CN107588574B - 一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法，包括制冷回路和制热回路；还包括中间器、分别在中间器两侧与其传递冷能的冷源器及制冰器；冷源器连通制冷回路，中间器交替连通有第一导冷回路及隔温回路，制冰器交替连通有第二导冷回路和制热回路。设置制冰器，导冷回路运行时制冰器利用冷源器的冷能在制冰器远离冷源器的一侧外壁上结冰，该种设置制冰器外壁远离冷源器的一侧结冰效率较高，制冰器连接有导热回路，制冰器外壁脱冰迅速，所以较好的结冰及脱冰保证了很好的制冰效果；脱冰所用的热量来源系统内部的制热回路，节能环保，节约成本。

Description

一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其是涉及一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法。

背景技术

制冷机组运行中，产生一定的冷能量和热能量。尤其是大型的制冷机组中，产生的冷能量及热能量更为客观。现有的设计中，仅仅利用到了制冷机组输出的一定冷能量，造成制冷机组处冷能的浪费。

部分厂家利用到制冷机组的冷能进行结冰，然而结冰及脱冰效果较差，造成制冷机组的制冰效率较差。其中，部分厂家的脱冰装置采用外部能源及装置，系统冷热能源没用充分利用，效果较低且成本较高，没有较好的体现节能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法，解决制冰效率较低、冷热能源利用不够充分的问题。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：

一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，包括制冷回路和制热回路；还包括中间器、分别在中间器两侧与其传递冷能的冷源器及制冰器；冷源器连通制冷回路，中间器交替连通有第一导冷回路及隔温回路，制冰器交替连通有第二导冷回路和制热回路。

优选地，所述中间器和制冰器同时分别连通第一导冷回路和第二导冷回路。

优选地，所述第一导冷回路和第二导冷回路均由第一载冷剂罐提供第一载冷剂，第一载冷剂泵提供第一载冷剂运动的动力。

优选地，所述第一导冷回路和第二导冷回路分别对应中间器及制冰器的第一载冷剂入口分别设置有第一阀体及第二阀体。

优选地，所述隔温回路由隔温介质罐提供隔温介质，隔温介质罐经第三阀体在第一阀体及第二阀体的前端分别连通第一导冷回路和第二导冷回路。

优选地，所述制热回路包括第一介质回路和导热回路，导热回路由第二载冷剂罐提供第二载冷剂，第一介质回路包括第一冷凝器，第一冷凝器和第二载冷剂罐经第一换热器传递热能，第二载冷剂罐经第二载冷剂泵与制冰器连通。

优选地，还包括有热水箱，第一介质回路包括第二冷凝器，热水箱和第二冷凝器经第二换热器传递热能。

优选地，所述制冷回路包括第三冷凝器、蒸发器及第三换热器，蒸发器和第三冷凝器经第三换热器传递热能。

优选地，还包括供液回路，供液回路位于制冰器背向中间器一侧外壁的上方设置有出液器。

一种动态蓄能式冷热源输出节能的方法，包括步骤a、b及c；

步骤a，结冰，中间器及制冰器导入第一载冷剂，通过第一载冷剂将冷源器的冷能传导至制冰器远离中间器的一侧外壁，供液回路经出液器提供能够接触该外壁的液体，液体在冷源器的冷能作用下结冰；

步骤b，隔冷，中间器导入隔温介质，将第一载冷剂驱出并用隔温介质来隔绝冷源器和制冰器之间的冷能传递；

步骤c，脱冰，制冰器导入第二载冷剂，制冰器上用于结冰的外壁升温，冰体从制冰器外壁脱离。

本发明采用的一种动态蓄能式冷热源输出节能系统及其方法，具有以下有益效果：设置制冰器，导冷回路运行时制冰器利用冷源器的冷能在制冰器远离冷源器的一侧外壁上结冰，该种设置制冰器外壁远离冷源器的一侧结冰效率较高，制冰器连接有导热回路，制冰器外壁脱冰迅速，所以较好的结冰及脱冰保证了很好的制冰效果；脱冰所用的热量来源系统内部的制热回路，节能环保，节约成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明第一导冷回路、第二导冷回路及隔温回路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，包括制冷回路2和制热回路10；还包括中间器1b、分别在中间器1b两侧与其传递冷能的冷源器1a及制冰器1c；冷源器1a连通制冷回路2，中间器1b交替连通有第一导冷回路3a及隔温回路4，制冰器1c交替连通有第二导冷回路3b和制热回路10。

