CN108426410A - 用于模块化组合冷箱的冷源模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷装备制造技术领域，尤其涉及一种用于模块化组合冷箱的冷源模块。本发明提供的用于模块化组合冷箱的冷源模块，包括：外壳；制冷组件，包括压缩机、冷凝器以及电机，压缩机、冷凝器与设于末端模块内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，压缩机及电机设于外壳内部；配电及监测组件包括主配电及监测子模块、第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块。本申请提供的冷源模块，采用模块化制造，制造方便且价格低廉；并能够根据冷箱的实际运行状态来随时调整制冷组件的制冷模式，自动化程度高，且也利于实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能的灵活切换。

Description

用于模块化组合冷箱的冷源模块

技术领域

本发明涉及制冷装备制造技术领域，尤其涉及一种用于模块化组合冷箱的冷源模块。

背景技术

目前，土建及钢结构形式的建筑中专门划分区域，以用作摆放制冷设备及相关配电及控制系统，属于建筑范畴。其中，制冷组件及相应的辅助设备安装在制冷机房内，风冷或蒸发式冷凝器安装在室外。建筑一旦建成，规模和功能很难随市场的需求改变。室外型冷凝压缩机组属于设备范畴，并联压缩机组置于基座上，上部设置风冷式冷凝器，外部罩壳体，内含机组配电柜及控制柜。

但是，采用传统土建或钢结构的制冷机房供冷端存在下述问题：建设规模和功能相对固定，难以随时调整，或调整的成本高；建设手续繁琐，建设周期长，且为重点监管区域；现场安装、施工工程量大、工作复杂，工程投资和质量难以控制；制冷机房建筑一旦建好后，不能搬运；运行阶段维护费用高，耗费人力物力；有扩展规模需求时，受场地限制严重；因调整等原因产生建筑垃圾，不可回收利用。

室外冷凝机组存在的问题：冷凝机组运行工况固定，功能单一，不能任意调整；现有产品序列少，仅用于冷库降温使用，不能覆盖冷冻冷藏行业的速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、气调冷藏、制冰、低温生产环境(包括但不限于控温干仓、分拣、配送等)等多种需求；另外，冷凝机组仅能实现对压缩机组的控制，无法实现对制冷系统整体的自动控制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种采用模块化设计、自动化程度高、生产成本低、拆装简便且利于实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能灵活切换的冷源模块，以解决现有冷库存在建设规模和功能相对固定且功能单一、成本高及施工周期长的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于模块化组合冷箱的冷源模块，包括：

外壳；

制冷组件，包括压缩机及冷凝器以及用于驱动所述压缩机的电机，所述压缩机、冷凝器与设于所述末端模块内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，所述压缩机及电机设于所述外壳内部；

配电及监测组件，包括主配电及监测子模块和分别与所述主配电及监测子模块连接的第一配电及监测子模块、第二配电及监测子模块，所述第一配电及监测子模块用于实时监测所述箱体模块、末端模块的运行状态并为所述末端模块提供电源；所述第二配电及监测子模块用于实时监测所述冷源模块的运行状态并为所述制冷组件提供电源；所述主配电及监测子模块为所述第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块提供配电和监测。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的制冷剂存储组件，所述制冷剂存储组件设于所述冷凝器的出液口与所述末端模块的蒸发器之间。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的供液组件，所述供液组件设于所述制冷剂存储组件与所述末端模块的蒸发器之间；所述供液组件包括供液管路、屏蔽电泵及供液阀件。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的融霜组件，所述融霜组件用于除去在所述蒸发器上形成的霜；其中，所述融霜组件包括水冲霜组件或电融霜组件或热气融霜组件或热工质融霜组件。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的余热回收及储存组件，所述余热回收及储存组件通过热能输出管道与所述制冷组件连接。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的热泵组件，所述热泵组件用于提升所述制冷组件的排热温度，所述热泵组件设于所述压缩机的排气口与冷凝器之间。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括设于所述外壳内部的气体及温度检测组件，所述气体及温度检测组件包括气体成分检测器及感温器，所述气体成分检测器及感温器分别与所述第二配电及监测子模块连接。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括通风组件，所述外壳上设有通风口，所述通风组件包括通风机及设于所述通风口上的通风百叶或进风格栅，所述通风机与所述第二配电及监测子模块连接。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括气调组件，所述气调组件包括分别与所述第二配电及监测子模块连接的降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机，且所述降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机均通过管路与所述冷箱的存储空间连通。

