的已取冷載冷劑與經(jīng)第一三通調(diào)節(jié)閥5的第三端流出的未取冷載冷劑進(jìn)行匯合，匯合后的載冷劑經(jīng)第二三通調(diào)節(jié)閥8進(jìn)入換熱器9內(nèi)載冷劑通道，并在換熱器9內(nèi)將冷量釋放給來自空調(diào)末端的空調(diào)冷凍水，釋冷后的載冷劑再從換熱器9返回載冷劑泵，進(jìn)入下一循環(huán)。空調(diào)冷凍水回路中，空調(diào)冷凍水在空調(diào)冷凍水泵10加壓后進(jìn)入空調(diào)末端11釋冷，接著再進(jìn)入換熱器9的冷凍水通道中取冷(冷量來自流經(jīng)換熱器9的載冷劑)，從換熱器9出來的冷凍水再返回空調(diào)冷凍水泵10，進(jìn)入下一循環(huán)。上述空調(diào)冷凍水回路中空調(diào)末端11負(fù)荷變化時，可通過調(diào)節(jié)載冷劑回路中的第一三通調(diào)節(jié)閥5的第二端與第一三通調(diào)節(jié)閥5的第三端的開度，使進(jìn)入換熱器9中的載冷劑所攜帶的冷量符合空調(diào)末端11負(fù)荷的要求；超聲波發(fā)射系統(tǒng)中，當(dāng)載冷劑回路處于融冰期間，啟動超聲發(fā)生器12，經(jīng)超聲振子13向蓄冰槽殼體7內(nèi)冰水混合物間歇施加超聲波，相鄰兩次超聲波作用時間間隔為30s，每次超聲波持續(xù)作用的時間為20s。在蓄冰槽殼體7內(nèi)冰融化過程中，間歇施加超聲波能夠在冰盤管外表面與冰層之間的液態(tài)水層中引發(fā)劇烈的攪拌，從而極大地減小了管內(nèi)載冷劑熱量傳遞給管外冰層的熱阻，使得從冰盤管6流出的載冷劑溫度顯著降低(在冰盤管內(nèi)的載冷劑流量相同條件下)；另外也有助于冰晶提前破裂，增強(qiáng)蓄冰槽中液態(tài)水的擾動，這將進(jìn)一步增強(qiáng)管外的對流換熱能力，強(qiáng)化融冰時的傳熱過程。
[0017]在蓄冰運(yùn)行方式下，系統(tǒng)工作過程描述如下:在載冷劑回路中，載冷劑泵I和制冷機(jī)組4運(yùn)行，第一截止閥2打開，第二截止閥3關(guān)閉，第一三通調(diào)節(jié)閥5的第一端與第二端打開，第一三通調(diào)節(jié)閥5的第三端關(guān)閉，第二三通調(diào)節(jié)閥8的第一端與第三端打開，第二三通調(diào)節(jié)閥8的第二端關(guān)閉；空調(diào)冷凍水回路停止工作，空調(diào)冷凍水泵10停止運(yùn)行；超聲波發(fā)射系統(tǒng)中，打開超聲發(fā)生器的電源。載冷劑回路中，載冷劑經(jīng)載冷劑泵I加壓后經(jīng)第一截止閥2進(jìn)入制冷機(jī)組4的載冷劑通道吸收制冷劑的冷量，使其溫度降低，然后經(jīng)第一三通調(diào)節(jié)閥5的第二端進(jìn)入置于蓄冰槽殼體7的冰盤管6中，將冷量釋放給冰盤管6外側(cè)的液水，使液態(tài)水在冰盤管6外降溫直至結(jié)冰，釋放冷量后的載冷劑經(jīng)第二三通調(diào)節(jié)閥8的第三端返回載冷劑泵1，進(jìn)入下一循環(huán)。超聲波發(fā)射系統(tǒng)中，在載冷劑回路中開始蓄冰的同時啟動超聲發(fā)生器12，經(jīng)超聲振子13向蓄冰槽殼體7中的水間歇施加超聲波，相鄰兩次超聲波作用時間間隔為30s，每次超聲波持續(xù)作用的時間為20s。蓄冰過程中，向蓄冰槽殼體7內(nèi)施加超聲波能夠顯著降低冰晶成核所需的過冷度(提高制冷機(jī)組的蒸發(fā)溫度)，使得大量冰晶核形成于遠(yuǎn)離冰盤管外表面的過冷水中，避免冰晶緊貼在冰盤管外表面生長，從而消除緊貼在冰盤管外壁上的冰殼的導(dǎo)熱熱阻；同時，超聲波對冰盤管內(nèi)載冷劑與冰盤管外未凍結(jié)水均具有劇烈的攪拌作用，從而顯著增強(qiáng)冰盤管內(nèi)外的對流換熱。上述超聲波的影響使得冰盤管內(nèi)低溫載冷劑更易于吸收槽內(nèi)過冷水結(jié)冰時的相變潛熱，降低蓄冰能耗。
[0018]通過上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.本實(shí)用新型利用超聲波在水中引起的劇烈攪拌作用，使液體水與冰盤管外表面間的熱邊界層減薄，從而顯著強(qiáng)化結(jié)冰前的液態(tài)水與冰盤管外表面間的對流換熱，降低結(jié)冰前液態(tài)水的冷卻所需的能耗。
[0020]2.本實(shí)用新型利用超聲波在水中增大過冷水中的冰晶核生成速度，降低蓄冰時的過冷度，這有利于增大蓄冰速度，提高制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度，從而增大制冷機(jī)組的COP值(制冷系數(shù))，提高能源的利用效率；
