具有液位平衡机构的冷能回收和蓄冷控制系统，包括冷回收系统4和蓄冰装置10，所述冷回收系统 4包括初级换热器401、次级换热器402、换热液体输出管道403、换热液体输入管道404、冷媒罐405、初级冷回收泵406、第二蓄冰泵5，所述初级换热器401设有
液化天然气输入管道407和天然气输出管道408，所述换热液体输出管道403一端与所述初级换热器401连通，所述换热液体输出管道403另一端与所述次级换热器402连通，在所述换热液体输出管道403上依次安装有所述冷媒罐405和所述初级冷回收泵406，所述换热液体输入管道404一端与所述次级换热器402连通，所述换热液体输入管道404另一端与所述初级换热器401连通；所述蓄冰装置10包括第一蓄冰槽1、第二蓄冰槽2、第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第一系统管道101、第二系统管道102、第三系统管道103、第四系统管道104、液位平衡机构，所述第一蓄冰槽1与所述第二蓄冰槽2并联，所述第一蓄冰槽1设有用于进液和出液的第一冰槽管道105和第二冰槽管道106，所述第二蓄冰槽2设有用于进液和出液的第三冰槽管道107和第四冰槽管道108，所述第一冰槽管道105和所述第三冰槽管道107分别与所述第三系统管道103连通，所述第二冰槽管道106和所述第四冰槽管道108分别与所述第四系统管道104连通；所述第一阀门设置于所述第二冰槽管道106与所述第四冰槽管道108之间的第四系统管道104处，所述第二阀门设置于所述第一冰槽管道105与所述第三冰槽管道107之间的第三系统管道103处，所述第七阀门位于所述第一冰槽管道105处，所述第八阀门位于所述第三冰槽管道107处；所述第一系统管道101与所述第一冰槽管道105连通，所述第六阀门设置于所述第一系统管道101处，所述第二系统管道102与所述第二冰槽管道106连通，所述第五阀门设置于所述第二系统管道102处；所述第二蓄冰泵5安装在所述第三系统管道103上，所述次级换热器402分别与所述第三系统管道103和所述第四系统管道104连通；所述液位平衡机构包括第一排液口801、第二排液口802、第一排液管803、第二排液管804、第一平衡阀805、第二平衡阀806、平衡管807，所述第一蓄冰槽1开有所述第一排液口801，所述第二蓄冰槽2开有所述第二排液口802，所述第一排液管803一端与所述第一排液口801连通，所述第一排液管803另一端与所述第一平衡阀805一端连通；所述第二排液管804一端与所述第二排液口802连通，所述第二排液管804另一端与所述第二平衡阀806一端连通；所述平衡管807两端分别与所述第一平衡阀805另一端和所述第二平衡阀806另一端连通。
[0019] 所述冷回收系统4还包括空温式气化器409和调压计量装置410，所 述空温式气化器409和调压计量装置410依次安装在所述天然气输出管道408上。
[0020] 该冷能回收和蓄冷控制系统还包括第一蓄冰泵6、制冷机组7，所述第一蓄冰泵6输入端与所述第二系统管道102连通，所述第一蓄冰泵6输出端与所述制冷机组7输入端连通，所述制冷机组7输出端与所述第一系统管道101连通。
[0021] 所述制冷机组7输出端与所述第一系统管道101连通的管道上设有第十一阀门。 [0022] 该冷能回收和蓄冷控制系统包括第三阀门和第四阀门，所述第三阀门安装于所述第一系统管道101上，所述第四阀门安装于所述第二系统管道102上。
[0023] 所述第三阀门为第三电动阀V3，所述第四阀门为第四电动阀V4，所述第十一阀门为第十一电动阀V11。
[0024] 所述第五阀门为第五电动阀V5，在所述第二系统管道102上、且位于所述第五电动阀V5两侧各设有一截断阀；所述第六阀门为第六电动阀V6，在所述第一系统管道101上、且位于所述第六电动阀V6两侧各设有一截断阀。
[0025] 所述第一阀门为第一电动阀V1，在所述第二冰槽管道106与所述第四冰槽管道108之间的第四系统管道104上、且位于所述第一电动阀V1两侧各设有一截断阀；所述第二阀门为第二电动阀V2，在所述第一冰槽管道105与所述第三冰槽管道107之间的第三系统管道103上、且位于所述第二电动阀V2两侧各设有一截断阀。
[0026] 所述第七阀门为第七电动阀V7，在所述第一冰槽管道105上、且位于所述第七电动阀V7两侧各设有一截断阀；所述第八阀门为第八电动阀V8，在所述第三冰槽管道107上、且位于所述第八电动阀V8两侧各设有一截断阀。
[0027] 所述第二冰槽管道106设有截断阀，所述第四冰槽管道108设有截断阀。 [0028] 所述第一排液管803另一端与所述第一平衡阀805一端为可拆式连接，所述第二排液管804另一端与所述第二平衡阀806一端为可拆式连接。
[0029] 所述平衡管807一端与所述第一平衡阀805另一端为可拆式连接，所述平衡管807另一端与所述第二平衡阀806另一端为可拆式连接。
[0030] 所述第一排液管803另一端与所述第一平衡阀805一端为法兰连接， 所述第二排液管804另一端与所述第二平衡阀806一端为法兰连接；所述平衡管807一端与所述第一平衡阀805另一端为法兰连接，所述平衡管807另一端与所述第二平衡阀806另一端为法兰连接。
[0031] 所述第一排液口801为所述第一蓄冰槽1的排污口，所述第二排液口802为所述第二蓄冰槽2的排污口。
[0032] 第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2分别安装有液位计，可以随时读取第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2的液位高度。
