CN103175366A - 基于双冷凝器的节能型精确控温冷库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于双冷凝器的节能型精确控温冷库，将控温冷凝器和主冷凝器实现支路并联合并后，再与节流装置、蒸发器、压缩机依次连接构成环路，通过调节自动控制阀门以降温和控温两种模式运行。本发明技术方案通过控温冷凝器散热与蒸发器过余冷量的匹配，减小了冷库贮藏间温度的波动范围，提高了冷库库温的控制精度。利用控温冷凝器内制冷剂冷凝放热提供控温热量，取代了传统电加热器热源，有效减少了高品位电能的消耗，消除了采用电加热器带来的安全隐患。通过控温冷凝器提供热量动态控制冷库温度，避免了压缩机的频繁启停以及由此带来的能量损失，延长了压缩机的使用寿命。

Description

基于双冷凝器的节能型精确控温冷库

技术领域

本发明属于食品冷藏保鲜技术，更加具体地说，涉及一种利用制冷系统冷凝热和自动控制阀门实现库温精确控制的冷库装置及其运行方法。

背景技术

目前，低温冷藏是各国最主要的食品保存方法之一，我国的冷库容量也在逐年增加。冷库库温的恒定是保证食品贮藏安全与品质的基础。对于鲜活农产品，库温波动将加快各种生化反应速率，激化各种生物酶的活性，导致农产品的衰老与变质；对于冻藏食品，库温波动可使其原有超微冰晶结构遭到破坏，细胞受到机械损伤，蛋白质发生变性，导致产品解冻时汁液流失，营养价值降低。此外，库温波动还易导致贮藏产品表面结露，为微生物的生存与繁殖创造条件，严重影响产品的贮藏品质及货架期。对于冷库库温的控制，常规冷库普遍采用启停方式进行，即先运行制冷设备制冷，待系统问题达到目标温度附近时，停止制冷设备待系统进行回温，温度波动范围一般为±1—±2℃，此方法库温调节精度不高，压缩机启停能耗较大并对压缩机的使用寿命造成严重影响。对于某些温度控制精度要求高的地方，一般通过在蒸发器后安装电加热器的方法消耗多余冷量，来实现制冷量与负荷的协调，达到精确控温的目的。然而，采用电加热器平衡多余冷量消耗了大量高品位电能，并存在较大的安全隐患。因此，提供一种高效节能、安全实用、控温精度高的冷库温度控制装置和方法，成为食品冷藏行业的迫切需求。

发明内容

本发明在于克服现有技术的不足，提供一种基于双冷凝器与自动控制阀门的节能型精确控温冷库及其运行方式，以解决现有冷库温度波动大、控温能耗高、安全隐患较大的问题。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

基于双冷凝器的节能型精确控温冷库，包括围护结构，和利用围护结构隔开的贮藏间与空气处理室，其中所述贮藏间用于储藏冷库中的食品或者货物，所述空气处理室用于对冷库中的空气进行循环和冷热处理。

所述贮藏间与空气处理室之间的围护结构上设置有进风口和出风口，在所述空气处理室的出风口一侧设置有送风机，用于向贮藏间输送空气，同时从进风口抽进空气，然后自下向上进行流动和冷热交换，最后从出风口流出。

所述空气处理室的下方设置有接水盘，用接收换热过程中落下的水或者其他液体，以避免对冷库的影响。

所述送风机的下方设置有控温冷凝器，所述控温冷凝器的下方设置有蒸发器。所述蒸发器的一端与压缩机吸气口相连，压缩机排气口与主冷凝器的一端（即输入端）相连，所述蒸发器的另一端通过节流装置，与主冷凝器的另一端（即输出端）相连，以形成回路。所述控温冷凝器的一端（输出端）与单向阀相连，再与主冷凝器的输出端管路相连，所述控温冷凝器的另一端（输入端）与自动控制阀门相连，再与压缩机的排气口（输出端）管路相连。这样一来，将控温冷凝器和主冷凝器实现支路并联合并后，再与节流装置、蒸发器、压缩机依次连接构成环路。

