一种电蓄冷式冷风供给装置的制作方法

1.本发明涉及热能技术领域，尤其涉及一种电蓄冷式冷风供给装置。


背景技术：

2.随着电力工业的快速发展，国内涌现越来越多的电站系统。在用电低峰期负荷减少，造成大量低谷电的剩余，而电力产品的特性是产、供、销同时完成的，低谷电的大量剩余导致电力资源的浪费，不利于节能环保。为此，低谷电和高峰电采用不同用电价格以督促人们错峰用电，提高能源利用率，减少浪费。
3.生活中炎热的夏季需要提供冷气降低室内温度，工业生产中也会用到各种制冷设备以提供所需的生产温度。传统方式是借助空调降温。但空调直接通过电能驱动，耗电量高，资源浪费严重。近年来，出现一些蒸气压缩式电蓄冷设备，将价格便宜的低谷电(通常是晚上)通过制冷机转换为冷能储存在蓄冷介质中；在价格最高的高峰电阶段(通常是白天)，将室温空气与蓄冷介质换热后变成低温空气，供给用户，从而降低制冷的用电成本。但整个设备在储存电能过程中单纯依赖电能，耗电量大，供冷成本仍旧偏高。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种电蓄冷式冷风供给装置，用以解决现有技术中供冷成本高的缺陷，降低电能消耗量。
5.本发明实施例提供一种电蓄冷式冷风供给装置，包括保温腔体、蒸气压缩式制冷机、低品位热量收集器、热能驱动型制冷机、换热器及内置于所述保温腔体的蓄冷介质，所述保温腔体设有进风口及出风口，所述热能驱动型制冷机和所述蒸气压缩式制冷机中冷源温度较高的制冷机安装在所述进风口处，所述蒸气压缩式制冷机安装在所述蓄冷介质的进风侧并与所述蓄冷介质热连接，所述低品位热量收集器安装在所述保温腔体外并与所述热能驱动型制冷机的热端相连，所述换热器位于所述保温腔体内，所述换热器与所述热能驱动型制冷机和所述蒸气压缩式制冷机中冷源温度较低的制冷机热连接。
6.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述蒸气压缩式制冷机包括顺次相连的冷凝器、压缩机、蒸发器及节流阀，所述热能驱动型制冷机安装在所述进风口处，所述蒸发器安装在所述保温腔体内并位于所述热能驱动型制冷机的上方，所述换热器与所述蒸发器热连接，所述换热器与所述热能驱动型制冷机的冷端之间设有隔热材料。
7.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述蒸气压缩式制冷机安装在所述进风口处，所述换热器与所述热能驱动型制冷机的冷端热连接，所述换热器设置在所述蓄冷介质的进风侧或者出风侧，当所述换热器设置在所述蓄冷介质的进风侧时，所述蒸气压缩式制冷机的冷凝器与所述换热器之间设置有隔热材料。
8.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述热能驱动型制冷机采用维勒米尔型制冷机。
9.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述维勒米尔型制冷机包括依
次相连的低温腔、中温腔和高温腔，所述高温腔与所述低品位热量收集器热连接，所述低温腔布设在所述保温腔体内并与所述换热器热连接。
10.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述保温腔体包括外壁及内壁，所述外壁位于所述内壁的外侧，所述内壁与所述外壁相连形成的容纳空间内填充有保温材料。
11.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述蓄冷介质采用相变蓄热材料或不锈钢、铜、铅任一种金属制成的球、、丝网或者块状结构。
12.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述蓄冷介质将所述保温腔体分隔为左腔室和右腔室，所述进风口与所述出风口分别布设在所述左腔室和所述右腔室。
13.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述保温腔体内固定安装有基座，所述蓄冷介质堆叠在所述基座上。
14.根据本发明一个实施例的电蓄冷式冷风供给装置，所述进风口位于所述保温腔体的底部并朝向所述基座设置，所述出风口位于所述蓄冷介质的出气侧并对应于所述基座设置。
