CN112033058A - 一种制冰机的制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种制冰机的制冷系统包括：制冰的冰盘、换热套筒、压缩机、四通换向阀、冷凝器、辅助加热器、风机电机、过滤器、节流机构、单向阀、上水机构、上水均分器和电磁阀。本发明通过在上水机构和电磁阀之间设置上水均分器，实现水流均匀分流至分布在大水平面上的通道中。本发明通过在制冰机的制冷系统中设置四通换向阀，用于实现制冷系统回路一和制冷系统回路二相互切换，从而实现提高制冰机的脱冰效率，大大提高了制冰机的24小时产冰量，且更加节能。

Description

一种制冰机的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冰机技术领域，具体涉及一种制冰机的制冷系统。

背景技术

目前，现阶段的制冰机没有配置四通阀和单向阀，采用的气液分离器结构简单、效率低，在制冰过程中，压缩机容易出现液击现象造成损坏；且制冷压缩机的润滑油往往会随着制冷剂的流动而一起向外供应，大量储存在气液分离器中，恶劣工况时不利于压缩机有效润滑，压缩机损坏率明显异常；更有毛细管节流的现有制冰机无奈之下，将毛细管贴在吸气管上。

现阶段的制冰机普遍存在脱冰效率低，尤其在低环温状态下脱冰，水温也低，脱冰运行时系统缺少外部热源，脱冰效率极低。现阶段的制冰机脱冰运行时，电磁阀打开，制冷剂经电磁阀、冰盘及气液分离器回到压缩机。在这种粗犷地脱冰过程中，冷凝器仍处于高压状态，其中积存大量制冷剂，致使缺制冷剂状态下脱冰运行，严重影响脱冰效率。另外，现有热力膨胀阀节流的制冰机，脱冰运行中后期热力膨胀阀逐渐打开，会出现压缩机排出的制冷剂一部分经冷凝器、过滤器及热力膨胀阀进入冰盘，这部分经过冷凝器的制冷剂进入冰盘后严重影响脱冰效率、甚至造成脱冰不成功，对制冰机的正常运行造成极其严重的影响。

现有技术下的制冰机存在诸多问题，市场维修量大，普遍能耗偏大，亟待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种制冰机的制冷系统，旨在提高现阶段的制冰机能效和运行可靠性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种制冰机的制冷系统，包括制冰的冰盘、换热套筒、压缩机、四通换向阀、冷凝器、辅助加热器、过滤器、节流机构、单向阀、上水机构、上水均分器和电磁阀；

所述换热套筒包括外套筒和内套筒，所述外套筒的筒体间距套设在所述内套筒的筒体外；

所述冰盘、四通换向阀、内套筒、压缩机、四通换向阀、冷凝器、过滤器、外套筒、节流机构依序通过管道连接构成制冷剂回路一；

所述压缩机、四通换向阀、冰盘、单向阀、过滤器、辅助加热器、冷凝器、四通换向阀和内套筒依序通过管道连接构成制冷剂回路二；

所述上水均分器设在所述上水机构和电磁阀之间，通过上水均分器实现水流均匀分流至分布在大水平面上的通道中。

作为本发明的进一步改进，所述换热套筒包括外套筒、内套筒和两端的均流腔体，所述外套筒的筒体间距套设在所述内套筒的筒体外；所述均流腔体包括环状连接部和均流孔；所述环状连接部设在所述内套筒轴向上下端与外套筒连接处、沿内套筒轴向向外旋转90°区域内，并分别与所述外套筒和内套筒连接形成中空腔体结构；所述均流孔均匀分布在所述环状连接部的周向中部位置并均匀分布。

作为本发明的进一步改进，所述外套筒的筒体上端通过输送管一经节流机构与冰盘的制冷剂输入端连接；下端通过输送管二与冷凝器的制冷剂输出端连接；所述内套筒的筒体上端通过输入管与所述冰盘的制冷剂输出端连接，下端通过输出管经吸气管与压缩机的吸气口连接。

作为本发明的进一步改进，所述输入管的输出端设在所述内套筒的内上部位置处，且有一引导输出制冷剂沿着内套筒内壁螺旋向下流动的夹角。

作为本发明的进一步改进，所述输出管的输入端自下向上延伸到所述内套筒的腔体上部，并与所述输入管的管口错位设置；所述输出管的输入端向输入管的输出端倾斜设置，并与所述输入管紧贴设置。