[0033] 当第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2的液位高度不一致时，需要调整两个冰槽的液位高度。将第一平衡阀805和第二平衡阀806打开，根据连通器原理，第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2将会自动达到同样液位高度。
[0034] 当第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2同步工作时，即同时蓄冰或同时供冷，第一平衡阀805和第二平衡阀806开启。第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2为联通状态，蓄冰槽内的液体会自动达到液位平衡状态。
[0035] 当第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2异步工作时，即第一蓄冰槽1供冷的同时第二蓄冰槽2蓄冰，或单一蓄冰槽供冷或蓄冰，第一平衡阀805和第二平衡阀806关闭。第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2处于独立状态。
[0036] 当第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2需要排污或维修时，可拆除平衡管807，打开第一平衡阀805和/或第二平衡阀806对冰槽进行排污或维修。
[0037] 本实用新型还包括
空调负荷侧系统3，空调负荷侧系统3分别与所述第一系统管道101和所述第二系统管道102相连通，在电动阀V3与空调负荷侧系统3之间的第一系统管道101上安装有融冰泵301。
[0038] 本实用新型的蓄冰装置10采用了两组蓄冰槽1、2异程并联的方式，并通过两组冰槽1、2之间的电动阀控制，解决了在同一时间蓄冷和放冷的过程。
[0039] 本实用新型冷回收系统4能够回收冷能、并将冷能传输至蓄冰装置10的第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2进行蓄冷，并且所述蓄冰装置10的第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2能够提供冷能给空调负荷侧系统3使用。
[0040] 在冷回收系统4中，液化天然气（-162℃）与氟利昂（-5℃、R404A）在初级换热器401中进行换热，换热后液化天然气被气
化成气体，
温度升至-10℃左右，进入空温式气化器409温度升至15℃，经调压计量装置410后进入天然气管网。氟利昂（-5℃、R404A）在初级换热器401中换热后温度降至约-33℃，经初级冷回收泵406进入次级换热器402，在次级换热器402中氟利昂（-33℃、R404A）与乙二醇溶液（-1℃、30%）换热，换 热后氟利昂温度升高至-5℃，再回到初级换热器401中形成循环。乙二醇溶液（-1℃、30%）经次级换热器
402换热后温度降低至-6℃，进入第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2放出冷量。 [0041] 在蓄冰装置10中，乙二醇溶液（-6℃、30%）与第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2的蓄冰球（
相变温度为0℃）换热，换热后乙二醇溶液温度升至-1℃回到次级换热器402；换热后蓄冰球内的相变溶液发生相变，将冷量储存起来，温度为0℃。蓄冰槽内的换热是一个蓄冷过程，当换热后的乙二醇溶液温度逐渐降低至-6℃时，蓄冰槽内的冰蓄满，蓄冰过程结束。
[0042] 如运行模式控制方式表所示，系统运行时通过调整第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2前的
控制阀门及管路的控制阀门，来实现不同冷源的蓄冷过程，实现冷回收系统蓄冰、制冷机组蓄冰、冷回收系统与制冷机组联合蓄冰等多种蓄冰模式。同时系统可满足空调负荷侧系统3不同状态下的放冷需求，实现第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2单独蓄冷、单独放冷、联合蓄冷、联合放冷、同时蓄冷和放冷五种工况。第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2的入口处分别设置电动控制阀V7和V8分别单独控制两个蓄冰槽1、2的工作状态。控制原理说明如下： [0043] 第一蓄冰槽1单独蓄冷：
[0044] 当制冷机组7与第一蓄冰泵6启动时，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第八电动阀V8关闭，第五电动阀V5、第六电动阀V6、第七电动阀V7开启，制冷机组7单独为第一蓄冰槽1蓄冷。
[0045] 当冷回收系统4和第二蓄冰泵5启动时，第五电动阀V5、第六电动阀V6、第八电动阀V8关闭，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第七电动阀V7开启，冷回收系统4单独为第一蓄冰槽1蓄冷。
[0046] 第二蓄冰槽2单独蓄冷：
