專利名稱：一種多通道閉式外融冰蓄冰槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄冰空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別是蓄冰空調(diào)中使用的冰蓄冰槽。
現(xiàn)有技術(shù)中，在外融冰空調(diào)系統(tǒng)，所采用的蓄冰槽一般采用上部與大氣相通的開放式長方體和/或圓柱體結(jié)構(gòu)，稱之為開式蓄冰槽。日本“JETI(Japan Energy & Technology Intelligence)”Vol.49№7(2001)p36-48對包括三洋電機(jī)空調(diào)(株)、新日本空調(diào)(株)、新菱冷熱工業(yè)(株)、大金工業(yè)(株)、東芝開利、東洋熱工業(yè)(株)、日本BAC(株)、三菱重工(株)等各冰蓄冷設(shè)備企業(yè)生產(chǎn)的冰蓄冷設(shè)備進(jìn)行了歸納，從各廠家生產(chǎn)的外融冰蓄冰槽的結(jié)構(gòu)形式來看，均為開式蓄冰槽。槽體內(nèi)的冰盤管內(nèi)部為載冷劑通道，冰盤管以順序連接的彎管和直管構(gòu)成，或以具有相同和/或不同盤繞直徑螺旋管構(gòu)成；冰盤管的進(jìn)出口設(shè)置載冷劑分液管和集液管，分液管與制冷機(jī)的載冷劑出口管相連，集液管經(jīng)過載冷劑泵連接到制冷機(jī)的載冷劑出口；冰盤管按一定的幾何尺寸合理分布在槽體空間內(nèi)，其表面為結(jié)冰部位；冰盤管外表面與槽體內(nèi)表面為空調(diào)水存貯空間，槽體上設(shè)置有空調(diào)進(jìn)水管與出水管，分別連接空調(diào)水系統(tǒng)的進(jìn)、出水管。
上述外融冰蓄冰槽結(jié)構(gòu)決定了冰槽水系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，需要獨立的取冷泵從冰水混合物中取冷。開式外融冰系統(tǒng)普遍存在取冷泵揚程大，泵停機(jī)后不可避免室內(nèi)末端的水流倒灌、水流換向電磁閥和水量調(diào)節(jié)電動閥承受水靜壓大，開啟與調(diào)節(jié)困難等缺陷，故在實際冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中以采取增加冰槽空調(diào)水和系統(tǒng)空調(diào)水二次換熱方式來克服上述缺陷，這樣勢必增加二次換熱環(huán)節(jié)，造成取水溫度升高，難以實現(xiàn)低溫送風(fēng)、減小空調(diào)水系統(tǒng)水泵、管徑和末端設(shè)備規(guī)格，降低系統(tǒng)總造價等問題。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)一種多通道閉式外融冰蓄冰槽，它包括殼體、冰盤管、載冷劑分液管和載冷劑集液管。其結(jié)構(gòu)特點是，殼體的兩端分別與封頭封閉連接，所述冰盤管由彎管和直管形成多管程載冷劑通道，由殼體內(nèi)兩端所設(shè)具有水流通道的管板固定在殼體內(nèi)，冰盤管外表面與殼體內(nèi)表面空間設(shè)有多層隔板形成預(yù)設(shè)空調(diào)水通道，冰盤管集合入口與載冷劑分液管連接，冰盤管集合出口與載冷劑集液管連接，載冷劑分液管、載冷劑集液管分別與設(shè)在封頭上的載冷劑進(jìn)口和載冷劑出口連接，空調(diào)水通道的入口、空調(diào)水通道的出口分別與設(shè)在封頭上的空調(diào)入水管和空調(diào)出水管連接。
按照上述的技術(shù)方案，所述多層隔板由水道隔板和水折流板組成，水道隔板沿殼體的軸心軸向設(shè)置，多個水折流板沿殼體的徑向間斷交錯設(shè)置，將殼體內(nèi)部空間分隔成數(shù)個等橫截面積的水流通道。
