CN105823250A - 冰源冷冻系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冰源冷冻系统，尤其是一种冻库内的冰源冷冻系统，其包括压缩机、冷凝器和蒸发器，还包括冰源冷风机和冰源空气交换器，所述冷凝器、蒸发器内部均设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于端面，冷凝器上的冰源溶液进、出口通过管道与冰源空气交换器上的冰源溶液出、进口相连，蒸发器上的冰源溶液进、出口通过管道与冰源冷风机上的冰源溶液出、进口相连，本发明提供的冰源冷冻系统具有不结霜的特点，解决了普通冷冻系统的结霜除霜问题，提高了冷冻系统的制冷效率，也大大的减小了设备的运行功率。

Description

冰源冷冻系统

技术领域

本发明涉及一种冰源冷冻系统，尤其是一种用于冻库的冰源冷冻系统。

背景技术

一般的冷冻系统主要包括压缩机、冷凝器和蒸发器，并利用管路将这几部分依次有序连接形成一个可供制冷剂循环流动的封闭回路。其中，压缩机和冷凝器放置于冻库外，蒸发器安装于冻库内，通过压缩机将制冷剂经过冷凝器后送入蒸发器进行热交换，由蒸发器送出冷空气使冻库内温度不断降低，将冻库的环境温度保持在零下18℃左右，使冻库达到冷冻储存物品的条件。该蒸发器，早期是气冷式蒸发器，设有循环风扇以强制送风的方式使冻库内的空气与气冷式蒸发器热交换盘管进行热交换，使用气冷式蒸发器的冷冻系统冷冻效率较低，同时蒸发器热交换盘管外表面的温度在零下几十度，开启冷库门而进入的热空气和携带的水汽以及待冻物的水份将会在盘管外表面凝结成霜，并会逐渐累积，阻碍热交换的进行，降低了热交换的效率。近年来管冷式蒸发器逐渐取代了气冷式蒸发器，该管冷式蒸发器是于冻库的上方设置一组供液态制冷剂流动的管道，利用管道的外表面与冻库内的空气或物品进行热交换，这种管冷式蒸发器布管面积大，相比于气冷式蒸发器具有较高的冷冻效率，但是，同样存在蒸发器热交换管道结霜从而使冷冻效率降低的问题，因此，为了使冻库达到冷冻的条件，就需要除霜，而除霜又需借助另外的除霜系统，这样增加了能耗及成本。因此，如果能发明一种不结霜的冷冻系统，将会大大提高冷冻系统的冷冻能力，同时省去除霜，节省人力物力，有效解决上述两种冷冻系统共同出现的结霜问题，成为本发明研创的动机。

发明内容

为解决冷冻系统结霜从而导致冷冻效率下降的问题，本发明提供了一种冰源冷冻系统，该冷冻系统利用一种零下30℃不冻结的冰源溶液作为载冷剂(或载热剂)，将降温后的冰源溶液送入冻库内，通过冰源冷风机与冻库内空气进行热交换达到冷冻的目的。这种冷冻方式更简单方便可靠的实现了一台冷冻机同时满足不同温度的多个冻库，也避免了直接将蒸发器置于冻库内而导致热交换管道表面结霜，解决了冷冻系统结霜的问题，减低能耗，还可提高冷冻效率。

为实现上述目的，本发明采用了如下方案：

一种冰源冷冻系统，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，还包括冰源冷风机和冰源空气交换器，所述

压缩机的输出端通过管道与冷凝器的输入端相连，所述冷凝器的输出端通过管道与蒸发器的输入端相连，所述蒸发器的输出端通过管道与压缩机的输入端相连；所述

冷凝器内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于冷凝器的端面，所述冷凝器上的冰源溶液出口通过管道与冰源空气交换器上的冰源溶液进口相连，所述冷凝器上的冰源溶液进口通过管道与冰源空气交换器上的冰源溶液出口相连；所述

蒸发器内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于蒸发器的端面，所述蒸发器上的冰源溶液出口通过管道与冰源冷风机上的冰源溶液进口相连，所述蒸发器上的冰源溶液进口通过管道与冰源冷风机上的冰源溶液出口相连；所述

冰源冷风机包括填充有散热填料的填充室、安装于填充室顶端的喷淋管及填充室底端的积液池，所述喷淋管为冰源冷风机上的冰源溶液进口，所述积液池的底部设有回流出口，所述回流出口为冰源冷风机上的冰源溶液出口，所述冰源冷风机还包括风机以及设置在外壳两个侧壁上的进气口和出气口，进气口与出气口相对，填充室位于进气口与出气口之间，所述风机固定安装于出气口处的冰源冷风机外壳的内侧壁上。

相比于现有技术，本发明所提供的冰源冷冻系统采用零下30℃不冻结的冰源溶液作为载冷剂或载热剂，将降温后的冰源溶液送入冻库内与冻库内空气进行热交换达到冷冻的目的，本发明提供的冰源冷冻系统具有不结霜的特点，提高了冷冻系统的冷冻效率，不需要除霜作业，降低了设备功率，节省了运行费用。

