CN207196992U - 一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷设备技术领域，更具体地，涉及一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统。将太阳能加热系统、制冷系统和真空子系统有机地结合成一个整体系统。太阳能加热系统包括太阳能集热器、第一水泵和热水循环水箱，第一水泵抽取水经过太阳能集热器，利用太阳能对水进行加热，热水的热能提供给制冷系统和真空子系统，最后热水流回热水循环水箱；真空子系统中真空箱内一侧安装有制冷系统的蒸发器，另一侧设置有储水池，储水池中安装有热水盘管换热器。利用太阳能来解决吸收式制冷及解冻所需的供热问题，当阳光不足或晚上时可辅助电加热器投入使用。白天阳光充足，直接采用太阳能集热系统供热进行真空冷却和解冻。

Description

一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，更具体地，涉及一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统。

背景技术

真空冷却主要是依靠蒸发水分来获取冷量，真空冷却中的食品不仅温度分布均匀，而且降温很快。由于真空冷却过程中食品不受强空气流的冲击，无论怎么放置都不会影响食品的冷却效果，所以减小了很多劳动量，同时也避免了很多不必要的机械损伤。目前人们对真空冷却的方案进行了多项研究，预冷前处理研究，如补水、注射盐水、传统冷却、与加工液体一起冷却等，还有对设备进行研究，调节降压模式研究，真空冷却后处理研究。但是，目前针对真空冷却机的节能技术研究还非常少，若能使用太阳能为冷却剂提供热能，便能减少大量的电能，达到节能减排的效果。另外市面上的真空冷却机只具备冷却功能，对食品的解冻只能通过常温解冻或加温解冻实现，常温解冻耗时较长，而加温解冻又容易破坏食品，因此还提供一种快速解冻又不破坏食品的方法。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种利用真空冷却的原理提供高真空，通过利用吸收式制冷进行冷却，利用太阳能驱动吸收式制冷系统，并进行解冻，实现冷却和解冻共存的一种改进型装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，包括太阳能加热系统、制冷系统和真空子系统，太阳能加热系统包括太阳能集热器、第一水泵和热水循环水箱，第一水泵入水口与热水循环水箱连接，第一水泵出水口与太阳能集热器入水口连接，第一水泵抽取水经过太阳能集热器，利用太阳能对水进行加热，热水流入制冷系统，热水的热能提供给制冷系统和真空子系统，最后热水流回热水循环水箱；制冷系统通过溶液循环实现制冷功能，真空子系统包括真空箱和真空泵，真空泵抽取真空箱内的空气，使真空箱内形成真空环境，一侧安装有制冷系统的蒸发器，另一侧安装有置物架，置物架下有储水池。

进一步地，所述的制冷系统包括吸收液循环回路和冷却循环回路，吸收液循环回路包括吸收器、溶液泵、液-液换热器，发生器、冷凝器、蒸发器和热水盘管换热器，吸收器中装有吸收液稀溶液，优选溴化锂溶液，溶液泵连接吸收器和发生器，将吸收器中的吸收液稀溶液抽到发生器中，吸收器上部连接发生器底部，使发生器中经加热蒸发后的浓溶液回流到吸收器中，液-液换热器安装在吸收器和发生器之间的两个连接管外部，发生器顶部有连接口连接到冷凝器入口，冷凝器出口连接安装在真空箱内的蒸发器入水口，蒸发器出水口连接回吸收器；冷却循环回路包括水泵和冷却塔，两者连接形成一个回路，该回路经过吸收器的盘管和冷凝管的盘管，冷却塔中装有冷却水，水泵实现冷却水的循环流动，从而达到冷却效果。

太阳能集热器收集太阳能对水进行加热，热水将热能供给制冷系统，制冷系统中发生器从吸收器中抽取吸收液稀溶液，发生器中的吸收液稀溶液吸收热能，产生水蒸气在冷凝管中冷凝为冷凝水，并输入到蒸发器中，冷凝水经蒸发器蒸发后流回吸收器内，与此同时，吸收剂在发生器和吸收器之间循环流动，这便构成了吸收剂循环回路，在这个回路中所吸收的热能均来自太阳能集热器收集到的热能。冷却循环回路通过水泵使冷却水循环流动，循环回路流经吸收器的盘管和冷凝管的盘管，分别对吸收器中的吸收剂和冷凝管中的水蒸气进行冷却。

