CN104197634B - 一种带蓄冷的流体速冷机 - Google Patents
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Abstract
一种带蓄冷的流体速冷机：其压缩机高压出口连通复合冷凝器制冷剂侧入口，复合冷凝器制冷剂侧出口通过节流元件连通蓄冷蒸发器制冷剂入口，蓄冷蒸发器制冷剂出口连通压缩机低压入口形成制冷循环回路；流体储存罐出口连通复合冷凝器流体侧入口，复合冷凝器流体侧出口连通蓄冷蒸发器流体入口，待冷却流体在蓄冷蒸发器内被冷却，并由蓄冷蒸发器流体出口流出，以构成流体冷却管路；蓄冷蒸发器内充蓄冷材料，连接蓄冷蒸发器制冷剂入口、制冷剂出口、流体入口和流体出口的管路被蓄冷材料包围；复合冷凝器可减小换热器尺寸，压缩机制冷量集中储存使用，可减小其制冷量和尺寸及噪音；压缩式制冷的蒸发温度不用很低，整机结构合理、紧凑，节能、使用方便。
Description
技术领域
本发明属于制冷技术领域，特别涉及一种带蓄冷的流体速冷机，主要用于热流体的快速冷却，尤其是热饮料的快速冷却。
背景技术
在日常生活中，尤其是在炎热的夏天，人们经常需要将一些热饮料快速冷却，以便能够马上饮用，从而节省时间，满足人们快节奏的生活方式。传统的方法，是将这些热饮，如热豆浆，热奶，热咖啡等用两个容器来回倒流，费时又麻烦，且不能冷却到室温以下；如果放入冰箱冷却，依靠在冰箱内自然冷却，降温速度很慢，且不卫生。
为此，专利CN202015089U提出一种热饮快速冷却装置，包括盛放热饮的内筒体以及放于内桶体外的超导热体，该超导热体包括液体工作介质及盛装液体工作介质的壳体，该壳体包括吸收热饮热量的蒸发段及散发热量的冷凝段。该热饮快速冷却装置是利用超导热体的蒸发段来吸收饮料的热量，冷凝段散发热量来实现降温目的，由于超导热体自身冷却效率高，且该装置冷却面积大，能够实现快速冷却目的。但是由于其筒体的复合结构，该装置制作复杂，且冷却是靠置于室温环境下自然冷却，该装置不容易实现大量热流体的快速冷却，且不能冷却到室温以下。
专利CN202158729U提出一种饮料液体速冷机，其用压缩式制冷方式，采用30％的食用酒精(冰点-20℃)作为载冷剂，采用间接冷冻的方法，快速冷却饮料。由于使用载冷剂，该装置能有效避免冰堵问题，能够将饮料冷却到-10℃～0℃。缺点是流程复杂，成本较高，且耗电量大，仅适用于工业上快速冷却大量热流体的场合。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，工艺简单，并且节能的带蓄冷的流体速冷机。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的带蓄冷的流体速冷机，其包括压缩机1、复合冷凝器2、节流元件3、蓄冷蒸发器4和流体储存罐5；
所述压缩机1高压出口连通复合冷凝器2制冷剂侧入口，复合冷凝器2制冷剂侧出口通过节流元件3连通蓄冷蒸发器4制冷剂入口，蓄冷蒸发器4制冷剂出口连通压缩机(1)低压入口以形成制冷循环回路；
所述的流体储存罐5流体出口连通复合冷凝器2流体侧入口，复合冷凝器2流体侧出口连通蓄冷蒸发器4流体入口，流体储存罐5流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器4内被冷却，并由蓄冷蒸发器4流体出口流出，以构成流体冷却管路；
所述蓄冷蒸发器4内充注有蓄冷材料，连接蓄冷蒸发器4制冷剂入口、制冷剂出口、流体入口和流体出口的管路被蓄冷材料包围。
本发明提供的带蓄冷的流体速冷机，还包括回热器6；所述制冷循环回路的连接为：所述压缩机1高压出口连通复合冷凝器2制冷剂侧入口，复合冷凝器2制冷剂侧出口连通回热器6制冷剂侧高压入口，回热器6制冷剂侧高压出口通过节流元件3连通蓄冷蒸发器4制冷剂入口，蓄冷蒸发器4制冷剂出口连通回热器6制冷剂侧低压入口，回热器6制冷剂侧低压出口连通压缩机1低压入口；
所述流体冷却管路的连接为：流体储存罐5出口连通复合冷凝器2流体侧入口，复合冷凝器2流体侧出口连通回热器6流体侧入口，回热器6流体侧出口连通蓄冷蒸发器4流体入口，流体储存罐5内流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器4内被冷却，并由蓄冷蒸发器4流体出口流出。