15.本发明实施例提供的一种电蓄冷式冷风供给装置，包括蒸气压缩式制冷机，其在低谷电阶段制冷，高峰电阶段停止工作由蓄冷介质供冷，节省用电成本；该电蓄冷式冷风供给装置还安装有低品位热量收集器和热能驱动型制冷机，持续不断收集太阳能、工业废热等低品位热量进行制冷，进一步降低蒸气压缩式制冷机的耗电量。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例当热能驱动制冷机冷源温度低于蒸气压缩式制冷机时提供的电蓄冷式冷风供给装置的结构示意图；
18.图2是本发明实施例当热能驱动制冷机冷源温度低于蒸气压缩式制冷机时提供的另一电蓄冷式冷风供给装置的结构示意图；
19.图3是本发明实施例当热能驱动型制冷机冷源温度高于蒸气压缩式制冷机时提供的电蓄冷式冷风供给装置的结构示意图。
20.附图标记：
21.10、保温腔体；11、进风口；12、出风口；13、外壁；14、内壁；15、保温材料；20、蒸气压缩式制冷机；21、蒸发器；22、节流阀；23、冷凝器；24、压缩机；30、蓄冷介质；40、低品位热量收集器；50、换热器；60、热能驱动型制冷机；61、低温腔；62、中温腔；63、高温腔；70、隔热材料；80、基座。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
24.下面结合图1至图3描述本发明实施例的电蓄冷式冷风供给装置的结构。
25.如图1至3所示，本发明实施例提供的电蓄冷式冷风供给装置，包括保温腔体10、蒸气压缩式制冷机20、蓄冷介质30、低品位热量收集器40、换热器50及热能驱动型制冷机60。保温腔体10设有进风口11及出风口12，蒸气压缩式制冷机20和热能驱动型制冷机60中冷源温度较高的制冷机安装在进风口11处。蓄冷介质30内置于保温腔体10并位于蓄冷介质30的进风侧，蒸气压缩式制冷机20与蓄冷介质热30热连接。低品位热量收集器40位于保温腔体10外，低品位热量收集器40与热能驱动型制冷机60的热端相连。换热器50位于保温腔体10内，换热器50与蒸气压缩式制冷机20和热能驱动型制冷机60中冷源温度较低的制冷机热连接。外部空气从进风口11进入经过冷源温度较高的制冷机初步降温，然后再经过换热器50在冷源温度较低的制冷机作用下进一步降温，空气温度梯级降低，提高热量的利用率，冷却后的空气从出风口12排出。其中，蒸气压缩式制冷机20在低谷电阶段运行，在高峰电阶段停止运行。低品位热量收集器40吸收外部太阳能或者废热。
26.使用时，在低谷电阶段，启动蒸气压缩式制冷机20和热能驱动型制冷机60，低品位热量收集器40处于工作状态，从进风口11进入的空气经过冷源温度较高的制冷机初步降温，然后再经过换热器50在冷源温度较低的制冷机作用下再次降温并供给用户，空气流动过程中将部分冷量传递至蓄冷介质30存储。在高峰电阶段，蒸气压缩式制冷机20停止工作，热能驱动型制冷机60和低品位热量收集器40继续工作，当热能驱动型制冷机60的冷源温度较低时，外部空气通过蒸气压缩式制冷机20、换热器50和蓄冷介质30后排出；当热能驱动型制冷机冷源温度较高时，外部空气通过热能驱动型制冷机60、换热器50和蓄冷介质30后排出。从而利用低谷电蓄能，提高电能的利用率同时降低成本。需要说明的是，在高峰电阶段，蒸气压缩式制冷机20也可以继续工作，具体根据实用工况选择。
27.本发明实施例提供的电蓄冷式冷风供给装置，包括蒸气压缩式制冷机20和热能驱动型制冷机60，进风口11处安装有冷源温度较低的制冷机，对空气进行初步降温；蒸气压缩式制冷机20在低谷电阶段制冷，高峰电阶段停止工作由蓄冷介质30供冷，节省用电成本；该电蓄冷式冷风供给装置还安装有低品位热量收集器40持续不断收集太阳能、工业废热等低品位热量进行制冷，进一步降低蒸气压缩式制冷机20的耗电量；热能驱动型制冷机60无需电能驱动，进一步减小耗电量。
28.该蒸气压缩式制冷机20包括顺次相连的蒸发器21、节流阀22、冷凝器23及压缩机24。如图1-3所示，冷凝器23位于保温腔体10内部，蒸发器21、节流阀22和压缩机24均位于保温腔体10的外部。其中，蒸发器21、节流阀22、冷凝器23及压缩机24分别通过连管顺次相连。连接蒸发器21和压缩机24的连管穿过保温腔体10的壁面，连接蒸发器21和节流阀22之间的连管同样穿过保温腔体10的壁面，进风口11设置在这两个连管之间的区域。
29.如图1和图2所示，当热能驱动型制冷机60的冷源温度低于蒸气压缩式制冷机20的