利用本发明的基于双冷凝器的节能型精确控温冷库技术方案可以通过调节自动控制阀门以降温和控温两种模式运行，如下：

降温模式：将自动控制阀门关闭，此时压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽仅进入主冷凝器，经节流装置节流后送入蒸发器冷却空气处理室内流经的空气，通过送风机的送风功能将贮藏间的库温降低至设定温度或者设定温度以下0.5—1℃。

控温模式：当贮藏间内温度降低至上述温度时，自动控制阀门开启，压缩机排气一部分进入控温冷凝器冷凝释放热量，抵消蒸发器的过余制冷量，根据库温变化实时调节自动控制阀门的开启程度（即流入控温冷凝器的流量），使控温冷凝器散热量与蒸发器过余制冷量实时匹配，实现温度的控制并稳定在设定温度值。控温冷凝器内制冷剂冷凝后流经单向阀与主冷凝器流出制冷剂混合，经过节流装置节流后进入蒸发器蒸发并吸入压缩机，依此循环进行。

与现有技术相比，由于在系统中加入了控温冷凝器及自动控制阀门，所带来的效果是：

（1）通过控温冷凝器散热与蒸发器过余冷量的匹配，减小了冷库贮藏间温度的波动范围，提高了冷库库温的控制精度。

（2）利用控温冷凝器内制冷剂冷凝放热提供控温热量，取代了传统电加热器热源，有效减少了高品位电能的消耗，消除了采用电加热器带来的安全隐患。

（3）通过控温冷凝器提供热量动态控制冷库温度，避免了压缩机的频繁启停以及由此带来的能量损失，延长了压缩机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明系统装置结构及降温模式原理图。

图2为本发明系统装置结构及控温模式原理图。

其中1为贮藏间，2为围护结构，3为出风口，4为送风机，5为空气处理室，6为控温冷凝器，7为蒸发器，8为进风口，9为接水盘，10为自动控制阀门，11为压缩机，12为主冷凝器，13为单向阀，14为节流装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如附图1和2所示，基于双冷凝器的节能型精确控温冷库，包括围护结构2，和利用围护结构2隔开的贮藏间1与空气处理室5，其中所述贮藏间1用于储藏冷库中的食品或者货物，所述空气处理室5用于对冷库中的空气进行循环和冷热处理。

所述贮藏间1与空气处理室5之间的围护结构2上设置有进风口8和出风口3，在所述空气处理室5的出风口一侧设置有送风机4，用于向贮藏间1输送空气，同时从进风口8抽进空气，然后自下向上进行流动和冷热交换，最后从出风口流出。

所述空气处理室5的下方设置有接水盘9，用接收换热过程中落下的水或者其他液体，以避免对冷库的影响。

所述送风机4的下方设置有控温冷凝器6，所述控温冷凝器6的下方设置有蒸发器7。所述蒸发器7的一端与压缩机11吸气口相连，压缩机11排气口与主冷凝器12的一端（即输入端）相连，所述蒸发器7的另一端通过节流装置14，与主冷凝器12的另一端（即输出端）相连，以形成回路。所述控温冷凝器6的一端（输出端）与单向阀13相连，再与主冷凝器12的输出端管路相连，所述控温冷凝器6的另一端（输入端）与自动控制阀门10相连，再与压缩机11的输出端（排气口）管路相连。这样一来，将控温冷凝器6和主冷凝器12实现支路并联合并后，再与节流装置14、蒸发器7、压缩机11依次连接构成环路。

利用本发明的基于双冷凝器的节能型精确控温冷库技术方案可以通过调节自动控制阀门以降温和控温两种模式运行，如下：

运行中使用的制冷剂即为本领域中常见的制冷剂。

降温模式：将自动控制阀门10关闭，此时压缩机11排出的高温高压制冷剂蒸汽仅进入主冷凝器12，经节流装置14节流后送入蒸发器7冷却空气处理室5内流经的空气，通过送风机4的送风功能将贮藏间1的库温降低至设定温度或者设定温度以下0.5—1℃。