根据上述技术方案的优选，当所述冷源模块的数量为两个以上时，多个所述冷源模块并联或串联后与所述末端模块连接。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供了一种用于模块化组合冷箱的冷源模块，包括：外壳；制冷组件，包括压缩机及冷凝器以及用于驱动压缩机的电机，压缩机、冷凝器与设于末端模块内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，压缩机及电机设于外壳内部；配电及监测组件，包括主配电及监测子模块和分别与主配电及监测子模块连接的第一配电及监测子模块、第二配电及监测子模块，第一配电及监测子模块用于实时监测箱体模块、末端模块的运行状态并为末端模块提供电源；第二配电及监测子模块用于实时监测冷源模块的运行状态并为制冷组件提供电源；主配电及监测子模块为第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块提供配电和监测。本申请提供的冷源模块，采用模块化制造，内部各功能组件可以根据需求调整，适用于各种复杂需求；能实现标准化生产，实现了预制和装配式建筑的优势，质量、造价、工期更加可控，现场施工量小，使用的材料易于循环利用，容易实现绿色环保；并通过设有配电及监测组件，能够根据冷箱的实际运行状态来随时调整制冷组件的制冷模式，自动化程度高，且也利于实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能的灵活切换，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

附图说明

图1是本发明实施例的冷源模块的结构示意图；

图2是本发明实施例冷箱的结构示意图。

图中：1：外壳；2：制冷组件；3：制冷剂存储组件；4：配电及监测组件；10：冷源模块；20：末端模块；100：冷箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，一方面，本发明实施例提供了一种用于模块化组合冷箱的冷源模块，冷箱100包括箱体模块及与箱体模块连接的末端模块20，包括：

外壳1；

制冷组件2，包括压缩机、冷凝器以及用于驱动压缩机的电机，压缩机、冷凝器与设于末端模块20内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，压缩机及电机设于外壳1内部；其中，冷凝器包括冷凝盘管及轴流风机；

制冷时，电机驱动压缩机运转，压缩机从蒸发器的冷却盘管中吸入低温低压的制冷剂气体，经压缩后成为高温高压的过热气体并输送至冷凝器中，使得制冷剂不断的循环流动；其中，冷凝器是将压缩机输送的高温高压的过热气体在冷凝器中向冷却介质(空气、水)放热，冷凝为对应冷凝温度下的高压液体。

配电及监测组件4，包括主配电及监测子模块和分别与主配电及监测子模块连接的第一配电及监测子模块、第二配电及监测子模块，第一配电及监测子模块用于实时监测箱体模块、末端模块20的运行状态并为末端模块20提供电源；第二配电及监测子模块用于实时监测冷源模块的运行状态并为制冷组件提供电源；主配电及监测子模块为第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块提供配电和监测。

在本实施例中，本申请提供的冷源模块包括外壳1，优选的，外壳1可采用类集装箱式的壳体结构，壳体结构采用标准集装箱或普通钢板制成且分为可入式及不可入式两种。进一步的，外壳1为内部具有容置空间的封闭型壳体结构，其中，制冷组件2的压缩机及电机设于外壳1的内部；配电及监测组件4则设于外壳1的内部。由此，外壳1为各个模块提供支撑和固定，并可根据需求提供内部温度控制、气体成分检测及控制、噪音及振动控制和消防保护。

其中，冷凝器可设于外壳1的外部，具体地，冷凝器通过设于外壳1外部的结构框架固定在外壳1上；冷凝器也可设于外壳1的内部，具体地，冷凝器通过风道吸入外界空气，内部的冷凝盘管与设于末端模块20内的蒸发器管路连接。

