CN117073256A - 雪场双温区制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雪场双温区制冷系统。该系统包括：至少一个第一压缩机、冷凝器组件、第一节流器、第一温度氨液分离器及第一换热组件；所述第一压缩机、所述冷凝器组件、所述第一节流器、所述第一温度氨液分离器及所述第一换热组件构成一氨循环回路；该系统还包括：至少一个第二压缩机、第二节流器、第二温度氨液分离器及第二换热组件；所述第二压缩机、所述第一温度氨液分离器、所述第二节流器、所述第二温度氨液分离器及所述第二换热组件构成另一氨循环回路；本方案大大降低了整个制冷系统的能耗，还简化了系统设计。
Description
技术领域
本发明实施例涉及制冷技术领域，尤其涉及雪场双温区制冷系统。
背景技术
冰雪行业中制冷系统耗能是整个冰雪场馆总能耗的重要标准，随着国家一系列政策的推行，低碳、低能耗、可持续发展显得尤为重要，因此对冰雪行业也提出了更高的要求。
目前冰雪场馆中，大多采用R507+乙二醇水溶液的载冷系统；系统可以为造雪机提供一路冷冻水用于水和压缩空气的降温，这样造雪机不仅能适用于外界高温环境而且雪质较好。现有雪场制冷系统多采用双工况主机，即一台主机可以运行两个工况，但两个工况不同时运行。通常双工况主机的冷凝温度相同且均较高，蒸发温度不同，最终表现为制冷能耗较高。
发明内容
本发明提供雪场双温区制冷系统，该系统能同时满足两个工况的运行。利用串并联的运行模式大大降低了整个雪场制冷系统能耗，而且简化了系统设计。
为达到以上目的，本发明实施例提供了一种双温区制冷系统，该系统包括：至少一个第一压缩机、冷凝器组件、第一节流器、第一温度氨液分离器及第一换热组件；
所述第一压缩机组的冷凝出口通过一氨管路与所述冷凝器组件的入口连通；所述冷凝器组件的出口通过一氨管路与所述第一节流器的入口连通；所述第一节流器的出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第一入口连通；所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一换热组件的入口连通，所述第一换热组件的出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
还包括：至少一个第二压缩机、第二节流器、第二温度氨液分离器及第二换热组件；
所述第二压缩机的冷凝出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第二入口连通，所述第一温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第二节流器的入口连通；所述第二节流器的出口通过一氨管路与所述第二温度氨液分离器的第一入口连通；所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二换热组件的入口连通，所述第二换热组件的出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
可选的，所述第一换热组件包括第一板式换热器及第一温区乙二醇单元；
所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一板式换热器的第一入口连通；所述第一板式换热器的第一出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第二入口连通；所述第一板式换热器的第二入口与所述第一温区乙二醇单元的出口连通；所述第一板式换热器的第二出口与所述第一温区乙二醇单元的入口连通；所述第一温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
所述第二换热组件包括第二板式换热器及第二温区乙二醇单元；
所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二板式换热器的第一入口连通；所述第二板式换热器的第一出口通过一氨管路与所述第二温度氨液分离器的第二入口连通；所述第二板式换热器的第二入口与所述第二温区乙二醇单元的出口连通；所述第二板式换热器的第二出口与所述第二温区乙二醇单元的入口连通；所述第二温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
可选的，所述第一换热组件包括第一蒸发器；
所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一蒸发器的入口连通；所述第一蒸发器的出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
所述第二换热组件包括第二蒸发器；