所述制冷剂由蓄冷蒸发器4制冷剂入口进入后直接与蓄冷蒸发器4内装的蓄冷材料混合并换热后由蓄冷蒸发器4制冷剂出口排出。
所述的复合冷凝器2采用翅片管式换热器。所述的复合冷凝器2采用风扇冷却。
所述的蓄冷蒸发器4采用翅片管式换热器。
所述的蓄冷蒸发器4采用的蓄冷材料为非相变材料或相变材料。
所述的非相变材料为氯化钠水溶液或乙二醇水溶液，氯化钠水溶液中氯化钠含量为1-25wt％，乙二醇水溶液中乙二醇含量为1-99wt％。
所述的相变材料的相变温度为0～5℃。
本发明所带来的有益效果是：
复合冷凝器可以有效的减小换热器尺寸，使本发明带蓄冷的流体速冷机具有结构合理、紧凑，使用方便等优点，尤其适合在饮料店使用；本发明带蓄冷的流体速冷机采用了蓄冷方式，可以将压缩机的制冷量储存起来集中使用，因此所需压缩机的制冷量会小很多，可大大减小压缩机尺寸，并降低噪音，而且由于采用蓄冷技术，压缩式制冷的蒸发温度不用很低，从而提高整机的性能系数(coefficient ofperformance，COP)，达到节能效果。
附图说明
图1是本发明的所述的无回热器的带蓄冷的流体速冷机结构(流程)图；
图2是本发明的有回热器的带蓄冷的流体速冷机结构(流程)图；
图3是本发明的制冷剂与蓄冷材料直接接触的流体速冷机结构(流程)图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作详细的描述。
实施例1：使用本发明的带蓄冷的流体速冷机冷却咖啡。
如图1所示，本发明的带蓄冷的饮料速冷机，其包括压缩机1、复合冷凝器2、节流元件3、蓄冷蒸发器4和内装待冷却流体的流体储存罐5；
所述压缩机1高压出口连通复合冷凝器2制冷剂侧入口，复合冷凝器2制冷剂侧出口通过节流元件3连通蓄冷蒸发器4制冷剂入口，蓄冷蒸发器4制冷剂出口连通压缩机1低压入口以形成制冷循环回路；
所述的流体储存罐5流体出口连通复合冷凝器2流体侧入口，复合冷凝器2流体侧出口连通蓄冷蒸发器4流体入口，流体储存罐5流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器4内被冷却，并由蓄冷蒸发器4流体出口流出；
所述蓄冷蒸发器4内充注有蓄冷材料，连接蓄冷蒸发器4制冷剂入口、制冷剂出口、流体入口和流体出口的管路被蓄冷材料包围。
复合冷凝器2采用翅片管式换热器，风扇冷却。
蓄冷蒸发器4采用翅片管式换热器。
所述的制冷工质采用R600a，蓄冷蒸发器4采用的蓄冷材料为H2O+NaCl(氯化钠含量为22wt％、1wt％、25wt％或10wt％均可，本实施例为22wt％)，流体冷却管路采用食品级不锈钢材。
工作流程为：通过制冷循环回路将蓄冷蒸发器4中蓄冷材料H2O+NaCl冷却到-5℃；然后，将70～100℃的热咖啡由流体储存罐5流出进入流体冷却管路，先在复合冷凝器2中降温至30～50℃，随后进入蓄冷蒸发器4进一步降温至10℃，得到可直接饮用的咖啡。
实施例2：使用本发明提供的带蓄冷的流体速冷机冷却热水
如图2所示，本发明的带蓄冷的饮料速冷机，与实施例1不同的是，其结构还包括回热器6；其制冷循环回路连接为：制冷循环回路的连接为：所述压缩机1高压出口连通复合冷凝器2制冷剂侧入口，复合冷凝器2制冷剂侧出口连通回热器6制冷剂侧高压入口，回热器6制冷剂侧高压出口通过节流元件3连通蓄冷蒸发器4制冷剂入口，蓄冷蒸发器4制冷剂出口连通回热器6制冷剂侧低压入口，回热器6制冷剂侧低压出口连通压缩机1低压入口；
所述流体冷却管路的连接为：流体储存罐5出口连通复合冷凝器2流体侧入口，复合冷凝器2流体侧出口连通回热器6流体侧入口，回热器6流体侧出口连通蓄冷蒸发器4流体入口，流体储存罐5内流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器4内被冷却，并由蓄冷蒸发器4流体出口流出。
本实施例的制冷工质采用R134a，蓄冷蒸发器4采用的蓄冷材料为H2O+乙二醇(42wt％乙二醇含量为1wt％、50wt％、9wt％或42wt％均可，本实施例为42wt％)，流体冷却管路采用食品级不锈钢材。