[0021]3.本實(shí)用新型利用超聲波使得冰晶核形成于遠(yuǎn)離冰盤管外表面的液態(tài)過冷水中，接著在遠(yuǎn)離管外的液態(tài)水中生長。雖然水的導(dǎo)熱系數(shù)比冰小，但是在超聲作用下能夠避免冰晶緊貼在冰盤管外表面上生長，從而消除緊貼在冰盤管外壁上的冰殼的導(dǎo)熱熱阻；同時，超聲波對冰盤管內(nèi)載冷劑與冰盤管外未凍結(jié)水均具有劇烈的攪拌作用，從而顯著增強(qiáng)冰盤管內(nèi)外的對流換熱(冰盤管外壁與未凍結(jié)水間的對流換熱、冰盤管外冰與未凍結(jié)水間的對流換熱、冰盤管內(nèi)壁與載冷劑間的對流換熱)。上述影響使得冰盤管內(nèi)低溫載冷劑更易于吸收槽內(nèi)過冷水結(jié)冰時的相變潛熱，降低蓄冰能耗。
[0022]4.本實(shí)用新型在釋冷期間，在冰盤管外表面與冰層之間的液態(tài)水層中引發(fā)劇烈的攪拌，從而極大地減小了管外冰層吸收管內(nèi)載冷劑熱量時的熱阻；另外，超聲波在液態(tài)水中激發(fā)的微射流有助于冰晶提前破裂，增強(qiáng)蓄冰槽中液態(tài)水的擾動，提高冰盤管外對流換熱強(qiáng)度。
[0023]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括載冷劑泵(I)、制冷機(jī)組(4)、冰盤管(6)、換熱器(9)、空調(diào)冷凍水泵(10)、空調(diào)末端(11)、超聲波發(fā)生器(12)和超聲振子(13)，所述載冷劑泵(I)、制冷機(jī)組(4)、冰盤管(6)、換熱器(9)的第一支路構(gòu)成載冷劑回路；所述空調(diào)冷凍水泵(10)、空調(diào)末端(11)和所述換熱器(9)的第二支路串聯(lián)構(gòu)成空調(diào)冷凍水回路； 所述載冷劑泵(I)的輸出端通過第一截止閥(2)與所述制冷機(jī)組(4)的輸入端連接，所述載冷劑泵(I)的輸出端還通過第二截止閥(3)與所述制冷機(jī)組(4)的輸出端連接；所述制冷機(jī)組(4)的輸出端與第一三通調(diào)節(jié)閥(5)的第一端連接，所述第一三通調(diào)節(jié)閥(5)的第二端與所述冰盤管￠)的輸入端連接，所述第一三通調(diào)節(jié)閥(5)的第三端與所述冰盤管(6)的輸出端連接； 所述冰盤管(6)的輸出端與第二三通調(diào)節(jié)閥(8)的第一端連接，所述第二三通調(diào)節(jié)閥(8)的第二端與所述第一支路的第一端連接，所述第一支路的第二端與所述載冷劑泵(I)的輸入端連接，且所述載冷劑泵(I)的輸入端與所述第二三通調(diào)節(jié)閥(8)的第三端連接；所述超聲振子(13)安裝在所述冰盤管(6)的下方，所述超聲波發(fā)生器(12)和超聲振子(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述基于超聲波的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)還包括蓄冰槽殼體(7)，所述冰盤管(6)位于所述蓄冰槽殼體(7)內(nèi)，且所述超聲振子(13)粘在所述蓄冰槽殼體(7)的底部。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于超聲波的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，包括載冷劑泵、制冷機(jī)組、冰盤管、換熱器、空調(diào)冷凍水泵、空調(diào)末端、超聲波發(fā)生器和超聲振子；制冷機(jī)組的輸出端與第一三通調(diào)節(jié)閥的第一端連接，第一三通調(diào)節(jié)閥的第二端與冰盤管的輸入端連接，第一三通調(diào)節(jié)閥的第三端與冰盤管的輸出端連接；冰盤管的輸出端與第二三通調(diào)節(jié)閥的第一端連接，第二三通調(diào)節(jié)閥的第二端與第一支路的第一端連接，第一支路的第二端與載冷劑泵的輸入端連接，且載冷劑泵的輸入端與第二三通調(diào)節(jié)閥的第三端連接；超聲振子安裝在冰盤管的下方。本實(shí)用新型可提高冰晶核生成速度、減小蓄冰時的過冷度，降低蓄冰與融冰時的傳熱熱阻，為減少冰蓄冷空調(diào)運(yùn)行時的能源消耗提高技術(shù)保證。
【IPC分類】F24F5-00, F25B41-04, F25B41-00
【公開號】CN204574314
【申請?zhí)枴緾N201420582608
【發(fā)明人】余德洋, 劉寶林, 荀勇, 喬慧萍, 溫永春, 孫演玉
【申請人】鹽城工學(xué)院, 上海理工大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年10月9日