所述制冷回路2和制热回路10为制冷机组的两个回路。冷源器1a连通制冷回路2而获取冷能，所以冷源器1a一直具备冷能。更好的，中间器1b和制冰器1c同时分别连通第一导冷回路3a和第二导冷回路3b，冷能从冷源器1a导出，并经中间器1b及制冰器1c，传递至制冰器1c远离冷源器1a一侧的外壁，外部水分在制冰器1c外壁结冰。当制冰器1c外壁的冰块厚度达到要求，中间器1b连接的隔温回路4运行，实现冷能隔绝。进而制冰器1c连通制热回路10，实现制冰器1c外壁的冰块快速脱离。运用制冷机组内部冷能结冰制冰效果高；并运用其热能脱冰，节能环保。

更好的，所述制冰器1c远离冷源器1a的一侧外壁上设置有冰厚检测装置。冰厚检测装置连接有控制器，控制器电连接导冷回路、隔温回路4及制热回路10上的电器。通过控制器检测冰厚，通过控制器指令导冷回路、隔温回路4及制热回路10，实现系统冷热源输出节能，即充分利用系统冷能及热能。

更好的，还包括供液回路15，供液回路15位于制冰器1c背向中间器1b一侧外壁的上方设置有出液器16。所述出液器16填充有水，通过出液器16能够在制冰器1c外壁上形成一定的水流，进而在制冰器1c上高效地结冰，即相比制冰器1c外壁仅仅吸收空气水分结冰更高效。所述出液器16设置有喷液开关。更好的，所述制冰器1c的下方设置有储冰器，所述储冰器设置有隔板，所述隔板用于储冰和滤水；所述储冰器的底部连接有水泵，所述水泵连通出液器16，所述水泵的输入端设置有滤冰器。

进一步的有，所述第一导冷回路3a和第二导冷回路3b均由第一载冷剂罐6提供第一载冷剂，第一载冷剂泵7a提供第一载冷剂运动的动力。所述第一导冷回路3a包括第一载冷剂罐6、第一载冷剂泵7a及中间器1b，所述第二导冷回路3b包括第一载冷剂罐6、第一载冷剂泵7a及制冰器1c。第一载冷剂从第一载冷剂罐6输出经第一载冷剂泵7a分别导入中间器1b及制冰器1c。通过第一载冷剂的导冷，冷源从冷源器1a导出，并经中间器1b及制冰器1c，传至制冰器1c远离冷源器1a的一侧外壁，外部水及水汽在制冰器1c外壁上结冰。

更好的，所述第一载冷剂泵7a的输出端设置有单向阀，设置单向阀，避免第一载冷剂倒流。

更好的，所述第一导冷回路3a和第二导冷回路3b分别对应中间器1b及制冰器1c的第一载冷剂入口分别设置有第一阀体5a及第二阀体5b，所述第一阀体5a及第二阀体5b为开关阀。即，所述第一导冷回路3a还包括第一阀体5a，所述第二导冷回路3b还包括第二阀体5b。设置第一阀体5a及第二阀体5b，实现第一导冷回路3a及第二导冷回路3b实质性的存在，第一导冷回路3a及第二导冷回路3b的工作可以独立，第一导冷回路3a及第二导冷回路3b能够同时或不同时工作。

更好的，所述中间器1b及制冰器1c的第一载冷剂进口均设置在上端，第一载冷剂出口均设置在下端，符合冷介质的运动特性。

进一步的有，所述隔温回路4由隔温介质罐9提供隔温介质；所述隔温介质罐9分别通过独立的阀体连通中间器1b及制冰器1c，中间器1b及制冰器1c是否通入隔温介质的工作独立。具体的有，隔温介质罐9经第三阀体5c在第一阀体5a及第二阀体5b的前端分别连通第一导冷回路3a和第二导冷回路3b。当第一载冷剂泵7a关闭，隔温介质罐9通过第一阀体5a及第二阀体5b将第一导冷回路3a及第二导冷回路3b分别切换第一隔温回路4及第二隔温回路4。中间器1b及制冰器1c的隔温工作独立。隔温及脱冰中，可以中间器1b连通第一隔温回路4而制冰器1c连通制热回路10；也可以中间器1b及制冰器1c均先通隔温回路4，实现中间器1b中隔温而制冰器1c中将第一载冷剂驱出，进而制冰器1c连通制热回路10。方式二中，先将制冰器1c中具备了一定冷能的第一载冷剂导出，再连通制热回路10，该种方式较为节约冷能及热能，制冰器1c导热脱冰效果较为良好。

更好的，所述第三阀体5c为调压阀，所述隔温介质为干燥空气。所述隔温介质罐9输出口设置有调压阀，通过调压阀调节干燥空气流动速率，较好的实现隔冷。干燥空气较为容易获得、能够在尾端方便的排出，流动性及隔温效果较好。

