制冷及融霜系统的制作方法

1.本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种制冷及融霜系统。


背景技术：

2.二氧化碳载冷制冷技术用于低温冷库制冷系统，其较高的运行效率和安全、环境友好的特性是今后低温制冷系统的重要发展方向。目前对于大型低温载冷制冷系统的冷风机融霜方式主要采用水融霜与乙二醇融霜。水融霜的优点是融霜介质价格便宜，融霜时间相对较短，为蒸发器提供了清洁，缺点是水的冰点较高，在低温场所应用易出现冰堵或融霜不彻底等问题；乙二醇融霜是在冷风机中增加专门用于融霜的乙二醇换热管，这种方式优点是冰点较低，积水不会造成冰堵，没有液锤现象。
3.然而，现有技术中，无论采用哪种融霜方式对冷风机进行融霜，均存在压缩机排气废热浪费，融霜后排出液体的冷量浪费，出现制冷及融霜系统热量或冷量回收利用率低等问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种制冷及融霜系统，以解决现有技术中制冷及融霜系统热量或冷量回收利用率低的缺陷。
5.本发明提供一种制冷及融霜系统，包括：制冷子系统、载冷子系统、融霜子系统和并联的多个蒸发器，所述载冷子系统和所述融霜子系统分别与所述并联的多个蒸发器连通，所述载冷子系统、所述融霜子系统分别与所述制冷子系统热耦合。
6.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述制冷子系统包括：压缩机；热回收器，所述热回收器的第一进口与所述压缩机的出口连通；冷凝器，所述冷凝器的进口与所述热回收器的第一出口连通；过冷储液器，所述过冷储液器的第一进口与所述冷凝器的出口连通；节流阀，所述节流阀进口与所述过冷储液器的第一出口连通；冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器的第一进口与所述节流阀出口连通，所述冷凝蒸发器的第一出口与所述压缩机的进口连通。
7.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述融霜子系统包括：多个并联的第一管路，每个所述第一管路的第一端与所述蒸发器的第一出口连通，每个所述第一管路的第二端与所述过冷储液器的第二进口连通；第二管路，所述第二管路的第一端与所述热回收器的第二出口连通；多个并联的第三管路，每个所述第三管路的第一端与所述第二管路连接，每个所述第三管路的第二端与一个所述蒸发器的第一进口连通；其中，所述过冷储液器的第二出口与所述热回收器的第二进口连通。
8.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述融霜子系统还包括：多个第一电磁阀，每个所述第一电磁阀分别设置在一个所述第三管路。
9.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述融霜子系统还包括：第一循环泵，所述第一循环泵设置在所述第二管路。
10.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述载冷子系统包括：第四管路，所述第四管路的第一端与所述冷凝蒸发器的第二进口连通；多个第五管路，每个所述第五管路的第一端与所述第四管路的第二端连通，每个所述第五管路的第二端分别与一个所述蒸发器的第二出口连通；第六管路，所述第六管路的第一端与所述冷凝蒸发器的第二出口连通；多个第七管路，每个所述第七管路的第一端与所述第六管路的第二端连通，每个所述第七管路的第二端分别与一个所述蒸发器的第二进口连通；多个第二电磁阀，每个所述第二电磁阀分别设置在每个所述第七管路。
11.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述载冷子系统还包括：第二循环泵，所述第二循环泵设置在所述第六管路。
12.根据本发明提供的一种制冷及融霜系统，所述载冷子系统还包括：多个风机，每个所述风机与一个所述蒸发器对应设置。
13.本发明提供的制冷及融霜系统，通过设置制冷子系统、融霜子系统及载冷子系统，其中制冷子系统和融霜子系统热耦合，可将融霜子系统融霜后产生的冷量进行回收利用，同时，也可将制冷子系统产生的热量进行回收利用，在实现制冷及融霜的效果的同时，充分利用了制冷及融霜过程中产生的热量和冷量，提高了制冷及融霜系统的利用率，有效减少了制冷及融霜过程中资源的浪费。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明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做一简单地介绍，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。
15.图1是本发明提供的制冷及融霜系统的结构示意图；
16.附图标记：
17.11：压缩机；
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12：热回收器；
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13：冷凝器；
18.14：过冷储液器；
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15：冷凝蒸发器；
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16：节流阀；
19.21：第一管路；
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22：第二管路；