如此，冷源模块将上述各个组件都能集成于外壳1的内部或通过结构框架固定在外壳1的外部，且外壳1采用集装箱式的结构，利于模块化制造，内部各功能组件可以根据需求调整，适用于各种复杂需求；并利于能实现标准化生产，实现了预制和装配式建筑的优势，质量、造价、工期更加可控，现场施工量小，使用的材料易于循环利用，容易实现绿色环保；并通过设有主配电及监测子模块、第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块，能够根据冷箱100的实际运行状态来合理调整制冷组件2的制冷模式，自动化程度高，且利于实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能的灵活切换，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

优选的，冷源模块内集成有包括主配电及监测子模块、第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块的配电及监测组件，以能为冷箱100提供冷源，同时为冷箱100提供总配电功能，进而以控制整个制冷作业自动运行，对冷箱100的运行状态实时监测并将数据远传，通过互联网实现对系统的远程监测、控制及修改。冷源模块可根据需求对压缩机、冷凝器及其他元器件进行调整或更换，可以实现冷冻冷藏、速冻、快速预冷、冷却、制冰、气调等多种功能的供冷端功能。其中，压缩机可采用涡旋、活塞、螺杆等多种形式，冷凝器可采用风冷式、蒸发式、水冷式等多种形式。

箱体模块内设有存储空间，冷源模块10可安装在箱体模块附近或箱体模块的上方，冷源模块10可通过预留管道、动力及通信电缆与箱体模块或末端模块20相连，可有效节省冷箱100(或多功能模块化组合冷库)的整体占地面积。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与第二配电及监测子模块连接且设于外壳内部的制冷剂存储组件3，制冷剂存储组件3设于冷凝器的出液口与末端模块20的蒸发器之间。

具体地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的制冷剂存储组件3，其中，制冷剂存储组件3包括贮液器，贮液器则用于临时暂存冷凝器冷凝下来的制冷剂。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与第二配电及监测子模块连接且设于外壳内部的供液组件，供液组件设于制冷剂存储组件与末端模块20的蒸发器之间；供液组件包括供液管路、屏蔽电泵及供液阀件。