所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二蒸发器的入口连通；所述第二蒸发器的出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
可选的，还包括：热回收换热器、第三温区乙二醇单元、第三板式换热器及第四板式换热器；
所述第一压缩机的冷凝出口通过一氨管路与所述热回收换热器的第一入口连通；所述热回收换热器的第一出口通过一氨管路与所述蒸发冷凝器的入口连通；所述热回收换热器的第二入口与所述第三温区乙二醇单元的第一出口连通；所述热回收换热器的第二出口与所述第三温区乙二醇单元的第一入口连通；
所述第三温区乙二醇单元的第二出口与所述第三板式换热器的第一入口连通；所述第三板式换热器的第一出口与所述第四板式换热器的第一入口连通；所述第四板式换热器的第一出口与所述第三温区乙二醇单元的第二入口连通；
所述第三板式换热器的第二入口与生活热水的出口连通；所述第三板式换热器的第二出口与所述生活热水的入口连通；
所述第四板式换热器的第二入口与水源热泵的出口连通；所述第四板式换热器的第二出口与所述水源热泵的入口连通。
可选的，所述第一压缩机的冷凝温度为预设温度；所述第一压缩机的蒸发温度为第一温度；
所述第二压缩机的冷凝温度为所述第一温度；所述第二压缩机的蒸发温度温度为第二温度。
可选的，所述第一压缩机包括螺杆式压缩机；所述第二压缩机包括活塞式压缩机。
可选的，所述冷凝器组件包括至少一个蒸发冷凝器。
可选的，所述第一温度氨液分离器为所述第二压缩机的冷凝组件。
可选的，所述第三温区乙二醇单元的温度高于所述第一温区乙二醇单元的温度；所述第一温区乙二醇单元的温度高于所述第二温区乙二醇单元的温度。
本发明实施例，通过所述第一压缩机、所述冷凝器组件、所述第一节流器、所述第一温度氨液分离器及所述第一换热组件构成一氨循环回路；这样第一压缩机产生的高温高压排气通过冷凝器组件换热冷凝为高温液体，高温液体经过第一节流器的节流降温后进入第一温度氨液分离器，第一温度的氨液再通过第一换热组件后换热后得到第一温区的环境温度，同时通过第一换热组件换热后产生第一温度蒸发气体(即第一压缩机的蒸发温度为第一温度)吸入至第一压缩机内；还通过所述第二压缩机、所述第一温度氨液分离器、所述第二节流器、所述第二温度氨液分离器及所述第二换热组件构成另一氨循环回路；第二压缩机的冷凝温度为第一压缩机的蒸发温度相同，这样第二压缩机产生的第一温度气体(即第二压缩机的冷凝温度为第一温度)通过第一温度氨液分离器的分离和冷凝后，第一温度的氨液经过第二节流器的节流降温输出第二温度的氨液，第二温度的氨液进入第二温度氨液分离器后进一步分离出第二温度的氨液，第二温度的氨液再通过第二换热组件换热后得到第二温区的环境温度；同时通过第二换热组件后换热后产生的第二温度蒸发气体(即第二压缩机的蒸发温度为第二温度)吸入至第二压缩机内；如此本方案提供了双温区的环境温度，另外第一温度氨液分离器作为第二压缩机的冷凝组件，第二压缩机的冷凝温度为第一温度，第二压缩机的冷凝温度偏低，相较于现有技术第二压缩机的冷凝温度较高，使得整个双温区制冷系统的制冷量增加，从而降低了双温区制冷系统的能效；此外，还简化了双温区制冷系统的设计。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种双温区制冷系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种双温区制冷系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种双温区制冷系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种双温区制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种双温区制冷系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：至少一个第一压缩机10、冷凝器组件20、第一节流器30、第一温度氨液分离器40及第一换热组件50；第一压缩机组10的冷凝出口通过一氨管路与蒸发冷凝器20的入口连通；蒸发冷凝器20的出口通过一氨管路与第一节流器30的入口连通；第一节流器30的出口通过一氨管路与第一温度氨液分离器40的第一入口连通；第一温度氨液分离器40的第一出口通过一氨管路与第一换热组件50的入口连通，第一换热组件50的出口通过一氨管路与第一压缩机10的吸气口连通。
该系统还包括：至少一个第二压缩机组60、第二节流器70、第二温度氨液分离器80及第二换热组件90；第二压缩机60的冷凝出口通过一氨管路与第一温度氨液分离器40的第一入口连通，第一温度氨液分离器40的第一出口通过一氨管路与第二节流器70的入口连通；第二节流器70的出口通过一氨管路与第二温度氨液分离器80的第一入口连通；第二温度氨液分离器80的第一出口通过一氨管路与第二换热组件90的入口连通，第二换热组件90的出口通过一氨管路与第二压缩机60的吸气口连通。