使用时，将待冷却或待冷冻的食物放置在真空箱内的置物架上，关闭真空箱，真空泵将真空箱内的空气抽出，箱体内形成真空环境，在冷却状态下，储水池中不装水，热水盘管换热器不工作，在真空低温环境下，食品中的水分蒸发，水分蒸发过程带走食品中的热能，从而使食物冷却。在解冻状态下，储水池中装水，热水盘管换热器释放能量，在真空环境下，储水池中的水受热蒸发，水蒸气在遇到置物架上的食品时，由于食品温度较低，水蒸气在食品表面冷凝为液体水，在冷凝过程中，释放能量，从而达到为食品解冻的目的。

进一步地，所述的太阳能加热系统还包括辅助电加热器，与太阳能集热器连接，在太阳能不足时利用电能对水进行加热。在太阳能不足的时候，仅靠太阳能提供的热能不足以将水加热到预定温度，因此需要辅助电加热器辅助对水进行加热。

进一步地，所述太阳能加热系统加热的热水通过第一截止阀和第二截止阀分别流经制冷系统的发生器内的盘管和热水盘管换热器后流回热水循环水箱，将热量提供给发生器中的吸收液和储水池中的水。截止阀用于开启和关闭对应的水管，在本实用新型中，太阳能所提供的热量主要提供给吸收液和储水池中的水，因此热水管道需流经发生器内的盘管和热水盘管换热器。

进一步地，所述的吸收器上部与发生器底部之间还连接着节流元件。节流元件的作用是维持发生器和吸收器之间的压差。

进一步地，所述的冷凝器出口和蒸发器入水口之间还连接着制冷系统节流阀，作用是降压降温。

进一步地，所述的真空子系统还包括自控系统和真空调节阀，自控系统实现对真空箱内真空度、冷却温度等的调节控制；真空调节阀连接在真空箱和真空泵之间，实现对真空泵抽取空气速度的调节。

进一步地，所述的真空箱为圆筒形，其箱体上设置有箱门，还设置有第一水阀和第二水阀，第一水阀向储水池加水或排水，第二水阀排除真空冷冻时的冷凝水。箱体内部设置有保温隔板，将蒸发器和置物架分给开来。

与现有技术相比，有益效果是：本实用新型不仅能利用太阳能实现真空冷却，还可以实现真空解冻，还可以按水温要求调节真空度，而且在不需冷却解冻时太阳能集热器可当热水器使用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

附图说明：

1— 太阳能集热器； 2— 辅助电加热器； 3— 第一截止阀；

4— 第二截止阀； 5— 热水循环水箱； 6— 水泵；

7— 发生器； 8— 冷凝器； 9— 制冷系统节流阀；

10— 蒸发器； 11— 吸收器； 12— 节流元件；

13— 溶液泵； 14— 液—液换热器； 15— 真空泵；

16— 真空调节阀； 17— 自控系统； 18— 第二水阀；

19— 真空箱； 20— 置物架； 21— 储水池；

22— 第一水阀； 23— 水泵； 24— 冷却塔；

25— 热水盘管换热器； 26— 隔板。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示为本实用新型的结构示意图，本实用新型是太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，利用可再生的太阳能作为驱动能源，即可实现真空冷却和解冻，还可作为热水器提供生活热水，可以实现多种功能，调节多种工况的冷却和解冻系统。

