CN207280062U - 一种余热利用式制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热利用式制冷系统，其包括换热部分和制冷部分，制冷剂输入管道和制冷剂输出管道分别安装有第一电磁阀和第一压力传感器，制冷剂输入管道和制冷剂输出管道之间连接有切换通道，所述切换通道上安装有第二电磁阀，所述压缩机和蒸发器之间的制冷管路上安装有第二压力传感器。本实用新型通过第一压力传感器和第二压力传感器对制冷部分高压侧和低压侧压力进行监测，来控制第一电磁阀、第二电磁阀以及冷凝器的风扇的工作，进而在保证制冷效果情况下，对余热进行充分的利用。

Description

一种余热利用式制冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种制冷系统，尤其涉及一种余热利用式制冷系统。

背景技术

现有的商用冷冻系统和冷藏系统主要对冷冻室和冷藏室进行制冷，二者的结构基本相同，大致包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀，它们均通过管路形成封闭系统，即制冷剂液体(冷媒)在蒸发器(吸热装置)内以低温与被冷却对象(冷冻室或冷藏室)发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高温高压排出，压缩机排出的高温高压气态制冷剂进入冷凝器，被室外空气冷却后凝结成高压液体，高压液体流经膨胀阀时节流，变成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入，如此周而复始，不断循环。

上述封闭系统中的热量直接排放到室外，造成资源浪费的同时，给环境也带来了污染。现有技术中，也有将类似冷冻系统和冷藏系统与热水箱相连，实现余热利用的报道，例如申请号为200910099436.X的中国发明专利公开了一种双压缩机即热热水器的结构，其包括循环泵、小储水箱，小储水箱一端与循环水泵互通连接，水温传感器安装在小储水箱上端中心处，热水出口连接在小储水箱上端，冷水进口连接在小储水箱下端，两只换热器的外壳中间互通连接，一端与小水箱上面连接另一端与循环泵连接，两只换热器内螺旋换热铜管分别与两只压缩机、蒸发器、膨胀阀、过滤器、储液罐形成两个高压高温回路。这种结构在一定程度上讲双压缩机与热水器进行配合使用。

但是上述结构存在以下缺陷：

需要将二个压缩机的结构进行改造，使二者的换热器进行互通，花费改造成本的同时，双压缩机本身的功效也会受到一定的影响，如果是针对商用的冷冻系统和冷藏系统而言，其造成的损失是不可估量的。

而且，商用的冷冻系统和冷藏系统主要以制冷为目的，余热利用只是辅助的，因此，在余热利用的同时，必须要保证制冷效果。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种余热利用式制冷系统，其能解决在保证制冷效果情况下，对余热进行充分的利用。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种余热利用式制冷系统，其包括换热部分和制冷部分，所述换热部分设有制冷剂入口和制冷剂出口，所述制冷部分包括储液器、膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器，所述冷凝器的出口通过制冷管路依次经储液器、膨胀阀、蒸发器连接至压缩机的进口，所述冷凝器的进口通过制冷剂输出管道与制冷剂出口连接，所述压缩机的出口通过制冷剂输入管道与制冷剂进口连接，所述制冷剂输入管道和制冷剂输出管道分别安装有第一电磁阀和第一压力传感器，所述制冷剂输入管道和制冷剂输出管道之间连接有切换通道，所述切换通道的一端连接于第一电磁阀和压缩机之间的制冷剂输入管道上，所述切换通道的另一端连接于第一压力传感器和制冷剂出口之间的制冷剂输出管道上，所述切换通道上安装有第二电磁阀，所述压缩机和蒸发器之间的制冷管路上安装有第二压力传感器；