控温模式：当贮藏间1内温度将至上述温度时，自动控制阀门10开启，压缩机11排气一部分进入控温冷凝器6冷凝释放热量，抵消蒸发器7的过余制冷量，根据库温变化实时调节自动控制阀门10的开启程度，使控温冷凝器6散热量与蒸发器7过余制冷量实时匹配，以使温度得到控制并稳定在设定温度。控温冷凝器6内制冷剂冷凝后流经单向阀13与主冷凝器12流出制冷剂混合，经过节流装置14节流后进入蒸发器7蒸发并吸入压缩机11，依此循环进行。

在运行之前，可先设定冷库要求达到的温度T₁，然后设定降温模式达到的冷库温度T₂，T₂一般为T₁或者为T₁以下0.5—1℃。运行降温模式，通过温度传感器获知冷库中（即贮藏间1）的温度，当温度达到T₂时，启动控温模式，即打开自动控制阀门10，并根据冷库温变化实时调节自动控制阀门10的开启程度，使控温冷凝器6散热量与蒸发器7过余制冷量实时匹配，以实现温度的控制；当温度达到T₁时，即可稳定自动控制阀门10的开启程度（稳定蒸发器和控温冷凝器中制冷剂的流量），实现温度的稳定。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于双冷凝器的节能型精确控温冷库，包括围护结构，和利用围护结构隔开的贮藏间与空气处理室，所述贮藏间用于储藏冷库中的食品或者货物，所述空气处理室用于对冷库中的空气进行循环和冷热处理，所述贮藏间与空气处理室之间的围护结构上设置有进风口和出风口，在所述空气处理室的出风口一侧设置有送风机，用于向贮藏间输送空气，同时从进风口抽进空气，然后自下向上进行流动和冷热交换，最后从出风口流出，其特征在于，所述送风机的下方设置有控温冷凝器，所述控温冷凝器的下方设置有蒸发器；

所述蒸发器的一端与压缩机吸气口相连，所述压缩机的排气口与主冷凝器的输入端相连，所述蒸发器的另一端通过节流装置，与主冷凝器的输出端相连，以形成回路；所述控温冷凝器的输出端与单向阀相连，再与主冷凝器的输出端管路相连，所述控温冷凝器的输入端与自动控制阀门相连，再与压缩机的排气口管路相连。

2.根据权利要求1所述的基于双冷凝器的节能型精确控温冷库，其特征在于，所述空气处理室的下方设置有接水盘，用接收换热过程中落下的水或者其他液体，以避免对冷库的影响。

3.如权利要求1或者2所述的基于双冷凝器的节能型精确控温冷库的运行方法，其特征在于，通过调节自动控制阀门以降温和控温两种模式运行；

所述降温模式：将自动控制阀门关闭，此时压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽仅进入主冷凝器，经节流装置节流后送入蒸发器冷却空气处理室内流经的空气，通过送风机的送风功能将贮藏间的库温降低至设定温度或者设定温度以下0.5—1℃；

控温模式：当贮藏间内温度降低至上述温度时，自动控制阀门开启，压缩机排气一部分进入控温冷凝器冷凝释放热量，抵消蒸发器的过余制冷量，根据库温变化实时调节自动控制阀门的开启程度，使控温冷凝器散热量与蒸发器过余制冷量实时匹配，实现温度的控制并稳定在设定温度值。

4.根据权利要求3所述的基于双冷凝器的节能型精确控温冷库的运行方法，其特征在于，在所述控温模式中，控温冷凝器内制冷剂冷凝后流经单向阀与主冷凝器流出制冷剂混合，经过节流装置节流后进入蒸发器蒸发并吸入压缩机，依此循环进行。

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