CN114593535A - 多温区制冷与制热集成系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制冷与制热集成系统技术领域，特别是涉及一种多温区制冷与制热集成系统及其控制方法。该多温区制冷与制热集成系统包括冷凝循环路、制冷循环路、蓄冷循环路、制热循环路、第一换热器、第二换热器以及第三换热器；制冷循环路与冷凝循环路通过第一换热器进行热量交换，冷凝循环路吸收制冷循环路的热量，制冷循环路能够向不同温区的冷间提供冷量；制热循环路与冷凝循环路通过第二换热器进行热量交换，制热循环路吸收冷凝循环路的热量；蓄冷循环路与冷凝循环路通过第三换热器进行热量交换，蓄冷循环路吸收冷凝循环路的冷量，并将冷量储存。本发明的优点在于：集制冷、蓄冷及制热为一体且能够分别独立运行，能源利用率高、运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及制冷与制热集成系统技术领域，特别是涉及一种多温区制冷与制热集成系统及其控制方法。
背景技术
在屠宰、水产、食品加工等行业中，通常对制冷及制热需求是同时存在的，制冷系统用于食品加工储存，制热系统用于屠宰脱毛、蒸煮加热、消毒、生活热水等环节；并且，随着对于冷库的温区需求越来越广，一个项目需要多个不同的冷冻冷藏温度，现有的大型冷库通过设置多个冷间，多个冷间共用一个冷库制冷系统；且在需要对冷冻冷藏设备提供冷量的同时，还有空调制冷的需求，故冷库中一般采用制冷系统与空调系统来维持所需的制冷量。
但，现有制冷系统及制热系统采用独立系统，需要不同人员对系统运行进行维护，同时，部分工程中会采用锅炉制热，导致能源消耗严重，节能环保性差、运行费用高。
并且，多个冷间共用一个冷库制冷系统，必须所有冷间同时切换温度，无法满足部分冷间实现变温的需求；若在每个冷间均安装一个独立的冷库制冷系统，则需要多套制冷设备及制冷系统，制冷系统及设备占地较大，系统集成性差且不利于节省投资成本及运行维修费用；
且制冷系统与空调系统一般也采用独立系统，需要不同人员进行系统运行维护；但，冷库多为白天进出货、部分生产型工程多为白天生产，结合夜间环境温度较低，且办公场所的空调系统多为白天开启、夜间关闭等情况，总体来看制冷系统在夜间负荷较小；两部分系统均在白天负荷较高，夜间负荷较低，夜间设备运行较少，此时不能充分利用冷冻冷藏设备多余的冷量；同时，峰谷电价得不到充分利用，会增大系统运行成本。
发明内容
有鉴于此，针对上述技术问题，有必要提供一种集制冷、蓄冷及制热为一体且能够分别独立运行，能源利用率高、运行成本低的多温区制冷与制热集成系统及其控制方法。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种多温区制冷与制热集成系统包括冷凝循环路、制冷循环路、蓄冷循环路、制热循环路、第一换热器、第二换热器以及第三换热器；所述制冷循环路与所述冷凝循环路通过所述第一换热器进行热量交换，所述冷凝循环路吸收所述制冷循环路的热量，所述制冷循环路能够向不同温区的冷间提供冷量；所述制热循环路与所述冷凝循环路通过所述第二换热器进行热量交换，所述制热循环路吸收所述冷凝循环路的热量；所述蓄冷循环路与所述冷凝循环路通过所述第三换热器进行热量交换，所述蓄冷循环路吸收所述冷凝循环路的冷量，并将冷量储存。
在本申请中，多温区制冷与制热集成系统集成性强，且可独立调节运行；制冷循环路能够将吸收的冷量提供给各个温区的冷间，使不同冷间独立运行，减少系统设备数量与机房占地空间；蓄冷循环路能够利用冷凝循环路多余的制冷负荷储存冷量，用于白天空调等供冷，无需配置单独的空调机组系统，并且能够充分利用峰谷电价优势，降低运行费用；制热循环路能够利用冷凝系统的冷凝余热来保证制热循环路全年处于稳定工况，并将热量供给于外界，提高能源利用率；此多温区制冷与制热集成系统操作简单且集成性强、能源利用率高、运维费用低、稳定性强。
在其中一个实施例中，所述冷凝循环路包括第二压缩机、冷凝器、冷凝支路及余热支路，部分所述第二换热器设于所述余热支路上，且所述余热支路的两端分别连接于所述第二压缩机及所述冷凝器，所述余热支路与所述冷凝支路并联连接，所述余热支路能够通过所述第二换热器将热量传递给所述制热循环路；所述第二换热器包括第二换热器第一入口及第二换热器第一出口；沿制冷剂的流向，所述冷凝支路安装有压差阀，且所述压差阀的两端分别与所述第二换热器第一入口、所述第二换热器第一出口连接。
如此设置，压差阀能够平衡制冷管道前后的压差，并且，能够保证第二换热器第一出口处的压力稳定，以使流经冷凝支路与余热支路的制冷剂能够正常汇合。
在其中一个实施例中，所述余热支路设有单向阀，所述单向阀安装于所述第二换热器第一出口处。
如此设置，单向阀能够防止制冷剂倒流回第二换热器内。
在其中一个实施例中，所述制冷循环路包括速冻支路、冷冻支路、冷藏支路、第一储液器及第一压缩机，所述第一换热器包括第一换热器第一入口及第一换热器第一出口；所述第一压缩机的出口连接于所述第一换热器第一入口，所述速冻支路及所述冷冻支路的一端均连接于所述第一压缩机的入口，所述速冻支路及所述冷冻支路的另一端均通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一出口，所述冷藏支路的一端通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一出口，另一端通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一入口。
