CN107131685B - 一种环保制冰一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保制冰一体机，解决了现有技术中制冰机体积庞大，结构复杂，不便于运输、安装和使用的技术问题。该环保制冰一体机包括压缩机、油分离器和低压循环罐，所述压缩机、油分离器和低压循环罐通过制冷剂输送管道依次相连，所述油分离器位于下层，所述低压循环罐位于中层，所述压缩机位于上层。本发明保制冰一体机充分优化了设备之间的结构关系，将主要设备组合在一起，充分利用机组空间，结构紧凑，缩小了机组体积，便于运输、安装和使用。

Description

一种环保制冰一体机

技术领域

本发明涉及一种环保制冰一体机，用于为冰上体育设施制冰，还可以为大型冷链运输设备、低温中央空调、大型计算机房等设备或场所制冷。

背景技术

滑冰场、冰球赛场、冰壶赛场等场所制冰，大型冷链运输设备、低温中央空调、大型计算机房等设备或场所制冷，均需要用到制冰机。

现有技术中的制冰机，包括的设备非常多，通常包括压缩机、高压罐(油分离器)、低压灌(制冷剂存储)、液泵等设备，加上连通的制冷剂输送管道众多，造成制冰机体积庞大，结构复杂。

运输制冰机的过程中，这些设备均需要单独包装，安装制冰机的过程中，这些设备也需要单独安装，最后再用管道连接起来，不便于运输、安装和使用，无法缩小体积，安装之后占地面积大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种环保制冰一体机，将主要设备组合在一起，充分利用机组空间，结构紧凑，缩小了机组体积。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种环保制冰一体机，包括压缩机、油分离器和低压循环罐，所述压缩机、油分离器和低压循环罐通过制冷剂输送管道依次相连，所述油分离器位于下层，所述低压循环罐位于中层，所述压缩机位于上层。

进一步，所述油分离器对外连接冷凝器，制冷剂输送至所述冷凝器进行冷凝，所述环保制冰一体机还包括节流阀组，从所述冷凝器回流的制冷剂经过所述节流阀组节流调压，输送至所述低压循环罐。

进一步，所述节流阀组中沿着制冷剂输送方向设置有并联的主路径和副路径，所述主路径中依次设置有逆止阀、过滤器、电子节流阀和第一截止阀，所述逆止阀的入口为制冷剂的入口，所述第一截止阀的出口为制冷剂的出口；所述副路径连接所述逆止阀，之后依次设置机械式节流阀、制冷剂充注口和第二截止阀，所述第二截止阀的出口为制冷剂的出口。

进一步，所述环保制冰一体机中设置有下支撑架，所述下支撑架中设置有上、下两个支撑槽，所述油分离器安装在所述下支撑槽中，所述低压循环罐安装在所述上支撑槽中，形成上下层的结构关系。

进一步，所述下支撑槽呈圆形，所述上支撑槽呈弧形，上、下两个支撑槽相连通，上下两个支撑槽的边缘均呈锯齿形。

进一步，所述低压循环罐上设置有上支撑架，所述压缩机安装在所述上支撑架上，形成位于上层的结构关系。

进一步，所述低压循环罐对外连接蒸发器，在所述低压循环罐连接蒸发器的制冷剂输送管道上设置有液泵，为所述制冷剂提供输送动力。

进一步，所述油分离器对外连接冷凝器的制冷剂输送管道、所述低压循环罐对外连接蒸发器的制冷剂输送管道均采用套管结构，包括同轴心的内管和外管，内管为输出管道，外管为回流管道，内管和外管之间设置支撑筋。

进一步，所述油分离器内部分割出油气分离腔和储液罐，所述油气分离腔中设置有若干层过滤网，进行油气分离，从所述冷凝器回流的制冷剂首先输送至所述储液罐，然后通过所述节流阀组输送至所述低压循环罐。

