CN205619642U - 一种节能蓄冷制冰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能蓄冷制冰系统，包括制冷模块、蓄冷模块、储热模块和制冰模块，所述制冷模块包括压缩机、蒸发式冷凝器、干燥过滤器、热交换器和气液分离器；蓄冷模块包括蓄冷罐、低温水泵、电磁阀和热交换器；储热模块包括压缩机支路换热循环和储热罐循环组成，具体包含压缩机、支路电磁阀、热交换器、气液分离器、储热罐、水泵和电磁阀；制冰模块包括蓄冷罐、低温水泵、电磁阀、制冰装置、蓄冷回路电磁阀、储热罐、水泵、电磁阀、储热回路电磁阀、水泵、水浴式换热器和水路电磁阀。本实用新型分别采用蓄冷方式和储热方式完成制冰和脱冰，高效节能，降低制冷机组运行时长和功耗，以解决上述背景技术中提出的问题。

Description

一种节能蓄冷制冰系统

技术领域

本实用新型涉及一种制冰系统，具体是一种节能蓄冷制冰系统。

背景技术

近年来，出于保鲜、卫生、安全的需要，我国农产品、生鲜食品、海产品和商超零售等市场对冰的需求日益走高，带动了制冰设备行业的发展，年增速高达20％～30％。纵观制冰机发展过程，呈现的主要发展趋势有：(1)提高成冰效率；(2)制冰脱冰智能控制；(3)安全保护和故障诊断；(4)强化传热与节能技术；(5)缩小体积重量，以便移动；(6)新型制冰技术开发。然而目前，快速发展的国内制冰机行业，在节能降耗、绿色环保、安全卫生等方面仍面临诸多技术难题。

有报道称采用LNG冷能制冰技术一定程度上改善耗能问题，然而不仅存在用户群需求冲突和气化量季节性不均匀的问题，而且LNG的生产本身就是一个巨大的耗能过程。也有文献报道采用R290制冷剂代替目前常规使用的R134a和R404A制冷剂，一定程度上符合环保潮流，降低了制冰机耗电量，但是其“易燃易爆”的缺点和使用环境不可控因素导致技术尚需研究完善。现有报道较为节能的脱冰方式，就是采用制冷压缩机运行产热进行换热脱冰。综合现有制冰技术，存在如下缺点或不足之处：

(1)现有制冰机能耗较高，为了维持制冰工况，制冷机组工作负荷大；

(2)现有制冰机因制冷循环管路长，制冷剂量多，成本高且不环保；

(3)制冰机制冷机组与制冰蒸发器直连，泄漏点多且分散，制冷剂泄露风险大；

(4)制冰机脱冰操作虽利用制冷压缩机产生的热量来脱冰一定程度节能，但制冷机组需一直运行，才能维持制冰-脱冰循环。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能蓄冷制冰系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种节能蓄冷制冰系统，包括制冷模块、蓄冷模块、储热模块和制冰模块，所述制冷模块包括压缩机、蒸发式冷凝器、干燥过滤器、热交换器和气液分离器；蓄冷模块包括蓄冷罐、低温水泵、电磁阀和热交换器；储热模块包括压缩机支路换热循环和储热罐循环组成，具体包含压缩机、支路电磁阀、热交换器、气液分离器、储热罐、水泵和电磁阀；制冰模块包括蓄冷罐、低温水泵、电磁阀、制冰装置、蓄冷回路电磁阀、储热罐、水泵、电磁阀、储热回路电磁阀、水泵、水浴式换热器和水路电磁阀；

制冷模块与蓄冷模块通过热交换器偶联，储热模块与制冷模块压缩机支路热交换器偶联，制冰模块制冰装置分别与蓄冷模块、储热模块以及多个电磁阀和水泵连接。

作为本实用新型进一步的方案：启动制冷模块，经由压缩机、蒸发式冷凝器、干燥过滤器、气液分离器及热交换器，制冷机组管道制冷剂通过管道循环，形成制冷循环；开启电磁阀和低温水泵，蓄冷罐中的液体通过管道循环与制冷机组经由热交换器实现热交换，形成蓄冷循环。

作为本实用新型进一步的方案：蓄冷罐内液体达到所需温度后，即能够关闭/不关闭制冷模块，经由低温水泵、电磁阀、制冰装置、蓄冷回路电磁阀实现蓄冷液体制冰循环，制冰时需要关闭储热罐循环电磁阀和储热罐回路电磁阀及水泵。

作为本实用新型进一步的方案：制冷机组工作时，压缩机所产生的高温高压气体经由支路电磁阀、热交换器、气液分离器形成支路热循环，开启水泵和电磁阀，储热罐中的液体通过管道循环与压缩机支路热循环在热交换器内实现换热，形成储热循环。

