双能源并联间接制冷系统及方法
【专利摘要】双能源并联间接制冷系统及方法，属于一种适用于食品冷加工和低温贮藏的制冷系统节能领域。解决了现有自然冷能无法应用在制冷系统上，导致制冷系统耗电量大的问题。本发明在现有的制冷系统的基础上，增加了冷剂泵和室外换热器；在现有的制冷系统中的板式换热器和气液分离器之间串联一个室外换热器即可；它还包括温控器、1号电磁阀和2号电磁阀，1号电磁阀设置在板式换热器的第二输出管道出口与制冷剂泵的入口之间，2号电磁阀设置在板式换热器的第二输出管道出口与气液分离器的第一输入管道入口之间，温控器用于采集室外温度，并分别发送控制信号给1号电磁阀的控制端和2号电磁阀的控制端。它用于食品冷加工和低温贮藏。
【专利说明】双能源并联间接制冷系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种适用于食品冷加工和低温贮藏的制冷系统节能领域。
【背景技术】
[0002]由于制冷系统可以提供不同温度的冷环境，因此，在食品、药品等的加工过程中应用广泛。制冷系统耗电量大，尤其是作为驱动制冷循环的压缩机，其耗电量突出。单台压缩机的耗电量小到几十千瓦，大到几百千瓦，使得压缩机的耗电量约占整个制冷系统耗电量的80%以上。
[0003]北方地区冬季漫长，室外温度低。低温空气中所含的冷能资源非常广泛，且该冷能资源清洁、无污染。根据北方地区冬季的气温和能源特点，寻找合适的冷能资源的利用方法，是当前制冷系统节能领域的重要课题。
[0004]国内食品冷加工和低温贮藏环节所采用的制冷系统一般为传统的电制冷系统，依靠耗电量极大的压缩机为驱动力，产生低温环境，满足冷加工的温度要求。该制冷系统根据冷加工的能力不同，所采用的压缩机的耗电量也不同，少则几十千瓦，多则几百千瓦，因此耗电量很大。另外，对冬季室外低温空气的利用主要是直接将室外的冷空气引入系统，这种方法只应用于低温贮藏的环节，且有一定的局限性。第一、引入的冷空气量无法控制，导致贮藏环境的温度高低不定，偏离设计温度过大，引起所贮藏对象品质的变化；第二、室外冷空气一般依靠开启门、通风管道等途径引入至冷藏间，因此冷量分布不均匀，极容易造成局部温度过低，对所贮藏对象品质产生不良影响。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决现有自然冷能无法应用在制冷系统上，导致制冷系统耗电量大的问题，本发明提供了一种双能源并联间接制冷系统及方法。
[0006]双能源并联间接制冷系统，它包括压缩机、冷凝器、气液分离器、板式换热器、节流阀和水泵，它还包括制冷剂泵和室外换热器；
[0007]所述的板式换热器的第二输出管道出口与制冷剂泵的入口连通，该制冷剂泵的出口与室外换热器的入口连通，气液分离器的第一输入管道入口与室外换热器的出口连通，所述气液分离器的第一输出管道出口通过压缩机与冷凝器的输入管道入口连通，冷凝器的输出管道出口经节流阀与气液分离器的第二输入管道入口连通，气液分离器的第二输出管道出口与板式换热器的第一输入管道入口连通，板式换热器的第一输出管道出口与水泵的入口连通，该水泵的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器的第二输入管道入口连通。
[0008]所述的双能源并联间接制冷系统，它还包括温控器、I号电磁阀和2号电磁阀，
[0009]所述的I号电磁阀设置在板式换热器的第二输出管道出口与制冷剂泵的入口之间，
[0010]2号电磁阀设置在板式换热器的第二输出管道出口与气液分离器的第一输入管道入口之间，
[0011]所述的温控器用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀的控制端和2号电磁阀的控制端。
[0012]双能源并联间接制冷方法，该方法是基于下述制冷系统实现的，该制冷系统包括压缩机、冷凝器、气液分离器、板式换热器、室外换热器、节流阀、水泵、温控器、制冷剂泵、I号电磁阀和2号电磁阀；