进一步，所述低压循环罐中预留有内通道，供所述压缩机连接所述油分离器的制冷剂输送管道通过。

进一步，所述压缩机包括并联的四组，所述油分离器包括并联的两组。

进一步，所述环保制冰一体机设置有外壳，所述外壳顶部可打开，在所述环保制冰一体机工作时打开通风。

采用上述结构设置的环保制冰一体机具有以下优点：

本发明环保制冰一体机充分优化了设备之间的结构关系，将主要设备组合在一起，充分利用机组空间，结构紧凑，缩小了机组体积，便于运输、安装和使用。

本发明环保制冰一体机中主管道采用套管结构，内管和外管中制冷剂流向相反，一方面可以将管道集成布设，充分利用机组空间，缩小机组体积；另一方面利用回流的制冷剂对输出的制冷剂降温，有利于提高制冰机组的效率，提高制冰一体机的环保标准。

本发明环保制冰一体机的外部尺寸是按照普通集装箱的内部尺寸来设计的，能够将机组整体装入集装箱内部，可以整体托运，方便了运输。

本发明环保制冰一体机对不同类型的环保制冷剂均适用。

附图说明

图1是直冷式制冰系统的原理图(图中示出了制冷剂的循环流向)。

图2是本发明环保制冰一体机的主视图(图中所示环保制冰一体机设置有外壳)。

图3是本发明环保制冰一体机的主视图(图中所示环保制冰一体机去掉了外壳)。

图4是本发明环保制冰一体机的俯视图。

图5是本发明环保制冰一体机的俯视图(图中去掉了上层的压缩机和低压循环罐)。

图6是图2中局部放大视图。

图7是图3中局部放大视图。

图8是图4中局部放大视图。

图9是本发明所采用下支撑板的主视图。

图10是本发明环保制冰一体机的左视图。

图11是本发明所采用油分离器(高压罐)的剖视图。

图中：1.压缩机；1-1.制冷剂回流管道；1-2.制冷剂输送管道；

2.油分离器；2-1.输出管；2-2.过滤网；2-3.油气分离腔；2-4.输入管；2-5.隔热层；2-6.储液罐；

3.冷凝器；4.节流阀；5.低压循环罐；5-1.隔热层；6.液泵；7.蒸发器；8.外壳；9.主管道；9-1.外管；9-2.内管；9-3.支撑筋；

10.节流阀组；10-1.机械节流阀；10-2.制冷剂充注口；10-3.第二截止阀；10-4.制冷剂出口；10-5.制冷剂出口；10-6.第一截止阀；10-7.电子节流阀；10-8.过滤器；10-9.逆止阀；

11.底座；12.冷凝器接口；13.蒸发器接口；14.下支撑架；14-1.上支撑槽；14-2.下支撑槽；15.上支撑架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示是直冷式制冰系统的原理图，图中示出了制冷剂的循环流向，本发明环保制冰一体机依据的正是这样的设计原理。

图1中，气体状态的制冷剂首先在压缩机1中被压缩成高压高温的气体，因为制冷剂中已经混入了润滑油，所以之后输送至油分离器2(高压罐)中进行油气分离，从油分离器2输出的制冷剂仍然是高温高压的气体，之后输送至冷凝器3(可以采用风冷式)进行冷凝，高温高压的气体状态制冷剂在冷凝器3中被冷凝形成高压液体，之后经过节流阀4节流调压，输出低温低压的液体状态制冷剂，之后输送至低压循环罐5中进行存储。

低压循环罐5对外连接蒸发器7，蒸发器7即冰场的冷却管道，低温低压的液体状态制冷剂在液泵6的驱动下，被输送至蒸发器7中进行气化蒸发，同时吸收大量热量，在冰场中进行制冰，从蒸发器7中输出的制冷剂已经是低温低压的气体状态，又回流至低压循环罐5中进行存储。低压循环罐5中需要设置不同的腔室来分别存储低温低压的液体状态制冷剂、低温低压的气体状态制冷剂。