冷源温度时，蒸气压缩式制冷机20安装在进风口11处，换热器50与热能驱动型制冷机60的冷端热连接。换热器50可以安装在蓄冷介质30的出风侧也可以安装在蓄冷介质30的进风侧。如图1所示，换热器50安装在蓄冷介质30的进风侧，热能驱动型制冷机60安装在换热器50的顶部，进风口11设置在蒸气压缩式制冷机20的下方，低谷电阶段，外部空气进入后先经过蒸气压缩式制冷机20，然后再与换热器50进行热交换，实现梯级降温，提高热量利用率。如图1所示，换热器50与蒸气压缩式制冷机20位于蓄冷介质30的同侧，为避免换热器50与蒸气压缩式制冷机20的蒸发器21之间发生热传递造成不可逆损失，在蒸气压缩式制冷机20的冷端即蒸发器21与换热器50之间垫设隔热材料70。隔热材料70采用玻璃棉或岩棉等保温材质制成。如图2所示，换热器50安装在蓄冷介质30的出风侧，其与蒸气压缩式制冷机20位于蓄冷介质30的不同侧，此时不需要再设置隔热材料70。低谷电阶段，外部空气进入后经过蒸气压缩式制冷机20初步降温，然后顺次经过蓄冷介质30和换热器50后从出风口12排出。
30.当热能驱动型制冷机60的冷源温度高于蒸气压缩式制冷机20的冷源温度时，如图3所示，进风口11设置在热能驱动型制冷机60冷端的下方，比如维勒米尔制冷机低温腔的下方；蒸气压缩式制冷机20的蒸发器21与换热器50热连接，换热器50与热能驱动型制冷机60的冷端之间设置隔热材料70，隔热材料70采用玻璃棉或岩棉等保温材质制成。外部空气进入后先经过维勒米尔制冷机的低温腔初步降温然后再经过换热器50进一步降温。
31.在本发明实施例中，热能驱动型制冷机60采用维勒米尔型制冷机，比如可以为维勒米尔制冷机，也可以是维勒米尔型脉冲管制冷机，还可以为两者的组合。具体地，维勒米尔型制冷机包括顺次相连的低温腔61、中温腔62和高温腔63。低温腔61位于保温腔体10内并与换热器50相连，高温腔63位于保温腔体10外与低品位热量收集器40相连，低品位热量收集器40收集工业废热、太阳能等低品位热量，通过维勒米尔型制冷机传递至换热器50，为空气提供冷量。
32.其中，保温腔体10包括外壁13及内壁14，外壁13位于内壁14的外侧，在内壁14与外壁13之间形成的容纳空间内填充有保温材料15。如图1所示，内壁14与外壁13相互连接并在两者之间形成一定的容纳空间，该容纳空间内填充保温材料15，防止热量向外扩散，提高热能的利用率。保温材料15可以为聚酯泡沫、玻璃棉和岩棉中的任一种或者多种的组合，对此本发明实施例不做具体限定。
33.在本发明实施例中，蓄冷介质30可以采用相变蓄热材料或不锈钢、铜、铅等固体材料制成的球、丝网或者块状结构，蓄热密度高。比如，蓄冷介质30由多块不锈钢块堆叠而成。又如，蓄冷介质30采用高温熔融盐，高温熔融盐收纳在壳体状结构内。当然，蓄冷介质30也可以采用热化学蓄热材料或者吸附蓄热材料。
34.如图1所示，蓄冷介质30将保温腔体10分隔为左腔室和右腔室，进风口11与出风口12分别布设在左腔室和右腔室，确保进入保温腔体10内的空气在排出之前经过蓄冷介质30以充分吸收热量。比如，进风口11可以设置在左腔室，对应的，出风口12设置在右腔室；又如，进风口11设置在右腔室，出风口12设置在左腔室。蒸气压缩式制冷机20安装在进风口11处，确保外部空气进入后先经过冷凝器23初步升温，然后再经过蓄冷介质30和换热器50升至所需的暖气温度，提高热量利用率和空气加热效果。具体地，左腔室和右腔室的大小可以相同也可以不同，左右的区分仅用于区别两个腔室，不做任何方位限定。外部空气从进风口11进入后，从一侧腔室向另一侧腔室流动，在流动过程中经过蓄冷介质30吸收热量转变为
高温空气。
35.具体地，如图1所示，保温腔体10内固定安装有基座80，蓄冷介质30设置在基座80上。蓄冷介质30和基座80相连，将保温腔体10分隔为两个腔室。蓄冷介质30与保温腔体10的顶部留有一定间隙供蓄冷介质30热胀冷缩。
36.在本发明实施例中，进风口11位于保温腔体10的底部，出风口12对应于基座80设置。在进风口11处可以安装进风风机，出风口12处可以安装出风风机。进风口11进入的空气从底部向上流动，顺次经过蒸发器21和蓄冷介质30，从位于蓄冷介质30另一侧的出风口12散出。出风口12对应于基座80设置，使经过蓄冷介质30后的冷空气充分混合后再排出，避免空气温度不均。
37.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。