如此设置，第一储液器内的制冷剂能够分别流向速冻支路、冷冻支路及冷藏支路，以满足不同冷间对冷量的需求，并且，每条支路能够对所对应的冷间进行独立控制及调节，能源利用率高。
在其中一个实施例中，所述速冻支路还包括第一膨胀阀、第一低压循环桶及第一冷风机；所述第一低压循环桶包括第一低压循环桶进液口、第一低压循环桶出液口以及第一低压循环桶回液口，所述第一储液器包括第一储液器出液口；所述第一低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口连接，所述第一膨胀阀安装于所述第一低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口之间，所述第一冷风机入口与所述第一低压循环桶出液口连接，所述第一冷风机出口与所述第一低压循环桶回液口连接；
所述冷冻支路还包括第二膨胀阀、第二低压循环桶以及第二冷风机；所述第二低压循环桶包括第二低压循环桶进液口、第二低压循环桶出液口以及第二低压循环桶回液口，所述第二低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口连接，所述第二膨胀阀安装于所述第二低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口之间，所述第二冷风机入口与所述第二低压循环桶出液口连接，所述第二冷风机出口与第二低压循环桶回液口连接；
所述冷藏支路包括第三冷风机，所述第三冷风机入口与所述第一储液器出液口连接，所述第三冷风机出口与所述第一储液器回液口连接。
如此设置，第一膨胀阀能够对从第一储液器中流向速冻支路的制冷剂进行节流降压，以将温度降低至速冻区间所需温度，流经第一低压循环桶，再通过第一冷风机向速冻区间传递冷量；第二膨胀阀能够对从第一储液器中流向冷冻支路的制冷剂进行节流降压，以将温度降低至冷冻区间所需温度，流经第二低压循环桶，再通过第二冷风机向冷冻区间传递冷量；第一储液器中的制冷剂能够直接流入冷藏支路，通过第三冷风机向冷藏区间传递冷量。
在其中一个实施例中，所述制热循环路包括水循环路、第四换热器及热泵循环路，所述水循环路通过所述第三换热器与所述余热支路进行热量交换，所述水循环路吸收所述余热支路的热量；所述热泵循环路中的制冷剂为二氧化碳，且所述热泵循环路通过所述第四换热器与所述水循环路进行热量交换，所述热泵循环路吸收所述水循环路的热量。
如此设置，水循环路能够将制热循环路中部分热量回收，且因水循环路中水的温度能够保持相对稳定的状态，以起到稳定系统的作用；热泵循环路能够通过第四换热器将水循环路的热量吸收，并将热量传递给外界水流，以供屠宰脱毛、蒸煮加热、消毒、生活热水等的使用，无需分别设置独立的系统进行控制，从而减少投资、便于系统维护。
在其中一个实施例中，所述热泵循环路包括第一气液分离器以及回热器，所述第一气液分离器包括第一气液分离器出油口、第一气液分离器出气口以及第一气液分离器入口；所述第一气液分离器入口与所述第四换热器连接，所述第一气液分离器出油口所述回热器连接，所述第一气液分离器出气口与所述回热器连接。
如此设置，因第一气液分离器下部的制冷剂液体易有冷冻油沉积，通过回热器的设置可以保证系统回油，提高系统的能效；制冷剂液体与气体一同进入回热器中，在回热器中与高温二氧化碳制冷剂进行热量交换，从而使制冷剂吸热温度升高，利于系统进行回油。
在其中一个实施例中，所述蓄冷循环路包括蓄冰槽，所述多温区制冷与制热集成系统还包括第六换热器，所述蓄冰槽能够存储所述蓄冷循环路与所述冷凝循环路之间交换的冷量，并将冷量通过所述第六换热器传递。
如此设置，在夜间系统负荷较小的时候，蓄冷循环路能够与冷凝循环路进行热量交换，将多余的冷量存储在蓄冰槽中，以供给白天与空调进行热量交换，无需分别设置独立的系统进行控制，从而减少投资、便于系统维护，同时，能够提高系统利用率，并通过充分利用峰谷电价的优势来降低运行费用。
本申请还提供一种控制方法，该方法基于多温区制冷与制热集成系统实现，其特征在于，多温区制冷与制热集成系统包括制冷循环路、冷凝循环路、蓄冷循环路及制热循环路，制热循环路上设有水箱，蓄冷循环路中设有蓄冰槽，该控制方法包括如下步骤：
开启所述冷凝循环路、所述制冷循环路及所述制热循环路；
判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取所述蓄冰槽的测量值K1及所述水箱中的水温T2，将K1与第一预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
若当前时间处于第一预设时间范围内，且K1大于第一预设值，所述冷凝循环路向所述蓄冷循环路提供冷量；
若当前时间处于第一预设时间范围外，或者K1小于或等于第一预设值，所述冷凝循环路停止向所述蓄冷循环路提供冷量；
若T2大于或等于第三预设温度，则所述冷凝循环路停止向所述制热循环路提供热量；
若T2小于第二预设温度，则所述冷凝循环路向所述制热循环路提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
在其中一个实施例中，所述制冷循环路包括速冻支路、冷冻支路及冷藏支路，对于所述制冷循环路的控制方法包括：
分别获取所述速冻支路、所述冷冻支路及所述冷藏支路的冷区内的温度T3、T4、T5，将T3与第四预设温度及第五预设温度对比，T4与第六预设温度及第七预设温度对比，T5与第八预设温度及第九预设温度对比；
若T3大于第五预设温度，则开启所述速冻支路；
若T3小于或等于第四预设温度，则关闭所述速冻支路；
若T3大于第四预设温度，且小于第五预设温度，则维持当前状态；
