CN106642804B - 制冷设备 - Google Patents

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Abstract

一种制冷设备，包括压缩机(10)，冷凝器组件、节流装置(30)、蒸发器(40)、制冰池(45)、热水箱(51)和控制器(110)等。蒸发器(40)包括第一管束组(41)、第二管束组(42)和第三管束组(43)，第一管束组(41)连接于制冷剂循环系统中，第一管束组(41)的入口连接节流装置(30)的出口，第一管束组(41)的出口连接压缩机(10)的入口，第二管束组(42)的入口连接循环泵(44)的出口，循环泵(44)的入口连接制冰池(45)出口，制冰池(45)入口连接第二管束组(42)的出口，第三管束组(43)的入口通过阀(210)连接废热源(200)，第一管束组(41)和第二管束组(42)平行并间隔交差布置；第三管束组(43)与第一管束组(41)、第二管束组(42)垂直布置，第三管束组可位于第一管束组(41)、第二管束组(42)之间，或者位置于第一管束组(41)和第二管束组(42)的外侧。

Description

制冷设备
技术领域
本发明的内容主要涉及热泵领域，尤其涉及可以同时提供制冰和制热水的制冷设备。
背景技术
热泵是这样的一种制冷设备，能够将热能从一个环境转移到另一个环境。一般，热泵的运行流程如下：气态制冷剂在压缩机中被压缩，然后以高温高压气体的形式被排出，接着在热交换器中被冷却而冷凝成为高压、中温的液体制冷机，冷凝后的液体制冷剂再经节流装置变为低压的液体制冷机，然后进入另一热交换器吸热和蒸发为气态制冷机，气态制冷剂最后返回压缩机。通常热泵的热源可以来自环境空气、土壤、地下水、地表水等等，但是这些热泵的普遍缺点在于热利用效率低、能效比低、应用场合有限等等。
为了克服上述缺点，本发明提供了一种相较于传统热泵而言能效比更高，热量调节更灵活，应用更广的制冷设备。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，本发明的实施例中，提供了一种制冷设备，制冷设备的制冷剂循环系统包括依次连接的压缩机，冷凝器、节流阀和蒸发器，其特征在于。
蒸发器包括第一管束群、第二管束群和第三管束群，第一管束群连接于制冷剂循环系统中，第一管束群的入口连接节流装置的出口，第一管束群的出口连接压缩机的入口，第二管束群的入口连接循环泵的出口，循环泵的入口连接制冰池出口，制冰池入口连接第二管束群的出口，第三管束群的入口通过阀连接废热源，第一管束群和第二管束群平行并间隔交差布置；第三管束群与第一管束群、第二管束群垂直布置，第三管束群可位于第一管束群、第二管束群之间，或者位置于第一管束群和第二管束群的外侧。
冷凝器组件包括第一冷凝器和第二冷凝器，第一冷凝器和第二冷凝器设有制冷剂侧和热水侧，其制冷剂侧连接于制冷剂循环中，热水侧连接到生活热水系统，压缩机出口通过三通阀分别连接第一冷凝器的入口和出口，生活热水系统包括主水箱和第一、第二附加存储容器，主水箱与第一、第二附加存储容器的容量不相同，其中冷凝器组件的热水侧通过进水管连接到城市用水，通过出水主管连接到主水箱的入口，第一和第二附加存储容器通过管路并联地设置在热水主管和出水主管之间，热水主管连通主水箱的出口。
蒸发器上设置有电容式结霜传感器和外部温度传感器，电容式结霜传感器和外部温度传感器分别连接控制器。主水箱上设有温度传感器和水位传感器，温度传感器和水位传感器分别连接控制器。第一、第二附加存储容器都设有入水管和出水管，入水管和出水管分别通过三通阀连接到热水主管和出水主管，各个三通阀连接到控制器。
本发明通过独特的蒸发器结构设置提高了换热效果，同时还可以利用废热对蒸发器进行除霜。另外，独立的生活热水系统可以充分利用制冷循环产生的热量制造热水或储存热量，并且可以根据水箱中的水温自由选择储存方式，从而构成了一个使用方便，热效率高，适用性广的热泵系统。
附图说明
图1图示了根据本发明实施例的制冷设备的结构示意图。
图2图示了蒸发器正面示意图。
图3图示了蒸发器的截面图。
图4图示了另一蒸发器的截面图。
具体实施方式
图1图示了根据本发明实施例的制冷设备的结构示意图。制冷设备包括压缩机10，冷凝器，节流装置30，蒸发器40，制冰池45，主水箱51和控制器110等。
实施例1：