当第一压力传感器监测的压力值小于第一预设上限值时，且，第二压力传感器监测的压力值大于第一预设下限值时，执行以下操作：

打开第一电磁阀和关断第二电磁阀，同时，冷凝器的风扇处于关闭状态；

当第一压力传感器监测的压力值大于第一预设上限值时，或/和，第二压力传感器监测的压力值小于第一预设下限值时，执行以下操作的一个或多个：

打开第一电磁阀，同时打开第二电磁阀；

开启冷凝器的风扇；

当第一压力传感器监测的压力值大于第二预设上限值时，或/和，第二压力传感器监测的压力值小于第二预设下限值时，执行以下操作：

关断第一电磁阀和打开第二电磁阀，同时，冷凝器的风扇处于开启状态。

进一步地，所述储液器和膨胀阀之间的制冷管路上安装有干燥过滤器、第三电磁阀和视液镜。

进一步地，所述蒸发器和压缩机之间的制冷管路上还安装有气液分离器和回气过滤器，所述气液分离器的进口连接至蒸发器的出口，所述第二压力传感器位于压缩机和回气过滤器之间。

进一步地，所述压缩机和切换通道之间的制冷剂输入管道上连接有油分离器。

进一步地，所述制冷部分有两个，分别为冷藏系统和冷冻系统；所述换热部分设有二个制冷剂入口和二个制冷剂出口，其中，二个制冷剂入口分别为第一制冷剂入口和第二制冷剂入口，二个制冷剂出口分别为与第一制冷剂入口连通的第一制冷剂出口以及与第二制冷剂入口连通的第二制冷剂出口，所述第一制冷剂入口和第一制冷剂出口分别与冷藏系统的制冷剂输入管道和制冷剂输出管道连通，所述第二制冷剂入口和第二制冷剂出口分别与冷冻系统的制冷剂输入管道和制冷剂输出管道连通。

进一步地，所述换热部分包括保温水箱，第一制冷剂入口、第一制冷剂出口、第二制冷剂入口和第二制冷剂出口设置于保温水箱上。

进一步地，所述保温水箱还设置有冷水进口和热水出口，所述热水出口与外部的热水器相连通。

进一步地，所述换热部分包括保温水箱和换热器，所述保温水箱设置有循环水进口和循环水出口，所述换热器设置有进水口和出水口，所述循环水出口与进水口连通，所述循环水进口和出水口连通，所述第一制冷剂入口、第一制冷剂出口、第二制冷剂入口和第二制冷剂出口设置于换热器上。

进一步地，所述循环水进口和出水口之间的管道上连接有循环泵。

进一步地，所述保温水箱还设置有冷水进口和热水出口，所述热水出口与外部的热水器相连通。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过压力传感器控制电磁阀和电扇的通断，进而保证在任何时候都以制冷为主，在余热富裕的情况下才进行热交换，使得热量得到充分利用。

附图说明

图1为本实用新型余热利用式制冷系统实施例一的结构框图；

图2为本实用新型余热利用式制冷系统实施例二的结构框图。

图中：10、保温水箱；101、热水出口；102、第一制冷剂出口；103、第一制冷剂进口；104、第二制冷剂出口；105、第二制冷剂进口；106、冷水进口；107、循环水出口；108、循环水进口；

20、冷藏系统；201、第一压缩机；202、第一油分离器；203、第一制冷剂输入管道；204、第一电磁阀；205、第一制冷剂输出管道；206、第一压力传感器；207、第一切换通道；208、第二电磁阀；209、第一冷凝器；210、第一储液器；211、第一干燥过滤器；212、第三电磁阀；213、第一视液镜；214、第一膨胀阀；215、第一蒸发器；216、第一气液分离器；217、第一回气过滤器；218、第二压力传感器；

30、冷冻系统；301、第二压缩机；302、第二油分离器；303、第二制冷剂输入管道；304、第四电磁阀；305、第二制冷剂输出管道；306、第三压力传感器；307、第二切换通道；308、第五电磁阀；309、第二冷凝器；310、第二储液器；311、第二干燥过滤器；312、第六电磁阀；313、第二视液镜；314、第二膨胀阀；315、第二蒸发器；316、第二气液分离器；317、第二回气过滤器；318、第四压力传感器；

40、热水器；50、换热器；60、循环泵。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

一种余热利用式制冷系统，请参照图1所示，其包括换热部分和制冷部分，其中制冷部分由冷藏系统20和冷冻系统30组成。换热部分包括保温水箱10和热水器40，保温水箱10用于热交换，保温水箱10设置有冷水进口106和热水出口101，其中，冷水进口106用于与外部的冷水例如水龙头连通，热水出口101用于将产生的热水送到热水器40中使用。在保温水箱10内设置有两个制冷剂容置空间，每个制冷剂容置空间分别设置有制冷剂进口和制冷剂出口，其中，与冷藏系统20相连通的制冷剂进口和制冷剂出口标记为第一制冷剂进口103和第一制冷剂出口102；与冷冻系统30相连通的制冷剂进口和制冷剂出口标记为第二制冷剂进口105和第二制冷剂出口104。