作为本发明的进一步改进，所述输出管的下部管壁上还设有与所述内套筒连通的回油孔，回油孔设在输出管的下部。

作为本发明的进一步改进，所述输入管的输出端沿轴向倾斜角度为15°。

作为本发明的进一步改进，所述输出管输入端倾斜角度为10°。

作为本发明的进一步改进，还设有风机电机，所述风机电机与所述冷凝器对应设置。

作为本发明的进一步改进，还设有辅助加热器，所述辅助加热器设在所述压缩机和内套筒之间的吸气管上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明通过在制冰机的制冷系统中设置制冷剂回路一、制冷剂回路二，用于实现提高制冰机的有效产冰时间，大大提高了制冰机的24小时产冰量，且更加节能。

2.本发明通过在制冰机的制冷系统中设置制冷剂的热交换套筒结构，用于实现外套筒内的制冷剂与内套筒内的制冷剂进行热交换、内套筒内制冷剂的气液高效分离以及压缩机的有效回油，增加了进入节流机构制冷剂的过冷度，也大大增加了输出管输出制冷剂的过热度；大大减少了进入冰盘的闪蒸气体，提高了冰盘的换热效率，同时也保证了压缩机的回油量及吸气干度，大大提高了压缩机的使用寿命，使所述制冰机更加节能，更加经济实用。

3.本发明通过在制冰机的制冷系统中设置了上水均分器，设在所述上水机构和电磁阀之间，通过上水均分器实现上水管中的水流均匀、快速分流至分布在冰盘底板上的圆孔状通道中，所述冰盘底板为水平安装。

4.本发明通过在制冰机的制冷系统中设置辅助加热器可以加热冷凝器，用于实现快速脱冰，更加节能。

5.本发明系统设置严谨，结构设置巧妙且简单紧凑，大大提高了制冰机的制冷系统的实用性，不但解决了现有制冰机存在的压缩机易损坏和脱冰效率低等问题，而且能效显著提高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种制冰机的制冷系统示意图；

图2为本发明的制冷系统回路一系统示意图

图3为本发明的制冷系统回路二系统示意图

图4为本发明的换热套管立体结构示意图；

图5为本发明的换热套管俯视图；

图6为本发明的换热套管侧视图；

图7为本发明的换热套管侧视图；

图8为本发明的上水均分器俯视图

图9为本发明的现有制冰机毛细管节流系统示意图；

图10为本发明的现有制冰机热力膨胀阀节流系统示意图；

图中标号说明：

1、冰盘；2、换热套筒；21、外套筒；211、输送管一；212、输送管二；22、内套筒；221、输入管；222、输出管；2221、回油孔；23、均流腔体；231、环状连接部； 232、均流孔；3、压缩机；4、冷凝器；5、过滤器；6、节流机构；7、四通换向阀；8、上水机构；811、冰盘底板；812、上水管；9、电磁阀；10、上水均分器；11、风机电机；12、辅助加热器；13、单向阀。

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，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作出创造性劳动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。

结合附图1至图10，本发明提供了一种制冰机的制冷系统，旨在提高现阶段的制冰机能效和运行可靠性。

具体地，结合附图1，制冰机的制冷系统包括制冰的冰盘1、换热套筒2、压缩机3、四通换向阀7、冷凝器4、辅助加热器12、过滤器5和节流机构6、单向阀13、上水机构8、电磁阀9和上水均分器10；

所述换热套筒2包括外套筒21和内套筒22，所述外套筒21的筒体间距套设在所述内套筒22的筒体外；

所述冰盘1、四通换向阀7、内套筒22、压缩机3、四通换向阀7、冷凝器4、过滤器5、外套筒21、节流机构6依序通过管道连接构成制冷剂回路一；

所述压缩机3、四通换向阀7、冰盘1、单向阀13、过滤器5、辅助加热器12、冷凝器4、四通换向阀7、内套筒22依序通过管道连接构成制冷剂回路二；

所述上水均分器10设在所述上水机构8和电磁阀9之间，通过上水均分器10实现水流均匀分流至分布在大水平面上的通道中。

结合附图2和图3，本发明通过四通换向阀7和单向阀13的组合换向，通过管道连接构成，分别实现制冷剂回路一和制冷剂回路二，通过制冷剂回路一实现制冰，通过制冷剂回路二实现脱冰；通过冰盘1中输出的低温低压的气液混合状态的制冷剂经过四通换向阀7输入到换热套筒2的内套筒22中，和外套筒21中的制冷剂因大温差发生热交换，液态制冷剂进一步吸热蒸发成气态，然后从内套筒22输出低温低压的气态制冷剂后进入压缩机3，通过压缩机3将低温低压的气体压缩成高温高压的气态制冷剂；高温高压的气态制冷剂通过四通换向阀7、冷凝器4后输出高温高压的液态制冷剂；高温高压的液态制冷剂先经过过滤器5再通过换热套筒2的外套筒21对内套筒22的混合态制冷剂换热后得到进一步冷却，并通过节流机构6节流形成低温低压的液态制冷剂，低温低压的液态制冷剂因压差不会经过单向阀13，直接输入冰盘1蒸发并从水中吸热来完成制冰，从而完成一个制冰的系统循环；所述制冷剂回路二通过四通换向阀7和单向阀13的组合换向，与制冷剂回路一可以自由切换；达到制冷剂回路二运行条件时，四通换向阀7线圈得电，所述制冰机即进入制冷剂回路二运行，效率大大提高，加速脱冰速度。