附图说明

图1为本发明冰源冷冻系统的结构示意图

图2为本发明冰源冷冻系统局部冰源冷风机的结构示意图

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

参照图1，本发明提供了一种冰源冷冻系统，包括压缩机1、冷凝器2和蒸发器3，还包括冰源冷风机4和冰源空气交换器5，所述

压缩机1的输出端通过管道与冷凝器2的输入端相连，所述冷凝器2的输出端通过管道与蒸发器3的输入端相连，所述蒸发器3的输出端通过管道与压缩机1的输入端相连；

所述冷凝器2内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于冷凝器2的端面，所述冷凝器2上的冰源溶液出口通过管道与冰源空气交换器5上的冰源溶液进口相连，所述冷凝器2上的冰源溶液进口通过管道与冰源空气交换器5上的冰源溶液出口相连；

所述蒸发器3内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于蒸发器3的端面，所述蒸发器3上的冰源溶液出口通过管道与冰源冷风机4上的冰源溶液进口相连，所述蒸发器上的冰源溶液进口通过管道与冰源冷风机4上的冰源溶液出口相连；

参照图2，所述冰源冷风机4包括填充有散热填料的填充室6、安装于填充室顶端的喷淋管7及填充室底端的积液池8，所述喷淋管7为冰源冷风机4上的冰源溶液进口，所述积液池8的底部设有回流出口，所述回流出口为冰源冷风机4上的冰源溶液出口，所述冰源冷风机4还包括风机9以及设置在外壳两个侧壁上的进气口10和出气口11，进气口10与出气口11相对，填充室位6于进气口10与出气口11之间，所述风机9固定安装于出气口11处的冰源冷风机4外壳的内侧壁上。

参照图1，上述方案中，冻库16由一个或多个库体组成，每个冻库内均安装有一个冰源冷风机4，压缩机1、冷凝器2、蒸发器3以及冰源空气交换器5均安装于冻库外；所述冰源空气交换器5的结构与冰源冷风机4结构相同；将冰源溶液分别注入冷凝器2和蒸发器3的冰源溶液循环管道内，冷凝器2内的冰源溶液循环管道与冷凝器2外壳形成的空腔可容纳液态制冷剂，蒸发器3内的冰源溶液循环管道与蒸发器3外壳形成的空腔可容纳气态制冷剂，上述气态制冷剂与液态制冷剂为同一种物质，制冷剂在压缩机1、冷凝器2和蒸发器3形成的循环回路中，通过不同形态之间的转化，完成吸热放热过程。其中，冷凝器中的冰源溶液在夏季和冬季温度高于0℃的地区可以使用冷水代替，降低成本的同时提高了制冷效率。

参照图1，液态制冷剂在蒸发器3中低温蒸发，随着液态制冷剂逐渐转化为气态制冷剂，吸收冰源溶液循环管道内的冰源溶液的热量，蒸发器3中冰源溶液的温度下降；随后，蒸发器3内低温低压的气态制冷剂被压缩机1吸入并压缩后，向排气管排出高温高压的气态制冷剂，进入冷凝器2的高温高压气态制冷剂通过冰源溶液循环管道的外壁与冰源溶液进行热交换，随着时间的加长，气态制冷剂转化为液体制冷剂，放出热量，使冷凝器2中冰源溶液循环管道内的冰源溶液温度上升；液态制冷剂由冷凝器流出，经过膨胀阀15节流后流入蒸发器3，开始下一次循环。

参照图2，在蒸发器3中，液态制冷剂吸收冰源溶液的热量转化为气态制冷剂，使冰源溶液温度降低，低温的冰源溶液在第一循环水泵12的作用下进入冰源冷风机4，由冰源冷风机4中的喷淋管7向下喷洒，喷洒的同时，冰源冷风机4侧壁上的风机9带动冻库中的空气从空气进气口10进入，经冰源溶液喷洒(即与冰源溶液进行热交换)后从空气出气口11流出，热交换后，冰源溶液温度升高，冻库内空气温度降低，被喷洒的冰源溶液由位于喷淋管7正下方的积液池8收集，再由冰源溶液出口流出冰源冷风机4，进入蒸发器3，开始下一次循环，冰源溶液在管道内不断循环完成吸热放热，吸取冻库中的热量，使冻库内温度逐步降低，达到冷冻的目的。

参照图1，在冷凝器2中，气态制冷剂放出热量给冰源溶液转化为液态制冷剂，使冰源溶液温度升高，升温后的冰源溶液在第二循环水泵13的作用下进入冰源空气交换器5，由冰源空气交换器5中的喷淋管(未示出)向下喷洒，喷洒的同时，冰源空气交换器5侧壁上的风机(未示出)带动外界空气从空气进气口(未示出)进入，经冰源溶液喷洒(即与冰源溶液进行热交换)后从空气出气口(未示出)流出，热交换后冰源溶液温度降低，外界空气温度升高，被喷洒的冰源溶液由位于喷淋管正下方的积液池(未示出)收集，再由冰源溶液出口流出冰源空气交换器5，进入冷凝器2，开始下一次循环，冰源溶液在管道内不断循环完成吸热放热，将从冻库中吸收的热量散放至外界。