[0013]所述的板式换热器的第二输出管道出口经2号电磁阀与制冷剂泵的入口连通，该制冷剂泵的出口与室外换热器的入口连通，所述板式换热器的第二输出管道出口还通过I号电磁阀与气液分离器的第一输入管道入口连通，且该气液分离器的第一输入管道入口与室外换热器的出口连通，所述气液分离器的第一输出管道出口通过压缩机与冷凝器的输入管道入口连通，冷凝器的输出管道出口经节流阀与气液分离器的第二输入管道入口连通，气液分离器的第二输出管道出口与板式换热器的第一输入管道入口连通，板式换热器的第一输出管道出口与水泵的入口连通，该水泵的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器的第二输入管道入口连通；
[0014]所述的温控器用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀的控制端和2号电磁阀的控制端；
[0015]该方法的具体实现过程为，当室外温度为大于或等于0°C时，温控器控制I号电磁阀开启，2号电磁阀关闭，板式换热器中制冷剂通过I号电磁阀流入气液分离器中，制冷剂由气液分离器被压缩机吸入，制冷剂经压缩机压缩后，被排入冷凝器进行冷凝，然后再经节流阀进入气液分离器后，流进板式换热器中与冷媒水进行热量交换，
[0016]当室外温度下降到0°C以下时，温控器控制I号电磁阀关闭，2号电磁阀开启，板式换热器中制冷剂通过2号电磁阀被制冷剂泵加压后，进入室外换热器中进行放热，降温后的制冷剂回到气液分离器，通过气液分离器的第二输出管道进入板式换热器中，并与该板式换热器中的冷媒水进行热量交换，
[0017]板式换热器中的冷媒水被制冷剂降温后，经过水泵加压，对冷却对象进行降温。
[0018]本发明所述的双能源并联间接制冷系统及方法利用了北方地区冬季寒冷的气候，将低温的空气引入系统中，只需很少的电能使制冷系统达到被冷却对象所需的冷量要求，为相关的加工环节节约了大量的电能，室外的冷空气资源清洁、无限大，获取便利，且利用该资源对环境无任何污染。
[0019]同时，该系统为间接冷却系统，使用水作为载冷介质，无毒无害，对被冷却对象无任何不良影响，可以应用在乳品厂、啤酒厂等食品加工类企业或者制药企业的冷却生产环节，不会对食品或药品质量产生影响。本系统已在部分食品类加工企业应用，节能效果显著，用3kW泵的功率获得250kW制冷压缩机的效果。
[0020]本发明所述的双能源并联间接制冷系统及方法的有益效果是:
[0021]1、冬季运行时无需开启耗电量很大的压缩机，系统的制冷量依然可以满足被冷却对象的降温要求，节约了大量的电能，使电能节约了 80%以上；
[0022]2、冬季运行时，由于不用开启压缩机，减小了系统运行的噪音，降低了压缩机等制冷设备的运行磨损，延长了制冷设备的使用寿命；
[0023]3、采用间接制冷循环，保障了冷加工或贮藏过程中食品、药品等被加工对象的质量安全。
[0024]4、本系统可以应用于冷加工和低温贮藏环节，没有局限性，且可以保证温度场的均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明所述的双能源并联间接制冷系统的原理示意图；
【具体实施方式】
[0026]【具体实施方式】一:参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的双能源并联间接制冷系统，它包括压缩机1、冷凝器2、气液分离器3、板式换热器4、节流阀7和水泵8，它还包括制冷剂泵9和室外换热器6 ；
[0027]所述的板式换热器4的第二输出管道出口与制冷剂泵9的入口连通，该制冷剂泵9的出口与室外换热器6的入口连通,气液分离器3的第一输入管道入口与室外换热器6的出口连通，所述气液分离器3的第一输出管道出口通过压缩机I与冷凝器2的输入管道入口连通，冷凝器2的输出管道出口经节流阀7与气液分离器3的第二输入管道入口连通，气液分离器3的第二输出管道出口与板式换热器4的第一输入管道入口连通,板式换热器4的第一输出管道出口与水泵8的入口连通，该水泵8的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器4的第二输入管道入口连通。