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23：第三管路；
20.24：第一电磁阀；
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25：第一循环泵；
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31：第四管路；
21.32：第五管路；
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33：第六管路；
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34：第七管路；
22.35：第二电磁阀；
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36：第二循环泵；
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37：风机；
23.40：蒸发器。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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做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。
25.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或
两个以上。
26.下面结合图1描述本发明的制冷及融霜系统。
27.本发明实施例提供了一种制冷及融霜系统，包括：制冷子系统、载冷子系统、融霜子系统和并联的多个蒸发器40。载冷子系统和融霜子系统分别与并联的多个蒸发器40连通，载冷子系统、融霜子系统分别与制冷子系统热耦合。
28.具体来说，当蒸发器40需要制冷时，载冷子系统启动，蒸发器40中的二氧化碳气体通过载冷子系统回流至制冷子系统，与制冷子系统中的制冷剂液体换热冷凝为液体，该液体经过载冷子系统后进入蒸发器40中，在蒸发器40中蒸发吸热变为气体，产生制冷现象。
29.当蒸发器40需要融霜时，融霜子系统启动，融霜子系统对蒸发器的盘管加热，实现蒸发器40融霜，与蒸发器40盘管换热后的乙二醇温度较低，低温的乙二醇进入制冷子系统中，与制冷子系统中的制冷剂发生热交换，降低制冷子系统中冷凝器13中的制冷剂液体的温度，提高制冷子系统的液体过冷度，实现对融霜子系统冷量的回收利用。进一步地，融霜子系统对蒸发器40盘管加热后的乙二醇还可以进入制冷子系统中的热回收器12中，与热回收器12中制冷剂侧的高温气体换热，实现第二次加热，然后，加热后的乙二醇再次进入蒸发器40中，对蒸发器40盘管加热，实现蒸发器40融霜，从而将制冷子系统中产生的热量进行回收利用。
30.本发明实施例提供的制冷及融霜系统，通过设置制冷子系统、融霜子系统及载冷子系统，其中制冷子系统和融霜子系统热耦合，可将融霜子系统融霜后产生的冷量进行回收利用，同时，也可将制冷子系统产生的热量进行回收利用，在实现制冷及融霜的效果的同时，充分利用了制冷及融霜过程中产生的热量和冷量，提高了制冷及融霜系统的利用率，有效减少了制冷及融霜过程中冷热资源的浪费。
31.如图1所示，在本发明的一个实施例中，制冷子系统包括：压缩机11、热回收器12、冷凝器13、过冷储液器14、冷凝蒸发器15和节流阀16。压缩机11的出口与热回收器12的第一进口连通，热回收器12的第一出口与冷凝器13的进口连通，冷凝器13的出口与过冷储液器14的第一进口连通，过冷储液器14的第一出口与节流阀16的进口连通，节流阀16的出口与冷凝蒸发器15的第一进口连通，冷凝蒸发器15的第一出口与压缩机11的进口连通。
32.具体来说，低压制冷剂气体进入压缩机11增压后进入热回收器12中，高温高压的制冷剂气体被热回收器12中温度较低的乙二醇先冷却，之后进入冷凝器13中被进一步冷凝为高压液体。高压液体进入过冷储液器14中与温度较低的乙二醇液体换热，被冷却为具有一定过冷度的高压液体，使该高压液体拥有较大的单位制冷量，从而提高了制冷子系统的制冷效果。由过冷储液器14流出的液体制冷剂经节流阀16节流降压进入冷凝蒸发器15中，被蒸发成为低压气体，之后该低压气体再次进入压缩机11中增压，完成本次循环。
33.在本实施例中，过冷储液器14包含壳程与管程，壳程中储存的高压制冷剂为温度较高液体，而过冷储液器14管程中是融霜后温度较低的乙二醇。该乙二醇液体与高压液体制冷剂换热，被第一次加热，温度升高，从而提高了融霜子系统的热回收率。
34.进一步地，在本实施例中，热回收器12的第一进口为制冷剂进口，第一出口为制冷剂出口。过冷储液器14的第一进口为制冷剂进口，过冷储液器14的第一出口为制冷剂出口。冷凝蒸发器15的第一进口为制冷剂进口，第一出口为制冷剂出口。
35.可选地，制冷剂可以为自然工质或氟烃类制冷剂。
36.可选地，使用的融霜介质可以为制冷剂，醇类或水载冷剂。
37.可选地，压缩机11可以为涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、活塞压缩机中或其它型式压缩机的任一种，变流量方式通过交流变频或直流变频进行调节，也可采用工质卸载和加载方式实现工质的流量调节。
38.可选地，冷凝器13可以为风冷式、水冷式、蒸发式或其他型式换热器。热回收器12和冷凝蒸发器15可以为板式换热器、套管式换热器、板壳式换热器或其他型式换热器。