按照上述的技術(shù)方案，所述水道隔板為多個，當(dāng)水道隔板為兩個以上時，其設(shè)置方式為相對殼體軸心截面等角布置，所述兩封頭內(nèi)分別設(shè)有可相應(yīng)劃分空調(diào)水通道流向的內(nèi)襯板和封頭隔板。
按照上述技術(shù)方案，所述內(nèi)襯板、封頭隔板與水道隔板連接處設(shè)有可使水通道劃分的圓柱狀密封。
按照上述的技術(shù)方案，其特征在于，所述殼體的兩端分別與封頭封閉連接的形式采用殼體與左封頭和右封頭連接，左封頭上置有載冷劑進(jìn)口、載冷劑出口、空調(diào)入水管、空調(diào)出水管和泄水管，殼體外壁徑向底部置有可使支撐平衡的安裝支架。
按照上述技術(shù)方案，所述殼體的兩端分別與封頭封閉連接的形式采用殼體與上封頭和底封頭連接，上封頭上置有載冷劑進(jìn)口、載冷劑出口、空調(diào)水入水管、空調(diào)水出水管，底封頭底端設(shè)有泄水管，殼體外壁軸向中部置有可使支撐平衡的安裝支架。
本發(fā)明由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，將現(xiàn)有技術(shù)的開式蓄冰槽改進(jìn)為閉式蓄冰槽，因此利用本發(fā)明構(gòu)成的閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(1)與內(nèi)融冰蓄冰空調(diào)系統(tǒng)相比，閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)不需經(jīng)過載冷劑與空調(diào)水的二次換熱，板式換熱器數(shù)量減少1/3～1/2，節(jié)約總冷源投資的10％以上；直接從冰水混合物中取冷，取冷水溫低，能向不同功能用戶提供從低到高較大溫度范圍內(nèi)的冷水；通過調(diào)節(jié)進(jìn)入殼管式蓄冰槽內(nèi)的水流速度，可很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)取冷速率；系統(tǒng)中載冷劑泵的揚程大幅度減小，不同工況運行時，載冷劑泵流量波動小、效率高，節(jié)能效果良好。
(2)一般(開式)外融冰空調(diào)系統(tǒng)相比，閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)克服了外融冰空調(diào)系統(tǒng)必然是開式系統(tǒng)的缺點，有效地解決了空調(diào)水倒灌、泵體閥體承受靜水壓大或管內(nèi)出現(xiàn)真空現(xiàn)象，使水系統(tǒng)更加簡捷、安全、可靠；殼管式蓄冰槽結(jié)構(gòu)為圓柱形，強(qiáng)度高，不易變形，且安裝條件更為簡單、節(jié)省空間；系統(tǒng)為閉環(huán)，不必設(shè)置取冷泵，節(jié)省了總冷源投資的10％以上；不必單設(shè)小循環(huán)泵即可實現(xiàn)邊蓄冷、邊供冷功能；完全保留了一般(開式)外融冰蓄冰槽冰盤管外結(jié)冰的特征，使盤管不承受相變時應(yīng)力的影響，使用壽命延長；直接從冰水混合物中取冷，取冷水溫低，可根據(jù)房間不同功能要求，在一個系統(tǒng)中能方便實現(xiàn)不同參數(shù)供水需求。
(3)與動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)相比，閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、制冰與存冰在同一容器內(nèi)完成，不必單設(shè)存冰池，故系統(tǒng)造價低廉；采用閉式系統(tǒng)形式，輸送1～2℃的冷水不會出現(xiàn)管路阻塞隱患，連續(xù)運行穩(wěn)定、安全。