冷藏系统20主要包括第一储液器210、第一膨胀阀214、第一蒸发器215、第一压缩机201和第一冷凝器209，第一冷凝器209的出口通过制冷管路依次经第一储液器210、第一膨胀阀214、第一蒸发器215连接至第一压缩机201的进口，第一冷凝器209的进口通过第一制冷剂输出管道205与第一制冷剂出口102连接，第一压缩机201的出口通过第一制冷剂输入管道203与第一制冷剂进口103连接，第一制冷剂输入管道203和第一制冷剂输出管道205分别安装有第一电磁阀204和第一压力传感器206，第一制冷剂输入管道203和第一制冷剂输出管道205之间连接有第一切换通道207，第一切换通道207的一端连接于第一电磁阀204和第一压缩机201之间的第一制冷剂输入管道203上，第一切换通道207的另一端连接于第一压力传感器206和第一制冷剂出口102之间的第一制冷剂输出管道205上，第一切换通道207上安装有第二电磁阀208，第一压缩机201和第一蒸发器215之间的制冷管路上安装有第二压力传感器218。

第一压力传感器206和第二压力传感器218分别对冷藏系统20高压侧和低压侧的压力进行监测，依据下述三种情形实现对第一电磁阀204、第二电磁阀208和第一冷凝器209的风扇进行控制：

第一种情形：当第一压力传感器206监测的压力值(高压侧)小于第一预设上限值且第二压力传感器218监测的压力值(低压侧)大于第一预设下限值时，冷藏系统处于正常的运转中，可将部分热量通过热交换方式进行热水加热，此时，可打开第一电磁阀204、关断第二电磁阀208，同时，第一冷凝器209的风扇也不需要开启，即关闭第一冷凝器209的风扇。

第二种情形：当第一压力传感器206监测的压力值大于第一预设上限值时，或/和，第二压力传感器218监测的压力值小于第一预设下限值时，则表示冷藏系统20可处于制冷状态，但是其制冷效果达不到设定的温度，因此，第一预设上限值和第一预设下限值与冷藏系统内的温度相关，根据具体情况进行人为设定。此时，需要打开第一电磁阀204和打开第二电磁阀208，或/和，开启第一冷凝器209的风扇。

第三种情形：当第一压力传感器206监测的压力值大于第二预设上限值时，或/和，第二压力传感器218监测的压力值小于第二预设下限值时，则代表冷藏系统20已经不能正常制冷，此时，需要将热交换部分进行关闭，使得第一压力传感器206或/和第二压力传感器218监测的压力值快速恢复到正常状态，此时，需要：关断第一电磁阀204、打开第二电磁阀208，同时，开启第一冷凝器209的风扇。

由上可知，上述三种情形的优先级依此增加，即只要出现第三种情形时，同时又有第二种情形，则执行第三种情形的控制操作。

同时，在第一储液器210和第一膨胀阀214之间的制冷管路上依次安装有第一干燥过滤器211、第三电磁阀212和第一视液镜213；第一蒸发器215和第一压缩机201之间的制冷管路上还安装有第一气液分离器216和第一回气过滤器217，第一气液分离器216的进口连接至第一蒸发器215的出口，第二压力传感器218位于第一压缩机201和第一回气过滤器217之间。第一压缩机201和第一切换通道207之间的第一制冷剂输入管道203上连接有第一油分离器202。

