CN108800692A - 一种满液式制冰系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冰的制造技术领域，公开了一种满液式制冰系统及其控制方法，其中满液式制冰系统包括制冷剂循环回路系统、载冷剂循环回路系统、制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统共有的热交换器，其中热交换器用于在制冷剂循环回路系统中循环的制冷剂和载冷剂循环回路系统中循环的载冷剂之间进行热量交换，前述的载冷剂循环回路系统包括制冰槽和循环泵，其中制冰槽的槽壁内部具有容纳载冷剂流动的通道，循环泵为载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动提供动力，载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动时流经制冰槽的槽壁内部的通道。本发明融合了盐水制冰和直冷式制冰的优点，制出的块冰密度更加均匀，在运输和使用过程中不易破损。

Description

一种满液式制冰系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及冰的制造技术领域，更具体地是涉及一种满液式制冰系统及其控制方法。

背景技术

在制冰行业中，传统和普遍的制冰方法是采用盐水制冰，盐水制冰大多是将镀锌钢板材质的制冰桶放入盐水池中，利用制冷系统将盐水的温度降低至零度以下，低温的盐水通过制冰桶壁与制冰桶内的水换热使制冰桶内的水逐渐凝固成冰，然后再通过起吊装置将制冰桶吊起放置在常温水池中让冰块和制冰桶壁分离，最后再倒出冰块。这种制冰方法制冰速度慢，效率低，耗能大。

随着制冷技术的发展，近年来，制冰行业中出现了直冷式制冰。直冷式制冰是将制冰槽直接作为制冷系统的一部分，直接使制冷剂在制冰槽的槽壁内腔中进行流动，制冷剂和制冰槽中的水通过槽壁进行热量交换，达到制冰的目的。例如名称为一种制冰和速冻模块机组及制冷系统，申请号为201520625530.5的中国实用新型专利所公开的技术方案实质上就是一种采用直冷式制冰的制冰槽结构和制冰系统。

但是直冷式制冰也存在明显不足的地方，制冷剂在回路中循环流动时需要状态变化，回路太长制冷效率低，无法充满制冰槽的槽壁内腔，制冷剂自身的物理性质和制冷剂在循环过程中的状态变化都会导致制冰槽各处的温度不均衡，制出的块冰密度不均匀，在运输过程中容易破损。还有利用制冷系统制热进行脱冰过程中，同样会出现温度不均衡的现象，脱冰花费的时间也较长，且需要耗费大量的电能。另外，这种制冰方法使用的制冷剂较多，成本居高不下，尤其是想要提高或者保持较好的制冰和脱冰效果及效率，成本更高。此外，制冰槽的槽壁一旦破损造成制冷剂迅速泄露，容易污染环境，维修和维护成本高。

采用传统的盐水制冰，制冰和脱冰过程需要在空间上分开进行。加水操作、更换空间、取冰操作都是由人工进行，不易实现自动化，且费时费力，劳动强度大，制冰效率低，制冰成本高。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种满液式制冰系统及其控制方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的。

一种满液式制冰系统，包括制冷剂循环回路系统、载冷剂循环回路系统、制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统共有的热交换器，其中热交换器用于在制冷剂循环回路系统中循环的制冷剂和载冷剂循环回路系统中循环的载冷剂之间进行热量交换，前述的载冷剂循环回路系统包括制冰槽和循环泵，其中制冰槽的槽壁内部具有容纳载冷剂流动的通道，循环泵为载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动提供动力，载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动时流经制冰槽的槽壁内部的通道。

本方案中的制冷剂循环回路系统可以提供制冷功能，例如采用本领域现有技术中的制冷系统，也可以采用类似于空调中的制冷系统。本方案中的制冰槽可以采用背景技术中所提到的申请号为201520625530.5的中国实用新型专利所公开的制冰和速冻模块机组，其本质是一种制冰槽，或者采用类似结构的带有装水的槽格和具有容纳冷媒流动通道的槽壁的制冰槽。