[0047] 当制冷机组7与第一蓄冰泵6启动时，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第五电动阀V5、第六电动阀V6、第八电动阀V8开启，第三电动阀V3、第四电动阀V4、第七电动阀V7关闭，制冷机组7单独为第二蓄冰槽2蓄冷。
[0048] 当冷回收系统4和第二蓄冰泵5启动时，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第五电动阀V5、第六电动阀V6、第七电动阀V7关闭，第八电动阀V8开启，冷回收系统4单独为第二蓄冰槽2蓄冷。
[0049] 第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2联合蓄冷：
[0050] 当制冷机组7与第一蓄冰泵6启动时，第一电动阀V1、第二电动阀 V2、第五电动阀V5、第六电动阀V6、第七电动阀V7、第八电动阀V8开启，第三电动阀V3、第四电动阀V4关闭，制冷机组7同时为第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2蓄冷。
[0051] 当冷回收系统4和第二蓄冰泵5启动时，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第七电动阀V7、第八电动阀V8开启，第五电动阀V5、第六电动阀V6关闭，冷回收系统4同时为第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2蓄冷。
[0052] 当制冷机组7与冷回收系统4同时开启时，第一蓄冰泵6、第二蓄冰泵5启动，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第三电动阀V3、第四电动阀V4关闭，第五电动阀V5、第六电动阀V6、第七电动阀V7、第八电动阀V8开启，制冷机组7与冷回收系统4同时分别为第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2蓄冷。
[0053] 第一蓄冰槽1单独放冷：
[0054] 当第一电动阀V1、第二电动阀V2、第八电动阀V8关闭，第三电动阀V3、第四电动阀V4、第五电动阀V5、第六电动阀V6、第七电动阀V7开启时，第一蓄冰槽1单独放冷。 [0055] 第二蓄冰槽2单独放冷：
[0056] 当第七电动阀V7关闭，第一电动阀V1、第二电动阀V2、第三电动阀V3、第四电动阀V4、第五电动阀V5、第六电动阀V6、第八电动阀V8、开启时，第二蓄冰槽2单独放冷； [0057] 第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2联合放冷：
[0058] 当第一电动阀V1、第二电动阀V2、第三电动阀V3、第四电动阀V4、第五电动阀V5、当第六电动阀V6、第七电动阀V7、第八电动阀V8开启时，第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2可以联合放冷。
[0059] 同时蓄冷和放冷：
[0060] 当第一电动阀V1、第二电动阀V2关闭，第三电动阀V3、第四电动阀V4、第五电动阀V5、当第六电动阀V6、第七电动阀V7、第八电动阀V8开启时，第一蓄冰槽1放冷的同时第二蓄冰槽2蓄冷。
[0061]
[0062] 注：设备或阀门开启为√，关闭为X
[0063] 本实用新型的液位平衡机构具有如下优点：
[0064] 1.解决了第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2的液位平衡问题；
[0065] 2.对室内机房内的冰槽，由于取消了虹吸管，蓄冰槽可以充分利用机房的高度空间，提高蓄冷效率，并减小蓄冰槽的占地面积，节省机房造价；
[0066] 3.对室外冰槽，由于取消了虹吸管，蓄冰槽外观简洁美观；
[0067] 4.取消虹吸管后，减少了虹吸管带来的冷量损失和造价。
[0068] 本实用新型针对有冷能
回收利用的建筑，采用常规
能源蓄冷与冷回收蓄冷相结合的方式，既能满足
建筑物空调系统使用的要求，又能充分利用 各种资源，促进节能减排，提高能源综合利用
水平，有良好的经济效益和社会效益。
[0069] 本实用新型的蓄冰装置10根据每种冷源分别设置蓄冰槽，各组蓄冰槽并联连接，第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2之前及第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2之间的连接管路上设置调节阀。该冷回收和蓄冷控制系统，可以降低空调运行成本，提高能源利用效率，且系统稳定，灵活便于控制。
[0070] 本实用新型的蓄冰装置10利用调节阀灵活调整并联的第一蓄冰槽1和第二蓄冰槽2的系统流程方向，使得系统可实现异程并联，各个冰槽可以灵活控制，能同时实现多种蓄冷及放冷工况组合，在多冷源组网运行或有冷回收的蓄冰空调系统中充分利用各种资源，提高能源利用率，有效降低能耗。
[0071] 制冷机组7蓄冰时，开启制冷机组7，制冷机组7制备的乙二醇溶液（-6℃、30%）与第一蓄冰槽1和/或第二蓄冰槽2内的蓄冰球（相变温度为0℃）换热，换热后乙二醇溶液温度升至-1℃回到制冷机组7，形成循环。换热后蓄冰球内的相变溶液发生相变，将冷量储存起来，温度为0℃。当换热后的乙二醇溶液温度逐渐降低至-6℃时，蓄冰槽内的冰蓄满，蓄冰过程结束。
[0072] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