工作流程为：通过制冷循环回路将蓄冷蒸发器(4)中蓄冷材料H2O+乙二醇冷却到-15℃；然后，将70～100℃的热水由流体储存罐5流出进入流体冷却管路，先在复合冷凝器(2)中降温至30～50℃，随后进入蓄冷蒸发器(4)进一步降温至5℃，得到可直接饮用的冷水。
实施例3：使用本发明提供的带蓄冷的流体速冷机冷却热茶
流程图如图3所示，与实施例1相似，不同之处在于蓄冷蒸发器4内充注有蓄冷材料，制冷剂由蓄冷蒸发器4制冷剂入口进入后直接与蓄冷材料混合并换热后由蓄冷蒸发器4制冷剂出口排出。
所述的制冷工质采用R134a，蓄冷蒸发器4采用的蓄冷材料为相变材料正葵醇+十六醇(质量分数0.93/0.07)，流体冷却管路采用食品级不锈钢材。
工作流程为：通过制冷循环回路将蓄冷蒸发器4中蓄冷材料冷却到-5℃；然后，70～100℃的热茶进入流体冷却管路，先在复合冷凝器2中降温至30～50℃，随后进入蓄冷蒸发器4进一步降温至10℃，得到可直接饮用的凉茶。
Claims (8)
1.一种带蓄冷的流体速冷机，其包括压缩机(1)、复合冷凝器(2)、节流元件(3)、蓄冷蒸发器(4)和流体储存罐(5)；
所述压缩机(1)高压出口连通复合冷凝器(2)制冷剂侧入口，复合冷凝器(2)制冷剂侧出口通过节流元件(3)连通蓄冷蒸发器(4)制冷剂入口，蓄冷蒸发器(4)制冷剂出口连通压缩机(1)低压入口以形成制冷循环回路；
所述的流体储存罐(5)流体出口连通复合冷凝器(2)流体侧入口，复合冷凝器(2)流体侧出口连通蓄冷蒸发器(4)流体入口，流体储存罐(5)流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器(4)内被冷却，并由蓄冷蒸发器(4)流体出口流出，以构成流体冷却管路；
所述蓄冷蒸发器(4)内充注有蓄冷材料，连接蓄冷蒸发器(4)制冷剂入口、制冷剂出口、流体入口和流体出口的管路被蓄冷材料包围；还包括回热器(6)；所述制冷循环回路的连接为：所述压缩机(1)高压出口连通复合冷凝器(2)制冷剂侧入口，复合冷凝器(2)制冷剂侧出口连通回热器(6)制冷剂侧高压入口，回热器(6)制冷剂侧高压出口通过节流元件(3)连通蓄冷蒸发器(4)制冷剂入口，蓄冷蒸发器(4)制冷剂出口连通回热器(6)制冷剂侧低压入口，回热器(6)制冷剂侧低压出口连通压缩机(1)低压入口；
所述流体冷却管路的连接为：流体储存罐(5)出口连通复合冷凝器(2)流体侧入口，复合冷凝器(2)流体侧出口连通回热器(6)流体侧入口，回热器(6)流体侧出口连通蓄冷蒸发器(4)流体入口，流体储存罐(5)内流出的待冷却流体在蓄冷蒸发器(4)内被冷却，并由蓄冷蒸发器(4)流体出口流出。
2.按权利要求1所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：制冷剂由蓄冷蒸发器(4)制冷剂入口进入后直接与蓄冷蒸发器(4)内装的蓄冷材料混合并换热后由蓄冷蒸发器(4)制冷剂出口排出。
3.按权利要求1所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述的复合冷凝器(2)采用翅片管式换热器。
4.按权利要求1所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述的复合冷凝器(2)采用风扇冷却。
5.按权利要求1或2所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述的蓄冷蒸发器(4)采用翅片管式换热器。
6.按权利要求1所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述的蓄冷蒸发器(4)采用的蓄冷材料为非相变材料或相变材料。
7.按权利要求6所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述的非相变材料；为氯化钠水溶液或乙二醇水溶液，所述氯化钠水溶液中氯化钠含量为1-25wt％，乙二醇水溶液中乙二醇含量为1-99wt％。
8.按权利要求6所述的带蓄冷的流体速冷机，其特征在于：所述相变材料的相变温度在0～5℃。
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