压缩机1从低压循环罐5中抽取气体状态的制冷剂继续进行压缩，形成制冰系统的制冷剂循环路径。

目前常用的环保制冷剂本发明环保制冰一体机均能适用。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示为本发明的一个实施例，该实施例中环保制冰一体机包括压缩机1、油分离器2和低压循环罐5，压缩机1、油分离器2和低压循环罐5通过制冷剂输送管道依次相连，油分离器2位于下层，低压循环罐5位于中层，压缩机1位于上层。

如图3、图4所示，低压循环罐5的宽度和长度完全吸收了压缩机1和油分离器2的宽度和长度。

通过这样的叠层设计结构，可以将环保制冰一体机的主要部件组合在一起，充分利用机组空间，结构紧凑，缩小机组体积。

压缩机1可以采用双螺杆压缩机。

图3中所示压缩机1包括并联的四组，油分离器2包括并联的两组，低压循环罐5设置有一组。环保制冰一体机工作时，四组压缩机1不必同时都启动，可以根据制冷需要，选择压缩机1的启动数量，并且调节压缩机1的功率。

从图3可以看出，四组压缩机1的制冷剂输送管道1-2与两组油分离器2均是连通的，四组压缩机1的制冷剂回流管道1-1与低压循环罐5均是连通的。

如图1所示，油分离器2对外连接冷凝器3，制冷剂输送至冷凝器3进行冷凝，如图3所示，环保制冰一体机还包括节流阀组10，从冷凝器3回流的制冷剂经过节流阀组10节流调压，输送至低压循环罐5。环保制冰一体机中共设置有两组节流阀组10，分布在环保制冰一体机两侧，这其实是为了和油分离器2中的储液罐2-6配合安装的，在实施例3中有详细介绍。

冷凝器3不包括在环保制冰一体机内部，通常需要设置在室外。

在本实施例中，节流阀组10可以采用这样的结构设计，沿着制冷剂输送方向依次设置有逆止阀、机械式节流阀、和截止阀，逆止阀的入口为制冷剂的入口，截止阀的出口为制冷剂的出口。

如果机械式节流阀发生损坏，将截止阀关闭即可更换机械式节流阀。

节流阀组10中各个阀和连接管道可以均采用焊接连接，保证了密封效果，有效防止制冷剂泄漏。

为了安装压缩机1、油分离器2和低压循环罐5，如图9、图10所示，环保制冰一体机中设置有下支撑架14，下支撑架14中设置有上支撑槽14-1和下支撑槽14-2，油分离器2安装在下支撑槽14-2中，低压循环罐5安装在上支撑槽14-1中，形成上下层的结构关系。

如图9所示，下支撑槽14-2呈圆形，上支撑槽14-1呈弧形，上、下两个支撑槽相连通，上下两个支撑槽的边缘均呈锯齿形。这样设计下支撑架14不会隔断空气流动，有利于环保制冰一体机内部通风，也有利于减轻下支撑架14的重量，下支撑架14两侧的圆孔也是同样的作用。

如图10所示，低压循环罐5上设置有上支撑架15，上支撑架15可以焊接固定在低压循环罐5的外壁上，压缩机1安装在上支撑架15上，形成位于上层的结构关系。

如图1、图3所示，低压循环罐5对外连接蒸发器7，在低压循环罐5连接蒸发器7的制冷剂输送管道上设置有液泵6，为制冷剂提供输送动力。蒸发器7是冰场的冷却管道。

液泵6也设置在环保制冰一体机内部，如图3、图5所示，液泵6位于下层，并且位于两组油分离器2之间。液泵6优选设置并联的两组。

在本实施例中，油分离器2对外连接冷凝器3的制冷剂输送管道、低压循环罐5对外连接蒸发器7的制冷剂输送管道均采用套管结构，这些管道可以看成是主管道，如图4所示，从冷凝器接口12，蒸发器接口13处均可以看出具有套管结构。

如图6、图8所示，主管道9包括同轴心的内管9-2和外管9-1，内管9-2为输出管道，外管9-1为回流管道，内管9-2和外管9-1之间设置支撑筋9-3。

通过这样的套管设计结构，一方面可以将管道集成布设，充分利用机组空间，缩小机组体积；另一方面因为回流的制冷剂温度总是低于输出的制冷剂温度，所以可以同时对输出的制冷剂降温，有利于提高制冰机组的效率，提高制冰一体机的环保标准。

