CN218096360U - 集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，包括储能箱，储能箱的顶部设有可拆卸式上盖，储能箱内设有可相变材料和蒸发盘管或冷凝盘管。本实用新型采用可开式常压箱体结构，无需承受较大的箱体内部压力，降低了对储能箱的箱体结构强度和形状规格的要求，降低了设备成本，适用于常压的大气环境。此外，其把空调蒸发器(或冷凝器)的蒸发盘管(或冷凝盘管)及可相变材料集中在同一储能箱体内，结构大大简化，体积小，储能量大，可实现给末端供冷/供热设备供冷或供热的功能，能够使中小型空调设备实现利用晚间低谷电价时段进行储能，实现用电移峰填谷作用，降低运行费用，并能提高蓄能空调***的运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调设备技术领域，更具体地说，是涉及一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备。
背景技术
随着国民经济的发展，电力供应日趋紧张，电力峰谷差不断拉大更为明显，为了平稳电网，国家出台了峰谷电价政策，鼓励用户尽量在低谷时段用电。其中，空调等制冷设备是日常工作和生活中的用电大户，解决好制冷设备在低谷时段用电问题，对国家成功实施峰谷电价政策至关重要。
其中，虽然目前市面上也出现了一些储能设备，其能实现储能，降低运行费用，但是现有的储能设备存在以下不足：储能箱采用封闭式设计，且需要承受较大的压力，所以对储能箱的箱体结构要求较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，包括储能箱，所述储能箱的顶部设有可拆卸式上盖，所述上盖与储能箱形成可开式常压箱体结构，所述储能箱的内部设有蒸发盘管或冷凝盘管，所述储能箱的内部充注有在储能时段仅发生部分相变从而实现固液相变状态共存的可相变材料，所述储能箱的外部设有用于与制冷/制热机组相连接的冷/热媒进入接口和冷/热媒输出接口、以及用于与末端供冷/供热设备相连接的载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口，所述冷/热媒进入接口与蒸发盘管或冷凝盘管的入口端相连接，所述冷/热媒输出接口与蒸发盘管或冷凝盘管的出口端相连接，所述载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口分别连通储能箱内部相连接，从而让当前处于液态的可相变材料作为载冷/载热剂输出至末端供冷/供热设备或从末端供冷/供热设备处回流到储能箱。
作为优选的，所述储能箱上设有自动补液接入管，所述自动补液接入管的一端伸入到储能箱的内部，所述自动补液接入管上连接有位于储能箱的内部或外部的液位控制器。
作为优选的，所述储能箱的箱壁处和上盖的内壁处均设有保温层。
作为优选的，所述储能箱的内部设有用于限制可相变材料的流动方向的导流槽，所述导流槽在储能箱的内部形成来回往返的流道。
作为优选的，所述储能箱的内部两边分别设有布水管，所述载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口各自位于储能箱的外部两边并分别与对应的布水管相连接，所述布水管上设有若干个布水孔。
作为优选的，所述储能箱上设有用于感应储能箱内温度的第一温度传感器和用于感应储能箱内的可相变材料已相变的量的相变量传感器。
作为优选的，所述储能箱的冷/热媒进入接口通过冷/热媒进入管与制冷/制热机组相连接，所述储能箱的冷/热媒输出接口通过冷/热媒输出管与制冷/制热机组相连接，所述冷/热媒进入管上连接有膨胀阀。
作为优选的，所述储能箱的载冷/载热进入接口通过载冷/载热进入管与末端供冷/供热设备相连接，所述储能箱的载冷/载热输出接口通过载冷/载热输出管与末端供冷/供热设备相连接。
作为优选的，还包括冷热源输送泵、比例调节阀和第二温度传感器，所述冷热源输送泵连接在载冷/载热输出管上，所述比例调节阀的两端并连在载冷/载热进入管与载冷/载热输出管之间，所述第二温度传感器均连接在载冷/载热进入管和载冷/载热输出管上。
作为优选的，所述载冷/载热输出管上连接有截止阀。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型的结构设计合理，体积小，储能量大，并且采用可开式常压箱体结构，无需承受较大的箱体内部压力，降低了对储能箱的箱体结构强度和形状规格的要求，降低了设备成本，适用于常压的大气环境。
2、本实用新型的可相变材料能够在储能时段仅发生部分相变，实现固液相变状态共存，液态的可相变材料可以直接作为载冷/载热剂使用，实现给末端供冷/供热设备供冷或供热的功能，本实用新型能够使中小型空调设备实现利用晚间低谷电价时段进行储能，实现用电移峰填谷作用，降低运行费用，并能提高蓄能空调***的运行效率。