需要说明的是，所述节流机构6可选用电子膨胀阀，电子膨胀阀的开度由冰盘出口温度和冰盘进口温度的差值与目标值比较来控制开大、关小，达目标区域维持稳定，且差值可以分段差异化设置，实时根据蒸发量供液，系统反应更及时，更精确，具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性，为系统的智能化控制提供了条件。

本发明通过在制冰机的制冷系统中设置制冷剂回路一、制冷剂回路二以及辅助加热器12，用于实现提高制冰机的有效产冰时间，大大提高了制冰机的24小时产冰量，且更加节能；同时，通过在制冰机的制冷系统中设置了上水均分器10，设在所述上水机构8和电磁阀9之间，通过上水均分器10实现上水管812中的水流均匀、快速分流至分布在冰盘底板811上的圆孔状通道中，所述冰盘底板811为水平安装。

结合附图4，所述换热套筒2包括外套筒21、内套筒22和两端的均流腔体23，所述外套筒21的筒体间距套设在所述内套筒22的筒体外；所述均流腔体23包括环状连接部231和均流孔232。所述环状连接部231设在所述内套筒22轴向上下端与外套筒 21连接处、沿内套筒22轴向向外旋转90°区域内，并分别与所述外套筒21和内套筒 22连接形成中空腔体结构；所述均流孔232均匀分布在所述环状连接部231的周向中部位置并均匀分布。

所述外套筒21的筒体上端通过输送管一211经节流机构6与冰盘1的制冷剂输入端连接；下端通过输送管二212与冷凝器4的制冷剂输出端连接；所述内套筒22的筒体上端通过输入管221与所述冰盘1的制冷剂输出端连接，下端通过输出管222经吸气管14与压缩机3的吸气口连接。

结合附图5，输送管设在所述外套筒1两端的中间位置处；下部的制冷剂通过所述输送管二进入上方均流腔体的中空腔体，制冷剂向上流到均流腔的中空腔体结构内，且自下而上充盈到溢的位置并从四周的溢流出，使得液体状的介质均匀流动到所述外套和内套筒之间的间隙中，使得介质换热更加均匀自下而上流出；同时，上部的制冷剂通过四周溢进入上方均流机构的中空腔体，实现了换热后的制冷剂紊流，与内筒内的制冷剂形成逆向换热；需要说明的，本发明结构设置巧妙，结构简单紧凑，能够实现对制冷剂的紊流，大大提高了制冷剂的换热效率。

结合附图6，所述输入管221的输出端沿轴向倾斜角度为15°±5°；通过输出端向侧壁倾斜，来实现加速输入气体的热交换和气液分离；同时错位设置的管口大大减少输入的混合气体进入输出管222，大大提高了输出气体的纯度。

所述输入管221的输出端设在所述内套筒22的内上部位置处，且有一引导输出制冷剂沿着内套筒22内壁螺旋向下流动的夹角；所述输出管222的输入端自下向上延伸到所述内套筒22的腔体上部，并与所述输入管221的管口错位设置；通过输出管222 的输入端延伸到所述内套筒22的空腔内，并与输入管221的管口错位设置，避免了输入管221喷出的气液态混合的制冷剂进入输出管222，大大提高了气态制冷剂的输出。

结合附图7，所述输出管222的输入端向输入管221的输出端倾斜设置，并与所述输入管221紧贴设置，使两管便于焊接成整体行程刚性连接，减小管路振动，大大提高该套筒的可靠性。

优选地，所述输出管222的输入端管部沿轴向倾斜角度为10°。

优选地，所述输出管222上方的输入端管口高于所述输入管221下方的输出端管口。

优选的，所述输入管221和输出管222分别定位设置在所述内套筒22的中部位置的两侧。

优选地，所述外套筒21和内套筒22同轴间距设置；所述外套筒21和内套筒22 为相互独立的中空腔体结构。

结合附图7，所述输出管222的下部管壁上还设有与所述内套筒22连通的回油孔2221，回油孔2221设在输出管222的下部，且回油孔2221高于下端均流腔体23、距内套筒222内侧底面的高度50cm位置处；同时错位设置的管口大大减少输入管221的输出制冷剂直接进入输出管222，大大提高输出气体的干度；所述输出管222输入端倾斜角度为10°，与输入管221构成联接，增强管路强度、避免管路振动；解决了压缩机3的液击隐患，且保证了压缩机3的回油量，大大提高了压缩机3的使用寿命。

