[实用新型]一种利用自然冷源蓄冰的蓄冰罐

说明书

技术领域

本发明提供一种利用自然冷源蓄冰的蓄冰罐，属于制冷技术领域。 

背景技术

利用自然冷源蓄冰，是指在冬天天气温度低于水的冰点的地区，通过冷空气和水的热交换，使水结冰并储存起来，等到环境温度高时利用冰的熔解吸收热量来制冷。 

目前利用自然冷源蓄冰，主要有露天的冰堆式蓄冰、层积式蓄冰罐和热管式蓄冰等方式。其中层积式蓄冰罐的主要问题在于：一是蓄冰罐同时作为蓄水罐，罐的制造成本大大增加，二是冰融化时往往是罐底的冰先融化，和侧壁接触的冰还没有融化，冰体巨大的重量会损坏罐体。 

发明内容

本发明针对上述现有技术，解决的技术问题之一是蓄冰容器只有蓄冰和保温的功能，不作为冰融化后的储水容器，使蓄冰罐的制造成本降低很多；解决的技术问题之二是解决冰融化时保证和侧壁接触的冰先融化，避免冰体巨大的重量损坏罐体。 

为保证蓄冰罐的侧壁不承受水压，罐上装有溢流管，溢流管离罐底的距离以底部的存水能满足冷能输出装置的要求即可。这样，溢流管以上的罐壁不承受水压，溢流管以下的罐壁只承受较小的水压。冷能输出装置可以是盘管，安装在蓄冰罐底部，浸泡在水中，管内是冷水(或其他介质)强制循环。冷能输出装置也可以更简单，直接将蓄冰罐底部的存水泵送到需要制冷处，换热后温度升高的水回到蓄冰罐。 

罐内蓄冰开始融化时，为了防止蓄冰罐底的冰融化后，罐内冰体重量作用在侧壁上对罐体侧壁造成损坏，必须保证与侧壁接触的冰首先融化。为解决这个问题，蓄冰罐的侧壁结构是以多个钢管作为立柱，钢板焊接在立柱上，钢板外敷保温层，钢管既作为侧壁的支撑也作为空气的流动通道。所有立柱的上管口和一个公共的通风母管连接，下管口也和一个公共的通风母管连接，上下两个通风母管各有一个或数个风门控制管内空气和外界大气之间的流动。冬天开始蓄冰时，打开立柱两端公共通风母管的风门并一直保持常开，通过立柱内空气的自然对流，保证侧壁温度和大气温度一致，并通过与侧壁焊接在一起的罐底钢板传热，使蓄冰罐底也保持较低温度，防止通过蓄冰罐的基础传来的地热使冰融化，为了尽量减少通过蓄冰罐的基础传来的地热，蓄冰罐的基础内有隔热结构。当大气温度高于水的凝固点时，通过自然或强制的通风，使与蓄冰罐侧壁接触的冰溶解，蓄冰罐内部的冰体与蓄冰罐的侧壁完全脱离后，关闭立柱两端公共通风母管的风门。 

本发明的有益效果是提供了一种利用自然冷源蓄冰的蓄冰罐，特点是投资相对较低；冰融化过程中不会损坏罐体。 

因为储水罐的侧壁要承受水的压力，壁厚要根据下面的公式来计算： 

δ1=4.9(H-0.3)D[σ]φ]]>

式中，δ1为储存水介质的罐壁计算厚度，mm；H为计算的罐壁板底边至罐壁顶端的垂直距离，D为储罐内径，m；[σ]为常温下罐壁钢板的许用应力，MPa；φ为焊接接头系数，通常取0.9。 

例如，制作一个2万立方米的圆柱形钢制储水罐，直径37m，高20m，钢材的消耗量大约为400吨。制作一个2万立方米的圆柱形钢制蓄冰罐，不必考虑罐壁的承压，壁厚2mm的钢板即可满足要求；而且可以按罐表面积最小方式设计，即直径等于高度，可以获得最小钢材消耗量和最小保冷材料消耗量；钢板加上支撑的钢材的消耗量大约为140吨，钢材的消耗量大大降低。 

附图说明

图1为本实用新型所述蓄冰罐的结构示意图。 

图2为蓄冰罐侧壁结构示意图。 

图中标号说明： 

1-罐体，2-空气流动通道，3-喷水装置，4-溢流管，5-立柱，6-风门 

具体实施方式

[0016] 包括罐体1、罐体1顶部的空气流动通道2、罐体1里面靠近顶部的喷水装置3、蓄冰罐的溢流管4组成，其特征在于，所述罐体1的侧壁结构是以多个钢管作为立柱5，钢板焊接在立柱上，钢板外敷保温层；所有立柱5的上管口和一个公共的通风母管连接，下管口也和一个公共的通风母管连接，上下两个通风母管各有一个或数个风门6控制管内空气和外界大气之间的流动；溢流管4离罐底的距离以底部的存水能满足冷能输出装置的要求即可。