本方案在制冰时，运行制冷剂循环回路系统进行制冷，使流经热交换器处的制冷剂为低温状态的制冷剂，通过热交换器在制冷剂和载冷剂之间进行热量交换，使热交换器处的载冷剂温度降低，通过载冷剂循环回路系统的运行使热交换器处的温度降低的载冷剂流动到制冰槽处，在制冰槽处利用槽壁在载冷剂和制冰槽内的水进行热量交换，使制冰槽内的水的温度降低，使流经制冰槽处的载冷剂的温度升高，通过载冷剂循环回路系统的运行使制冰槽处的温度升高的载冷剂流动到热交换器处再进行降温，这样往复循环最终使制冰槽内的水结成冰块，达到制冰的目的。

载冷剂循环回路系统中流动的是载冷剂，一般载冷剂始终保持流动的液态性质，载冷剂在制冰槽的槽壁内流动时可以充满槽壁的通道，这样载冷剂和槽壁之间的热量交换更加均衡，即制冰槽内各处的水的温度降低的速度更加均匀，制出的块冰密度就更加均匀，所以本方案融合了传统的盐水制冰和目前的直冷式制冰的优点，采用本方案制出的冰块的质量和传统的盐水制冰制出的冰块的质量相当，在运输和使用过程中不易破损。

作为进一步改进的结构形式，上述的载冷剂循环回路系统中并联有至少两条分别含有载冷剂罐的支路，且每条支路都能单独连通在载冷剂循环回路系统中，载冷剂循环流动时流经连通在载冷剂循环回路系统中的载冷剂罐。其中每条支路都能单独连通在载冷剂循环回路系统中可以通过在每条支路上连接开关阀来实现。为了确保支路中不发生倒流现象，还可以在每条支路上连接单向阀。为了确保载冷剂循环动力充足，还可以在每条支路上连接循环泵。这样不但可以确保每条支路都能单独连通在载冷剂循环回路系统中，还能够使多条支路同时连通在载冷剂循环回路系统中。此外，也可以在主干路和支路交汇处连接换向阀，也可以实现每条支路都能够单独连通在载冷剂循环回路系统中。

上述的满液式制冰系统的控制方法是，其中一条含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为低温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为常温载冷剂罐；制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，运行制冷剂循环回路系统制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，将含有常温载冷剂罐的支路分时段单独连通在载冷剂循环回路系统中或者全部连通在载冷剂循环回路系统中，制冷剂循环回路系统停止运行，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰。

本方案在制冰时，常温载冷剂罐不连通在载冷剂循环回路系统中，因此常温载冷剂罐内的载冷剂可以保持初始温度，或者与外界环境温度接近。制冰结束后，可以利用常温载冷剂罐内的载冷剂对制冰槽内的冰块进行脱冰，这样可以节省大量的能源。

作为进一步改进的结构形式，上述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路并联在制冰槽的下游且此条支路中的载冷剂罐布置在制冰槽的下方。

上述的改进结构的满液式制冰系统的控制方法是，并联在制冰槽的下游的那条支路中的布置在制冰槽下方的载冷剂罐作为低温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为常温载冷剂罐；制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，运行制冷剂循环回路系统制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统都停止运行，间隔一段预定时间后，将含有常温载冷剂罐的支路分时段单独连通在载冷剂循环回路系统中或者全部连通在载冷剂循环回路系统中，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰。

这样可以在制冰结束且制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统都停止运行后，仍然将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中一段时间，使制冰槽槽壁内的通道中的载冷剂在重力作用下回流到低温载冷剂罐内，从而避免在使用常温载冷剂罐内的载冷剂进入回路进行脱冰时有过多的温度较低的载冷剂混入，进一步提高脱冰的效果，可以更加节省能源。