更好的，所述第一载冷剂罐6的回流口分别通过第四阀体5d及第五阀体5e分别连通中间器1b及制冰器1c。当导冷结冰停止而展开隔冷工序时，中间器1b及制冰器1c导入干燥空气，第一阀体5a及第二阀体5b关闭而第四阀体5d及第五阀体5e打开、同时隔温介质罐9输出干燥空气。中间器1b及制冰器1c中的第一载冷剂分别将驱回第一载冷剂罐6，掺杂的干燥空气从第一载冷剂罐6滤除。当制冰器1c外壁的冰块达到要求时，隔离介质罐中的干燥空气向中间器1b及制冰器1c导入，实现制冰器1c隔离冷源器1a的冷能。

进一步的有，所述制热回路10包括第一介质回路10a和导热回路10b，导热回路10b由第二载冷剂罐8提供第二载冷剂，第一介质回路10a包括第一冷凝器，第一冷凝器和第二载冷剂罐8经第一换热器12传递热能，第二载冷剂罐8经第二载冷剂泵7b与制冰器1c连通，即制冰器1c直接连通导热回路10b。所述第一冷凝器与第一换热器12一体式设置。当制冰器1c外壁的冰块达到要求时，制冰器1c导入携带高温的第二载冷剂，实现制冰器1c外壁快速脱冰。基于中间器1b填充有隔冷的干燥空气，第二载冷剂能够更好地起到脱冰效果。

更好的，所述制冰器1c的第二载冷剂进口及回流口分别通过第六阀体5f及第七阀体5g连通第二载冷剂罐8。所述第六阀体5f通过第二载冷剂泵7b连通第二载冷剂罐8。所述制冰器1c的第二载冷剂进口设置在下端，第二载冷剂出口设置在上端，符合热介质的运动特性。

更好的，还包括有热水箱14，第一介质回路10a包括第二冷凝器，热水箱14和第二冷凝器经第二换热器13传递热能。所述第二冷凝器及第二换热器13一体式设置。第一冷凝器及第一换热器12获取制冷机组中较高的温度，实现制冰器1c外壁快速脱冰；第二冷凝器及第二换热器13的整体串连于第一冷凝器及第一换热器12整体的后方，第二冷凝器及第二换热器13的整体获得一个中温，第二换热器13连接热水箱14并与热水箱14热交换，对热水箱14中的水进行加热。制冰及热水，冰块和热水应用于生活及工业，实现系统冷能及热能双输出节能。

进一步的有，所述制冷回路2包括第三冷凝器、蒸发器及第三换热器，蒸发器和第三冷凝器经第三换热器传递热能。蒸发器可以设置在冷源器1a中；蒸发器可以连接冷源器1a，通过热传递获取冷能。

一种动态蓄能式冷热源输出节能的方法，包括步骤a、b及c；步骤a，结冰，中间器1b及制冰器1c导入第一载冷剂，通过第一载冷剂将冷源器1a的冷能传导至制冰器1c远离中间器1b的一侧外壁，供液回路15经出液器16提供能够接触该外壁的液体，液体在冷源器1a的冷能作用下结冰；步骤b，隔冷，中间器1b导入干燥空气，将第一载冷剂驱出并用干燥空气来隔绝冷源器1a和制冰器1c之间的冷能传递；步骤c，脱冰，制冰器1c导入第二载冷剂，制冰器1c上用于结冰的外壁升温，冰体从制冰器1c外壁脱离。

步骤b和c的进行次序中可以有：所述步骤b和c同时进行，当制冰器1c远离冷源器1a的一侧外壁的冰厚满足要求，中间器1b导入干燥空气而制冰器1c导入第二载冷剂，即隔冷及脱冰同时进行。

步骤b和c的进行次序中可以有：所述步骤b和步骤c依次进行时，中间器1b及制冰器1c中均导入干燥空气，实现隔冷；进而制冰器1c导入第二载冷剂，实现脱冰。

所述步骤c中，制冰器1c连通导热回路10b，导热回路10b连接有制热回路10，制热回路10还连接有热水箱14，热水箱14中的水通过制热回路10获取热量。实现冷能及热能双输出节能。

所述步骤b之前还可以有以下步骤：冰块厚度检测。

较好的节能方法中，第一载冷剂罐6的输出口设置有第一载冷剂泵7a，第一载冷剂泵7a分别通过第一阀体5a及第二阀体5b连通中间器1b及制冰器1c的第一载冷剂入口，第一载冷剂罐6的回流口分别通过第四阀体5d及第五阀体5e连通中间器1b及制冰器1c；隔温介质罐9的输出口设置调压阀，调压阀分别通过第一阀体5a及第二阀体5b连通中间器1b及制冰器1c；第二载冷剂罐8的输出口及回流口分别通过第六阀体5f及第七阀体5g连通制冰器1c的第二载冷剂进口及出口。