[0028]本实施方式中，现有制冷系统的基础之上增加了室外换热器6，即:在现有制冷系统的基础之上，在现有系统中的压缩机I所在的管路与室外换热器6并联即可，就能将自然冷能应用在制冷系统上。
[0029]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一所述的双能源并联间接制冷系统的区别在于，它还包括温控器5、I号电磁阀10和2号电磁阀11,
[0030]所述的I号电磁阀10设置在板式换热器4的第二输出管道出口与制冷剂泵9的入口之间，
[0031]2号电磁阀11设置在板式换热器4的第二输出管道出口与气液分离器3的第一输入管道入口之间，
[0032]所述的温控器5用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀10的控制端和2号电磁阀11的控制端。
[0033]本实施方式中,温控器5、I号电磁阀10和2号电磁阀11,是为了使该系统能够在适用于除冬季之外季节，还能够适用于温度较高的环境中，即:根据室外温度来选择是否接入室外换热器6参与制冷。
[0034]【具体实施方式】三:本实施方式所述的双能源并联间接制冷方法，该方法是基于下述制冷系统实现的，
[0035]该制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、气液分离器3、板式换热器4、室外换热器6、节流阀7、水泵8、温控器5、制冷剂泵9、1号电磁阀10和2号电磁阀11 ；
[0036]所述的板式换热器4的第二输出管道出口经2号电磁阀11与制冷剂泵9的入口连通，该制冷剂泵9的出口与室外换热器6的入口连通，所述板式换热器4的第二输出管道出口还通过I号电磁阀10与气液分离器3的第一输入管道入口连通，且该气液分离器3的第一输入管道入口与室外换热器6的出口连通，所述气液分离器3的第一输出管道出口通过压缩机I与冷凝器2的输入管道入口连通，冷凝器2的输出管道出口经节流阀7与气液分离器3的第二输入管道入口连通,气液分离器3的第二输出管道出口与板式换热器4的第一输入管道入口连通，板式换热器4的第一输出管道出口与水泵8的入口连通，该水泵8的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器4的第二输入管道入口连通；
[0037]所述的温控器5用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀10的控制端和2号电磁阀11的控制端；
[0038]该方法的具体实现过程为，
[0039]当室外温度为大于或等于(TC时，温控器5控制I号电磁阀10开启，2号电磁阀11关闭，板式换热器4中制冷剂通过I号电磁阀10流入气液分离器3中，制冷剂由气液分离器3被压缩机I吸入，制冷剂经压缩机I压缩后，被排入冷凝器2进行冷凝，然后再经节流阀7进入气液分离器3后，流进板式换热器4中与冷媒水进行热量交换，
[0040]当室外温度下降到0°C以下时，温控器5控制I号电磁阀10关闭，2号电磁阀11开启，板式换热器4中制冷剂通过2号电磁阀11被制冷剂泵9加压后，进入室外换热器6中进行放热，降温后的制冷剂回到气液分离器3，通过气液分离器3的第二输出管道进入板式换热器4中，并与该板式换热器4中的冷媒水进行热量交换，
[0041]板式换热器4中的冷媒水被制冷剂降温后，经过水泵8加压，对冷却对象进行降温。
[0042]本实施方式中，当室外温度为大于或等于0°C时，需要使用压缩机1，进行制冷，而当室外温度下降到o°c以下时，无需使用压缩机。
【权利要求】