作为进一步改进的结构形式，上述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路中的载冷剂罐中设置有换热管，且此换热管连通在制冷剂循环回路系统中，制冷剂循环流动时流经此换热管，且制冷剂循环回路系统在制冷时此换热管中流动的是高温状态的制冷剂。内设换热管的载冷剂罐在制冰时不连通在载冷剂循环回路系统中。与现有的普通的制冷剂循环回路系统相比，本方案在制冷剂循环回路系统中增设了换热管，并且将换热管设置在载冷剂罐内，这样当制冷剂循环回路系统在制冷工作模式下，制冷剂流经载冷剂罐内的换热管时，会通过换热管和载冷剂罐内的载冷剂产生热量交换，使载冷剂罐内的载冷剂的温度进一步升高，既可以在制冷剂循环回路系统制冷时辅助散热，又可以回收热能存储在载冷剂中，为脱冰提供更多的热能，这样在脱冰时又进一步节省了大量能源。

作为进一步改进的结构形式，上述的制冷剂循环回路系统为能够在制冷工作模式和制热工作模式间进行切换的制冷剂循环回路系统。本方案可以在利用载冷剂自身或者吸收的热能不能完全脱冰的情况下，直接运行制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式，通过热交换器对载冷剂循环回路系统中的载冷剂进行加热，继续利用回路中的载冷剂进行脱冰，直到完全脱冰。本方案可以实现自动化制冰和脱冰，且控制简单，不需要更换空间进行脱冰，也无需其它辅助加热方式。

作为进一步改进的结构形式，上述的内设换热管的载冷剂罐的内部或者出口处布置有温度传感器。

上述的增设温度传感器的满液式制冰系统的控制方法是，将内设换热管的载冷剂罐作为高温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的一条支路中的载冷剂罐作为低温载冷剂罐，制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，将制冷剂循环回路系统切换至制冷工作模式进行制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，将含有高温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，制冷剂循环回路系统停止运行，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰，利用温度传感器对高温载冷剂罐内的载冷剂进行实时温度检测，将检测的温度值T和预定值T1进行比较，如果T>T1，则制冷剂循环回路系统继续停止运行，如果T≤T1，则将制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式进行制热，载冷剂循环回路系统继续运行进行脱冰。本方案可以对高温载冷剂罐内的载冷剂的温度进行实时检测，在制冰结束后，根据实时检测的温度来设定何时启动制冷剂循环回路系统进行制热，从而使时间节点控制更加精确，提高系统的工作效率，降低能源的消耗，缩短脱冰所需的时间。

作为一种优化的结构形式，上述的载冷剂罐中的换热管为螺旋管式换热管，或者为带有换热翅片的换热管，或者为带有内螺纹的换热管，从而增加换热管和载冷剂的接触面积，进一步提高换热效率，以回收更多的热能。

作为没有载冷剂罐的满液式制冰系统的改进方案，所述的制冷剂循环回路系统为能够在制冷工作模式和制热工作模式间进行切换的制冷剂循环回路系统。制冰时，将制冷剂循环回路系统切换至制冷工作模式进行制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，将制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰，从而实现自动化制冰和脱冰，且不需要更换空间。

作为进一步改进的结构形式，上述的载冷剂循环回路系统中设有用于加热回路内的载冷剂的辅助加热装置。其中辅助加热装置可以采用电加热装置、太阳能加热装置、地热能加热装置、废水热加热装置等，本方案可以采用只有制冷工作模式的制冷剂循环回路系统，或者不使用制冷剂循环回路系统的制热工作模式，简化系统，运行更加稳定。

作为进一步改进的结构形式，上述的制冷剂循环回路系统中连通有气液分离器，以提高制冷剂循环回路系统的工作效率，同时可以避免制冷剂循环回路系统中的元器件损坏，延长各元器件的使用寿命。

作为进一步改进的结构形式，上述的制冰槽的槽格的尺寸是可以变化的。本方案中制冰槽的槽格的尺寸是可以变化的，从而可以根据用户需要改变制冰槽的槽格的尺寸，即改变制作出的冰块的尺寸。