包括太阳能加热系统、吸收式制冷系统和真空子系统，太阳能加热系统包括太阳能集热器1、辅助电加热器2、第一截止阀3、第二截止阀4、第一水泵6和热水循环水箱5，第一水泵6的入水口连接热水循环水箱5，出水口连接太阳能集热器1的入水口，出水口连接第一截止阀3和第二截止阀4；第一截止阀3连接热水循环水箱5和发生器7内的盘管，盘管另一端连接热水循环水箱5；第二截止阀4连接热水循环水箱5和热水盘管换热器25，热水盘管换热器另一端连接热水循环水箱5。第一水泵6抽取水经过太阳能集热器1，利用太阳能对水进行加热，在太阳能不足时，启用辅助电加热器2辅助加热，热水经过第一截止阀3流经制冷系统的发生器7的盘管，经第二截止阀4流过热水盘管换热器25，热水的热能提供给制冷系统，最后热水流回热水循环水箱5。

吸收式制冷系统包括吸收液循环回路和冷却循环回路，吸收液循环回路包括吸收器11、节流元件12、溶液泵13、液-液换热器14，发生器7、冷凝器8、制冷系统节流阀9、蒸发器10，吸收器11中装有溴化锂溶液，溶液泵13连接吸收器11和发生器7，将吸收器11中的溴化锂溶液抽到发生器中，吸收器11上部通过节流元件12连接发生器7底部，使发生器7中的溴化锂溶液回流到吸收器11中，液-液换热器14安装在吸收器11和发生器7之间的两个连接管外部，发生器7顶部有连接口连接到冷凝器8入口，冷凝器8出口通过制冷系统节流阀9连接安装在真空箱19内的蒸发器10入水口，蒸发器10出水口连接回吸收器11；冷却循环回路包括第二水泵23和冷却塔24，两者连接形成一个回路，该回路经过吸收器11的盘管和冷凝管8的盘管，冷却塔24中装有冷却水，水泵实现冷却水的循环流动，从而达到冷却效果。

真空子系统包括真空箱19、真空泵15、真空调节阀16、自控系统17。真空泵15通过真空调节阀16连接真空箱19，真空泵15抽取真空箱19内的空气，使真空箱19内形成真空环境，真空箱19内用隔板26分为两部分，一侧安装有制冷系统的蒸发器10，另一侧安装有置物架20，置物架20下有储水池21；真空箱19为圆筒形且侧面设置有箱门，并且箱体上还设置有第一水阀22和第二水阀18，第一水阀22向储水池加水或排水，第二水阀18排除真空冷冻时的冷凝水。自控系统17实现对真空箱19内真空度、冷却温度等的调节控制控制。

白天阳光充足时，辅助电热水器2不工作，太阳能集热器1收集太阳辐射能产生热水并储存于热水循环水箱5，当热水出口温度达到溶液泵13启动所需的最低温度时，溶液泵13将吸收器11中的稀溶液经液-液换热器14输送至发生器7中，溴化锂溶液经太阳能集热器1出口热水的加热后产生水蒸气并在冷凝器8内冷凝为冷凝水。与此同时，发生水蒸气后溴化锂浓溶液则经液-液热交换器14换热并节流输回到吸收器11中。同时，在冷凝器8中冷凝的冷凝水经节流阀9进入蒸发器10吸热蒸发后也流入吸收器11内，被来自发生器7的浓溶液吸收形成稀溶液，完成溶液循环工作。此时，吸收式制冷系统所需的驱动热全部来自真空管太阳能集热器1，冷却和解冻装置所需的冷量来自蒸发器10，所需的热量来自集热器1产生的热水经热水盘管换热器25、吸收器11的吸收热和冷凝器8的冷凝热。

白天阳光不充足时，若太阳能集热器1的热水出口温度达不到吸收式制冷系统启动所需的最低温度，则需开启辅助电加热器2辅助加热，使热水温度达到系统运行要求。夜间，可采用少量蓄能供热，同时启动辅助电加热器2，从而保证系统的连续工作。当不需要冷却和解冻时，经太阳能集热器1加热的热水蓄存在热水循环水箱5中，可用于供应生活热水。