3、本实用新型把空调蒸发器(或冷凝器)的蒸发盘管(或冷凝盘管)及可相变材料集中设置于同一储能箱体内，可实现以上功能设备集成及小型化、模块化，可把传统的复杂的蓄能***设备及蓄放冷流程精简化并高度集成。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
图1是本实用新型实施例提供的集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备的结构示意图；
图2是图1中的储能箱沿A-A线的剖面图；
图3是本实用新型实施例提供的开式箱型储能设备与制冷/制热机组和末端供冷/供热设备的整体结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的制冷/制热机组与储能设备的结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的末端供冷/供热设备与储能设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种集成空调蒸发器功能的开式箱型储能设备，包括储能箱1，储能箱1的顶部设有可拆卸式上盖25，上盖25与储能箱1形成可开式常压箱体结构，能够与大气连通，无需承受较大的水压力(相对高于大气压的压力)，降低了对储能箱的箱体结构强度和形状规格的要求，降低了设备成本，适用于常压的大气环境，储能箱可以设置成各种形状。
储能箱1的箱壁处和上盖25的内壁处均可以设有保温层12，保温层12可以由聚胺酯、聚苯乙烯、玻璃纤维棉、PE棉或其他保温材料制成。保温层12主要起保温作用，减少储能箱1与外界的热量交换。
本实施例的可拆卸式上盖集成保温功能，用于密闭储能箱及日常维护开口拆卸。
如图1和图2所示，储能箱1的内部设有蒸发盘管2，蒸发盘管2也可以由铜、铝、银、石墨、传热塑料或其他传热性能较好的材料制成。蒸发盘管2主要负责给储能设备制备冷量。
储能箱1的内部充注有可相变材料3，可相变材料3可以设置为水、盐溶液或可相变的其它化学材料溶液，主要负责储存冷。可相变材料3可以由液体变为固体，或由固体变为液体。工作时，通过负荷控制，能够使可相变材料3在储能时段仅发生部分相变，从而实现固液相变状态共存，即储能箱内同时存在已相变的固体及未相变的液体，未相变的液态可相变材料可以作为载冷剂使用。
如图1所示，储能箱1的外部设有用于与制冷/制热机组30相连接的冷/热媒进入接口4和冷/热媒输出接口5、以及用于与末端供冷/供热设备40相连接的载冷/载热进入接口6和载冷/载热输出接口7，冷/热媒进入接口4与蒸发盘管2的入口端相连接，冷/热媒输出接口5与蒸发盘管2的出口端相连接，载冷/载热进入接口6和载冷/载热输出接口7分别连通储能箱1内部相连接。优选的，载冷/载热进入接口6和载冷/载热输出接口7可以各自位于储能箱1的外部两边。
如图1所示，储能箱1上设有用于感应储能箱1内温度的第一温度传感器10和用于感应储能箱1内的可相变材料3已相变的量的相变量传感器11。其中，该相变量传感器11可以优选为冰量传感器，其可通过超声波或磁力线、射线作用感应储能设备内的液态可相变材料已相变的结冰量，把相应的数据反馈给控制设备或其他控制设备，由控制设备进行计算实现对制冷(热)机组及末端供冷负荷的控制。
如图1所示，储能箱1上还可以设有带阀门的自动补液接入管21，自动补液接入管21的一端伸入到储能箱1的内部，自动补液接入管21上连接有位于储能箱1的内部或外部的液位控制器22。自动补液接入管21用于给储能箱补充损耗的可相变材料。
如图1和图3所示，具体安装时，储能箱1的冷/热媒进入接口4通过冷/热媒进入管13与制冷/制热机组30相连接，储能箱1的冷/热媒输出接口5通过冷/热媒输出管14与制冷/制热机组30相连接，冷/热媒进入管13上连接有膨胀阀15。
如图1和图3所示，储能箱1的载冷/载热进入接口6可以通过载冷/载热进入管16与末端供冷/供热设备40相连接，储能箱1的载冷/载热输出接口7通过载冷/载热输出管17与末端供冷/供热设备40相连接。
如图1和图3所示，该设备还可以额外设有均与控制设备电连接的冷热源输送泵18、比例调节阀19和第二温度传感器20，冷热源输送泵18连接在载冷/载热输出管17上，比例调节阀19的两端并连在载冷/载热进入管16与载冷/载热输出管17之间，第二温度传感器20均连接在载冷/载热进入管16和载冷/载热输出管17上。
冷热源输送泵18可以设置为电动液体输送泵，主要负责给末端供冷/供热设备输送未相变的液态可相变材料(即载冷剂)，可按需匹配变频器。
比例调节阀19可以设置为电动比例积分调节阀，通过调节阀的开度实现对液态可相变材料(即载冷剂)的温度控制，实现对末端的供冷(热)负荷进行控制。