1.双能源并联间接制冷系统，它包括压缩机(I)、冷凝器(2)、气液分离器(3)、板式换热器(4)、节流阀(7)和水泵(8)，其特征在于，它还包括制冷剂泵(9)和室外换热器(6)； 所述的板式换热器(4)的第二输出管道出口与制冷剂泵(9)的入口连通，该制冷剂泵(9)的出口与室外换热器(6)的入口连通，气液分离器(3)的第一输入管道入口与室外换热器(6 )的出口连通，所述气液分离器(3 )的第一输出管道出口通过压缩机(I)与冷凝器(2 )的输入管道入口连通，冷凝器(2)的输出管道出口经节流阀(7)与气液分离器(3)的第二输入管道入口连通，气液分离器(3)的第二输出管道出口与板式换热器(4)的第一输入管道入口连通，板式换热器(4)的第一输出管道出口与水泵(8)的入口连通，该水泵(8)的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器(4)的第二输入管道入口连通。
2.根据权利要求1所述的双能源并联间接制冷系统，其特征在于，它还包括温控器(5)、I号电磁阀(10 )和2号电磁阀(11), 所述的I号电磁阀(10)设置在板式换热器(4)的第二输出管道出口与制冷剂泵(9)的入口之间， 2号电磁阀(11)设置在板式换热器(4)的第二输出管道出口与气液分离器(3)的第一输入管道入口之间， 所述的温控器(5)用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀(10)的控制端和2号电磁阀(11)的控制端。
3.双能源并联间接制冷方法，其特征在于，该方法是基于下述制冷系统实现的， 该制冷系统包括压缩机(I)、冷凝器(2)、气液分离器(3)、板式换热器(4)、室外换热器(6)、节流阀(7)、水泵(8)、温控器(5)、制冷剂泵(9)、1号电磁阀(10)和2号电磁阀(11)； 所述的板式换热器(4)的第二输出管道出口经2号电磁阀(11)与制冷剂泵(9)的入口连通，该制冷剂泵(9)的出口与室外换热器(6)的入口连通，所述板式换热器(4)的第二输出管道出口还通过I号电磁阀(10)与气液分离器(3)的第一输入管道入口连通，且该气液分离器(3)的第一输入管道入口与室外换热器(6)的出口连通，所述气液分离器(3)的第一输出管道出口通过压缩机(I)与冷凝器(2)的输入管道入口连通，冷凝器(2)的输出管道出口经节流阀(7)与气液分离器(3)的第二输入管道入口连通，气液分离器(3)的第二输出管道出口与板式换热器(4)的第一输入管道入口连通,板式换热器(4)的第一输出管道出口与水泵(8)的入口连通，该水泵(8)的出口与制冷对象的制冷管道入口连通，该制冷对象的制冷管道出口与板式换热器(4)的第二输入管道入口连通； 所述的温控器(5)用于采集室外温度，并分别发送控制信号给I号电磁阀(10)的控制端和2号电磁阀(11)的控制端； 该方法的具体实现过程为， 当室外温度为大于或等于0°C时，温控器(5)控制I号电磁阀(10)开启，2号电磁阀(11)关闭，板式换热器(4)中制冷剂通过I号电磁阀(10)流入气液分离器(3)中，制冷剂由气液分离器(3)被压缩机(I)吸入，制冷剂经压缩机(I)压缩后，被排入冷凝器(2)进行冷凝，然后再经节流阀(7)进入气液分离器(3)后，流进板式换热器(4)中与冷媒水进行热量交换， 当室外温度下降到0°C以下时，温控器(5)控制I号电磁阀(10)关闭，2号电磁阀(11)开启，板式换热器(4 )中制冷剂通过2号电磁阀(11)被制冷剂泵(9 )加压后，进入室外换热器(6)中进行放热，降温后的制冷剂回到气液分离器(3)，通过气液分离器(3)的第二输出管道进入板式换热器(4)中，并与该板式换热器(4)中的冷媒水进行热量交换，板式换热器(4)中的冷媒水被制冷剂降温后，经过水泵(8)加压，对冷却对象进行降 温。
【文档编号】F25B49/02GK103743145SQ201410028591
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】孙颖, 谭羽非 申请人:哈尔滨商业大学