雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法
【專利摘要】雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法，屬于一種適用于食品冷加工和低溫貯藏的制冷系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有自然冷能無法應(yīng)用在制冷系統(tǒng)上，導致制冷系統(tǒng)耗電量大的問題。本發(fā)明在現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了冷劑泵和室外換熱器；在現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)中的板式換熱器和氣液分離器之間串聯(lián)一個室外換熱器即可；它還包括溫控器、1號電磁閥和2號電磁閥，1號電磁閥設(shè)置在板式換熱器的第二輸出管道出口與制冷劑泵的入口之間，2號電磁閥設(shè)置在板式換熱器的第二輸出管道出口與氣液分離器的第一輸入管道入口之間，溫控器用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給1號電磁閥的控制端和2號電磁閥的控制端。它用于食品冷加工和低溫貯藏。
【專利說明】雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種適用于食品冷加工和低溫貯藏的制冷系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于制冷系統(tǒng)可以提供不同溫度的冷環(huán)境，因此，在食品、藥品等的加工過程中應(yīng)用廣泛。制冷系統(tǒng)耗電量大，尤其是作為驅(qū)動制冷循環(huán)的壓縮機，其耗電量突出。單臺壓縮機的耗電量小到幾十千瓦，大到幾百千瓦，使得壓縮機的耗電量約占整個制冷系統(tǒng)耗電量的80%以上。
[0003]北方地區(qū)冬季漫長，室外溫度低。低溫空氣中所含的冷能資源非常廣泛，且該冷能資源清潔、無污染。根據(jù)北方地區(qū)冬季的氣溫和能源特點，尋找合適的冷能資源的利用方法，是當前制冷系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的重要課題。
[0004]國內(nèi)食品冷加工和低溫貯藏環(huán)節(jié)所采用的制冷系統(tǒng)一般為傳統(tǒng)的電制冷系統(tǒng)，依靠耗電量極大的壓縮機為驅(qū)動力，產(chǎn)生低溫環(huán)境，滿足冷加工的溫度要求。該制冷系統(tǒng)根據(jù)冷加工的能力不同，所采用的壓縮機的耗電量也不同，少則幾十千瓦，多則幾百千瓦，因此耗電量很大。另外，對冬季室外低溫空氣的利用主要是直接將室外的冷空氣引入系統(tǒng)，這種方法只應(yīng)用于低溫貯藏的環(huán)節(jié)，且有一定的局限性。第一、引入的冷空氣量無法控制，導致貯藏環(huán)境的溫度高低不定，偏離設(shè)計溫度過大，引起所貯藏對象品質(zhì)的變化；第二、室外冷空氣一般依靠開啟門、通風管道等途徑引入至冷藏間，因此冷量分布不均勻，極容易造成局部溫度過低，對所貯藏對象品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有自然冷能無法應(yīng)用在制冷系統(tǒng)上，導致制冷系統(tǒng)耗電量大的問題，本發(fā)明提供了一種雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法。
[0006]雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)，它包括壓縮機、冷凝器、氣液分離器、板式換熱器、節(jié)流閥和水泵，它還包括制冷劑泵和室外換熱器；
[0007]所述的板式換熱器的第二輸出管道出口與制冷劑泵的入口連通，該制冷劑泵的出口與室外換熱器的入口連通，氣液分離器的第一輸入管道入口與室外換熱器的出口連通，所述氣液分離器的第一輸出管道出口通過壓縮機與冷凝器的輸入管道入口連通，冷凝器的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥與氣液分離器的第二輸入管道入口連通，氣液分離器的第二輸出管道出口與板式換熱器的第一輸入管道入口連通，板式換熱器的第一輸出管道出口與水泵的入口連通，該水泵的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器的第二輸入管道入口連通。
[0008]所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)，它還包括溫控器、I號電磁閥和2號電磁閥，
