CN110762890A - 具有冷热回收功能的制冷机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有冷热回收功能的制冷机组，包括：安装在制冷机组冷凝侧的热回收装置、安装在制冷机组蒸发侧的蓄冷装置；当制冷机组处于制冷模式时，热回收装置被打开吸收制冷机组冷凝侧的热量，蓄冷装置在室内环境温度降至目标温度时被打开吸收制冷机组蒸发侧的冷量。本发明可以实现废热回收利用，达到节能减排的目的，还可以实现将蒸发侧多余的冷量通过蓄冷装置储存起来，停电或用电高峰期等可利用辅助制冷装置与蓄冷装置换热，将冷量释放到室内以保证冷库的低温持续供给，使冷库内的货物无需承受停电等情况下遭到损坏的风险。

Description

具有冷热回收功能的制冷机组

技术领域

本发明涉及制冷机组技术领域，尤其涉及具有冷热回收功能的制冷机组。

背景技术

目前市面上冷库所选用的冷凝机组都是通过压缩机将制冷剂升温升压，经过冷凝器冷却后节流，再与冷库内换热器换热释放冷量，但与此同时与冷凝器换热后的热量被直接排放到空气中，不仅造成了能源的浪费，更会加速全球温室效应；另外冷凝机组在给货物降温到目标温度时，为了较精准把控库温，存在着频繁开停机的情况，压缩机在频繁启停时不仅增加耗电，还影响压缩机可靠性。

因此，如何设计能回收机组冷凝侧废热和蒸发侧冷量的制冷机组是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有冷凝机组浪费能源的缺陷，本发明提出具有冷热回收功能的制冷机组。

本发明采用的技术方案是，设计具有冷热回收功能的制冷机组，包括：安装在制冷机组冷凝侧的热回收装置、安装在制冷机组蒸发侧的蓄冷装置；当制冷机组处于制冷模式时，热回收装置被打开吸收制冷机组冷凝侧的热量，蓄冷装置在室内环境温度降至目标温度时被打开吸收制冷机组蒸发侧的冷量。

优选的，蓄冷装置包括：用于储存蓄冷液的蓄冷箱、在蓄冷箱和所述制冷机组蒸发侧之间换热的辅助制冷组件。辅助制冷组件包括：用于储存载冷剂的换热罐、两端与换热罐密封连接的制冷管、驱动制冷管中的载冷剂流动的循环泵，换热罐与蓄冷箱换热，制冷管与制冷机组蒸发侧换热。

优选的，循环泵连接有调节其开度大小的控制模块，控制模块根据室内环境温度调节循环泵的开度。

优选的，制冷机组蒸发侧设有蒸发器，蒸发器的出口端连接有冷量采集管，制冷管中的载冷剂与流经冷量采集管的冷媒换热以吸收冷量。

优选的，制冷管和冷量采集管设置在一板式换热器中，板式换热器的外部安装有辅助风机。

优选的，当制冷机组处于制冷模式时，辅助风机保持关闭，循环泵在室内环境温度降至目标温度时被打开；和/或，当制冷机组处于融冰模式时，循环泵和辅助风机被打开，制冷机组的压缩机停止工作。

优选的，热回收装置包括：水箱、两端连接水箱的热回收管、驱动热回收管中的水流动的水泵，热回收管与制冷机组冷凝侧换热。

优选的，制冷机组冷凝侧设有冷凝器，冷凝器采用具有两套管路的套管式换热器，一套管路作为热回收管，另一套管路作为参与制冷机组冷媒循环的冷凝换热管，热回收管中的水与流经蒸发换热管的冷媒换热以吸收冷量。