其中，第一压缩机10可以为螺杆式压缩机；第二压缩机60可以为活塞式压缩机。第一压缩机10的蒸发温度为第一温度，冷凝温度为预设温度；第二压缩机60的蒸发温度为第二温度，冷凝温度为第一温度；第一压缩机10的蒸发温度即为第二压缩机60的冷凝温度；第一压缩机10和第二压缩机60的个数可以依据制冷量的需求而定，本实施例对第一压缩机10及第二压缩机60的个数不作具体的限定。
冷凝器组件20包括至少一个蒸发冷凝器，起到将压缩机产生的高温高压排气换热冷凝为高温液体；第一节流器30及第二节流器70可以起到控制高温液体的流量及对高温液体进一步降温的作用；
第一温度氨液分离器40其作用是可以将第一温度的氨气和氨液分离掉；第二温度氨液分离器80其作用是可以将第二温度的氨气和氨液分离掉；第一换热组件50及第二换热组件90可以将氨液分离器分离的低温液体与高温环境换热后排出一定温度气体至压缩机内。
本实施例中第一压缩机10、冷凝器组件20、第一节流器30、第一温度氨液分离器40及第一换热组件50构成一氨循环回路；这样第一压缩机10产生的预设温度高压排气(即第一压缩机10的冷凝温度为预设温度，示例性的，预设温度为35℃)通过冷凝器组件20换热冷凝为预设温度高温液体，预设温度高温液体经过第一节流器30的节流降温后进入第一温度氨液分离器40(示例性的，第一温度为-18℃)，第一温度的氨液再通过第一换热组件50后换热后得到第一温区的环境温度(示例性的，第一温区的环境温度为-15℃)，该第一温区的环境温度可用于雪场中冷风机制冷、新风机组制冷、冰地盘管防融雪各种场景中；同时通过第一换热组件50后换热后产生的第一温度蒸发气体(即第一压缩机10的蒸发温度为第一温度)吸入至第一压缩机10内；
第二压缩机60、第一温度氨液分离器40、第二节流器70、第二温度氨液分离器80及第二换热组件90构成另一氨循环回路；第二压缩机60的冷凝温度为第一压缩机10的蒸发温度相同，这样第二压缩机60产生的第一温度气体(即第二压缩机60的冷凝温度为第一温度，示例性的，第一温度为-18℃)通过第一温度氨液分离器40的分离和冷凝后，第一温度的氨液经过第二节流器70的节流降温输出第二温度的氨液(示例性的，第二温度为-32℃)，第二温度的氨液进入第二温度氨液分离器80后进一步分离出第二温度的氨液，第二温度的氨液再通过第二换热组件90后换热后得到第二温区的环境温度(示例性的，第二温区的环境温度为-30℃)，该第二温区的环境温度可用于造雪场景中；同时通过第二换热组件90后换热后产生的第二温度蒸发气体(即第二压缩机60的蒸发温度为第二温度)吸入至第二压缩机60内，这样本方案制冷系统提供了双温区环境温度。另外，由于第一温度氨液分离器40作为第二压缩机60的冷凝组件，第二压缩机60的冷凝温度与第一压缩机10的蒸发温度相同，第二压缩机的冷凝温度为第一温度，第二压缩机的冷凝温度偏低，这样相较于现有技术第二压缩机的冷凝温度较高，使得整个雪场双温区制冷系统的制冷量增加，从而降低了雪场双温区制冷系统的能效；此外，第一温度氨液分离器40作为第二压缩机的冷凝组件，还简化了雪场双温区制冷系统的设计。
可选的，在上述实施例的基础上，进一步细化，图2是本发明实施例提供的另一种双温区制冷系统的结构示意图；如图2所示，在一些实施例中，第一换热组件50包括第一板式换热器51及第一温区乙二醇单元52；第一温度氨液分离器40的第一出口通过一氨管路与第一板式换热器51的第一入口连通；第一板式换热器51的第一出口通过一氨管路与第一温度氨液分离器40的第二入口连通；第一板式换热器51的第二入口与第一温区乙二醇单元52的出口连通；第一板式换热器51的第二出口与第一温区乙二醇单元52的入口连通；第一温度氨液分离器40的第二出口通过一氨管路与第一压缩机10的吸气口连通；
第二换热组件90包括第二板式换热器91及第二温区乙二醇单元92；第二温度氨液分离器80的第一出口通过一氨管路与第二板式换热器91的第一入口连通；第二板式换热器91的第一出口通过一氨管路与第二温度氨液分离器80的第二入口连通；第二板式换热器91的第二入口与第二温区乙二醇单元92的出口连通；第二板式换热器91的第二出口与第二温区乙二醇单元92的入口连通；第二温度氨液分离器80的第二出口通过一氨管路与第二压缩机60的吸气口连通。
具体的，经过第一温度氨液分离器40分离后的第一温度氨液经过第一板式换热器51与第一温区乙二醇单元52内的乙二醇溶液换热得到第一温区内乙二醇溶液(示例性的，第一温区内乙二醇溶液温度为-15℃)，以使第一温区内乙二醇溶液用于后续造雪系统中冷风机制冷、新风机组制冷、冰地盘管防融雪场景中；同时第一温区内乙二醇溶液经过第一板式换热器51换热使得第一温度氨液变化为第一温度气体进入第一温度氨液分离器40，第一温氨液分离器40内分离后的第一温度氨气被吸入至第一压缩机10内。