(4)本發(fā)明提供的多通道閉式外融冰蓄冰槽可應(yīng)用與大型蓄冰中央空調(diào)和直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)中，對降低蓄冷空調(diào)系統(tǒng)成本，大力推進(jìn)電力系統(tǒng)移峰填谷政策實施、推進(jìn)蓄能空調(diào)設(shè)備小型化、家庭化進(jìn)程有著極為重要的意義。
圖4是圖3的A-A向剖面視圖；圖5是

圖1的左封頭局部剖面圖；圖6是圖5的右視圖；圖7是圖1的右封頭局部剖面圖；圖8是圖7的左視圖；圖9是圖3的B-B向局部剖面圖；圖10是圖3的C部局部放大圖；圖11是本發(fā)明另一種實施方式的外形正視圖；圖12是圖11的俯視圖；圖13是圖11的剖面視圖；圖14是圖11的上封頭局部剖面圖；圖15是圖14的仰視圖；圖16是圖11的底封頭局部剖面圖；圖17是圖16的俯視圖。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
實施例1附圖1至附圖10是本發(fā)明的一種實施方式，稱之臥式多通道閉式外融冰蓄冰槽的結(jié)構(gòu)圖。它是由殼體1、左封頭2、右封頭3、載冷劑進(jìn)口4和載冷劑出口5、空調(diào)入水管6和空調(diào)出水管7、載冷劑分液管9和載冷劑集液管10、冰盤管11、水道隔板12、水折流板13、管板14、圓柱狀密封15、泄水管21和安裝支架8構(gòu)成。
附圖3和附圖4給出了臥式多通道閉式外融冰蓄冰槽的結(jié)構(gòu)示意圖。它為殼管式結(jié)構(gòu)，冰盤管11內(nèi)部為載冷劑通道，是由彎管和直管形成多管程載冷劑通道，其外表面與殼體1內(nèi)表面之間的空間為空調(diào)水通道。當(dāng)溫度低于0℃時，冰盤管11外表面的水凍結(jié)成冰，冰盤管11是結(jié)冰層的載體。
附圖3和附圖5至附圖8給出了臥式多通道閉式外融冰蓄冰槽的殼體1和左封頭2、右封頭3的結(jié)構(gòu)圖。它的殼體1和左封頭2、右封頭3內(nèi)水流通道上具有水道隔板12、內(nèi)襯板16、封頭隔板17，將水流通道分隔成多個流程，以提高融冰時殼體1內(nèi)的水流速度，強(qiáng)化取冷速率，避免水體內(nèi)的溫度分層現(xiàn)象，以降低出水溫度；同時在取冷過程中，可通過調(diào)節(jié)水流速度，控制取冷速率。殼體1內(nèi)的水道隔板12將殼體1空間分隔成多個等橫截面積的水流通道，在各水流通道中，有多個交錯設(shè)置的水折流板13，一方面支撐冰盤管11，另一方面又進(jìn)一步強(qiáng)化水流速度；水道隔板12固定連接在殼體1內(nèi)表面上，既分隔了水流，又增強(qiáng)了殼體1的強(qiáng)度。左封頭2和右封頭3內(nèi)的內(nèi)襯板16和封頭隔板17起到折流作用。在左封頭2上，設(shè)置有載冷劑進(jìn)口4、載冷劑出口5和空調(diào)入水管6、空調(diào)出水管7以及泄水管21。載冷劑由蓄冰槽的進(jìn)口4進(jìn)入載冷劑分液管9，將載冷劑平均分配到各冰盤管11的內(nèi)部通道內(nèi)，載冷劑與冰盤管11外側(cè)的空調(diào)水進(jìn)行熱交換，將空調(diào)水凍結(jié)成冰并附著在冰盤管11外部，釋放冷量后的載冷劑返回載冷劑集液管10，再由載冷劑出口5流入制冷機(jī)的載冷劑通道，吸收制冷劑的冷量；空調(diào)水由空調(diào)入水管6進(jìn)入左封頭2進(jìn)水腔，經(jīng)具有水流通道18的管板14，參見附圖9，進(jìn)入由水道隔板12和殼體1構(gòu)成的空調(diào)水通道內(nèi)，空調(diào)水經(jīng)水折流板13增大其流速，進(jìn)入右封頭3，由封頭隔板17改變水流方向；空調(diào)水經(jīng)多次折流后返回左封頭2出水腔的空調(diào)出水管7，由空調(diào)出水管7流向空調(diào)末端設(shè)備。