作为进一步改进的结构形式，上述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路中的载冷剂罐中设置有通过电加热装置，或太阳能加热装置，或地热能加热装置，或废水热加热装置加热的发热管。本方案可以通过发热管加热载冷剂罐中的载冷剂，在制冰结束后，将含有内设发热管的载冷剂罐的那条支路连通在载冷剂循环回路系统中，通过载冷剂循环回路系统的运行使加热后的载冷剂热流动到制冰槽处，从而实现脱冰。而发热管的热能通过太阳能加热装置，或地热能加热装置，或废水热加热装置来获取可以大大节省能源。

本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：融合了传统的盐水制冰和目前的直冷式制冰的优点，使制冰槽各处的温度更加均衡，制出的块冰密度更加均匀，采用本发明制出的冰块的质量和传统的盐水制冰制出的冰块的质量相当，在运输和使用过程中不易破损。

附图说明

图1为本发明实施例一的系统示意图。

图2为本发明实施例二的系统示意图。

图3为本发明实施例三的系统示意图。

图4为本发明实施例四的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本发明的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。

实施例一：

如图1所示，一种满液式制冰系统，包括制冷剂循环回路系统、载冷剂循环回路系统、制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统共有的热交换器3。其中热交换器3用于在制冷剂循环回路系统中循环流动的制冷剂和载冷剂循环回路系统中循环流动的载冷剂之间进行热量交换。

热交换器3为壳管形式的热交换器，包括形成密闭的热交换腔32的外壳31和设置在热交换腔32内的热交换管33，热交换管33的进口和出口密封穿过外壳31后连接到制冷剂循环回路系统中。

载冷剂循环回路系统包括制冰槽21和第一循环泵223。热交换器3的热交换腔32连通至制冰槽21的入口，制冰槽21的出口连通至第一循环泵223的入口，第一循环泵223的出口连通至热交换腔32。本实施例中的制冰槽可以采用背景技术中所提到的申请号为201520625530.5的中国实用新型专利所公开的制冰和速冻模块机组，其本质是一个制冰铝槽。制冰槽21的入口和出口是指槽壁内的通道的入口和出口。

本实施例在热交换腔32和第一循环泵223之间的管路上设置了用于加热回路内的载冷剂的电加热装置24。

制冷剂循环回路系统包括压缩机11、换热器12、节流阀13和气液分离器14。热交换器3的热交换管33、气液分离器14、压缩机11、换热器12、节流阀13依次密封连通形成制冷回路。

本实施例中的换热器12可以采用风冷、水冷、蒸发冷等多种形式的换热器。

本实施例在制冰时，运行制冷剂循环回路系统进行制冷，流经热交换管33的制冷剂为低温状态的制冷剂，热交换腔32内为载冷剂，这样就可以使制冷剂和载冷剂在热交换器3处进行热量交换，使热交换腔32内的载冷剂的温度降低，通过载冷剂循环回路系统的运行使热交换腔32内的低温载冷剂流动到制冰槽处，在制冰槽处利用槽壁在载冷剂和制冰槽内的水进行热量交换，使制冰槽内的水的温度降低，使流经制冰槽处的载冷剂温度升高，通过载冷剂循环回路系统的运行使制冰槽处的高温载冷剂流动到热交换腔32内再进行降温，这样往复循环最终使制冰槽内的水结成冰块，达到制冰的目的。

本实施例在脱冰时，制冷剂循环回路系统停止运行，启动电加热装置24对回路内的载冷剂进行加热，加热后的载冷剂流经制冰槽的槽壁时使槽壁的温度升高，当槽壁的温度升高到一定程度时，即可使制冰槽内的冰块和槽壁脱离开。

载冷剂循环回路系统中流动的是载冷剂，一般载冷剂始终保持流动的液态性质，载冷剂在制冰槽的槽壁内流动时可以充满槽壁的通道，这样载冷剂和槽壁之间的热量交换更加均衡，即制冰槽内各处的水的温度降低的速度更加均匀，制出的块冰的密度就更加均匀，所以本方案融合了传统的盐水制冰和目前的直冷式制冰的优点，采用本方案制出的冰块的质量和传统的盐水制冰制出的冰块的质量相当，在运输和使用过程中不易破损。