若T4大于第七预设温度，则开启所述冷冻支路；
若T4小于或等于第六预设温度，则关闭所述冷冻支路；
若T4大于第六预设温度，且小于第七预设温度，则维持当前状态；
若T5大于第九预设温度，则开启所述冷藏支路；
若T5小于或等于第八预设温度，则关闭所述冷藏支路；
若T5大于第八预设温度，且小于第九预设温度，则维持当前状态。
本申请还提供另一种控制方法，该方法基于多温区制冷与制热集成系统实现，其特征在于，多温区制冷与制热集成系统包括制冷循环路、冷凝循环路、蓄冷循环路及制热循环路，制热循环路上设有水箱，蓄冷循环路中设有蓄冰槽，该控制方法包括如下步骤：
开启所述冷凝循环路、所述制冷循环路及所述制热循环路；
判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取所述蓄冰槽的测量值K2及所述水箱中的水温T2，将K2与第二预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
若当前时间处于第一预设时间范围内，且K2小于第二预设值，所述冷凝循环路向所述蓄冷循环路提供冷量；
若当前时间处于第一预设时间范围外，或者K2大于或等于第二预设值，所述冷凝循环路停止向所述蓄冷循环路提供冷量；
若T2大于或等于第三预设温度，则所述冷凝循环路停止向所述制热循环路提供热量；
若T2小于第二预设温度，则所述冷凝循环路向所述制热循环路提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
如此设置，该系统能够独立控制制冷循环路、蓄冷循环路、制热循环路的单独运行，无需多套系统及设备，且系统简单集成性高、设备占地小、投资成本及运行维修费用低。
与现有技术相比，本申请提供的一种多温区制冷与制热集成系统的集成性强，且可独立调节运行；制冷循环路能够将吸收的冷量提供给各个温区的冷间，使不同冷间独立运行，减少系统设备数量与机房占地空间；蓄冷循环路能够利用冷凝循环路多余的制冷负荷储存冷量，用于白天空调等供冷，无需配置单独的空调机组系统，并且能够充分利用峰谷电价优势，降低运行费用；制热循环路能够利用冷凝系统的冷凝余热来保证制热循环路全年处于稳定工况，并将热量供给于外界，提高能源利用率；此多温区制冷与制热集成系统操作简单且集成性强、能源利用率高、运维费用低、稳定性强。
附图说明
图1为本申请提供的多温区制冷与制热集成系统的示意图。
图中，100、多温区制冷与制热集成系统；10、制冷循环路；11、速冻支路；111、第一膨胀阀；112、第一低压循环桶；112a、第一低压循环桶进液口；112b、第一低压循环桶出液口；112c、第一低压循环桶排气口；112d、第一低压循环桶回液口；113、第一制冷泵；114、第一截止阀；115、第一过滤器；116、第一电磁阀；117、第一冷风机；118、第二截止阀；12、冷冻支路；121、第二膨胀阀；122、第二低压循环桶；122a、第二低压循环桶进液口；122b、第二低压循环桶出液口；122c、第二低压循环桶排气口；122d、第二低压循环桶回液口；123、第二制冷泵；124、第三截止阀；125、第二过滤器；126、第二电磁阀；127、第二冷风机；128、第四截止阀；13、冷藏支路；131、第三制冷泵；132、第五截止阀；133、第三过滤器；134、第三电磁阀；135、第三冷风机；136、第六截止阀；14、第一储液器；141、第一储液器出液口；142、第一储液器进液口；143、第一储液器排气口；144、第一储液器回液口；15、第一压缩机；16、第一油分离器；17、第七截止阀；20、制热循环路；21、水循环路；211、水箱；212、水泵；22、热泵循环路；23、第一气液分离器；231、第一气液分离器出油口；232、第一气液分离器出气口；24、回油电磁阀；25、回热器；251、回热器第一入口；252、回热器第一出口；253、回热器第二入口；254、回热器第二出口；26、第三压缩机；27、第四电磁阀；30、蓄冷循环路；31、蓄冰槽；40、冷凝循环路；41、第二气液分离器；42、第二压缩机；43、第二油分离器；44、冷凝支路；441、第八截止阀；442、压差阀；443、第九截止阀；45、余热支路；451、第十截止阀；452、单向阀；46、冷凝器；47、第二储液器；48、第三膨胀阀；50、第一换热器；50a、第一换热器第一入口；50b、第一换热器第一出口；50c、第一换热器第二出口；50d、第一换热器第二进口；51、第二换热器；51a、第二换热器第一入口；51b、第二换热器第一出口；52、第三换热器；53、第四换热器；53a、第四换热器第一入口；53b、第四换热器第一出口；54、第五换热器；54a、第五换热器第一入口；54b、第五换热器第一出口；55、第六换热器；56、第四膨胀阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明提供一种多温区制冷与制热集成系统100，该系统应用于屠宰、水产、食品加工等行业中，来维持不同温区的冷间所需要的冷量，并利用多余冷凝冷量给空调等供冷，同时，能够通过回收余热来用于屠宰脱毛、蒸煮加热、消毒、生活热水等方面。