具体地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的供液组件，供液组件包括供液管路、屏蔽电泵及供液阀件，第二配电及监测子模块可根据需要来控制供液组件的运行，以能为制冷剂在冷却循环回路内的循环提供更高的动力，通过与上述制冷剂存储组件相配合，进而可根据实际需求来合理实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能的灵活切换。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与第二配电及监测子模块连接且设于外壳1内部的融霜组件，融霜组件用于除去在蒸发器上形成的霜；其中，融霜组件包括水冲霜组件或电融霜组件或热气融霜组件或热工质融霜组件。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的融霜组件。在本实施例中，融霜组件优选采用水冲霜组件，其中，水冲霜组件包括冲霜水箱、给水管、回水管及水泵。除霜时，第二配电及监测子模块控制水泵运行，水泵将冲霜水箱内的水通过给水管输送至蒸发器的冷却盘管上方，利用水的温度将冷却盘管表面的霜层融化及冲掉，融化后的水及霜落入设于冷却盘管下方的集水盘中，再通过回水管回流至冲霜水箱内。采用水冲霜形式的除霜方式，结构简单，设计合理，生产成本低且除霜效果好。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与第二配电及监测子模块连接且设于外壳1内部的余热回收及储存组件，余热回收及储存组件通过热能输出管道与制冷组件2连接。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的余热回收及储存组件。其中，余热回收及储存组件包括余热回收组件和储存组件，余热回收组件可将制冷组件2的排热通过换热装置加热水或其他介质，加热后的水或其他介质作为热源再次使用，优选的，换热装置可以选用管壳式、板片式、板壳式中的一种或其它结构形式，具体可根据实际需求来合理选择换热装置的类型。储存组件用于平衡对热源需求的时间点与制冷组件2的运行时间不完全一致的情况，将加热后的水或其他介质存放于保温容器内，以便随时提供热源。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括与第二配电及监测子模块连接且设于外壳1内部的热泵组件，热泵组件用于提升制冷组件2的排热温度，热泵组件设于压缩机的排气口与冷凝器之间。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的热泵组件，在压缩机的排气口与冷凝器之间设置热泵组件，通过热泵组件能将制冷组件2的排热温度显著提高，以能为进一步地提高余热的利用价值。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括设于外壳1内部的气体及温度检测组件，气体及温度检测组件包括气体成分检测器及感温器，气体成分检测器及感温器分别与第二配电及监测子模块连接。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括设于外壳1内部的气体及温度检测组件，具体地，气体及温度检测组件包括气体成分检测器及感温器，气体成分检测器用于检测分析冷源模块内部空间的气体成分，当发现有制冷剂泄漏能及时报警，利于提高冷源模块的使用安全性及可靠性；感温器用于检测分析冷源模块内部空间的温度，当冷源模块内的温度过高时，可通过通风、机械制冷手段降低冷源模块内的温度，当冷源模块内的温度过低时，可通过加热手段保证冷源模块内的环境温度适宜，进而以能满足冷源模块内部电器元件的工作条件需求。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括通风组件，外壳1上设有通风口，通风组件包括通风机及设于通风口上的通风百叶或进风格栅，通风机与第二配电及监测子模块连接。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括通风组件，特别的，当感温器检测得到冷源模块的内部温度较高时，可通过通风组件为冷源模块内部提供强制或自然通风，以降低冷源模块内的温度；或当冷源模块内的存在制冷剂泄漏时，可通过通风的方式更换冷源模块的内部空气。其中，通风组件包括通风机、通风百叶或进风格栅，第二配电及监测子模块控制通风机运行，通风机提高冷源模块内部的气体压力并将冷源模块内部的气体通过通风百叶或进风格栅排送出去，以能实现通风的效果。

根据上述技术方案的优选，进一步地，还包括气调组件，气调组件包括分别与第二配电及监测子模块连接的降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机，且降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机均通过管路与冷箱100的存储空间连通。

进一步地，本申请提供的冷源模块还包括气调组件，其中，气调组件包括降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机，具体可根据冷箱100内存储物品的实际需求，上述设备均通过管路及阀门与冷箱100内的存储空间连通，即上述设备均通过管路及阀门与箱体模块的内部存储空间连通，经调整，以使得冷箱100存储空间的空气中的氧、二氧化碳、乙烯等气体成分适宜存储物品长期储存的需求。

根据上述技术方案的优选，主配电及监测子模块、第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块均设有电计量器，电计量器用于统计各个设备的用电量。

其中，主配电及监测模块的电计量器用于对模块化组合冷箱100的总用电量加以实时监测及记录；第二配电及监测子模块的电计量器用于对冷源模块中的制冷机组、除末端模块20外的制冷设备、融霜组件、余热回收及储存组件、热泵组件、气体及温度检测组件、通风组件及气调气源组件中的各个设备的用电量加以实时监测及记录；第一配电及监测子模块的电计量器用于对冷箱100中的末端模块20内各个设备的用电量加以实时监测及记录。

由此，冷源模块内部各功能组件高度集成，利用类集装箱式结构形式，节省空间；各功能组件及附件组件均采用工厂内模块化生产，标准化程度高，便于调整更换，可以批量制造，利于降低成本。

优选的，当冷源模块的数量为两个以上时，多个冷源模块并联或串联后与末端模块20连接。

具体地，若冷源模块10的数量为多个时，多个冷源模块10之间可并联使用，也可串联使用，或可以根据使用需求与箱体模块或末端模块20灵活搭配，冷源模块10集成多种功能，拆装方便，可以运输，能够根据末端模块20或箱体模块的所有需求变换功能，而且高效节能。