第二温度传感器20的作用在于监测末端供冷/供热设备的液态可相变材料(即载冷剂)的温度，把相应的数据反馈给控制设备，再由控制设备通过计算后实现对比例调节阀及冷热源输送泵进行运行控制。
控制设备24可以设置为微机平台、控制触摸屏、电脑、控制柜等一些目前市面上常见的控制装置，可显示设备的各种运行参数，可设定设备的各种运行参数，进行运行控制计算，接收反馈数据进行运算并提交相应运行指令，监控整套***的运行状态及记录运行数据，可以提供以下5种运行工况指令：(1)普通供冷(热)工况；(2)蓄冷(热)工况；(3)一边蓄冷(热)，一边供冷(热)工况；(4)蓄能设备单独运行供冷(热)工况；(5)蓄能设备与制冷/制热机组联合运行供冷(热)工况。
此外，载冷/载热输出管17上可以连接有截止阀23，其他管道也可以安装其他类型的开关阀门。
如图1和图2所示，作为本实施例的进一步改进，可选择的，储能箱1的内部可以设有导流槽8，导流槽8在储能箱1的内部形成来回往返的流道。导流槽8可以由碳钢、不锈钢、玻璃钢、塑料等材料制成。导流槽8的作用在于规划限制未相变的液态可相变材料(作为载冷剂)流动方向，可以增强未相变的液态可相变材料与已发生相变的固态可相变材料之间以及未相变的液态可相变材料与蒸发器盘管之间换热效果，减少换热材料的投入，降低产品的成本投入。
如图5所示，作为本实施例的更进一步改进，可选择的，储能箱1的内部两边可以分别设有布水管9，载冷/载热进入接口6和载冷/载热输出接口7各自位于储能箱1的外部两边并分别与对应的布水管9相连接，布水管9上设有若干个布水孔。
布水管可以由碳钢、不锈钢、塑料等材料制成。布水管9设置在储能箱1的内部两边，即分别位于由导流槽8形成的流道的起始段和末尾段，布水管的作用在于规划限制液态可相变材料(即载冷剂)的流动方向，使其流向均匀分布，增强换热效果。
在此需要说明的是，在另一实施例中，根据实际需要，还可以用冷凝盘管替换了蒸发盘管，蒸发盘管用于制冷，冷凝盘管用于制热。冷凝盘管也可以由铜、铝、银、石墨、传热塑料或其他传热性能较好的材料制成。冷凝盘管内可以流体有热媒，冷凝盘管主要负责给储能设备制备热量。相应的，本实施例的可相变材料可以作为载热剂，主要负责储存热量。
如图4所示，制冷/制热机组能够与开式箱型储能设备内的蒸发盘管(或冷凝盘管)、膨胀阀等组成一个独立循环的制冷(热)工艺流程，负责给储能设备制备冷(热)量。其中，制冷/制热机组可以为市面上常见的制冷/制热设备，如空调外机，可以包括机组冷凝盘管31、压缩机32等部件。
如图5所示，开式箱型储能设备内的布水管与导流槽(可选或不选)、冷热源输送泵、末端供冷/供热设备、比例调节阀、定压膨胀补液装置等组成一个独立循环的供冷(热)工艺流程，液态的可相变材料(即载冷/载热剂)负责把制冷/热机组制备的冷(热)量或已发生相变的固态可相变材料所储存的冷(热)量传递给末端供冷/供热设备使用。
在晚间低谷电价时段(或其它需求时段)，按需运行制冷/制热机组，通过冷媒(热媒)在开式箱型储能设备内的蒸发盘管(或冷凝盘管)内蒸发(或冷凝)，实现对盘管外界吸热(或放热)，使充注在该储能设备内的可相变材料失去(或获得)热量，当可相变材料因失去(或获得)热量时将发生温度降低(或升高)，当温度降低(或升高)达到可相变材料的相变温度点时，可相变材料将因持续失去(或获得)热量而使部分可相变材料发生形态相变(由液体变为固体，或由固体变为液体)，由此实现相变储能，并通过负荷控制，保持储能箱内的可相变材料仅发生部分相变(即储能时段，储能箱内同时存在已相变的固态可相变材料及未相变的液态可相变材料)，实现体积小但储能量大的功能。
本开式箱型储能设备的特点在于把空调蒸发器(或冷凝器)的蒸发盘管(或冷凝盘管)及可相变材料集中设置于同一储能箱体内，并可按需配套布水管及导流槽，该储能箱的箱体结构为箱型开放式，与大气相通，由上盖板遮蔽，可实现以上功能设备集成及小型化、模块化，可把传统的复杂的蓄能***设备及蓄放冷流程精简化并高度集成。
在质量控制方面，本开式箱型储能设备内的功能模块可在工厂内统一生产并组装定型，有利于产品的生产质量控制，可实现类同安装分体式空调机的安装工艺一样安装本开式箱型储能设备，有效降低现场安装设备的技术门槛，减少现场设备组件的安装，减少质量失控环节，可保证整套产品的安装质量。
在成本控制方面，由于本开式箱型储能设备的各功能模块高度集成，可实现有效降低产品的生产、运输、装配成本，可有效降低设备的现场安装人工成本；由于本设备内的蒸发器与可相变材料之间、可相变材料与末端供冷/供热设备之间为两个独立运行的制冷/制热工艺流程，末端供冷/供热设备的配置容量可不受制冷/制热机组的装机容量限制(相比多联式冷媒型制冷/制热机组)，有利于***的应用成本降低及末端供冷/供热设备的扩容，使用更加灵活、方便。