请参阅图1，该多温区制冷与制热集成系统100包括冷凝循环路40、制冷循环路10、蓄冷循环路30、制热循环路20、第一换热器50、第二换热器51以及第三换热器52；制冷循环路10与冷凝循环路40通过第一换热器50进行热量交换，冷凝循环路40吸收制冷循环路10的热量，制冷循环路10能够向不同温区的冷间提供冷量，使不同冷间独立运行，减少系统设备数量与机房占地空间；制热循环路20与冷凝循环路40通过第二换热器51进行热量交换，制热循环路20能够利用冷凝循环路40的冷凝余热来保证制热循环路20全年处于稳定工况，并将热量供给于外界，用于屠宰脱毛、蒸煮加热、消毒、生活等用热，提高能源利用率；蓄冷循环路30与冷凝循环路40通过第三换热器52进行热量交换，蓄冷循环路30能够利用冷凝循环路40多余的制冷负荷储存冷量，用于白天空调等供冷，无需配置单独的空调机组系统，并且能够充分利用峰谷电价优势，降低运行费用；该多温区制冷与制热集成系统100的操作简单且集成性强、能源利用率高、运维费用低、稳定性强。
请继续参阅图1，制冷循环路10包括速冻支路11、冷冻支路12、冷藏支路13、第一储液器14及第一压缩机15，第一压缩机15的出口连接于第一换热器第一入口50a，速冻支路11及冷冻支路12的一端均连接于第一压缩机15的入口，第一换热器50包括第一换热器第一出口50b及换热器第一入口50a，速冻支路11及冷冻支路12的另一端均通过第一储液器14连接于第一换热器第一出口50b，冷藏支路13的一端通过第一储液器14连接于第一换热器第一出口50b，另一端通过第一储液器14连接于第一换热器第一入口50a；第一储液器14内的制冷剂能够分别流向速冻支路11、冷冻支路12及冷藏支路13，以满足不同冷间对冷量的需求，并且，每条支路能够对所对应的冷间进行独立控制及调节，能源利用率高。
在本申请中，制冷循环路10能够涵盖-42℃-10℃的温度区间，进行独立的运行及调节，并且，速冻支路11能够使速冻区间维持在-35℃--42℃左右，冷冻支路12能够使冷冻区间维持在-18℃--25℃左右，冷藏支路13能够使冷藏区间维持在0-10℃左右，从而满足各个冷间对冷量的不同需求。当然，在其他实施例中，可以根据不同的需求设置其他多条不同流路来对不同冷间进行温度控制；也可以根据冷间对温度的不同需求，使冷间维持在不同的温度范围内，如使速冻区间维持在-30℃--45℃左右，冷冻区间维持在-10℃--28℃左右，冷藏区间维持在0℃-12℃左右。
优选地，在本实施例中，制冷循环路10中的制冷剂为二氧化碳，二氧化碳为自然环保型制冷剂，当然，在其他实施例中，制冷循环路10中的制冷剂还可为R404A等制冷剂。
进一步地，速冻支路11包括第一膨胀阀111、第一低压循环桶112、第一制冷泵113、第一截止阀114、第一过滤器115、第一电磁阀116、第一冷风机117及第二截止阀118；第一低压循环桶112包括第一低压循环桶进液口112a、第一低压循环桶出液口112b、第一低压循环桶排气口112c及第一低压循环桶回液口112d，第一低压循环桶进液口112a与第一储液器出液口141连接，第一膨胀阀111安装于第一低压循环桶进液口112a与第一储液器出液口141之间，第一制冷泵113安装于第一低压循环桶出液口112b处，第一冷风机117入口与第一制冷泵113出口连接，第一冷风机117出口与第一低压循环桶回液口112d连接；沿制冷剂的流向，第一截止阀114、第一过滤器115、第一电磁阀116依次安装于第一制冷泵113出口与第一冷风机117入口之间，第二截止阀118安装于第一冷风机117出口与第一低压循环桶回液口112d之间；第一低压循环桶排气口112c与第一压缩机15的入口连接。第一电磁阀116用于控制速冻支路11的开启或关闭，第一制冷泵113为制冷剂的流动提供动力。
第一膨胀阀111能够对从第一储液器14中流向速冻支路11的制冷剂进行节流降压，通过调节第一膨胀阀111的开启大小来调节制冷剂节流后的温度及压力，再流经第一低压循环桶112、第一制冷泵113、第一电磁阀116，通过第一冷风机117以向速冻区间传递所需的冷量，以将温度降低至速冻区间所需温度(即-35℃--42℃左右)，并且，通过设置第一膨胀阀111能够简化系统的操作；经第一冷风机117换热后的制冷剂从第一低压循环桶回液口112d进入第一低压循环桶112内，经第一低压循环桶排气口112c进入第一压缩机15，经第一压缩机15增压后进入第一换热器50与冷凝循环路40进行换热，换热后从第一储液器进液口142流入第一储液器14内，继续下一次循环。
同时，速冻支路11中第一低压循环桶112起到气液分离的作用的同时，还能够起到储液桶的作用来暂存当速冻支路11停止运行时，速冻支路11中倒流回第一低压循环桶112内的制冷剂，从而提高制冷剂的利用率，减少运行费用。
进一步地，冷冻支路12包括第二膨胀阀121、第二低压循环桶122、第二制冷泵123、第三截止阀124、第二过滤器125、第二电磁阀126、第二冷风机127及第四截止阀128；第二低压循环桶122包括第二低压循环桶进液口122a、第二低压循环桶出液口122b、第二低压循环桶排气口122c及第二低压循环桶回液口122d，第二低压循环桶进液口122a与第一储液器出液口141连接，第二膨胀阀121安装于第二低压循环桶进液口122a与第一储液器出液口141之间，第二制冷泵123安装于第二低压循环桶出液口122b处，第二冷风机127入口与第二制冷泵123出口连接，第二冷风机127出口与第二低压循环桶回液口122d连接；沿制冷剂的流向，第三截止阀124、第二过滤器125、第二电磁阀126依次安装于第二制冷泵123出口与第二冷风机127入口之间，第四截止阀128安装于第二冷风机127出口与第二低压循环桶回液口122d之间；第二低压循环桶排气口122c与第一压缩机15的入口连接。