参照图1，所述连接冷凝器2出口端与蒸发器3输入端的管道上还依次设有过滤器14和膨胀阀15。所述过滤器14位于管道上游靠近冷凝器2，所述膨胀阀15位于过滤器14的下游靠近蒸发器3。来自冷凝器2的液态制冷剂流入过滤器14，过滤器14将制冷剂中的杂质阻挡，得到较为纯净的液态制冷剂。从过滤器14中流出的液态制冷剂流入膨胀阀15，膨胀阀15可以将液态制冷剂做膨胀处理，使中温高压的液态制冷剂通过其节流成为低压的湿蒸汽，最后湿蒸汽进入蒸发器3，湿蒸汽状态使得制冷剂在蒸发器3中更易吸收热量达到制冷的效果。

参照图1，所述散热填料以可使冰源溶液从上至下流动，空气从左至右流动的方式填充在填充室内。散热填料在填充室6内填充后，各散热填料之间具有由左至右的通气孔，方便空气从左向右流通，提高换热效率。

参照图1，所述冰源冷风机4的冰源溶液出口与蒸发器3的冰源溶液入口相连的管道上设有第一循环水泵12，所述冰源空气交换器5的冰源溶液出口与冷凝器2的冰源溶液入口相连的管道上设有第二循环水泵13。第一循环水泵12和第二循环水泵13分别将冰源冷风机4和冰源空气交换器5中冰源溶液出口流出的冰源溶液抽到泵体并使冰源溶液产生一定的压力由泵出口打出，为冰源溶液的循环提供动力。

结合图1，本发明所提供的冰源冷冻系统的工作原理如下：

蒸发器3中液态制冷剂吸取热量转化为气态制冷剂，使蒸发器3中的冰源溶液降温，降温后的冰源溶液进入冰源冷风机4，与冻库内的空气进行热交换，吸收冻库内的热量，完成热交换的冰源溶液流回蒸发器3，将冻库内热量带出；转化为气态的制冷剂由压缩机1吸入进行压缩，压缩后的气态制冷剂进入冷凝器2，在冷凝器2中放出热量转化为液态制冷剂，使其中的冰源溶液温度升高，升温后的冰源溶液进入冰源空气交换器5，与外界空气进行热交换，将热量散至外界，完成热交换的冰源溶液流回冷凝器2，冷凝器中的液态制冷剂经过过滤器14、膨胀阀15进入蒸发器3，完成一次循环。

上述过程不断循环往复，从冻库中吸收热量，又将吸收的热量散至冻库外，达到冷冻的目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种冰源冷冻系统，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，还包括冰源冷风机和冰源空气交换器，

所述压缩机的输出端通过管道与冷凝器的输入端相连，所述冷凝器的输出端通过管道与蒸发器的输入端相连，所述蒸发器的输出端通过管道与压缩机的输入端相连；

所述冷凝器内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于冷凝器的端面，所述冷凝器上的冰源溶液出口通过管道与冰源空气交换器上的冰源溶液进口相连，所述冷凝器上的冰源溶液进口通过管道与冰源空气交换器上的冰源溶液出口相连；

所述蒸发器内部设置有冰源溶液循环管道，冰源溶液循环管道的进、出口位于蒸发器的端面，所述蒸发器上的冰源溶液出口通过管道与冰源冷风机上的冰源溶液进口相连，所述蒸发器上的冰源溶液进口通过管道与冰源冷风机上的冰源溶液出口相连；

所述冰源冷风机包括填充有散热填料的填充室、安装于填充室顶端的喷淋管及填充室底端的积液池，所述喷淋管为冰源冷风机上的冰源溶液进口，所述积液池的底部设有回流出口，所述回流出口为冰源冷风机上的冰源溶液出口，所述冰源冷风机还包括风机以及设置在外壳两个侧壁上的进气口和出气口，进气口与出气口相对，填充室位于进气口与出气口之间，所述风机固定安装于出气口处的冰源冷风机外壳的内侧壁上。

2.如权利要求1所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述连接冷凝器出口端与蒸发器输入端的管道上还依次设有过滤器和膨胀阀。

3.如权利要求2所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述散热填料以可使冰源溶液从上至下流动，空气从左至右流动的排列方式填充在填充室内。

4.如权利要求1、2或3所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述冰源冷风机的冰源溶液出口与蒸发器的冰源溶液入口相连的管道上设有第一循环水泵。

5.如权利要求4所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述冰源空气交换器的冰源溶液出口与冷凝器的冰源溶液入口相连的管道上设有第二循环水泵。

6.如权利要求1所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述冷凝器和蒸发器为翅片盘管式。

7.如权利要求1所述的冰源冷冻系统，其特征在于，所述冻库由一个或多个库体组成。