作为本实用新型进一步的方案：储热罐内液体达到所需温度后，即能够关闭/不关闭制冷模块，当制冰装置内制冰量达到需要量后，开启水泵、电磁阀和储热罐回路电磁阀实现储热液体脱冰循环，脱冰时需要关闭蓄冷制冰循环电磁阀及蓄冷回路电磁阀及低温水泵。

作为本实用新型进一步的方案：热交换器和热交换器皆采用壳管式换热器或板式换热器，优选板式换热器。

作为本实用新型再进一步的方案：蓄冷罐和储热罐内部充填无相变的液体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型分别采用蓄冷方式和储热方式完成制冰和脱冰，高效节能，降低制冷机组运行时长和功耗，以解决上述背景技术中提出的问题。

附图说明

图1为节能蓄冷制冰系统的结构示意图；

图中：1-压缩机；2-蒸发式冷凝器；3-干燥过滤器；4-热交换器；5、11-气液分离器；6-蓄冷罐；7、15-低温水泵；8、9、14、16、20-电磁阀；10-热交换器；12-储热罐；17-制冰装置；18-蓄冷回路电磁阀；13、19、22-水泵；21-储热回路电磁阀；23-水浴式换热器；24-水路电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种节能蓄冷制冰系统，包括制冷模块、蓄冷模块、储热模块和制冰模块，所述制冷模块包括压缩机1、蒸发式冷凝器2、干燥过滤器3、热交换器4和气液分离器5；蓄冷模块包括蓄冷罐6、低温水泵7、电磁阀8和热交换器4；储热模块包括压缩机支路换热循环和储热罐循环组成，具体包含压缩机1、支路电磁阀9、热交换器10、气液分离器11、储热罐12、水泵13和电磁阀14；制冰模块包括蓄冷罐6、低温水泵15、电磁阀16、制冰装置17、蓄冷回路电磁阀18、储热罐12、水泵19、电磁阀20、储热回路电磁阀21、水泵22、水浴式换热器23和水路电磁阀24；

制冷模块与蓄冷模块通过热交换器10偶联，储热模块与制冷模块压缩机支路热交换器10偶联，制冰模块制冰装置分别与蓄冷模块、储热模块以及多个电磁阀8和水泵19连接；启动制冷模块，经由压缩机1、蒸发式冷凝器2、干燥过滤器3、气液分离器5及热交换器4，制冷机组管道制冷剂通过管道循环，形成制冷循环；开启电磁阀8和低温水泵7， 蓄冷罐6中的液体通过管道循环与制冷机组经由热交换器4实现热交换，形成蓄冷循环；蓄冷罐6内液体达到所需温度后，即能够关闭/不关闭制冷模块，经由低温水泵15、电磁阀16、制冰装置17、蓄冷回路电磁阀18实现蓄冷液体制冰循环，制冰时需要关闭储热罐循环电磁阀20和储热罐回路电磁阀21及水泵19；制冷机组工作时，压缩机1所产生的高温高压气体经由支路电磁阀9、热交换器10、气液分离器11形成支路热循环，开启水泵13和电磁阀14，储热罐12中的液体通过管道循环与压缩机支路热循环在热交换器10内实现换热，形成储热循环；储热罐12内液体达到所需温度后，即能够关闭/不关闭制冷模块，当制冰装置17内制冰量达到需要量后，开启水泵9、电磁阀20和储热罐回路电磁阀21实现储热液体脱冰循环，脱冰时需要关闭蓄冷制冰循环电磁阀16及蓄冷回路电磁阀18及低温水泵15；热交换器4和热交换器10皆采用壳管式换热器或板式换热器，优选板式换热器；蓄冷罐6和储热罐12内部充填无相变的液体。

采用图1所述系统结构图，蓄冷步骤如下：启动制冷模块，经由压缩机1、蒸发式冷凝器2、干燥过滤器3、气液分离器及热交换器4及其他常规必需附件，制冷机组管道制冷剂通过管道循环，形成制冷循环；开启电磁阀8和低温水泵7，蓄冷罐6中的液体通过管道循环与制冷机组经由热交换器4实现热交换，形成蓄冷循环。

采用图1所述系统结构图，制冰步骤如下：蓄冷罐内液体达到所需温度后，即可关闭/不关闭制冷模块，经由低温水泵15、电磁阀16、制冰装置17、蓄冷回路电磁阀18实现蓄冷液体制冰循环，制冰时需要关闭储热罐循环电磁阀20和储热罐回路电磁阀21及水泵19。

采用图1所述系统结构图，储热步骤如下：制冷机组工作时，压缩机1所产生的高温高压气体经由支路电磁阀9、热交换器10、气液分离器11及其他常规必需附件形成支路热循环，开启水泵13和电磁阀14，储热罐12中的液体通过管道循环与压缩机支路热循环在热交换器10内实现换热，形成储热循环。