蒸发器40具体结构参见图2。蒸发器40包括三组换热管道，即第一管束群41，第二管束群42和第三管束群43。第一管束群41包括多根制冷剂管，多根制冷剂管的一端连接到压缩机10的入口，另一端连接至节流装置30的出口。第二管束群42包括多根冷冻水管，多根冷冻水管的入口连接循环泵44的出口，循环泵44的入口连接制冰池45的出口，制冰池45的入口连接第二管束群42的出口。第三管束群43的入口连接废热源200。第一管束群41的多根制冷剂管和第二管束群42的多根冷冻水管平行，并间隔交差布置，例如，一根一根地间隔，或两根两根地间隔，或多根多根地间隔，图2所示的是两根两根间隔的结构。
图3为蒸发器40的截面图，其清楚地显示了第三管束群43与第一和第二管束群41、42的位置关系。第三管束群43与第一和第二管束群41、42垂直布置，并且第三管束群43间隔布置在第一和第二管束群41、42之间。如图3所示，第三管束群43与第一和第二管束群41、42单组间隔布置。第三管束群43利用废热源的热量为蒸发器40化霜，这种垂直布置的结构有利于全面、有效地化霜。废热源200可以是工业废热水，使用后的生活废热水，例如收集于浴室的淋浴废水等等。废热源200通过阀210连接第三管束群43的入口。
另外，如图1所示，制冰池45还包括外部介质管46，外部介质管46固定时间或不固定时间地向制冰池45输入外部介质，外部介质可以是自来水、或者收集的雨水、海水、生活废水、工业废水等等。
仍如图1所示，冷凝器组件包括第一冷凝器21和第二冷凝器22，第一冷凝器21和第二冷凝器22设有制冷剂侧和热水侧，其制冷剂侧连接于制冷剂循环中，热水侧连接到生活热水系统50，压缩机10的出口通过三通阀31分别连接第一冷凝器21的入口和出口，生活热水系统50包括主水箱51和第一附加存储容器61、第二附加存储容器71，主水箱51与第一附加存储容器61、第二附加存储容器71的热容量都不相同，其中冷凝器组件的热水侧入口连接进水管81，出口连接出水主管911的一端，出水主管911的另一端连接到主水箱51的入口。第一和第二附加存储容器61，71通过管路并联地设置在热水主管912和出水主管911之间，热水主管912连通主水箱51的出口。进水管81通过泵811连接到诸如城市供水的水源812。
第一、第二附加存储容器61，71都设有入水管和出水管，入水管和出水管分别通过三通阀611、612、711、712连接到出水主管911和热水主管912。两个附加存储容器61，71可以是单纯容纳水的水箱，或者可选择地两个附加存储容器61，71之一或两者都为夹层结构，即内层容纳水以外的其它蓄热介质，外层容纳水。利用三通阀611、612、711、712，可以自由地选择热量的储存方式。
分别参照图1和图2，主水箱51上设有温度传感器511和水位传感器512，温度传感器511和水位传感器512分别连接控制器110。蒸发器40上设有电容式结霜传感器401和外部温度传感器402，电容式结霜传感器401和外部温度传感器402也连接到控制器110。三通阀611、612、711、712都连接到控制器110(未图示)。
制冷设备各部分运行方法如下：
1、热水系统运行流程：控制器110监测温度传感器511检测的温度值TW，当TW大于等于第一温度设定值T1时，控制器110打开三通阀611，612，711，712；当TW大于等于第二温度设定值T2，小于第一温度设定值T1时，控制器110打开三通阀611和612，并关闭三通阀711，712，或者打开三通阀711和712，并关闭三通阀611，612；当TW小于第二温度设定值T2时，关闭三通阀611，612，711和712，其中T1＞T2，且T1和T2可进行人工设定。
2、化霜运行流程：控制器110监测外部温度传感器402检测的温度值TE，当TE大于等于T10时，控制器110关闭阀210；当TE小于T10时，控制器110接收电容式结霜传感器401检测到的结霜厚度信息，若结霜厚度A1小于等于A0，则控制器110保持关闭阀210，若结霜厚度A1大于A0则，控制器110打开阀210。A0可进行人工设定。
实施例2：
如图4所示，在第二实施例中，其它部分与实施例1基本相同，不同点在于蒸发器40中第一管束群41和第二管束群42的位置不变，第三管束群43位于第一管束群41和第二管束群42的外侧。
本领域技术人员将会理解的是，本发明不局限于上文已经特别显示和说明的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求限定，并且包括上文所述各种特征的组合和子组合，以及本领域技术人员在阅读了前面的描述之后可作出的变化和修改。