本发明通过在制冰机的制冷系统中增加换热套筒2，用于实现外套筒21内的制冷剂与内套筒22内的制冷剂进行热交换、内套筒22内制冷剂的气液高效分离以及压缩机 3的有效回油，热交换增加了进入节流机构6制冷剂的过冷度、也大大增加了输出管222 输出制冷剂的过热度；大大减少了进入冰盘1的闪蒸气体，提高了冰盘1的换热效率，同时也保证了压缩机3的回油量及吸气干度，大大提高了压缩机3的使用寿命，使所述制冰机更加节能，更加经济实用。

优选地，还设有风机电机11，所述风机电机11与所述冷凝器4对应设置，用于实现制冷剂回路一运行时对所述冷凝器4的有效降温；制冷剂回路二运行时，风机电机 11不运转。

优选地，还设有辅助加热器12，所述辅助加热器12设在设在所述冷凝器4靠近制冷剂回路二运行进口侧；本发明通过在制冰机的制冷系统中增加辅助加热器12，所述制冷剂回路二运行时，辅助加热器12启动加热冷凝器4，为脱冰提供辅助热源，大大缩短脱冰时间，以此实现快速脱冰，更加节能，且极大地提高了压缩机3的使用寿命。

结合附图8，本发明通过在制冰机的制冷系统中增加了上水均分器10，设在所述上水机构8和电磁阀9之间，通过上水均分器10实现上水管812中的水流均匀、快速分流至分布在冰盘底板811上的圆状通道中，所述冰盘底板811为水平安装。

本发明系统设置严谨，结构设置巧妙且简单紧凑，大大提高了制冰机的制冷系统的实用性，不但解决了现有制冰机存在的压缩机3易损坏和脱冰效率低等问题，而且能效显著提高。

需要说明的是，本发明中未详细阐述部分属于本领域公知技术，或可直接从市场上采购获得，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得，其具体的连接方式在本领域或日常生活中有着极其广泛的应用，此处不再详述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种制冰机的制冷系统，其特征在于：包括制冰的冰盘、换热套筒、压缩机、四通换向阀、冷凝器、辅助加热器、过滤器、节流机构、单向阀、上水机构、上水均分器和电磁阀；

所述换热套筒包括外套筒和内套筒，所述外套筒的筒体间距套设在所述内套筒的筒体外；

所述冰盘、四通换向阀、内套筒、压缩机、四通换向阀、冷凝器、过滤器、外套筒、节流机构依序通过管道连接构成制冷剂回路一；

所述压缩机、四通换向阀、冰盘、单向阀、过滤器、辅助加热器、冷凝器、四通换向阀和内套筒依序通过管道连接构成制冷剂回路二；

所述上水均分器设在所述上水机构和电磁阀之间，通过上水均分器实现水流均匀分流至分布在大水平面上的通道中。

2.根据权利要求1所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述换热套筒包括外套筒、内套筒和两端的均流腔体，所述外套筒的筒体间距套设在所述内套筒的筒体外；所述均流腔体包括环状连接部和均流孔；所述环状连接部设在所述内套筒轴向上下端与外套筒连接处、沿内套筒轴向向外旋转90°区域内，并分别与所述外套筒和内套筒连接形成中空腔体结构；所述均流孔均匀分布在所述环状连接部的周向中部位置并均匀分布。

3.根据权利要求1所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述外套筒的筒体上端通过输送管一经节流机构与冰盘的制冷剂输入端连接；下端通过输送管二与冷凝器的制冷剂输出端连接；所述内套筒的筒体上端通过输入管与所述冰盘的制冷剂输出端连接，下端通过输出管经吸气管与压缩机的吸气口连接。

4.根据权利要求3所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述输入管的输出端设在所述内套筒的内上部位置处，且有一引导输出制冷剂沿着内套筒内壁螺旋向下流动的夹角。

5.根据权利要求3所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述输出管的输入端自下向上延伸到所述内套筒的腔体上部，并与所述输入管的管口错位设置；所述输出管的输入端向输入管的输出端倾斜设置，并与所述输入管紧贴设置。

6.根据权利要求3所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述输出管的下部管壁上还设有与所述内套筒连通的回油孔，回油孔设在输出管的下部。

7.根据权利要求3所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述输入管的输出端沿轴向倾斜角度为15°。

8.根据权利要求3所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：所述输出管输入端倾斜角度为10°。

9.根据权利要求1所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：还设有单向阀，所述单向阀与节流机构并联、流动方向朝冷凝器方向设置。

10.根据权利要求1所述的制冰机的制冷系统，其特征在于：还设有辅助加热器，所述辅助加热器设在所述冷凝器靠近制冷剂回路二运行进口侧。

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