冷藏系统20内部的工作原理与申请人申请的公开号为204806736的实用新型专利中的冷藏系统的工作原理相同，这里不再赘述。

同样地，冷冻系统30主要包括第二储液器310、第二膨胀阀314、第二蒸发器315、第二压缩机301和第二冷凝器309，第二冷凝器309的出口通过制冷管路依次经第二储液器310、第二膨胀阀314、第二蒸发器315连接至第二压缩机301的进口，第二冷凝器309的进口通过第二制冷剂输出管道305与第二制冷剂出口104连接，第二压缩机301的出口通过第二制冷剂输入管道303与第二制冷剂进口105连接，第二制冷剂输入管道303和第二制冷剂输出管道305分别安装有第四电磁阀304和第三压力传感器306，第二制冷剂输入管道303和第二制冷剂输出管道305之间连接有第二切换通道307，第二切换通道307的一端连接于第四电磁阀304和第二压缩机301之间的第二制冷剂输入管道303上，第二切换通道307的另一端连接于第三压力传感器306和第二制冷剂出口104之间的第二制冷剂输出管道305上，第二切换通道307上安装有第五电磁阀308，第二压缩机301和第二蒸发器315之间的制冷管路上安装有第四压力传感器318。

第三压力传感器306和第四压力传感器318分别对冷冻系统30高压侧和低压侧的压力进行监测，依据下述三种情形实现对第四电磁阀304、第五电磁阀308和第二冷凝器309的风扇进行控制：

第二种情形：当第三压力传感器306监测的压力值(高压侧)小于第一预设上限值且第四压力传感器318监测的压力值(低压侧)大于第一预设下限值时，冷冻系统处于正常的运转中，可将部分热量通过热交换方式进行热水加热，此时，可打开第四电磁阀304、关断第五电磁阀308，同时，第二冷凝器309的风扇也不需要开启，即关闭第二冷凝器309的风扇。

第二种情形：当第三压力传感器306监测的压力值大于第一预设上限值时，或/和，第四压力传感器318监测的压力值小于第一预设下限值时，则表示冷冻系统30可处于制冷状态，但是其制冷效果达不到设定的温度，因此，第一预设上限值和第一预设下限值与冷冻系统内的温度相关，根据具体情况进行人为设定。此时，需要打开第四电磁阀304和打开第五电磁阀308，或/和，开启第二冷凝器309的风扇。

第三种情形：当第三压力传感器306监测的压力值大于第二预设上限值时，或/和，第四压力传感器318监测的压力值小于第二预设下限值时，则代表冷冻系统30已经不能正常制冷，此时，需要将热交换部分进行关闭，使得第三压力传感器306或/和第四压力传感器318监测的压力值快速恢复到正常状态，此时，需要：关断第四电磁阀304、打开第五电磁阀308，同时，开启第二冷凝器309的风扇。

由上可知，上述三种情形的优先级依此增加，即只要出现第三种情形时，同时又有第二种情形，则执行第三种情形的控制操作。

同时，在第二储液器310和第二膨胀阀314之间的制冷管路上依次安装有第二干燥过滤器311、第六电磁阀312和第二视液镜313；第二蒸发器315和第二压缩机301之间的制冷管路上还安装有第二气液分离器316和第二回气过滤器317，第二气液分离器316的进口连接至第二蒸发器315的出口，第四压力传感器318位于第二压缩机301和第二回气过滤器317之间。第二压缩机301和第二切换通道307之间的第二制冷剂输入管道303上连接有第二油分离器302。

冷冻系统30内部的工作原理与公开号为204806736的实用新型专利中的冷冻系统的工作原理相同，这里不再赘述。

实施例二

实施例二在实施例一的基础上将热交换器件从保温水箱分离出来，如图2所示，在保温水箱10和冷藏系统20以及冷冻系统30之间增加换热器50，该换热器50设置有二个制冷剂容置空间，相对于实施例一种保温水箱10上设置的二个制冷剂容置空间，同样，换热器50上设置的二个制冷剂容置空间均设置有制冷剂出口和制冷剂进口。同时，该换热器50上设置有进水口和出水口，分别与保温水箱10上的循环水出口107和循环水进口108相连通，用于将保温水箱10中较冷的水通过循环水出口107、进水口流入换热器50内进行加热，然后通过出水口、出水口和循环水进口108之间连通用的管道上的循环泵60、循环水进口108流回到保温水箱10中。