如图11所示，油分离器2(高压罐)内部设置有油气分离腔2-3，油气分离腔2-3中设置有若干层过滤网2-2，可以采用不锈钢滤网，高温高压的气体状态的制冷剂通过输入管2-4输入，撞击滤网2-2之后，混合的润滑油会被截留，实现油气分离，然后通过输出管2-1输出。油气分离腔2-3底部聚集的润滑油通过专门的回油管道被回流至压缩机1中继续使用，形成润滑油的循环路径。

为了布设压缩机1连接油分离器2的制冷剂输送管道，低压循环罐5中预留有内通道，供压缩机1连接油分离器2的制冷剂输送管道通过。

通过这样的管道布设结构，有利于缩小环保制冰一体机的宽度，缩小机组体积。

低压循环罐5外部还设置有隔热层5-1，有利于对内部存储的低温低压液体状态制冷剂进行隔温。

如图2、图10所示，环保制冰一体机设置有外壳8，外壳8比较规整，将环保制冰一体机整体包装起来，形成简洁、规整、美观的外形。外壳8顶部可打开，在环保制冰一体机工作时打开通风散热。外壳8的材质可以采用铝合金。

包括外壳8，本实施例中环保制冰一体机的外部尺寸是按照普通集装箱的内部尺寸来设计的，能够将机组整体装入集装箱内部，可以整体托运，方便了运输。

如图3、图10所示，环保制冰一体机设置有底座11，底座11是环保制冰一体机所有部件的安装基础，包括外壳8、下支撑架14、主管道9都安装固定在底座11上。底座11可以采用型钢焊接制成，例如底座11的外圈采用槽钢上下叠层焊接制成。如图3所示，底座11下部需要设置在制冰机房底面以下。

环保制冰一体机中，无论是制冷剂输送管道，还是润滑油输送管道，与主要设备的接口均可以采用焊接连接，这样充分保证了密封效果，有效防止制冷剂、润滑油泄漏。

实施例2

在该实施例中，与实施例1所不同的是，如图7所示，节流阀组10中沿着制冷剂输送方向设置有并联的主路径和副路径，主路径中依次设置有逆止阀10-9、过滤器10-8、电子节流阀10-7和第一截止阀10-6，逆止阀10-9的入口为制冷剂的入口，第一截止阀10-6的出口为制冷剂的出口。

如图7所示，副路径与主路径共用逆止阀10-9，也从逆止阀10-9开始，之后依次设置机械式节流阀10-1，制冷剂充注口10-2和第二截止阀10-3，第二截止阀10-3的出口为制冷剂的出口。冷剂充注口10-2处也可以安装逆止阀。

主路径和副路径不需要同时打开，通常主要使用主路径，副路径备用。

由于设置了电子节流阀10-7，所以能够对节流阀组10进行自动化控制，提高了环保制冰一体机的自动化程度。电子节流阀10-7对制冷剂的洁净程度要求较高，所以在其上游设置了过滤器10-8。

当制冰系统中缺少制冷剂时，通过副路径上的制冷剂充注口10-2补充制冷剂的量。

如果电子节流阀10-7发生损坏，将第一截止阀10-6关闭即可更换。如果机械式节流阀10-1发生损坏，将第二截止阀10-3关闭即可更换。

本实施例中环保制冰一体机的其他结构与实施例1中相同，在此不再重复描述。

实施例3

在该实施例中，如图11所示，油分离器2(高压罐)内部分割出油气分离腔2-3和储液罐2-6，从冷凝器3回流的制冷剂首先输送至储液罐2-6，然后通过节流阀组10输送至低压循环罐5。

因为从冷凝器3回流的制冷剂可能处于气液混合状态，通过设计这样的高压罐结构，一方面可以让从冷凝器3回流的气液混合状态制冷剂在储液罐2-6得到调整，让液体状态的制冷剂输送至节流阀组10，因为液体状态的制冷剂节流调压效果更好，另一方面可以对高压罐进行合理开发利用，充分利用机组空间，缩小机组体积。