第二膨胀阀121能够对从第一储液器14中流向冷冻支路12的制冷剂进行节流降压，通过调节第二膨胀阀121的开启大小来调节制冷剂节流后的温度及压力，再流经第二低压循环桶122、第二制冷泵123、第二电磁阀126，通过第二冷风机127以向冷冻区间传递所需的冷量，以将温度降低至冷冻区间所需温度(即-18℃--25℃左右)，并且，通过设置第二膨胀阀121能够简化系统的操作；经第二冷风机127换热后的制冷剂从第二低压循环桶回液口122d进入第二低压循环桶122内，经第二低压循环桶排气口122c进入第一压缩机15，经第一压缩机15增压后进入第一换热器50与冷凝循环路40进行换热，换热后从第一储液器进液口142流入第一储液器14内，继续下一次循环。
同时，冷冻支路12中第二低压循环桶122起到气液分离的作用的同时，还能够起到排液桶的作用来暂存当冷冻支路12停止运行时，冷冻支路12中倒流回第二低压循环桶122内的制冷剂，从而提高制冷剂的利用率，减少运行费用。
进一步地，冷藏支路13包括第三制冷泵131、第五截止阀132、第三过滤器133、第三电磁阀134、第三冷风机135以及第六截止阀136；沿制冷剂的流向，第三制冷泵131、第五截止阀132、第三过滤器133、第三电磁阀134依次安装于第一储液器出液口141与第三冷风机135入口之间，第六截止阀136安装于第三冷风机135出口与第一储液器回液口144之间，第一储液器排气口143直接与第一换热器第一入口50a连接；制冷剂经第一储液器14流经第三制冷泵131、第三电磁阀134，通过第三冷风机135以向冷藏区间传递所需的冷量，以将温度降低至冷藏区间所需温度(即0-10℃左右)，在从第一储液器回液口144流入，经第一储液器排气口143进入第一换热器50中与冷凝系统换热，再经第一储液器进液口142流入第一储液器14等待下一次循环。
具体地，制冷循环路10中还包括第一油分离器16，第一油分离器16设于第一压缩机15出口与第一换热器50之间，因制冷剂经过第一压缩机15时，会带走第一压缩机15内部分的润滑油，润滑油随制冷剂会一起进入第一换热器50，导致在第一换热器50的传热壁面上凝成一层油膜，使热阻增大，从而会使第一换热器50的传热效果降低，影响对制冷循环路10的制冷效果，故设置第一油分离器16将压缩过后的气态的制冷剂中的润滑油分离，以保证制冷剂的制冷效果。
具体地，制冷循环路10中还包括第七截止阀17，第七截止阀17设于第一油分离器16出口与第一换热器第一入口50a之间，且位于第一储液器排气口143与第一换热器第一入口50a连接的支路之前，以保证流经冷藏支路13的制冷剂不经过第七截止阀17；当速冻支路11与冷冻支路12无负荷需求，只有冷藏支路13工作时，通过关闭第七截止阀17能够截断制冷剂的流通，以防止制冷剂的倒流，避免对系统运行产生影响；同时，当系统需要维护时，通过关闭第七截止阀17，起到的截断制冷剂流通的作用，可以使系统的维修更加便利。
请参阅图1，制热循环路20包括水循环路21、第四换热器53及热泵循环路22，水循环路21通过第三换热器52与冷凝循环路40进行热量交换，水循环路21吸收冷凝循环路40的热量，水循环路21能够将制热循环路20中部分热量回收，且因水循环路21中水的温度能够保持相对稳定的状态，以起到稳定系统的作用；热泵循环路22通过第四换热器53与水循环路21进行热量交换，热泵循环路22能够吸收水循环路21的热量，并将热量传递给外界，以供屠宰脱毛、蒸煮加热、消毒、生活热水等的使用，无需分别设置独立的系统进行控制，从而减少投资、便于系统维护。
优选地，在本实施例中，外界采用水作为媒介来获取获取热泵循环路22的热量，在其他实施例中，外界还可采用空气等其他方式来跟热泵循环路22进行换热。
在本申请中，由于热泵循环路22中制冷剂为二氧化碳，采用二氧化碳制冷剂进行循环，二氧化碳会处于超临界状态，若将热泵循环路22直接与冷凝循环路40进行换热，对于第一换热器50的技术要求比较高，故设置水循环路21在中间来稳定系统；同时，水循环路21中设置有水箱211以及水泵212，水泵212安装于水箱211出水口处，以给水循环路21提供压力，使水流流动更加稳定顺畅，同时，水箱211中水的温度能够保持相对稳定的状态，以起到进一步稳定系统的作用。
进一步地，该多温区制冷与制热集成系统100还包括第五换热器54，通过第五换热器54经热泵循环路22的热量传递给外界；热泵循环路22包括第一气液分离器23、回油电磁阀24、回热器25、第三压缩机26以及第四电磁阀27；第一气液分离器23入口与第四换热器第一出口53b连接，第一气液分离器出油口231与第一气液分离器出气口232均与回热器第一入口251连接，回油电磁阀24安装于第一气液分离器出油口231与回热器25之间，回热器第一出口252与第三压缩机26入口连接，第三压缩机26出口与第五换热器第一入口54a连接，第五换热器第一入口54b与回热器第二入口253连接，第四电磁阀27安装于回热器第二出口254与第四换热器第一入口53a之间。
制冷剂通过第四换热器53换热后，经气液分离器、回热器25流向第三压缩机26，经第三压缩机26增压后流入第五换热器54，通过第五换热器54向外界传递热量；同时，因第一气液分离器23下部的制冷剂液体易有冷冻油沉积，通过回油电磁阀24及回热器25的设置可以保证系统回油，提高系统的能效；回油电磁阀24与控制器(图未示)连接，当控制器收到第三压缩机26缺油的信号时，控制器能够控制回油电磁阀24打开进行回油，使制冷剂液体与气体一同进入回热器25中，在回热器25中与高温二氧化碳制冷剂进行热量交换，从而使第三压缩机26中制冷剂吸热温度升高，利于系统进行回油，当第三压缩机26内油位升至正常水平时，控制器控制回油电磁阀24关闭，从而能够提高系统的使用寿命。