在商业应用方面，由于本开式箱型储能设备的有效成本、质量控制设计方式及可利用晚间低谷电价时段进行制冷/制热蓄能降低空调设备的运行费用，以及设备功能的高度集成，使本开式箱型储能设备有利于成品的量产化及储能空调的民用广泛推广，有利于国家倡导的用电移峰填谷政策广泛应用，有利于引导民众自主参与国家节能减排政策，利于国家碳峰值需求，利国利民。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：包括储能箱，所述储能箱的顶部设有可拆卸式上盖，所述上盖与储能箱形成可开式常压箱体结构，所述储能箱的内部设有蒸发盘管或冷凝盘管，所述储能箱的内部充注有在储能时段仅发生部分相变从而实现固液相变状态共存的可相变材料，所述储能箱的外部设有用于与制冷/制热机组相连接的冷/热媒进入接口和冷/热媒输出接口、以及用于与末端供冷/供热设备相连接的载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口，所述冷/热媒进入接口与蒸发盘管或冷凝盘管的入口端相连接，所述冷/热媒输出接口与蒸发盘管或冷凝盘管的出口端相连接，所述载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口分别连通储能箱内部相连接，从而让当前处于液态的可相变材料作为载冷/载热剂输出至末端供冷/供热设备或从末端供冷/供热设备处回流到储能箱。
2.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱上设有自动补液接入管，所述自动补液接入管的一端伸入到储能箱的内部，所述自动补液接入管上连接有位于储能箱的内部或外部的液位控制器。
3.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱的箱壁处和上盖的内壁处均设有保温层。
4.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱的内部设有用于限制可相变材料的流动方向的导流槽，所述导流槽在储能箱的内部形成来回往返的流道。
5.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱的内部两边分别设有布水管，所述载冷/载热进入接口和载冷/载热输出接口各自位于储能箱的外部两边并分别与对应的布水管相连接，所述布水管上设有若干个布水孔。
6.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱上设有用于感应储能箱内温度的第一温度传感器和用于感应储能箱内的可相变材料已相变的量的相变量传感器。
7.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱的冷/热媒进入接口通过冷/热媒进入管与制冷/制热机组相连接，所述储能箱的冷/热媒输出接口通过冷/热媒输出管与制冷/制热机组相连接，所述冷/热媒进入管上连接有膨胀阀。
8.根据权利要求1所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述储能箱的载冷/载热进入接口通过载冷/载热进入管与末端供冷/供热设备相连接，所述储能箱的载冷/载热输出接口通过载冷/载热输出管与末端供冷/供热设备相连接。
9.根据权利要求8所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：还包括冷热源输送泵、比例调节阀和第二温度传感器，所述冷热源输送泵连接在载冷/载热输出管上，所述比例调节阀的两端并连在载冷/载热进入管与载冷/载热输出管之间，所述第二温度传感器均连接在载冷/载热进入管和载冷/载热输出管上。
10.根据权利要求8所述的一种集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备，其特征在于：所述载冷/载热输出管上连接有截止阀。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222191403.1U CN218096360U (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 集成空调蒸发器或冷凝器功能的开式箱型储能设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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2022
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