在制作中，冰盤管11通過脹管和/或焊接等方式固定在殼體1內(nèi)兩端的管板14上，管板14上設(shè)有穿透與固定冰盤管11的通孔，同時開設(shè)有供空調(diào)水流通的水流通道18，空調(diào)水從一個管程經(jīng)水流通道18流入左封頭2和/或右封頭3內(nèi)的折流空間，經(jīng)內(nèi)襯板16和/或封頭隔板17折流流向下一管程。左封頭2、右封頭3與殼體1之間需采用焊接和/或法蘭等剛性連接方式將三者連接成一個整體。由于加工過程中難以實現(xiàn)水路的有效分隔，本發(fā)明在各封頭的內(nèi)襯板16、封頭隔板17與殼體1水道隔板12之間采用圓柱狀密封15進(jìn)行柔性密封，實現(xiàn)了水路的有效分隔，附圖17給出了柔性密封的結(jié)構(gòu)圖。
實施例2
附圖11至附圖17是本發(fā)明的另一種實施方式，稱之立式多通道閉式外融冰蓄冰槽的結(jié)構(gòu)圖。除安裝支架8、泄水管21和空調(diào)出水管7、空調(diào)入水管6接口位置以及底封頭20底結(jié)構(gòu)與上述實施例有所不同外，其余結(jié)構(gòu)完全相同。在立式多通道閉式外融冰蓄冰槽中，安裝支架8均布在殼體1的中部重心穩(wěn)定的位置，空調(diào)出水管7、空調(diào)入水管6接口位置位于上封頭19上部，泄水管21設(shè)置在底封頭20下部。
另外說明的是，如果在上述臥式與立式多通道閉式外融冰蓄冰槽的載冷劑通道內(nèi)直接引入制冷劑介質(zhì)，則轉(zhuǎn)化為直接膨脹多通道閉式外融冰蓄冰槽。此時，空調(diào)水通道仍然為空調(diào)水通道，載冷劑通道變?yōu)橹评鋭┩ǖ?，載冷劑進(jìn)口4變?yōu)橹评鋭┻M(jìn)口，載冷劑出口5變?yōu)橹评鋭┏隹?，載冷劑分液管9變?yōu)橹评鋭┓忠汗埽d冷劑集液管10變?yōu)橹评鋭┘瘹夤?，冰盤管11變?yōu)橹苯诱舭l(fā)式冰盤管。該直接膨脹多通道閉式外融冰蓄冰槽可方便地應(yīng)用于直接蒸發(fā)式熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，對大力推進(jìn)電力系統(tǒng)移峰填谷政策實施、推進(jìn)蓄能空調(diào)設(shè)備小型化、家庭化進(jìn)程有著極為重要的意義。
另外提出的是，按照上述的實施方式，所述水道隔板12是沿殼體1的軸心軸向設(shè)置，水折流板13是沿殼體1的徑向間斷交錯設(shè)置。水道隔板12可以設(shè)置多個，當(dāng)水道隔板12為兩個以上時，其設(shè)置方式為相對殼體1軸心截面等角布置，殼體1的兩封頭內(nèi)的內(nèi)襯板16和封頭隔板17應(yīng)按所設(shè)水道隔板12的個數(shù)劃分出空調(diào)水道的流向。諸如此種方式的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多通道閉式外融冰蓄冰槽，它包括殼體(1)、冰盤管(11)、載冷劑分液管(9)和載冷劑集液管(10)，其特征在于，殼體(1)的兩端分別與封頭封閉連接，所述冰盤管(11)由彎管和直管形成多管程載冷劑通道，由殼體(1)內(nèi)兩端所設(shè)具有水流通道(18)的管板(14)固定在殼體(1)內(nèi)，冰盤管(11)外表面與殼體(1)內(nèi)表面空間設(shè)有多層隔板形成預(yù)設(shè)空調(diào)水通道，冰盤管(11)集合入口與載冷劑分液管(9)連接，冰盤管(11)集合出口與載冷劑集液管(10)連接，載冷劑分液管(9)、載冷劑集液管(10)分別與設(shè)在封頭上的載冷劑進(jìn)口(4)和載冷劑出口(5)連接，空調(diào)水通道的入口、空調(diào)水通道的出口分別與設(