请参阅图1，蓄冷循环路30包括蓄冰槽31，多温区制冷与制热集成系统100还包括第六换热器55，蓄冰槽31能够存储蓄冷循环路30与冷凝循环路40之间交换的冷量，并将冷量通过第六换热器55传递；在夜间系统负荷较小的时候，系统能够控制蓄冷循环路30运行，使之与冷凝循环路40进行热量交换，将冷凝循环路40中多余的冷量存储在蓄冰槽31中，以供给白天与空调或其他设备进行热量交换，无需分别设置独立的空调系统进行控制，从而减少投资、便于系统维护，同时，能够提高系统利用率，并通过充分利用峰谷电价的优势来降低运行费用。
请参阅图1，冷凝循环路40包括第二气液分离器41、第二压缩机42、第二油分离器43、冷凝支路44、余热支路45、冷凝器46、第二储液器47以及第三膨胀阀48；第二气液分离器41进口与第一换热器第二出口50c连接，第二气液分离器41出口与第二压缩机42进口连接，第二压缩机42出口与第二油分离器43进口连接，冷凝支路44与余热支路45并联连接后再串联于第二油分离器43出口与冷凝器46进口之间，冷凝器46出口与第二储液器47进口连接，第二储液器47出口与第一换热器第二进口50d连接，第三膨胀阀48安装于第二储液器47出口与第一换热器第二进口50d之间。
制冷剂经第一换热器50吸收热量后，经第二气液分离器41将气液两相制冷剂进行充分分离，并容纳液态的制冷剂，防止液态的制冷剂对第二压缩机42造成液击；进入第二压缩机42后，再经第二油分离器43分别流入冷凝支路44、余热支路45中，余热支路45通过第二换热器51将热量传递给制热循环路20；从冷凝支路44、余热支路45流出的制冷剂汇合进入冷凝器46中散热，再流入第二储液器47中等待下一次循环。
进一步地，沿制冷剂的流向，冷凝支路44依次安装有第八截止阀441、压差阀442及第九截止阀443，压差阀442能够平衡第二换热器51前后的压差，并且，能够保证第二换热器第一出口51b处的压力稳定，减小第二换热器第一出口51b处的压力损失，以使流经冷凝支路44与余热支路45的制冷剂能够正常汇合至冷凝器46中。
进一步地，余热支路45设有第十截止阀451及单向阀452，第十截止阀451位于第二油分离器43出口与第二换热器第一入口51a之间，单向阀452安装于第二换热器第一出口51b与冷凝器46进口之间；单向阀452能够防止制冷剂倒流回第二换热器51内。
请参阅图1，本申请还提供一种控制方法，该方法基于该多温区制冷与制热集成系统100实现，需要说明的是，本申请中提供的系统，各个循环路都能够单独运行或者停止，不受其他循环路的影响；同时，本申请中制冷循环路10提供冷量的各个冷区中可以通过安装有温度探头或者温度传感器等部件，来实时检测各个温度的冷区中的温度；
具体地，该方法包括如下步骤：
开启冷凝循环路40、制冷循环路10及热泵循环路22；判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取蓄冰槽31的测量值K1及水箱211中的水温T2，将K1与第一预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
S1：若当前时间处于第一预设时间范围内，且K1大于第一预设值，则冷凝循环路40向蓄冷循环路30提供冷量；
S2:若当前时间处于第一预设时间范围外，或K1小于或等于第一预设值，则冷凝循环路40停止向蓄冷循环路30提供冷量；
S3：若T2大于或等于第三预设温度，则冷凝循环路40停止向制热循环路20提供热量；
S4：若T2小于第二预设温度，则冷凝循环路40向制热循环路20提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
需要说明的是：在本申请中，第一预设时间范围为夜间24点-早上7点，当然，第一预设时间范围可根据当地的峰谷价电的时间不同而进行调整；测量值K1测量的是蓄冰槽出口处乙二醇的温度，第一预设值为-3℃，当然，第一预设值也可以根据实际情况作出不同调整，只要能够达到相同的作用即可；第二预设温度为20℃、第三预设温度为25℃，当然，每个预设温度也可以通过实际情况进行调整，以达到相同的效果即可。
请继续参阅图1，本申请还提供另一种控制方法，该方法基于该多温区制冷与制热集成系统100实现，需要说明的是，本申请中提供的系统，各个循环路都能够单独运行或者停止，不受其他循环路的影响；同时，本申请中制冷循环路10提供冷量的各个冷区中可以通过安装有温度探头或者温度传感器等部件，来实时检测各个温度的冷区中的温度；
具体地，该方法包括如下步骤：
开启冷凝循环路40、制冷循环路10及热泵循环路22；判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取蓄冰槽31的测量值K2及水箱211中的水温T2，将K2与第二预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
S1：若当前时间处于第一预设时间范围内，且K2小于第二预设值，则冷凝循环路40向蓄冷循环路30提供冷量；
S2:若当前时间处于第一预设时间范围外，或K2大于或等于第二预设值，则冷凝循环路40停止向蓄冷循环路30提供冷量；
S3：若T2大于或等于第三预设温度，则冷凝循环路40停止向制热循环路20提供热量；
S4：若T2小于第二预设温度，则冷凝循环路40向制热循环路20提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
需要说明的是：在本申请中，测量值K2测量的是蓄冰槽的液位传感器检测的冰量；第二预设值为蓄冰槽的额定冰量；第二预设值也可以根据蓄冰装置的不同，从而设置不同的额定冰量，只要能够达到相同的作用即可。