[0009]所述的I號電磁閥設(shè)置在板式換熱器的第二輸出管道出口與制冷劑泵的入口之間，
[0010]2號電磁閥設(shè)置在板式換熱器的第二輸出管道出口與氣液分離器的第一輸入管道入口之間，
[0011]所述的溫控器用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥的控制端和2號電磁閥的控制端。
[0012]雙能源并聯(lián)間接制冷方法，該方法是基于下述制冷系統(tǒng)實現(xiàn)的，該制冷系統(tǒng)包括壓縮機、冷凝器、氣液分離器、板式換熱器、室外換熱器、節(jié)流閥、水泵、溫控器、制冷劑泵、I號電磁閥和2號電磁閥；
[0013]所述的板式換熱器的第二輸出管道出口經(jīng)2號電磁閥與制冷劑泵的入口連通，該制冷劑泵的出口與室外換熱器的入口連通，所述板式換熱器的第二輸出管道出口還通過I號電磁閥與氣液分離器的第一輸入管道入口連通，且該氣液分離器的第一輸入管道入口與室外換熱器的出口連通，所述氣液分離器的第一輸出管道出口通過壓縮機與冷凝器的輸入管道入口連通，冷凝器的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥與氣液分離器的第二輸入管道入口連通，氣液分離器的第二輸出管道出口與板式換熱器的第一輸入管道入口連通，板式換熱器的第一輸出管道出口與水泵的入口連通，該水泵的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器的第二輸入管道入口連通；
[0014]所述的溫控器用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥的控制端和2號電磁閥的控制端；
[0015]該方法的具體實現(xiàn)過程為，當室外溫度為大于或等于0°C時，溫控器控制I號電磁閥開啟，2號電磁閥關(guān)閉，板式換熱器中制冷劑通過I號電磁閥流入氣液分離器中，制冷劑由氣液分離器被壓縮機吸入，制冷劑經(jīng)壓縮機壓縮后，被排入冷凝器進行冷凝，然后再經(jīng)節(jié)流閥進入氣液分離器后，流進板式換熱器中與冷媒水進行熱量交換，
[0016]當室外溫度下降到0°C以下時，溫控器控制I號電磁閥關(guān)閉，2號電磁閥開啟，板式換熱器中制冷劑通過2號電磁閥被制冷劑泵加壓后，進入室外換熱器中進行放熱，降溫后的制冷劑回到氣液分離器，通過氣液分離器的第二輸出管道進入板式換熱器中，并與該板式換熱器中的冷媒水進行熱量交換，
[0017]板式換熱器中的冷媒水被制冷劑降溫后，經(jīng)過水泵加壓，對冷卻對象進行降溫。
[0018]本發(fā)明所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法利用了北方地區(qū)冬季寒冷的氣候，將低溫的空氣引入系統(tǒng)中，只需很少的電能使制冷系統(tǒng)達到被冷卻對象所需的冷量要求，為相關(guān)的加工環(huán)節(jié)節(jié)約了大量的電能，室外的冷空氣資源清潔、無限大，獲取便利，且利用該資源對環(huán)境無任何污染。
[0019]同時，該系統(tǒng)為間接冷卻系統(tǒng)，使用水作為載冷介質(zhì)，無毒無害，對被冷卻對象無任何不良影響，可以應(yīng)用在乳品廠、啤酒廠等食品加工類企業(yè)或者制藥企業(yè)的冷卻生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不會對食品或藥品質(zhì)量產(chǎn)生影響。本系統(tǒng)已在部分食品類加工企業(yè)應(yīng)用，節(jié)能效果顯著，用3kW泵的功率獲得250kW制冷壓縮機的效果。
[0020]本發(fā)明所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)及方法的有益效果是:
[0021]1、冬季運行時無需開啟耗電量很大的壓縮機，系統(tǒng)的制冷量依然可以滿足被冷卻對象的降溫要求，節(jié)約了大量的電能，使電能節(jié)約了 80%以上；
[0022]2、冬季運行時，由于不用開啟壓縮機，減小了系統(tǒng)運行的噪音，降低了壓縮機等制冷設(shè)備的運行磨損，延長了制冷設(shè)備的使用壽命；
[0023]3、采用間接制冷循環(huán)，保障了冷加工或貯藏過程中食品、藥品等被加工對象的質(zhì)量安全。
[0024]4、本系統(tǒng)可以應(yīng)用于冷加工和低溫貯藏環(huán)節(jié)，沒有局限性，且可以保證溫度場的均勻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)的原理示意圖；
【具體實施方式】