油气分离腔2-3和储液罐2-6之间需要设置隔热层2-5，避免油气分离腔2-3中高温高压的气体状态制冷剂对储液罐2-6中低温高压的液体状态制冷剂产生温度影响。

以上仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种环保制冰一体机，包括压缩机、油分离器和低压循环罐，所述压缩机、油分离器和低压循环罐通过制冷剂输送管道依次相连，其特征在于，所述油分离器位于下层，所述低压循环罐位于中层，所述压缩机位于上层；所述油分离器对外连接冷凝器，制冷剂输送至所述冷凝器进行冷凝；

所述低压循环罐的宽度和长度能够完全吸收所述压缩机和所述油分离器的宽度和长度，充分利用机组空间，结构紧凑，缩小机组体积；

所述环保制冰一体机还包括节流阀组，从所述冷凝器回流的制冷剂经过所述节流阀组节流调压，输送至所述低压循环罐；

其中，所述节流阀组设有两组，分布在环保制冰一体机两侧；

所述节流阀组中沿着制冷剂输送方向设置有并联的主路径和副路径，所述主路径中依次设置有逆止阀、过滤器、电子节流阀和第一截止阀，所述逆止阀的入口为制冷剂的入口，所述第一截止阀的出口为制冷剂的出口；所述副路径连接所述逆止阀，之后依次设置机械式节流阀、制冷剂充注口和第二截止阀，所述第二截止阀的出口为制冷剂的出口；当所述电子节流阀无法工作时，将所述第一截止阀关闭即可更换；当所述机械式节流阀无法工作时，将所述第二截止阀关闭即可更换；

所述油分离器内部分割出油气分离腔和储液罐，所述油气分离腔和所述储液罐之间设置隔热层；所述油气分离腔中设置有若干层过滤网，进行油气分离，从所述冷凝器回流的制冷剂首先输送至所述储液罐，然后通过所述节流阀组输送至所述低压循环罐；

其中，过滤网能够采用不锈钢滤网，高温高压的气体状态的制冷剂通过输入管输入，撞击滤网之后，混合的润滑油会被截留，实现油气分离，然后通过输出管输出；油气分离腔底部聚集的润滑油通过专门的回油管道被回流至压缩机中继续使用，形成润滑油的循环路径；

所述低压循环罐中预留有内通道，供所述压缩机连接所述油分离器的制冷剂输送管道通过；所述环保制冰一体机设置有外壳，所述外壳顶部可打开，在所述环保制冰一体机工作时打开通风；

通过这样的管道布设结构，有利于缩小环保制冰一体机的宽度，缩小机组体积；

所述低压循环罐上设置有上支撑架，所述压缩机安装在所述上支撑架上，形成位于上层的结构关系；

所述低压循环罐对外连接蒸发器，在所述低压循环罐连接蒸发器的制冷剂输送管道上设置有液泵，为所述制冷剂提供输送动力；所述液泵位于下层，并且位于两组所述油分离器之间；

所述环保制冰一体机中设置有下支撑架，所述下支撑架中设置有上、下两个支撑槽，所述油分离器安装在所述下支撑槽中，所述低压循环罐安装在所述上支撑槽中，形成上下层的结构关系；

所述下支撑槽呈圆形，所述上支撑槽呈弧形，上、下两个支撑槽相连通，上下两个支撑槽的边缘均呈锯齿形；

所述油分离器对外连接冷凝器的制冷剂输送管道、所述低压循环罐对外连接蒸发器的制冷剂输送管道均采用套管结构，包括同轴心的内管和外管，内管为输出管道，外管为回流管道，内管和外管之间设置支撑筋；

通过这样的套管设计结构，一方面可以将管道集成布设，充分利用机组空间，缩小机组体积；另一方面因为回流的制冷剂温度总是低于输出的制冷剂温度，所以可以同时对输出的制冷剂降温，有利于提高制冰机组的效率，提高制冰一体机的环保标准。