39.可选地，节流阀16可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或孔板节流装置。
40.本发明实施例提供的制冷及融霜系统，通过设置包含壳程与管程的过冷储液器，其中壳程中存储着温度较高的制冷剂液体，管程中为融霜后低温乙二醇，温度较低的乙二醇与过冷储液器储存的液体制冷剂发生热交换，可以进一步降低制冷剂的温度，增大制冷剂的过冷度，提高了制冷效果。同时，本发明实施例提供的制冷及融霜系统中的蓄热介质是过冷储液器中的原有制冷剂液体，不需要额外安装乙二醇箱等装置对乙二醇进行收集，系统结构简单紧凑，机房或屋面空间占有率较低，节省了空间。
41.如图1所示，在本发明的一个实施例中，融霜子系统包括：多个并联的第一管路21、第二管路22和多个并联的第三管路23。每个第一管路21的第一出口与过冷储液器14的第二进口连通，过冷储液器14的第二出口与热回收器12的第二进口连通，热回收器12的第二出口与第二管路22的第一端连通，第二管路22的第二端与并联的多个第三管路23连通，每个第三管路23的第一端与第二管路22连通，每个第三管路23的第二端与一个蒸发器40的第一进口连通。
42.具体来说，当蒸发器40需要融霜时，来自蒸发器40的温度较低的乙二醇液体进入过冷储液器14中与高压液体换热，乙二醇被第一次加热，同时过冷储液器14中的高压液体实现过冷。被加热的乙二醇由过冷储液器14的第二出口进入热回收器12中与制冷剂侧的高温气体换热，实现第二次被加热，加热后的乙二醇经过第二管路22和第三管路23进入各个蒸发器40中，对各个蒸发器40进行融霜。同时，乙二醇在蒸发器40中被冷却为温度更低的液体，低温的乙二醇由蒸发器40进入过冷储液器14中完成一次融霜循环。
43.进一步地，在本发明的一个实施例中，融霜子系统还包括多个第一电磁阀24。每个第一电磁阀24分别设置在一个第三管路23上。
44.具体来说，在以上所述的实施例中，当过冷储液器14中的高压液体制冷剂所提供的热量足以加热乙二醇时，第一电磁阀24打开。
45.进一步地，在本发明的一个实施例中，融霜子系统还包括第一循环泵25，第一循环泵25设置在第二管路22。
46.具体来说，当有蒸发器40需要融霜时，与该蒸发器40连接的第三管路23上的第一电磁阀24打开，位于第二管路22上的第一循环泵25启动，使在热回收器12中加热的乙二醇回液进入该蒸发器40中。
47.进一步地，在以上所述的实施例中，过冷储液器14的第二进口为乙二醇进口，过冷储液器14的第二出口为乙二醇出口。热回收器12的第二进口为乙二醇进口，热回收器12的第二出口为乙二醇出口。
48.可选地，第一电磁阀24可以为手动截止阀或球阀。第一循环泵25可以为离心式、轴流式、混流式、往复式或其他型式循环泵。
49.需要说明的是：在如图1所示的实施例中，蒸发器40的数量为三个，相应的，融霜子系统共有三组，每组对一个蒸发器40进行融霜。可以理解的是：蒸发器40的数量可以为多个，相应地，融霜子系统也包括多组。
50.本发明实施例提供的制冷及融霜系统，在制冷子系统不运行时，此时，由于过冷储液器壳程中存储着大量的高温制冷剂，温度较低的乙二醇回液依然可以被加热，同时，过冷储液器中的制冷剂液体实现过冷；在制冷子系统运行时，若过冷储液器中的制冷剂液体较少，不能够提供足够的热量，乙二醇回液可被热回收器进行二次加热，以此可实现不依赖于制冷子系统是否运行而持续地进行蒸发器融霜。
51.如图1所示，在本发明的一个实施例中，载冷子系统包括：第四管路31、多个第五管路32、第六管路33、多个第七管路34和多个第二电磁阀35。每个第五管路32的第一端与蒸发器40的第二出口连通，每个第五管路32的第二端与第四管路31的第一端连接，第四管路31的第二端与冷凝蒸发器15的第二进口连通，冷凝蒸发器15的第二出口与第六管路33的第一端连通，第六管路33的第二端与每个第七管路34的第一端连通，每个第七管路34的第二端与蒸发器40的第二进口连通。每个第二电磁阀35分别设置在每个第七管路34上。
52.具体来说，当有蒸发器40需要制冷时，与该蒸发器40连接的第二电磁阀35打开，来自该蒸发器40的二氧化碳气体回至冷凝蒸发器15中，与制冷剂液体换热被冷凝为液体，该液体经过第六管路33和第七管路34进入需要制冷的蒸发器40中，液体在蒸发器40中蒸发吸热变为气体，产生制冷现象，之后气体经过第五管路32和第四管路31回至冷凝蒸发器15中循环工作。
53.进一步地，在本实施例中，载冷子系统还包括：第二循环泵36，第二循环泵36设置在第六管路33上。
54.具体来说，当有蒸发器40需要制冷时，与该蒸发器40连接的第二电磁阀35打开，第二循环泵36开启，来自该蒸发器40的二氧化碳气体回至冷凝蒸发器15中，与制冷剂液体换热被冷凝为液体，该液体经过第六管路33、第二循环泵36和第七管路34进入需要制冷的蒸发器40中，液体在蒸发器40中蒸发吸热变为气体，产生制冷现象。
55.可选地，在本实施例中，第二循环泵36可以为离心式、轴流式、混流式、往复式或其他型式循环泵。
56.进一步地，在本发明的一个实施例中，载冷子系统还包括多个风机37，每个风机与一个蒸发器40对应设置。
57.具体来说，当蒸发器40需要制冷时，第二电磁阀35打开、第二循环泵36开启，与该蒸发器40对应设置的风机37打开，载冷子系统启动工作。
58.本发明实施例提供的制冷及融霜系统，通过设置制冷子系统、融霜子系统以及载冷子系统，将系统制冷过程产生的热量和融霜过程中冷量相互回收利用，热回收方面实现了制冷系统热回收梯级利用，回收率较高，热力学完善程度高。
59.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。