[0026]【具體實施方式】一:參見圖1說明本實施方式，本實施方式所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)，它包括壓縮機1、冷凝器2、氣液分離器3、板式換熱器4、節(jié)流閥7和水泵8，它還包括制冷劑泵9和室外換熱器6 ；
[0027]所述的板式換熱器4的第二輸出管道出口與制冷劑泵9的入口連通，該制冷劑泵9的出口與室外換熱器6的入口連通,氣液分離器3的第一輸入管道入口與室外換熱器6的出口連通，所述氣液分離器3的第一輸出管道出口通過壓縮機I與冷凝器2的輸入管道入口連通，冷凝器2的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥7與氣液分離器3的第二輸入管道入口連通，氣液分離器3的第二輸出管道出口與板式換熱器4的第一輸入管道入口連通,板式換熱器4的第一輸出管道出口與水泵8的入口連通，該水泵8的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器4的第二輸入管道入口連通。
[0028]本實施方式中，現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上增加了室外換熱器6，即:在現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，在現(xiàn)有系統(tǒng)中的壓縮機I所在的管路與室外換熱器6并聯(lián)即可，就能將自然冷能應(yīng)用在制冷系統(tǒng)上。
[0029]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括溫控器5、I號電磁閥10和2號電磁閥11,
[0030]所述的I號電磁閥10設(shè)置在板式換熱器4的第二輸出管道出口與制冷劑泵9的入口之間，
[0031]2號電磁閥11設(shè)置在板式換熱器4的第二輸出管道出口與氣液分離器3的第一輸入管道入口之間，
[0032]所述的溫控器5用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥10的控制端和2號電磁閥11的控制端。
[0033]本實施方式中,溫控器5、I號電磁閥10和2號電磁閥11,是為了使該系統(tǒng)能夠在適用于除冬季之外季節(jié)，還能夠適用于溫度較高的環(huán)境中，即:根據(jù)室外溫度來選擇是否接入室外換熱器6參與制冷。
[0034]【具體實施方式】三:本實施方式所述的雙能源并聯(lián)間接制冷方法，該方法是基于下述制冷系統(tǒng)實現(xiàn)的，
[0035]該制冷系統(tǒng)包括壓縮機1、冷凝器2、氣液分離器3、板式換熱器4、室外換熱器6、節(jié)流閥7、水泵8、溫控器5、制冷劑泵9、1號電磁閥10和2號電磁閥11 ；
[0036]所述的板式換熱器4的第二輸出管道出口經(jīng)2號電磁閥11與制冷劑泵9的入口連通，該制冷劑泵9的出口與室外換熱器6的入口連通，所述板式換熱器4的第二輸出管道出口還通過I號電磁閥10與氣液分離器3的第一輸入管道入口連通，且該氣液分離器3的第一輸入管道入口與室外換熱器6的出口連通，所述氣液分離器3的第一輸出管道出口通過壓縮機I與冷凝器2的輸入管道入口連通，冷凝器2的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥7與氣液分離器3的第二輸入管道入口連通,氣液分離器3的第二輸出管道出口與板式換熱器4的第一輸入管道入口連通，板式換熱器4的第一輸出管道出口與水泵8的入口連通，該水泵8的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器4的第二輸入管道入口連通；
[0037]所述的溫控器5用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥10的控制端和2號電磁閥11的控制端；
[0038]該方法的具體實現(xiàn)過程為，
[0039]當室外溫度為大于或等于(TC時，溫控器5控制I號電磁閥10開啟，2號電磁閥11關(guān)閉，板式換熱器4中制冷劑通過I號電磁閥10流入氣液分離器3中，制冷劑由氣液分離器3被壓縮機I吸入，制冷劑經(jīng)壓縮機I壓縮后，被排入冷凝器2進行冷凝，然后再經(jīng)節(jié)流閥7進入氣液分離器3后，流進板式換熱器4中與冷媒水進行熱量交換，
[0040]當室外溫度下降到0°C以下時，溫控器5控制I號電磁閥10關(guān)閉，2號電磁閥11開啟，板式換熱器4中制冷劑通過2號電磁閥11被制冷劑泵9加壓后，進入室外換熱器6中進行放熱，降溫后的制冷劑回到氣液分離器3，通過氣液分離器3的第二輸出管道進入板式換熱器4中，并與該板式換熱器4中的冷媒水進行熱量交換，
[0041]板式換熱器4中的冷媒水被制冷劑降溫后，經(jīng)過水泵8加壓，對冷卻對象進行降溫。