进一步地：对于制冷循环路10的控制方法包括：分别获取速冻支路11、冷冻支路12及冷藏支路13的冷区内的温度T3、T4、T5，将T3与第四预设温度及第五预设温度对比，T4与第六预设温度及第七预设温度对比，T5与第八预设温度及第九预设温度对比；
S5：若T3大于第五预设温度，则开启速冻支路11；
S6：若T3小于或等于第四预设温度，则关闭速冻支路11；
若T3大于第四预设温度，且小于第五预设温度，则维持当前状态；
S7：若T4大于第七预设温度，则开启冷冻支路12；
S8：若T4小于或等于第六预设温度，则关闭冷冻支路12；
若T4大于第六预设温度，且小于第七预设温度，则维持当前状态；
S9：若T5大于第九预设温度，则开启冷藏支路13；
S10：若T5小于或等于第八预设温度，则关闭冷藏支路13；
若T5大于第八预设温度，且小于第九预设温度，则维持当前状态。
需要说明的是，在本申请中，第四预设温度为-42℃、第五预设温度为-35℃、第六预设温度为-25℃、第七预设温度为-18℃、第八预设温度为0℃、第九预设温度为10℃；当然，每个预设温度也可以通过实际情况进行调整，以达到相同效果即可。并且，此处“维持当前状态”指的是继续维持温度变化前制热循环路20、速冻支路11、冷冻支路12及冷藏支路13所处的状态，当后续所检测到其的状态改变时，再做出相应的反应，作为举例：当检测到T5的温度为5℃，若当前冷藏支路13处于开启状态，则继续开启，直到T5降低至0℃，则关闭冷藏支路13，若当前冷藏支路13处于关闭状态，则继续关闭，直到T5升高至10℃，则开启冷藏支路13。
具体地，请继续参阅图1来说明蓄冷循环路30与冷凝循环路40配合的运作原理：
当处于S1状态时，S11：第四膨胀阀56开启，蓄冷循环路30运行；
当处于S2状态时，S21：第四膨胀阀56关闭，蓄冷循环路30停止运行。
制热循环路20与冷凝循环路40配合的运作原理：
当处于S3状态时，S31：水泵212关闭，第二换热器51停止运行，以使热泵循环路22停止运行；
当处于S4状态时，S41：水泵212开启，第二换热器51开始运行，以使热泵循环路22开始运行。
制冷循环路10与冷凝循环路40配合的运作原理：
当开启第三膨胀阀48，第一换热器50运行，以使制冷循环路10开始运行；
当关闭第三膨胀阀48，第一换热器50停止运行，以使制冷循环路10停止运行；
当处于S5状态时，S51：第一电磁阀116开启，速冻支路11运行；
当处于S6状态时，S61：第一电磁阀116关闭，速冻支路11停止运行；
当处于S7状态时，S71：第二电磁阀126开启，冷冻支路12运行；
当处于S8状态时，S81：第二电磁阀126关闭，冷冻支路12停止运行；
当处于S9状态时，S91：第三电磁阀134开启，冷藏支路13运行；
当处于S10状态时，S101：第三电磁阀134关闭，冷藏支路13停止运行。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。
Claims (11)
1.一种多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，包括冷凝循环路、制冷循环路、蓄冷循环路、制热循环路、第一换热器、第二换热器以及第三换热器；
所述制冷循环路与所述冷凝循环路通过所述第一换热器进行热量交换，所述冷凝循环路吸收所述制冷循环路的热量，所述制冷循环路能够向不同温区的冷间提供冷量；所述制热循环路与所述冷凝循环路通过所述第二换热器进行热量交换，所述制热循环路吸收所述冷凝循环路的热量；所述蓄冷循环路与所述冷凝循环路通过所述第三换热器进行热量交换，所述蓄冷循环路吸收所述冷凝循环路的冷量，并将冷量储存。
2.根据权利要求1所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述冷凝循环路包括第二压缩机、冷凝器、冷凝支路及余热支路，部分所述第二换热器设于所述余热支路上，且所述余热支路的两端分别连接于所述第二压缩机及所述冷凝器，所述余热支路与所述冷凝支路并联连接，所述余热支路能够通过所述第二换热器将热量传递给所述制热循环路；所述第二换热器包括第二换热器第一入口及第二换热器第一出口；沿制冷剂的流向，所述冷凝支路安装有压差阀，且所述压差阀的两端分别与所述第二换热器第一入口、所述第二换热器第一出口连接。
3.根据权利要求2所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述余热支路设有单向阀，所述单向阀安装于所述第二换热器第一出口处。
4.根据权利要求1所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述制冷循环路包括速冻支路、冷冻支路、冷藏支路、第一储液器及第一压缩机，所述第一换热器包括第一换热器第一入口及第一换热器第一出口；所述第一压缩机的出口连接于所述第一换热器第一入口，所述速冻支路及所述冷冻支路的一端均连接于所述第一压缩机的入口，所述速冻支路及所述冷冻支路的另一端均通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一出口，所述冷藏支路的一端通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一出口，另一端通过所述第一储液器连接于所述第一换热器第一入口。