实施例二：

如图2所示，本实施例是在实施例一的基础上进行改进得出的在载冷剂循环回路系统中并联有两条分别含有载冷剂罐的支路的满液式制冰系统。

本实施例和实施例一的不同之处在于，本实施例去掉了电加热装置24，在制冰槽21的出口接出后并联有两条分别含有载冷剂罐的支路，分别为第一支路和第二支路。第一支路包括依次连通的第一开关阀221、第一载冷剂罐222、第一循环泵223、第一单向阀224。第二支路包括依次连通的第二开关阀231、第二载冷剂罐232、第二循环泵233、第二单向阀234。第一单向阀224和第二单向阀234的出口都连通至热交换腔32。第一支路和第二支路可以通过控制第一开关阀221和第二开关阀231的打开和关闭来实现单独连通在载冷剂循环回路系统中。

本实施例中的第一载冷剂罐222和第二载冷剂罐232的外表面都套有保温棉，以将罐内的载冷剂和外界空气进行隔离，避免产生过多的热量交换。

本实施例的满液式制冰系统的控制方法是，制冰时，运行制冷剂循环回路系统进行制冷，开启第一开关阀221，运行第一循环泵223，关闭第二开关阀231，使第二循环泵233停机，使第一支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，利用第一载冷剂罐222内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行制冰。制冰结束后，停止运行制冷剂循环回路系统，关闭第一开关阀221，使第一循环泵223停机，开启第二开关阀231，运行第二循环泵233，使第二支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，利用第二载冷剂罐232内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行脱冰。

采用本实施例的制冰系统制冰时，利用第一载冷剂罐222内的载冷剂作为热量交换的载体进行循环，而此时第二载冷剂罐232内的载冷剂不进入循环回路中，即第二载冷剂罐232内的载冷剂和回路中循环的载冷剂相互隔离，这样第二载冷剂罐232内的载冷剂保持初始温度。在制冰结束后需要脱冰时，使第二载冷剂罐232内的载冷剂进入循环回路中，使第一载冷剂罐222内的载冷剂和回路中循环的载冷剂相互隔离。因为第二载冷剂罐232内的载冷剂的温度较高，所以可以先利用第二载冷剂罐232内的载冷剂作为热量交换的载体进行循环对制冰槽21内的冰块进行脱冰，这样可以节省大量的能源。如果利用第二载冷剂罐232内的载冷剂不能完全脱冰，再利用其它方式进行彻底脱冰，例如在回路中增加辅助加热的电加热装置，利用电加热装置加热回路中的载冷剂，继续利用回路中的载冷剂进行脱冰，直到完全脱冰。

实施例三：

如图3所示，本实施例是在实施例二的基础上进行改进得出的满液式制冰系统。

本实施例和实施例二的不同之处在于，第二载冷剂罐232中设置有换热管15。第二载冷剂罐232中的换热管15连接在制冷剂循环回路系统中。热交换管33、气液分离器14、压缩机11、换热管15、换热器12、节流阀13依次密封连通形成制冷回路。

本实施例中的第一载冷剂罐222和第二载冷剂罐232都布置在制冰槽21的下方。这样可以在制冰结束后，通过停止第一循环泵223，并延时关闭第一开关阀221和开启第二开关阀231，使制冰槽21的槽壁内的载冷剂在重力作用下回流到第一载冷剂罐222内，从而避免在使用第二载冷剂罐232内的载冷剂进入回路进行脱冰时有过多的温度较低的载冷剂混入，进一步提高系统的脱冰速度，可以更加节省能源。

本实施例在载冷剂循环回路系统中的热交换腔32和两个单向阀之间的管路上设置了用于加热回路内载冷剂的电加热装置24。本领域的技术人员根据电加热装置24的作用，也可以将电加热装置24设置在其它位置，例如设置在热交换腔32和制冰槽21之间的管路上，或者设置在第二载冷剂罐232和第二循环泵233之间的管路上。