优选的，制冷机组蒸发侧还设有冷风机散热器，冷量采集管的一端连接蒸发器、另一端连接冷风机散热器，蒸发器流出的冷媒依次流经冷量采集管及冷风机散热器再送回压缩机。

优选的，冷风机散热器包括：分液头、连接在分液头上的多个分路、连通所有分路的集流管、驱动空气与分路换热的冷风机；蒸发器流出的冷媒通过分液头分配至各个分路。

与现有技术相比，本发明具备以下技术效果：

1、机组冷凝侧设置有热回收装置，冷凝器排出的热量通过热回收装置回收，并以热水的形式储存起来，可供用户使用，实现了废热回收利用，达到节能减排的目的；

2、机组蒸发侧设置有蓄冷装置，蒸发侧多余的冷量通过蓄冷装置储存起来，可以精准把控库温的同时，还能避免机组拉到目标库温后频繁开停机的情况，不仅减少了耗电量，还保证机组的寿命；

3、蓄冷装置在停电或用电高峰期时将冷量释放到室内以保证冷库的低温持续供给，使冷库内的货物无需承受停电等情况下遭到损坏的风险。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中制冷机组的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的制冷机组具有冷热回收功能，制冷机组可为冷凝机组等。制冷机组包括：热回收装置1和蓄冷装置，热回收装置安装在制冷机组的冷凝侧，蓄冷装置安装在制冷机组的蒸发侧。在优选实施例中，制冷机组的冷凝侧设有冷凝器3，制冷机组的蒸发侧设有蒸发器4和与蒸发器4连接的冷风机散热器5。当制冷机组处于制冷模式时，冷媒从制冷机组的压缩机6流出后，依次经过冷凝器3、蒸发器4、冷风机散热器5及气液分离器7返回压缩机6，热回收装置1被打开吸收制冷机组冷凝侧的废热，蓄冷装置在室内环境温度降至目标温度时被打开吸收制冷机组蒸发侧的冷量。

蓄冷装置包括：用于储存蓄冷液的蓄冷箱2、在蓄冷箱2和制冷机组蒸发侧之间换热的辅助制冷组件10，辅助制冷组件10包括：用于储存载冷剂的换热罐101、两端与换热罐101密封连接的制冷管、驱动制冷管中的载冷剂流动的循环泵102，换热罐101通过换热结构与蓄冷箱2换热，换热结构采取的形式可以是将制冷管的一部分设置在蓄冷箱2中，以便于流经制冷管的载冷剂与蓄冷箱2中的蓄冷液快速换热，也可以将换热罐设置在蓄冷箱2中，将换热罐101采用金属壳体，换热罐101与蓄冷箱2中的蓄冷液换热，还可以在换热罐101与蓄冷箱2之间设置辅助换热管，辅助换热管的两端与换热罐101密封连接，辅助换热管的主体设置在蓄冷箱2中，辅助换热管中的载冷剂与蓄冷箱2中的蓄冷液快速换热。实际应用中可以采取其他能满足相互换热的结构。

蒸发器4的出口端与冷风机散热器5之间连接有冷量采集管，制冷管与冷量采集管换热，冷量采集管参与制冷机组的冷媒循环，制冷管中的载冷剂与流经冷量采集管的冷媒换热以吸收冷量。在优选实施例中，制冷管和冷量采集管设置在一板式换热器11中，板式换热器11的外部安装有辅助风机12。当制冷机组处于制冷模式时，辅助风机12保持关闭，循环泵102在室内环境温度降至目标温度时被打开以储存多余冷量；当制冷机组处于融冰模式时，循环泵102和辅助风机12被打开以释放冷量，制冷机组的压缩机6停止工作。

蓄冷装置蓄冷时，循环泵102开启驱动载冷剂流动，制冷管与制冷机组蒸发侧换热，把一部分热量储存起来，流回到换热罐101中，换热罐101的载冷剂通过换热结构与蓄冷箱2中的蓄冷液换热，蓄冷液逐渐结冰，冷量以冰的形式储存起来。蓄冷装置融冰时，循环泵102和辅助风机12被开启，冰逐渐融化，释放的冷量与换热罐101中的载冷剂换热，低温载冷剂通过制冷管送到辅助风机12处，辅助风机12吹动空气与制冷管换热，将冷量释放出来，使室内温度降低，最终的效果为蓄冷装置补充到室内的冷量与室内货物的放热量平衡，使室内环境温度处于一个较小的变化范围。蓄冷装置的设置可以有效避免制冷机组将室内环境温度调整至目标温度后频繁开停机，同时可以避开用电高峰期以及保证停电时冷库的可靠性。