5.根据权利要求4所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述速冻支路还包括第一膨胀阀、第一低压循环桶及第一冷风机；所述第一低压循环桶包括第一低压循环桶进液口、第一低压循环桶出液口以及第一低压循环桶回液口，所述第一储液器包括第一储液器出液口；所述第一低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口连接，所述第一膨胀阀安装于所述第一低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口之间，所述第一冷风机入口与所述第一低压循环桶出液口连接，所述第一冷风机出口与所述第一低压循环桶回液口连接；
所述冷冻支路还包括第二膨胀阀、第二低压循环桶以及第二冷风机；所述第二低压循环桶包括第二低压循环桶进液口、第二低压循环桶出液口以及第二低压循环桶回液口，所述第二低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口连接，所述第二膨胀阀安装于所述第二低压循环桶进液口与所述第一储液器出液口之间，所述第二冷风机入口与所述第二低压循环桶出液口连接，所述第二冷风机出口与第二低压循环桶回液口连接；
所述冷藏支路包括第三冷风机，所述第三冷风机入口与所述第一储液器出液口连接，所述第三冷风机出口与所述第一储液器回液口连接。
6.根据权利要求2所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述制热循环路包括水循环路、第四换热器及热泵循环路，所述水循环路通过所述第三换热器与所述余热支路进行热量交换，所述水循环路吸收所述余热支路的热量；所述热泵循环路中的制冷剂为二氧化碳，且所述热泵循环路通过所述第四换热器与所述水循环路进行热量交换，所述热泵循环路吸收所述水循环路的热量。
7.根据权利要求6所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述热泵循环路包括第一气液分离器以及回热器，所述第一气液分离器包括第一气液分离器出油口、第一气液分离器出气口以及第一气液分离器入口；所述第一气液分离器入口与所述第四换热器连接，所述第一气液分离器出油口所述回热器连接，所述第一气液分离器出气口与所述回热器连接。
8.根据权利要求1所述的多温区制冷与制热集成系统，其特征在于，所述蓄冷循环路包括蓄冰槽，所述多温区制冷与制热集成系统还包括第六换热器，所述蓄冰槽能够存储所述蓄冷循环路与所述冷凝循环路之间交换的冷量，并将冷量通过所述第六换热器传递。
9.一种控制方法，该方法基于多温区制冷与制热集成系统实现，其特征在于，所述多温区制冷与制热集成系统包括制冷循环路、冷凝循环路、蓄冷循环路及制热循环路，所述制热循环路上设有水箱，所述蓄冷循环路中设有蓄冰槽，该控制方法包括如下步骤：
开启所述冷凝循环路、所述制冷循环路及所述制热循环路；
判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取所述蓄冰槽的测量值K1及所述水箱中的水温T2，将K1与第一预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
若当前时间处于第一预设时间范围内，且K1大于第一预设值，所述冷凝循环路向所述蓄冷循环路提供冷量；
若当前时间处于第一预设时间范围外，或者K1小于或等于第一预设值，所述冷凝循环路停止向所述蓄冷循环路提供冷量；
若T2大于或等于第三预设温度，则所述冷凝循环路停止向所述制热循环路提供热量；
若T2小于第二预设温度，则所述冷凝循环路向所述制热循环路提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述制冷循环路包括速冻支路、冷冻支路及冷藏支路，对于所述制冷循环路的控制方法包括：
分别获取所述速冻支路、所述冷冻支路及所述冷藏支路的冷区内的温度T3、T4、T5，将T3与第四预设温度及第五预设温度对比，T4与第六预设温度及第七预设温度对比，T5与第八预设温度及第九预设温度对比；
若T3大于第五预设温度，则开启所述速冻支路；
若T3小于或等于第四预设温度，则关闭所述速冻支路；
若T3大于第四预设温度，且小于第五预设温度，则维持当前状态；
若T4大于第七预设温度，则开启所述冷冻支路；
若T4小于或等于第六预设温度，则关闭所述冷冻支路；
若T4大于第六预设温度，且小于第七预设温度，则维持当前状态；
若T5大于第九预设温度，则开启所述冷藏支路；
若T5小于或等于第八预设温度，则关闭所述冷藏支路；
若T5大于第八预设温度，且小于第九预设温度，则维持当前状态。
11.一种控制方法，该方法基于多温区制冷与制热集成系统实现，其特征在于，所述多温区制冷与制热集成系统包括制冷循环路、冷凝循环路、蓄冷循环路及制热循环路，所述制热循环路上设有水箱，所述蓄冷循环路中设有蓄冰槽，该控制方法包括如下步骤：
开启所述冷凝循环路、所述制冷循环路及所述制热循环路；
判断当前是否处于第一预设时间范围内，同时获取所述蓄冰槽的测量值K2及所述水箱中的水温T2，将K2与第二预设值对比，T2与第二预设温度及第三预设温度对比；
若当前时间处于第一预设时间范围内，且K2小于第二预设值，所述冷凝循环路向所述蓄冷循环路提供冷量；
若当前时间处于第一预设时间范围外，或者K2大于或等于第二预设值，所述冷凝循环路停止向所述蓄冷循环路提供冷量；
若T2大于或等于第三预设温度，则所述冷凝循环路停止向所述制热循环路提供热量；
若T2小于第二预设温度，则所述冷凝循环路向所述制热循环路提供热量；
若T2大于或等于第二预设温度，且小于第三预设温度，则维持当前状态。
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