本实用新型通过对现有的保温水箱设置二个制冷剂容置空间即形成一换热保温水箱，然后将冷冻系统和冷藏系统中压缩机输出的高温高压气体通过管路与这二个制冷剂容置空间连通即可实现二者的余热供换热保温水箱使用，节约了成本，同时对原有冷冻系统和冷藏系统无任何影响，运行可靠、安全；同时可将冷冻系统和冷藏系统一体设计，便于安装和维护。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种余热利用式制冷系统，其包括换热部分和制冷部分，所述换热部分设有制冷剂入口和制冷剂出口，所述制冷部分包括储液器、膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器，所述冷凝器的出口通过制冷管路依次经储液器、膨胀阀、蒸发器连接至压缩机的进口，所述冷凝器的进口通过制冷剂输出管道与制冷剂出口连接，所述压缩机的出口通过制冷剂输入管道与制冷剂进口连接，其特征在于：所述制冷剂输入管道和制冷剂输出管道分别安装有第一电磁阀和第一压力传感器，所述制冷剂输入管道和制冷剂输出管道之间连接有切换通道，所述切换通道的一端连接于第一电磁阀和压缩机之间的制冷剂输入管道上，所述切换通道的另一端连接于第一压力传感器和制冷剂出口之间的制冷剂输出管道上，所述切换通道上安装有第二电磁阀，所述压缩机和蒸发器之间的制冷管路上安装有第二压力传感器；

当第一压力传感器监测的压力值小于第一预设上限值时，且，第二压力传感器监测的压力值大于第一预设下限值时，执行以下操作：

打开第一电磁阀和关断第二电磁阀，同时，冷凝器的风扇处于关闭状态；

当第一压力传感器监测的压力值大于第一预设上限值时，或/和，第二压力传感器监测的压力值小于第一预设下限值时，执行以下操作的一个或多个：

打开第一电磁阀，同时打开第二电磁阀；

开启冷凝器的风扇；

当第一压力传感器监测的压力值大于第二预设上限值时，或/和，第二压力传感器监测的压力值小于第二预设下限值时，执行以下操作：

关断第一电磁阀和打开第二电磁阀，同时，冷凝器的风扇处于开启状态。

2.如权利要求1所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述储液器和膨胀阀之间的制冷管路上安装有干燥过滤器、第三电磁阀和视液镜。

3.如权利要求1所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述蒸发器和压缩机之间的制冷管路上还安装有气液分离器和回气过滤器，所述气液分离器的进口连接至蒸发器的出口，所述第二压力传感器位于压缩机和回气过滤器之间。

4.如权利要求1所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述压缩机和切换通道之间的制冷剂输入管道上连接有油分离器。

5.如权利要求1-4任一项所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述制冷部分有两个，分别为冷藏系统和冷冻系统；所述换热部分设有二个制冷剂入口和二个制冷剂出口，其中，二个制冷剂入口分别为第一制冷剂入口和第二制冷剂入口，二个制冷剂出口分别为与第一制冷剂入口连通的第一制冷剂出口以及与第二制冷剂入口连通的第二制冷剂出口，所述第一制冷剂入口和第一制冷剂出口分别与冷藏系统的制冷剂输入管道和制冷剂输出管道连通，所述第二制冷剂入口和第二制冷剂出口分别与冷冻系统的制冷剂输入管道和制冷剂输出管道连通。

6.如权利要求5所述余热利用式制冷系统，其特征在于：所述换热部分包括保温水箱，第一制冷剂入口、第一制冷剂出口、第二制冷剂入口和第二制冷剂出口设置于保温水箱上。

7.如权利要求6所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述保温水箱还设置有冷水进口和热水出口，所述热水出口与外部的热水器相连通。

8.如权利要求5所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述换热部分包括保温水箱和换热器，所述保温水箱设置有循环水进口和循环水出口，所述换热器设置有进水口和出水口，所述循环水出口与进水口连通，所述循环水进口和出水口连通，所述第一制冷剂入口、第一制冷剂出口、第二制冷剂入口和第二制冷剂出口设置于换热器上。

9.如权利要求8所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述循环水进口和出水口之间的管道上连接有循环泵。

10.如权利要求8所述的余热利用式制冷系统，其特征在于：所述保温水箱还设置有冷水进口和热水出口，所述热水出口与外部的热水器相连通。