较优的，循环泵102连接有调节其开度大小的控制模块，控制模块与检测室内环境温度的温度检测器9连接，控制模块接收温度检测器9反馈的室内环境温度，根据室内环境温度的高低来调节循环泵102的开度，循环泵102的开度有由高至低若干个档位。

具体的循环泵调节方式如下，当制冷机组处于制冷模式时，在室内环境降至目标库温后，控制模块打开循环泵102，每隔预设时间判断室内环境温度所处范围，若室内环境温度处于目标库温±裕量的范围内，则循环泵102的档位维持当前档位，若室内环境温度高于目标库温+裕量，则循环泵102降低一个档位，若室内环境温度低于目标库温－裕量，则循环泵102升高一个档位。在优选实施例中，当制冷机组处于制冷模式时，在室内环境降至目标库温后，循环泵102以最低档位开启，若室内环境温度持续高于目标库温，则循环泵102降低至关闭为止，若室内环境温度持续低于目标库温，则循环泵102升高到最高档位为止。

当制冷机组处于融冰模式时，控制模块打开循环泵102，每隔预设时间判断室内环境温度所处范围，若室内环境温度处于目标库温±裕量的范围内，则循环泵102的档位维持当前档位，若室内环境温度高于目标库温+裕量，则循环泵102升高一个档位，若室内环境温度低于目标库温－裕量，则循环泵102降低一个档位。在优选实施例中，当制冷机组处于融冰模式时，循环泵102以最低档位开启，若室内环境温度持续高于目标库温，则循环泵102升高到最高档位为止，若室内环境温度持续低于目标库温，则循环泵102降低至最低档位为止。

较优的，热回收装置1包括：水箱、连接水箱进口和出口的热回收管、安装在热回收管上的水泵，热回收管与制冷机组冷凝侧换热，水泵开启工作，冷水在经过热回收管的过程中与冷凝器换热升温，再送回水箱，水箱采用保温材料，水箱中的热水可供用户使用。为了提高热回收装置1的换热效率及简化制冷机组结构，制冷机组冷凝侧的冷凝器3采用具有两套管路的套管式换热器，一套管路作为热回收管，另一套管路作为参与制冷机组冷媒循环的冷凝换热管。

进一步的，冷风机散热器5包括：分液头51、连接在分液头51上的多个分路53、连通所有分路53的集流管、驱动空气与分路53换热的冷风机52，蒸发器3流出的冷媒通过分液头51均匀分配至各个分路53，各分路53内的冷媒汇集到集流管中，再送向气液分离器7。为了使气流更充分的与分路53接触换热，冷风机散热器5中的分路53相互平行，冷风机52的出风方向与分路53内的冷媒流动方向相互垂直。较优的，冷风机散热器5与蒸发器4之间串联有过滤器8，以防止分液头51堵塞。

冷风机52与控制模块连接，控制模块根据室内环境温度调节冷风机52的运行频率，当室内环境温度降至目标温度时，冷风机52的运行频率降低，以降低室内空气换热量，最终的效果为制冷机组补充到室内的冷量与室内货物的放热量平衡，使室内环境温度处于一个较小的变化范围。频率降低方式可以有多种，例如，冷风机52按照风速从大到小设置有多个档位，每隔预设时间判断室内环境温度所处范围，若室内环境温度处于目标库温±裕量的范围内，则冷风机52的档位维持当前档位，若室内环境温度高于目标库温+裕量，则冷风机52升高一个档位，若室内环境温度低于目标库温－裕量，则冷风机52降低一个档位。在优选实施例中，当制冷机组处于制冷模式时，若室内环境温度持续高于目标库温，则冷风机52升高至最高档位为止，若室内环境温度持续低于目标库温，则冷风机52降低至最低档位为止。