与现有的普通的制冷剂循环回路系统相比，本实施例在制冷剂循环回路系统中增设了换热管15，并且将换热管15设置在第二载冷剂罐232内，这样当制冷剂循环回路系统在制冷工作模式下，制冷剂流经换热管15时，会通过换热管15和第二载冷剂罐232内的载冷剂产生热量交换，使第二载冷剂罐232内的载冷剂成为高温载冷剂，既可以在制冷剂循环回路系统制冷时辅助散热，又可以回收热能存储在载冷剂中，为脱冰提供更多的热能，这样在脱冰时又进一步节省了大量能源。

本实施例在第二载冷剂罐232的内表面布置有温度传感器25。这样可以对第二载冷剂罐232内的载冷剂的温度进行实时检测，在制冰结束后需要脱冰时，根据实时检测的温度来设定何时启动电加热装置24。从而使时间节点控制更加精确，提高系统的工作效率，降低能源消耗，减少脱冰所需的时间。

本实施例中的第二载冷剂罐232内的换热管15为螺旋管式换热管，且在螺旋管上带有换热翅片。从而增加换热管15和载冷剂的接触面积，进一步提高换热效率，以回收更多的热能。

本实施例设置了电加热装置24，采用只有制冷工作模式的制冷剂循环回路系统即可，使系统更加简化，运行更加稳定。本实施例只需少量的制冷剂在短程制冷回路中循环即可，制冷效率更高，制冰系统安全环保，降低制冰成本，制冰槽的槽壁内为载冷剂，制冰槽发生破损后容易维修。

本实施例的满液式制冰系统的控制方法是，在制冰时，运行制冷剂循环回路系统进行制冷，开启第一开关阀221，使第一循环泵223运行，关闭第二开关阀231，使第二循环泵233停机，使第一载冷剂罐222内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行制冰。制冰结束后，停止运行制冷剂循环回路系统，使第一循环泵223停机，间隔一段预定时间后关闭第一开关阀221，开启第二开关阀231，使第二循环泵233运行，使第二载冷剂罐232内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行脱冰，同时，利用温度传感器25对第二载冷剂罐232内的载冷剂进行温度检测，将检测的温度值T和预定值T1进行比较，如果T>T1，则不启动电加热装置24，如果T≤T1，则启动电加热装置24对回路内的载冷剂进行加热，第二循环泵233继续运行进行脱冰。

该控制方法中的“间隔一段预定时间后关闭第一开关阀221，开启第二开关阀231”，其目的是使制冰槽21的槽壁内的载冷剂在重力作用下回流到第一载冷剂罐222内，从而避免在使用第二载冷剂罐232内的载冷剂进入回路进行脱冰时有过多的温度较低的载冷剂混入。

本实施例考虑节能效果、加热效率、脱冰速度和外界环境等因素，将预定值T1的数值设定在10~50℃之间。

采用本实施例的系统进行制冰和脱冰，不需要在空间上分开进行，在同一制冰槽21中既可制冰又可脱冰，容易实现自动化，省时省力，降低工人的劳动强度，降低制冰成本，制冰效率高。脱冰时先利用第二载冷剂罐232内的载冷剂自身和吸收的热能进行脱冰，可以节省大量的能源。

实施例四：

本实施例是在实施例二的基础上进行改进得出的满液式制冰系统。

如图4所示，该制冰系统中的第二载冷剂罐232中设置有换热管15。换热管15连接在制冷剂循环回路系统中。本实施例中的制冷剂循环回路系统中还密封连通有四通阀16。

热交换管33、四通阀16、气液分离器14、压缩机11、换热管15、四通阀16、换热器12、节流阀13依次连通形成回路。本领域的技术人员参考现有技术中的制冷制热空调系统就可以知晓本实施例中的四通阀16的连接位置和连接关系。本实施例通过四通阀16使制冷剂循环回路系统成为能够在制冷工作模式和制热工作模式间进行切换的制冷剂循环回路系统。