[0042]本實施方式中，當室外溫度為大于或等于0°C時，需要使用壓縮機1，進行制冷，而當室外溫度下降到o°c以下時，無需使用壓縮機。
【權(quán)利要求】
1.雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)，它包括壓縮機(I)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)、板式換熱器(4)、節(jié)流閥(7)和水泵(8)，其特征在于，它還包括制冷劑泵(9)和室外換熱器(6)； 所述的板式換熱器(4)的第二輸出管道出口與制冷劑泵(9)的入口連通，該制冷劑泵(9)的出口與室外換熱器(6)的入口連通，氣液分離器(3)的第一輸入管道入口與室外換熱器(6 )的出口連通，所述氣液分離器(3 )的第一輸出管道出口通過壓縮機(I)與冷凝器(2 )的輸入管道入口連通，冷凝器(2)的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥(7)與氣液分離器(3)的第二輸入管道入口連通，氣液分離器(3)的第二輸出管道出口與板式換熱器(4)的第一輸入管道入口連通，板式換熱器(4)的第一輸出管道出口與水泵(8)的入口連通，該水泵(8)的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器(4)的第二輸入管道入口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙能源并聯(lián)間接制冷系統(tǒng)，其特征在于，它還包括溫控器(5)、I號電磁閥(10 )和2號電磁閥(11), 所述的I號電磁閥(10)設(shè)置在板式換熱器(4)的第二輸出管道出口與制冷劑泵(9)的入口之間， 2號電磁閥(11)設(shè)置在板式換熱器(4)的第二輸出管道出口與氣液分離器(3)的第一輸入管道入口之間， 所述的溫控器(5)用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥(10)的控制端和2號電磁閥(11)的控制端。
3.雙能源并聯(lián)間接制冷方法，其特征在于，該方法是基于下述制冷系統(tǒng)實現(xiàn)的， 該制冷系統(tǒng)包括壓縮機(I)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)、板式換熱器(4)、室外換熱器(6)、節(jié)流閥(7)、水泵(8)、溫控器(5)、制冷劑泵(9)、1號電磁閥(10)和2號電磁閥(11)； 所述的板式換熱器(4)的第二輸出管道出口經(jīng)2號電磁閥(11)與制冷劑泵(9)的入口連通，該制冷劑泵(9)的出口與室外換熱器(6)的入口連通，所述板式換熱器(4)的第二輸出管道出口還通過I號電磁閥(10)與氣液分離器(3)的第一輸入管道入口連通，且該氣液分離器(3)的第一輸入管道入口與室外換熱器(6)的出口連通，所述氣液分離器(3)的第一輸出管道出口通過壓縮機(I)與冷凝器(2)的輸入管道入口連通，冷凝器(2)的輸出管道出口經(jīng)節(jié)流閥(7)與氣液分離器(3)的第二輸入管道入口連通，氣液分離器(3)的第二輸出管道出口與板式換熱器(4)的第一輸入管道入口連通,板式換熱器(4)的第一輸出管道出口與水泵(8)的入口連通，該水泵(8)的出口與制冷對象的制冷管道入口連通，該制冷對象的制冷管道出口與板式換熱器(4)的第二輸入管道入口連通； 所述的溫控器(5)用于采集室外溫度，并分別發(fā)送控制信號給I號電磁閥(10)的控制端和2號電磁閥(11)的控制端； 該方法的具體實現(xiàn)過程為， 當室外溫度為大于或等于0°C時，溫控器(5)控制I號電磁閥(10)開啟，2號電磁閥(11)關(guān)閉，板式換熱器(4)中制冷劑通過I號電磁閥(10)流入氣液分離器(3)中，制冷劑由氣液分離器(3)被壓縮機(I)吸入，制冷劑經(jīng)壓縮機(I)壓縮后，被排入冷凝器(2)進行冷凝，然后再經(jīng)節(jié)流閥(7)進入氣液分離器(3)后，流進板式換熱器(4)中與冷媒水進行熱量交換， 當室外溫度下降到0°C以下時，溫控器(5)控制I號電磁閥(10)關(guān)閉，2號電磁閥(11)開啟，板式換熱器(4 )中制冷劑通過2號電磁閥(11)被制冷劑泵(9 )加壓后，進入室外換熱器(6)中進行放熱，降溫后的制冷劑回到氣液分離器(3)，通過氣液分離器(3)的第二輸出管道進入板式換熱器(4)中，并與該板式換熱器(4)中的冷媒水進行熱量交換，板式換熱器(4)中的冷媒水被制冷劑降溫后，經(jīng)過水泵(8)加壓，對冷卻對象進行降 溫。
【文檔編號】F25B49/02GK103743145SQ201410028591
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】孫穎, 譚羽非 申請人:哈爾濱商業(yè)大學