采用图1所述系统结构图，脱冰步骤如下：储热罐内液体达到所需温度后，即可关闭/不关闭制冷模块。当制冰装置17内制冰量达到需要量后，开启水泵9、电磁阀20和储热 罐回路电磁阀21实现储热液体脱冰循环，脱冰时需要关闭蓄冷制冰循环电磁阀16及蓄冷回路电磁阀18及低温水泵15。

本实用新型的一种较佳的工作方式为：

利用夜间价格低廉的工业谷电启动制冷机组，通过制冷主循环热交换器4换热将蓄冷罐6中的溶液降温至要求的超低温-35℃～-60℃；通过制冷机组压缩机1支路循环热交换器10换热将储热罐12中的溶液升温到要求的35℃～70℃；在白天用电高峰期关闭/不关闭制冷机组，降温完成的蓄冷罐6与制冰装置17通过低温水泵15和阀门16连接，启动低温水泵15将超低温蓄冷液通入制冰装置17壳程管道并实现回流循环，达到所需制冰量后，控制电磁阀16关闭蓄冷罐6制冰水泵15通路，打开储热罐12脱冰水泵19通路，通入制冰装置17壳程管道并实现回流循环，实现脱冰。

经采用本实用新型车载高能蓄冷系统技术实际运行反馈结果，相对于常规制冰技术，本系统运行单位制冰量能耗能降低15％～30％。更主要的是实现了“移峰填谷”制冰新工艺，大大降低制冰相关生产使用单位运行成本。

制冷模块循环采用常规制冷剂，如由氨、氟利昂、碳氢化合物、二氧化碳等成分组成的制冷剂。

所述蓄冷罐6和储热罐12内部均充填无相变的液体。

所述无相变的液体主要由有机盐类、无机盐类、醇类的水溶液组成。

进一步，所述蓄冷罐6内液体温度控制在-35℃～-60℃。

进一步，所述储热罐12内液体温度控制在35℃～70℃。

本系统采用蓄冷方法制冰，也即是利用制冷机组主循环经热交换器换热，使蓄冷罐内的液体达到需求蓄冷温度。然后关闭/不关闭制冷机组，启动蓄冷罐制冰换热通道，实现传导换热制冰。

本系统采用储热方式脱冰。也即是利用制冷机组压缩机运行所产生的高温高压气体经支路热交换器循环，使储热罐液体达到需求脱冰温度。然后关闭/不关闭制冷机组，同时等待制冰工序结束后，启动储热罐脱冰换热通道，实现传导换热脱冰。

本系统制冰/脱冰可根据制冰装置工作容量的实际需求来填充不同数量蓄冷/储热液体。且运行时间可使用灵活性更好。

考虑到系统工作可控可视化的方便，可在制冰装置工作面板上设置温控或电磁阀调控按钮，并设置制冰探测器等系统附件及线路，这些细节改进，都属于本专利所述节能蓄冷制冰系统所涵盖的范围之内。

利用夜间价格低廉的工业谷电启动制冷机组，通过制冷主循环热交换器换热将蓄冷罐中的溶液降温至要求的超低温-35℃～-60℃；通过制冷机组压缩机支路循环热交换器换热将储热罐中的溶液升温到要求的35℃～70℃；在白天用电高峰期关闭/不关闭制冷机组，降温完成的蓄冷罐与制冰装置通过低温水泵和阀门连接，启动低温水泵将超低温蓄冷液通入制冰装置壳程管道并实现回流循环，达到所需制冰量后，控制电磁阀关闭蓄冷罐制冰水泵通路，打开储热罐脱冰水泵通路，通入制冰装置壳程管道并实现回流循环，实现脱冰。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种节能蓄冷制冰系统，包括制冷模块、蓄冷模块、储热模块和制冰模块，其特征在于，所述制冷模块包括压缩机(1)、蒸发式冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、热交换器(4)和气液分离器(5)；蓄冷模块包括蓄冷罐(6)、低温水泵(7)、电磁阀(8)和热交换器(4)；储热模块包括压缩机支路换热循环和储热罐循环组成，具体包含压缩机(1)、支路电磁阀(9)、热交换器(10)、气液分离器(11)、储热罐(12)、水泵(13)和电磁阀(14)；制冰模块包括蓄冷罐(6)、低温水泵(15)、电磁阀(16)、制冰装置(17)、蓄冷回路电磁阀(18)、储热罐(12)、水泵(19)、电磁阀(20)、储热回路电磁阀(21)、水泵(22)、水浴式换热器(23)和水路电磁阀(24)；

制冷模块与蓄冷模块通过热交换器(10)偶联，储热模块与制冷模块压缩机支路热交换器(10)偶联，制冰模块制冰装置分别与蓄冷模块、储热模块以及多个电磁阀(8)和水泵(19)连接。

2.根据权利要求1所述的节能蓄冷制冰系统，其特征在于，蓄冷罐(6)和储热罐(12)内部充填无相变的液体。