本实施例中的换热管15为螺旋管式换热管，且在螺旋管上带有换热翅片。从而增加换热管15和载冷剂的接触面积，进一步提高换热效率，以回收更多的热能。

本实施例在第二载冷剂罐232的内表面布置有温度传感器25。这样可以对第二载冷剂罐232内载冷剂的温度进行实时检测，在制冰结束后需要脱冰时，根据实时检测的温度来设定何时启动制冷剂循环回路系统进行制热，从而使时间节点控制更加精确，提高系统的工作效率，减少脱冰所需的时间。

本实施例中的第一载冷剂罐222和第二载冷剂罐232都布置在制冰槽21的下方。这样可以在制冰结束后，通过停止第一循环泵223，并延时关闭第一开关阀221和开启第二开关阀231，使制冰槽21的槽壁内的载冷剂在重力作用下回流到第一载冷剂罐222内，从而避免在使用第二载冷剂罐232内的载冷剂进入回路进行脱冰时有过多的温度较低的载冷剂混入，进一步提高系统的脱冰速度，可以更加节省能源。

与现有的普通的制冷剂循环回路系统相比，本实施例在制冷剂循环回路系统中增设了换热管15，并且将换热管15设置在第二载冷剂罐232内，这样当制冷剂循环回路系统在制冷工作模式下，制冷剂流经换热管15时，会通过换热管15和第二载冷剂罐232内的载冷剂产生热量交换，使第二载冷剂罐232内的载冷剂成为高温载冷剂，既可以在制冷剂循环回路系统制冷时辅助散热，又可以回收热能存储在载冷剂中，为脱冰提供更多的热能，这样在脱冰时又进一步节省了大量能源。

本实施例只需少量的制冷剂在短程回路中循环即可，安全环保，降低制冰成本，制冰槽21的槽壁内为载冷剂，制冰槽21发生破损后容易维修。

本实施例的满液式制冰系统的控制方法是，在制冰时，运行制冷剂循环回路系统切换至制冷工作模式进行制冷，开启第一开关阀221，使第一循环泵223运行，关闭第二开关阀231，使第二循环泵233停机，使第一载冷剂罐222内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行制冰。制冰结束后，停止运行制冷剂循环回路系统，使第一循环泵223停机，间隔一段预定时间后关闭第一开关阀221，开启第二开关阀231，使第二循环泵233运行，使第二载冷剂罐232内的载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环进行脱冰，同时，利用温度传感器25对第二载冷剂罐232内的载冷剂进行温度检测，将检测的温度值T和预定值T1进行比较，如果T>T1，则制冷剂循环回路系统继续停止运行，如果T≤T1，则运行制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式进行制热，第二循环泵233继续运行进行脱冰。

该控制方法中的“间隔一段预定时间后关闭第一开关阀221，开启第二开关阀231”，其目的是使制冰槽21的槽壁内的载冷剂在重力作用下回流到第一载冷剂罐222内，从而避免在使用第二载冷剂罐232内的载冷剂进入回路进行脱冰时有过多的温度较低的载冷剂混入。

本实施例可以在可以在利用第二载冷剂罐232内的载冷剂自身或者吸收的热能不能完全脱冰的情况下，直接运行制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式，通过热交换器3对载冷剂循环回路系统中的载冷剂进行加热，继续利用回路中的载冷剂进行脱冰，直到完全脱冰。实现自动化制冰和脱冰，且控制简单，不需要更换空间进行脱冰，也无需其它辅助加热方式。

本实施例考虑节能效果、制热效率、脱冰速度和外界环境等因素，将预定值T1的数值设定在10~50℃之间。

以上仅为本发明的四个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用本发明构思对本发明做出的非实质性修改，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种满液式制冰系统，包括制冷剂循环回路系统、载冷剂循环回路系统、制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统共有的热交换器，其中热交换器用于在制冷剂循环回路系统中循环的制冷剂和载冷剂循环回路系统中循环的载冷剂之间进行热量交换，其特征在于，所述的载冷剂循环回路系统包括制冰槽和循环泵，其中制冰槽的槽壁内部具有容纳载冷剂流动的通道，循环泵为载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动提供动力，载冷剂在载冷剂循环回路系统中循环流动时流经制冰槽的槽壁内部的通道。