shè)在封頭上的空調(diào)入水管(6)和空調(diào)出水管(7)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的閉式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述多層隔板由水道隔板(12)和水折流板(13)組成，水道隔板(12)沿殼體(1)的軸心軸向設(shè)置，多個水折流板(13)沿殼體(1)的徑向間斷交錯設(shè)置，將殼體(1)內(nèi)部空間分隔成數(shù)個等橫截面積的水流通道。
3.按照權(quán)利要求2所述的閉式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述水道隔板(12)為多個，當(dāng)水道隔板(12)為兩個以上時，其設(shè)置方式為相對殼體(1)軸心截面等角布置，所述兩封頭內(nèi)分別設(shè)有可相應(yīng)劃分空調(diào)水通道流向的內(nèi)襯板(16)和封頭隔板(17)。
4.按照權(quán)利要求3所述的閉式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述內(nèi)襯板(16)、封頭隔板(17)與水道隔板(12)連接處設(shè)有可使水通道劃分的圓柱狀密封(15)。
5.按照權(quán)利要求1、2、3或4所述的閉式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述殼體(1)的兩端分別與封頭封閉連接的形式采用殼體(1)與左封頭(2)和右封頭(3)連接，左封頭(2)上置有載冷劑進(jìn)口(4)、載冷劑出口(5)、空調(diào)入水管(6)、空調(diào)出水管(7)和泄水管(21)，殼體(1)外壁徑向底部置有可使支撐平衡的安裝支架(8)。
6.按照權(quán)利要求1、2、3或4所述的閉式外融冰蓄冰槽，其特征在于，所述殼體(1)的兩端分別與封頭封閉連接的形式采用殼體(1)與上封頭(19)和底封頭(20)連接，上封頭(19)上置有載冷劑進(jìn)口(4)、載冷劑出口(5)、空調(diào)水入水管(6)、空調(diào)水出水管(7)，底封頭(20)底端設(shè)有泄水管(21)，殼體(1)外壁軸向中部置有可使支撐平衡的安裝支架(8)。
全文摘要
一種多通道閉式外融冰蓄冰槽，它包括殼體、冰盤管、載冷劑分液管和載冷劑集液管。其結(jié)構(gòu)特點是，殼體的兩端分別與封頭封閉連接，冰盤管由彎管和直管形成多管程載冷劑通道，由殼體內(nèi)兩端所設(shè)具有水流通道的管板固定在殼體內(nèi)。冰盤管外表面與殼體內(nèi)表面空間設(shè)有多層隔板形成預(yù)設(shè)空調(diào)水通道。冰盤管集合入口與載冷劑分液管連接，冰盤管集合出口與載冷劑集液管連接。各管路通道分別接出封頭。本發(fā)明設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單。利用本發(fā)明構(gòu)成的閉式外融冰空調(diào)系統(tǒng)，避免了水流倒灌和電磁閥與電動調(diào)節(jié)閥承受水靜壓大的缺陷，減少了取冷泵和二次換熱環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)運行可靠性，為降低系統(tǒng)成本、調(diào)節(jié)取冷速度、實現(xiàn)低溫送風(fēng)提供了技術(shù)保證。
文檔編號F24F12/00GK1464280SQ02121128
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月10日
發(fā)明者石文星, 彭曉峰, 李先庭, 趙彬, 呂曉燕, 趙慶珠, 駱維軍, 田長青, 李立一 申請人:清華大學(xué), 清華同方股份有限公司