真空箱19根据使用功能不同，分别按以下两种模式运行：一、真空冷却模式时，截止阀3打开，截止阀4关闭，储水箱21内无水，通过自控系统17，由真空泵15对保温真空箱19进行抽真空降压，置物架20上的食品内的水分在低压状态下蒸发成水蒸气，大量的水蒸气通过蒸发器10冷凝成水，经第二水阀18排出保温真空箱19，剩余少量未凝结的水蒸气通过真空泵15排出。二、真空解冻模式时，截止阀3打开，截止阀4打开，储水池21内注满水，通过自控系统17，由真空泵15对保温真空箱19进行抽真空降压，储水池21内的水低温沸腾为饱和水蒸气，一部分水蒸气在置物架20冻品表面凝结时放出潜热，使冻品升温解冻，一部分水蒸气通过蒸发器10凝结成水，经第二水阀18排出真空箱19，剩余少量未凝结的水蒸气通过真空泵15排出。保温真空箱19内的真空度由真空调节阀16和真空泵15进行调节，完成冷却和解冻过程。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：包括太阳能加热系统、制冷系统和真空子系统，太阳能加热系统包括太阳能集热器（1）、第一水泵（6）和热水循环水箱（5），第一水泵（6）入水口与热水循环水箱（5）连接，第一水泵（6）出水口与太阳能集热器（1）入水口连接，第一水泵（6）抽取水经过太阳能集热器（1），利用太阳能对水进行加热，热水流入制冷系统，热水的热能提供给制冷系统和真空子系统，最后热水流回热水循环水箱（5）；制冷系统通过溶液循环实现制冷功能，真空子系统包括真空箱（19）和真空泵（15），真空泵（15）抽取真空箱（19）内的空气，使真空箱（19）内形成真空环境，真空箱（19）一侧安装有制冷系统的蒸发器（10），另一侧安装有置物架（20），置物架（20）下有储水池（21）。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的制冷系统包括吸收液循环回路和冷却循环回路，吸收液循环回路包括吸收器（11）、溶液泵（13）、液-液换热器（14），发生器（7）、冷凝器（8）和蒸发器（10），吸收器（11）中装有吸收液稀溶液，溶液泵（13）连接吸收器(11)和发生器(7)，将吸收器（11）中的稀溶液抽到发生器中，吸收器（11）上部连接发生器（7）底部，使发生器（7）中经加热蒸发后的浓溶液回流到吸收器（11）中，液-液换热器（14）安装在吸收器（11）和发生器（7）之间的两个连接管外部，发生器（7）顶部有连接口连接到冷凝器（8）入口，冷凝器（8）出口连接安装在真空箱（19）内的蒸发器（10）入水口，蒸发器（10）出水口连接回吸收器（11）；冷却循环回路包括第二水泵（23）和冷却塔（24），两者连接形成一个回路，该回路经过吸收器（11）的盘管和冷凝器(8)的盘管，冷却塔(24)中装有冷却水第二水泵（23）实现冷却水的循环流动，从而达到冷却效果。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的太阳能加热系统还包括辅助电加热器（2），与太阳能集热器（1）连接，在太阳能不足时利用电能对水进行加热。

4.根据权利要求1或3所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述太阳能加热系统加热的热水通过第一截止阀（3）和第二截止阀（4）分别流经发生器（7）内的盘管和储水池（21）中的热水盘管换热器（25）后流回热水循环水箱（5），将热量提供给发生器（7）中的浓溶液和储水池（21）中的水。

5.根据权利要求2所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的吸收器（11）上部与发生器（7）底部之间还连接着节流元件（12）。

6.根据权利要求2所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的冷凝器（8）出口和蒸发器（10）入水口之间还连接着制冷系统节流阀（9）。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的真空子系统还包括自控系统（17），实现对真空箱（19）内真空度、冷却温度等的调节控制。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的真空子系统还包括真空调节阀（16），连接在真空箱（19）和真空泵（15）之间。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述真空箱（19）还设置有第一水阀（22）和第二水阀（18）。

10.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷的真空冷却及解冻系统，其特征在于：所述的真空箱（19）为圆筒形，其箱体上设置有箱门，箱体内部设置有保温隔板（26），将蒸发器（10）和置物架（20）分给开来。