同样地，经过第二温度氨液分离器80分离后的第二温度氨液经过第二板式换热器91与第二温区乙二醇单元92内的乙二醇溶液换热得到第二温区内乙二醇溶液(示例性的，第二温区内乙二醇溶液温度为-30℃)，以使第二温区内乙二醇溶液用于后续造雪机；同时第二温区内乙二醇溶液经过第二板式换热器91的换热使得第二温度氨液变化为第二温度气体进入第二温度氨液分离器80，第二温氨液分离器80内分离后的第二温度氨气被吸入至第二压缩机60内。
在另一实施例中，第一换热组件50包括第一蒸发器53；第二换热组件90包括第二蒸发器93；图3是本发明实施例提供的另一种双温区制冷系统的结构示意图；如图3所示，第一温度氨液分离器40的第一出口通过一氨管路与第一蒸发器53的入口连通；第一蒸发器53的出口通过一氨管路与第一压缩机10的吸气口连通；第二换热组件90包括第二蒸发器93；第二温度氨液分离器80的第一出口通过一氨管路与第二蒸发器93的入口连通；第二蒸发器93的出口通过一氨管路与第二压缩机60的吸气口连通。
具体的，经过第一温度氨液分离器40分离后的第一温度氨液直接经过第一蒸发器53蒸发后得到第一温区环境温度，后续第一温区环境温度用于造雪系统中冷风机制冷、新风机组制冷、防融雪和冰地盘管；同时蒸发后的第一温度氨气被吸收至第一压缩机10内；
经过第二温度氨液分离器80分离后的第二温度氨液直接经过第二蒸发器93蒸发后得到第二温区环境温度，后续第二温区环境温度用于造雪机；同时蒸发后的第二温度氨气被吸收至第二压缩机60内。可以理解的是，本实施例中第一换热组件和第二换热组件的类型不作具体的限定。
可选的，在上述实施例的基础上，进一步优化，图4是本发明实施例提供的一种双温区制冷系统的结构示意图；如图4所示，该系统还包括：热回收换热器100、第三温区乙二醇单元110、第三板式换热器120及第四板式换热器130；第一压缩机10的冷凝出口通过一氨管路与热回收换热器100的第一入口连通；热回收换热器100的第一出口通过一氨管路与蒸发冷凝器20的入口连通；热回收换热器20的第二入口与第三温区乙二醇单元110的第一出口连通；热回收换热器100的第二出口与第三温区乙二醇单元110的第一入口连通；
第三温区乙二醇单元110的第二出口与第三板式换热器120的第一入口连通；第三板式换热器120的第一出口与第四板式换热器130的第一入口连通；第四板式换热器130的第一出口与第三温区乙二醇单元110的第二入口连通；第三板式换热器120的第二入口与生活热水的出口连通；第三板式换热器110的第二出口与生活热水的入口连通；第四板式换热器130的第二入口与水源热泵的出口连通；第四板式换热器130的第二出口与水源热泵的入口连通。
其中，由于第一压缩机10的氨气排气温度较高，通过热回收换热器100与第三温区乙二醇单元110的乙二醇溶液换热得到第三温区的乙二醇溶液(示例性的，第三温区的乙二醇溶液的温度为45℃)，第三温区的乙二醇溶液用于冷风机融霜、防结露地盘管、新风机组融霜、融雪池、融冰池、造雪机融霜；第三温区乙二醇单元的温度是高于第一温区乙二醇单元的温度；第一温区乙二醇单元的温度高于第二温区乙二醇单元的温度，如此该制冷系统可以提供中、低、高三个温区的乙二醇溶液。同时第三温区乙二醇单元110通过第三板式换热器120换热，可以用于预热生活用水，解决了现有技术方案中R507系统排气温度低满足不了生活热水的需求的问题；
由于经过第三板式换热器120换热后，第三温区乙二醇单元110内的乙二醇水溶液温度降低，此时乙二醇水溶液可以经过第四板式换热器130与水源热泵的冷凝侧热水换热将温升高后流回至第三温区乙二醇单元110，第三温区乙二醇单元110内的乙二醇溶液再与热回收换热器100换热后得到预设温度的氨液，预设温度的氨液用于冷凝组件20的冷凝。这样双温区制冷系统在双温区制冷的同时，可以利用冷凝热回收所得水温较高，利用范围广，不仅用于雪场自身的需求，还用于预热生活热水，给水源热泵冷凝水降温，如此还提高了热能综合利用率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种雪场双温区制冷系统，其特征在于，包括：至少一个第一压缩机、冷凝器组件、第一节流器、第一温度氨液分离器及第一换热组件；
所述第一压缩机组的冷凝出口通过一氨管路与所述冷凝器组件的入口连通；所述冷凝器组件的出口通过一氨管路与所述第一节流器的入口连通；所述第一节流器的出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第一入口连通；所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一换热组件的入口连通，所述第一换热组件的出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
还包括：至少一个第二压缩机、第二节流器、第二温度氨液分离器及第二换热组件；