Claims (6)

1.一种制冷设备，包括压缩机(10)，冷凝器组件、节流装置(30)、蒸发器(40)、制冰池(45)、主水箱(51)和控制器(110)等，其特征在于：
蒸发器(40)包括第一管束群(41)、第二管束群(42)和第三管束群(43)，第一管束群(41)连接于制冷剂循环系统中，第一管束群(41)的入口连接节流装置(30)的出口，第一管束群(41)的出口连接压缩机(10)的入口，第二管束群(42)的入口连接循环泵(44)的出口，循环泵(44)的入口连接制冰池(45)出口，制冰池(45)入口连接第二管束群(42)的出口，第三管束群(43)的入口通过阀(210)连接废热源(200)，第一管束群(41)和第二管束群(42)平行并间隔交差布置；第三管束群(43)与第一管束群(41)、第二管束群(42)垂直布置，第三管束群(43)可位于第一管束群(41)、第二管束群(42)之间，或者位置于第一管束群(41)和第二管束群(42)的外侧；
蒸发器(40)上设置有电容式结霜传感器(401)和外部温度传感器(402)，电容式结霜传感器(401)和外部温度传感器(402)分别连接控制器(110)；
冷凝器组件包括第一冷凝器(21)和第二冷凝器(22)，第一冷凝器(21)和第二冷凝器(22)设有制冷剂侧和热水侧，其制冷剂侧连接于制冷剂循环中，热水侧连接到生活热水系统(50)，压缩机(10)出口通过三通阀(31)分别连接第一冷凝器(21)的入口和出口，生活热水系统(50)包括主水箱(51)和第一、第二附加存储容器(61、71)，主水箱(51)与第一、第二附加存储容器(61、71)的容量不相同，其中冷凝器组件的热水侧通过进水管(81)连接到城市供水的水源(812)，通过出水主管(911)连接到主水箱(51)的入口，第一、第二附加存储容器(61、71)通过管路并联地设置在热水主管(912)和出水主管(911)之间，热水主管(912)连通主水箱(51)的出口；
主水箱(51)上设有温度传感器(511)和水位传感器(512)，温度传感器(511)和水位传感器(512)分别连接控制器(110)；
第一、第二附加存储容器(61，71)都设有入水管和出水管，入水管和出水管分别通过三通阀(611、612、711、712)连接到热水主管(912)和出水主管(911)，各个三通阀(611、612、711、712)连接到控制器(110)。
2.根据权利要求1所述的制冷设备，其中，制冰池(45)还包括外部介质管(46)，外部介质管(46)固定时间或不固定时间地向制冰池(45)输入外部介质。
3.根据权利要求2所述的制冷设备，其中外部介质可以为自来水、收集的雨水、海水、生活废水、或工业废水。
4.根据权利要求1至3任一项所述的制冷设备，其中，主水箱(51)与第一或第二附加存储容器(61、71)的热容量都不相同。
5.根据权利要求4所述的制冷设备，其中第一附加存储容器(61)和第二附加存储容器(71)为单纯容纳水的水箱。
6.根据权利要求5所述的制冷设备，其中第一附加存储容器(61)和第二附加存储容器(71)为夹层结构，内层为不同于水的蓄热介质，外层为水。
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