2.根据权利要求1所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的载冷剂循环回路系统中并联有至少两条分别含有载冷剂罐的支路，且每条支路都能单独连通在载冷剂循环回路系统中，载冷剂循环流动时流经连通在载冷剂循环回路系统中的载冷剂罐。

3.根据权利要求2所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路并联在制冰槽的下游且此条支路中的载冷剂罐布置在制冰槽的下方。

4.根据权利要求2所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路中的载冷剂罐中设置有换热管，且此换热管连通在制冷剂循环回路系统中，制冷剂循环流动时流经此换热管，且制冷剂循环回路系统在制冷时此换热管中流动的是高温状态的制冷剂。

5.根据权利要求4所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的制冷剂循环回路系统为能够在制冷工作模式和制热工作模式间进行切换的制冷剂循环回路系统。

6.根据权利要求5所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的内设换热管的载冷剂罐的内部或者出口处布置有温度传感器。

7.根据权利要求4所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的载冷剂罐中的换热管为螺旋管式换热管，或者为带有换热翅片的换热管，或者为带有内螺纹的换热管。

8.根据权利要求1所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的制冷剂循环回路系统为能够在制冷工作模式和制热工作模式间进行切换的制冷剂循环回路系统；所述的载冷剂循环回路系统中设有用于加热回路内的载冷剂的辅助加热装置；所述的制冷剂循环回路系统中连通有气液分离器；所述的制冰槽的槽格的尺寸是可以变化的。

9.根据权利要求2所述的满液式制冰系统，其特征在于，所述的含有载冷剂罐的支路中有一条支路中的载冷剂罐中设置有通过电加热装置，或太阳能加热装置，或地热能加热装置，或废水热加热装置加热的发热管。

10.一种满液式制冰系统的控制方法，其特征在于，包括权利要求2所述的满液式制冰系统，其中一条含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为低温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为常温载冷剂罐；制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，运行制冷剂循环回路系统制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，将含有常温载冷剂罐的支路分时段单独连通在载冷剂循环回路系统中或者全部连通在载冷剂循环回路系统中，制冷剂循环回路系统停止运行，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰。

11.一种满液式制冰系统的控制方法，其特征在于，包括权利要求3所述的满液式制冰系统，并联在制冰槽的下游的那条支路中的布置在制冰槽下方的载冷剂罐作为低温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的载冷剂罐作为常温载冷剂罐；制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，运行制冷剂循环回路系统制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，制冷剂循环回路系统和载冷剂循环回路系统都停止运行，间隔一段预定时间后，将含有常温载冷剂罐的支路分时段单独连通在载冷剂循环回路系统中或者全部连通在载冷剂循环回路系统中，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰。

12.一种满液式制冰系统的控制方法，其特征在于，包括权利要求6所述的满液式制冰系统，其中内设换热管的载冷剂罐作为高温载冷剂罐，其它含有载冷剂罐的支路中的一条支路中的载冷剂罐作为低温载冷剂罐；制冰时，将含有低温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，将制冷剂循环回路系统切换至制冷工作模式进行制冷，运行载冷剂循环回路系统进行制冰；制冰结束后，将含有高温载冷剂罐的那条支路单独连通在载冷剂循环回路系统中，制冷剂循环回路系统停止运行，运行载冷剂循环回路系统进行脱冰，利用温度传感器对高温载冷剂罐内的载冷剂进行实时温度检测，将检测的温度值T和预定值T1进行比较，如果T>T1，则制冷剂循环回路系统继续停止运行，如果T≤T1，则将制冷剂循环回路系统切换至制热工作模式进行制热，载冷剂循环回路系统继续运行进行脱冰。