本发明根据制冷机组中冷凝器3的工作原理，优化冷凝器3的换热方式，将热量进行回收及再利用，达到节能减排的目的，在室内环境温度降至目标温度后，开启蓄冷装置储存多余冷量，将多余的冷量通过蓄冷装置储存起来，后续根据机组情况需要使用，大大增加冷凝机组的可靠性，可以精准把控库温的同时，还能避免机组拉到目标库温后频繁开停机的情况，不仅减少了耗电量，还保证机组的寿命，使冷库内的货物无需承受停电情况下遭到损坏的风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种具有冷热回收功能的制冷机组，其特征在于，包括：安装在所述制冷机组冷凝侧的热回收装置、安装在所述制冷机组蒸发侧的蓄冷装置；当所述制冷机组处于制冷模式时，所述热回收装置被打开吸收热量，所述蓄冷装置在室内环境温度降至目标温度时被打开吸收冷量。

2.如权利要求1所述的制冷机组，其特征在于，所述蓄冷装置包括：用于储存蓄冷液的蓄冷箱、在所述蓄冷箱和所述制冷机组蒸发侧之间换热的辅助制冷组件。

3.如权利要求2所述的制冷机组，其特征在于，所述辅助制冷组件包括：用于储存载冷剂的换热罐、两端与所述换热罐密封连接的制冷管、驱动所述制冷管中的载冷剂流动的循环泵，所述换热罐与所述蓄冷箱换热，所述制冷管与所述制冷机组蒸发侧换热。

4.如权利要求3所述的制冷机组，其特征在于，所述循环泵连接有调节其开度大小的控制模块，所述控制模块根据室内环境温度调节所述循环泵的开度。

5.如权利要求3所述的制冷机组，其特征在于，所述制冷机组蒸发侧设有蒸发器，所述蒸发器的出口端连接有冷量采集管，所述制冷管中的载冷剂与流经所述冷量采集管的冷媒换热以吸收冷量。

6.如权利要求5所述的制冷机组，其特征在于，所述制冷管和冷量采集管设置在一板式换热器中，所述板式换热器的外部安装有辅助风机。

7.如权利要求6所述的制冷机组，其特征在于，当所述制冷机组处于制冷模式时，所述辅助风机保持关闭，所述循环泵在室内环境温度降至目标温度时被打开；和/或，当所述制冷机组处于融冰模式时，所述循环泵和所述辅助风机被打开，所述制冷机组的压缩机停止工作。

8.如权利要求1至7任一项所述的制冷机组，其特征在于，所述热回收装置包括：水箱、两端连接所述水箱的热回收管、驱动所述热回收管中的水流动的水泵，所述热回收管与所述制冷机组冷凝侧换热。

9.如权利要求8所述的制冷机组，其特征在于，所述制冷机组冷凝侧设有冷凝器，所述冷凝器采用具有两套管路的套管式换热器，一套管路作为所述热回收管，另一套管路作为参与所述制冷机组冷媒循环的冷凝换热管，所述热回收管中的水与流经所述蒸发换热管的冷媒换热以吸收冷量。

10.如权利要求5至7任一项所述的制冷机组，其特征在于，所述制冷机组蒸发侧还设有冷风机散热器，所述冷量采集管的一端连接所述蒸发器、另一端连接所述冷风机散热器，所述蒸发器流出的冷媒依次流经所述冷量采集管及冷风机散热器再送回压缩机。

11.如权利要求10所述的制冷机组，其特征在于，所述冷风机散热器包括：分液头、连接在所述分液头上的多个分路、连通所有所述分路的集流管、驱动空气与所述分路换热的冷风机；所述蒸发器流出的冷媒通过所述分液头分配至各个所述分路。