需说明的是，在本实施例中，冷源模块既可作为冷箱100的冷源模块使用也可作为独立的冷源单独使用；其中，单个冷源模块配置1个或多个蒸发温度；且当多个冷源模块并联使用时，冷源模块中制冷系统的高压系统共用，多个冷源模块串联或并联后可根据需要提供1个或多个蒸发温度。

综上所述，本发明提供了一种用于模块化组合冷箱的冷源模块，包括：外壳；制冷组件，包括压缩机及冷凝器以及用于驱动压缩机的电机，压缩机、冷凝器与设于末端模块内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，压缩机及电机设于外壳内部；配电及监测组件，包括主配电及监测子模块和分别与主配电及监测子模块连接的第一配电及监测子模块、第二配电及监测子模块，第一配电及监测子模块用于实时监测箱体模块、末端模块的运行状态并为末端模块提供电源；第二配电及监测子模块用于实时监测冷源模块的运行状态并为制冷组件提供电源；主配电及监测子模块为第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块提供配电和监测。本申请提供的冷源模块，采用模块化制造，能实现标准化生产，实现了预制和装配式建筑的优势，质量、造价、工期更加可控，现场施工量小，使用的材料易于循环利用，容易实现绿色环保；并通过设有配电及监测组件，能够根据冷箱的实际运行状态来随时调整制冷组件的制冷模式，自动化程度高，且也利于实现速冻、快速预冷、冷却、冷却物冷藏、冻结物冷藏、低温生产环境等多种不同使用功能的灵活切换，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于，所述冷箱包括箱体模块、末端模块，所述冷源模块包括：

外壳；

制冷组件，包括压缩机、冷凝器以及用于驱动所述压缩机的电机，所述压缩机、冷凝器与设于所述末端模块内的蒸发器通过管路连接后形成冷却循环回路，所述压缩机及电机设于所述外壳内部；

配电及监测组件，包括主配电及监测子模块和分别与所述主配电及监测子模块连接的第一配电及监测子模块、第二配电及监测子模块，所述第一配电及监测子模块用于实时监测所述箱体模块、末端模块的运行状态并为所述末端模块提供电源；所述第二配电及监测子模块用于实时监测所述冷源模块的运行状态并为所述制冷组件提供电源；所述主配电及监测子模块为所述第一配电及监测子模块和第二配电及监测子模块提供配电和监测。

2.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的制冷剂存储组件，所述制冷剂存储组件设于所述冷凝器的出液口与所述末端模块的蒸发器之间。

3.根据权利要求2所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的供液组件，所述供液组件设于所述制冷剂存储组件与所述末端模块的蒸发器之间；所述供液组件包括供液管路、屏蔽电泵及供液阀件。

4.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的融霜组件，所述融霜组件用于除去在所述蒸发器上形成的霜；其中，所述融霜组件包括水冲霜组件或电融霜组件或热气融霜组件或热工质融霜组件。

5.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的余热回收及储存组件，所述余热回收及储存组件通过热能输出管道与所述制冷组件连接。

6.根据权利要求5所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括与所述第二配电及监测子模块连接且设于所述外壳内部的热泵组件，所述热泵组件用于提升所述制冷组件的排热温度，所述热泵组件设于所述压缩机的排气口与冷凝器之间。

7.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括设于所述外壳内部的气体及温度检测组件，所述气体及温度检测组件包括气体成分检测器及感温器，所述气体成分检测器及感温器分别与所述第二配电及监测子模块连接。

8.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括通风组件，所述外壳上设有通风口，所述通风组件包括通风机及设于所述通风口上的通风百叶或进风格栅，所述通风机与所述第二配电及监测子模块连接。

9.根据权利要求1所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：还包括气调组件，所述气调组件包括分别与所述第二配电及监测子模块连接的降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机，且所述降氧设备、二氧化碳脱除设备、乙烯脱除设备、制氮机均通过管路与所述冷箱的存储空间连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于模块化组合冷箱的冷源模块，其特征在于：当所述冷源模块的数量为两个以上时，多个所述冷源模块并联或串联后与所述末端模块连接。