实现较好的节能方法中，调压阀关闭隔温介质罐9输出、第一载冷剂泵7a运行、第一阀体5a及第二阀体5b打开、第四阀体5d及第五阀体5e打开、第六阀体5f及第七阀体5g关闭，中间器1b及制冰器1c导入第一载冷剂，实现制冰器1c远离冷源器1a的一侧外壁获取冷源并结冰；制冰器1c外壁冰厚检测；调压阀打开隔温介质罐9、第一载冷剂泵7a停止运行、第一阀体5a及第二阀体5b打开、第四阀体5d及第五阀体5e打开、第六阀体5f及第七阀体5g关闭，中间器1b及制冰器1c鼓入隔温介质，实现隔离冷源，优选的隔温介质为干燥空气，通过干燥空气将第一载冷剂驱回第一载冷剂罐6，干燥空气从第一载冷剂罐6滤除；第一阀体5a至第五阀体5e关闭、第六阀体5f及第七阀体5g打开、第二载冷剂泵7b运行，制冰器1c导入第二载冷剂，基于中间器1b填充有干燥空气，实现制冰器1c外壁快速脱冰，制冰器1c排出的干燥空气从第二载冷剂罐8中滤除；调压阀打开隔温介质罐9、第一载冷剂泵7a停止、第一阀体5a及第二阀体5b打开、第三阀体5c至第六阀体5f关闭、第七阀体5g打开，制冰器1c导入干燥空气，将第二载冷剂驱回第二载冷剂罐8。通过循环上述步骤，实现动态节能。

以上所述，并非是对本发明的限制，本发明也并不局限于上述实施方式，只要在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，从而达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，包括制冷回路（2）和制热回路（10）；其特征在于：还包括中间器（1b）、分别在中间器（1b）两侧与其传递冷能的冷源器（1a）及制冰器（1c）；冷源器（1a）连通制冷回路（2），中间器（1b）交替连通有第一导冷回路（3a）及隔温回路（4），制冰器（1c）交替连通有第二导冷回路（3b）和制热回路（10），所述第一导冷回路（3a）和第二导冷回路（3b）均由第一载冷剂罐（6）提供第一载冷剂，第一载冷剂泵（7a）提供第一载冷剂运动的动力，所述第一导冷回路（3a）对应中间器（1b）的第一载冷剂入口设置有第一阀体（5a），所述第二导冷回路（3b）对应制冰器（1c）的第一载冷剂入口设置有第二阀体（5b），所述隔温回路（4）由隔温介质罐（9）提供隔温介质，隔温介质罐（9）经第三阀体（5c）在第一阀体（5a）的前端连通第一导冷回路（3a），隔温介质罐（9）经第三阀体（5c）在第二阀体（5b）的前端连通第二导冷回路（3b），所述制热回路（10）包括第一介质回路（10a）和导热回路（10b），导热回路（10b）由第二载冷剂罐（8）提供第二载冷剂，第一介质回路（10a）包括第一冷凝器，第一冷凝器和第二载冷剂罐（8）经第一换热器（12）传递热能，第二载冷剂罐（8）经第二载冷剂泵（7b）与制冰器（1c）连通。

2.根据权利要求1所述的一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，其特征在于：所述中间器（1b）同时连通第一导冷回路（3a）和第二导冷回路（3b），所述制冰器（1c）同时连通第一导冷回路（3a）和第二导冷回路（3b）。

3.根据权利要求1所述的一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，其特征在于：还包括有热水箱（14），第一介质回路（10a）包括第二冷凝器，热水箱（14）和第二冷凝器经第二换热器（13）传递热能。

4.根据权利要求1所述的一种动态蓄能式冷热源输出节能系统，其特征在于：还包括供液回路（15），供液回路（15）位于制冰器（1c）背向中间器（1b）一侧外壁的上方设置有出液器（16）。

5.一种动态蓄能式冷热源输出节能的方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的动态蓄能式冷热源输出节能系统，包括步骤a、b及c；

步骤a，结冰，中间器（1b）及制冰器（1c）导入第一载冷剂，通过第一载冷剂将冷源器（1a）的冷能传导至制冰器（1c）远离中间器（1b）的一侧外壁，供液回路（15）经出液器（16）提供能够接触该外壁的液体，液体在冷源器（1a）的冷能作用下结冰；

步骤b，隔冷，中间器（1b）导入隔温介质，将第一载冷剂驱出并用隔温介质来隔绝冷源器（1a）和制冰器（1c）之间的冷能传递；

步骤c，脱冰，制冰器（1c）导入第二载冷剂，制冰器（1c）上用于结冰的外壁升温，冰体从制冰器（1c）外壁脱离。