所述第二压缩机的冷凝出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第二入口连通，所述第一温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第二节流器的入口连通；所述第二节流器的出口通过一氨管路与所述第二温度氨液分离器的第一入口连通；所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二换热组件的入口连通，所述第二换热组件的出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
2.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第一换热组件包括第一板式换热器及第一温区乙二醇单元；
所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一板式换热器的第一入口连通；所述第一板式换热器的第一出口通过一氨管路与所述第一温度氨液分离器的第二入口连通；所述第一板式换热器的第二入口与所述第一温区乙二醇单元的出口连通；所述第一板式换热器的第二出口与所述第一温区乙二醇单元的入口连通；所述第一温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
所述第二换热组件包括第二板式换热器及第二温区乙二醇单元；
所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二板式换热器的第一入口连通；所述第二板式换热器的第一出口通过一氨管路与所述第二温度氨液分离器的第二入口连通；所述第二板式换热器的第二入口与所述第二温区乙二醇单元的出口连通；所述第二板式换热器的第二出口与所述第二温区乙二醇单元的入口连通；所述第二温度氨液分离器的第二出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
3.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第一换热组件包括第一蒸发器；
所述第一温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第一蒸发器的入口连通；所述第一蒸发器的出口通过一氨管路与所述第一压缩机的吸气口连通；
所述第二换热组件包括第二蒸发器；
所述第二温度氨液分离器的第一出口通过一氨管路与所述第二蒸发器的入口连通；所述第二蒸发器的出口通过一氨管路与所述第二压缩机的吸气口连通。
4.根据权利要求2所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，还包括：热回收换热器、第三温区乙二醇单元、第三板式换热器及第四板式换热器；
所述第一压缩机的冷凝出口通过一氨管路与所述热回收换热器的第一入口连通；所述热回收换热器的第一出口通过一氨管路与所述冷凝器组件的入口连通；所述热回收换热器的第二入口与所述第三温区乙二醇单元的第一出口连通；所述热回收换热器的第二出口与所述第三温区乙二醇单元的第一入口连通；
所述第三温区乙二醇单元的第二出口与所述第三板式换热器的第一入口连通；所述第三板式换热器的第一出口与所述第四板式换热器的第一入口连通；所述第四板式换热器的第一出口与所述第三温区乙二醇单元的第二入口连通；
所述第三板式换热器的第二入口与生活热水的出口连通；所述第三板式换热器的第二出口与所述生活热水的入口连通；
所述第四板式换热器的第二入口与水源热泵的出口连通；所述第四板式换热器的第二出口与所述水源热泵的入口连通。
5.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第一压缩机的冷凝温度为预设温度；所述第一压缩机的蒸发温度为第一温度；
所述第二压缩机的冷凝温度为所述第一温度；所述第二压缩机的蒸发温度温度为第二温度。
6.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第一压缩机包括螺杆式子、压缩机；所述第二压缩机包括活塞式压缩机。
7.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述冷凝器组件包括至少一个蒸发冷凝器。
8.根据权利要求1所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第一温度氨液分离器为所述第二压缩机的冷凝组件。
9.根据权利要求4所述的雪场双温区制冷系统，其特征在于，所述第三温区乙二醇单元的温度高于所述第一温区乙二醇单元的温度；所述第一温区乙二醇单元的温度高于所述第二温区乙二醇单元的温度。
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