CN211526726U - 一种制冷废热回收装置及制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热量回收利用技术领域,公开了一种制冷废热回收装置及制冷系统,包含换热水箱部分、温度传感控制部分和蒸发式冷凝器部分;换热水箱部分包含换热水箱壳体、增流导板、制冷系统排气盘管、热水溢流口;温度控制部分包含温度传感控制器;蒸发式冷凝器部分包含风机、蒸发式冷凝器壳体、喷嘴、制冷系统盘管、进气口、电子除垢仪、水泵、蒸发式冷凝器接水盘、冷水盘管。本实用新型将冷水通过蒸发式冷凝器接水盘的一次加热,换热水箱中增流导板下侧的二次加热和换热水箱中增流导板上侧的三次加热,最终将热水从换热水箱中上侧的热水溢流口流出。通过温度传感控制器控制轴流风机的转速及水泵流量,提高热水的温度及系统热量的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及热量回收利用领域,特别是涉及一种制冷废热回收利用系统。
背景技术
制冷系统在运行过程中需要排出大量的热量;当前,这部分热量在很多冷链物流企业或者屠宰加工企业中只有少部分企业在应用,且只是串联换热器进行简单的换热回收,换热器单独布置,管道连接复杂,且热量的利用率较小;为实现热量的充分回收,使热量回收系统简单、方便、实用,增强企业业主的热量回收意识,一种用于回收热量的蒸发式冷凝器可满足当前的要求,不仅充分回收制冷系统的废热,还有利于制冷系统制冷剂的冷凝。因用冷企业或者单位均为耗电大户,合理利用这部分热量,将对节能减排具有很大的意义。
制冷系统因制冷剂和蒸发温度的不同,制冷系统的排气温度不同,系统的排气温度大约在60℃~120℃及以上,所以用这部分的热量加热水或者其他的需热液体是比较好的。
制冷系统的排气在冷凝的过程中经过冷却和冷凝的过程;其中冷却过程为制冷剂的显热交换部分,冷凝过程为制冷剂的潜热部分。目前,在部分利用余热的企业中,绝大多数企业仅利用了部分制冷剂冷却过程的显热,为一次换热,对潜热的利用几乎没有。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型提出一种用于回收热量的蒸发式冷凝器,不仅利用了制冷剂冷凝部分的潜热,也充分利用了制冷剂冷却部分的显热。
具体来说本实用新型提供了一种制冷废热回收装置,其中包含换热水箱和蒸发式冷凝器;
该换热水箱包括换热水箱壳体(1)、制冷系统排气盘管(13)、热水溢流口(15);
该蒸发式冷凝器包括蒸发式冷凝器壳体(4)、喷嘴(5)、制冷系统盘管(6)、水泵(9)、蒸发式冷凝器接水盘(10)和冷水盘管(11);
制冷系统排气盘管(13)的一端与制冷废热排气管相连,用于接收制冷系统排出的气态制冷剂,另一端与制冷系统盘管(6)相连,制冷系统盘管(6)与该制冷系统排气盘管相连的另一端与制冷系统的冷凝液管相连,用于将液态制冷剂传回制冷系统;
水泵(9)与喷嘴(5)相连,用于将冷水淋撒至制冷系统盘管(6)上,蒸发式冷凝器接水盘(10)位于该蒸发式冷凝器底部,用于接收冷凝水,冷水盘管(11)的一端与蒸发式冷凝器接水盘(10)相连,另一端与该换热水箱的进水口相连,该换热水箱的热水溢流口(15)与用水地方相连,用于排出回收热量后的热水。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中该换热水箱壳体(1)内设有增流导板(12),且增流导板(12)上设贯穿导孔。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中在制冷系统排气盘管(13)与制冷系统盘管(6)之间设置温度传感控制器(14)。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中制冷系统排气盘管(13)前端和后端均设置了集管,集管与多组制冷系统排气盘管相连;冷水盘管(11)供水端设置集管,制冷系统排气管盘管和冷水盘管设置换热肋片,以增强换热效率。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中热水溢流口(15)设置在该换热水箱上部,该进水口设置在换热水箱下部。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中冷水盘管(11)先在蒸发式冷凝器接水盘(10)中换热,然后进入该换热水箱。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中该蒸发式冷凝器还包括:风机(3)和进气口(7);
温度传感控制器(14)控制冷水进口的流量和风机(3)的转速;当该温度传感器管道位置的温度高于第一预设温度低于第二预设温度时,水泵(9)增加冷水流量;当该温度传感器管道位置的温度低于第一预设温度时,水泵(9)降低冷水流量;当该温度传感器管道位置的温度高于第二预设温度时,水泵(9)最大化冷水流量,提高风机(3)的转速。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中在水泵(9)与喷嘴(5)相连的管路上设有电子除垢仪(8)。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中风机(3)为变频轴流风机;进气口(7)为新风进气口。
所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器,其中该蒸发式冷凝器还设有检修通道。
本实用新型还提供了一种安装有制冷废热回收装置的制冷系统,其中制冷系统排气盘管(13)的一端与制冷系统的制冷废热排气管相连,制冷系统盘管(6)与该制冷系统排气盘管相连的另一端,与该制冷系统的冷凝液管相连。
由以上方案可知,本实用新型的优点在于:
所述的一种用于回收热量的蒸发式冷凝器,通过制冷系统制冷剂冷凝过程的部分潜热的一次换热,制冷系统制冷剂冷却过程的显热的二次换热和增流板上侧的扰动换热的三次换热,提高了制冷系统废热的利用率。
附图说明
图1为本实用新型的用于回收热量的蒸发式冷凝器整体结构示意图;
图2A和图2B分别为本实用新型的用于回收热量的蒸发式冷凝器换热水箱部分内部结构示意图和蒸发式冷凝器部分内部结构示意图;
其中,1为换热水箱壳体,2为蒸发式冷凝器部分检修通道,3为变频轴流风机,4为蒸发式冷凝器壳体,5为喷嘴,6为制冷系统盘管,7为新风进气口,8为电子除垢仪,9为循环水泵,10为蒸发式冷凝器接水盘,11为冷水盘管,12为增流导板,13为制冷系统排气盘管,14为温度传感控制器,15为热水溢流口,16为热水出,17为制冷废热排气进,18为制冷系统的冷凝液出,19为冷水进。
具体实施方式
本实用新型的目的是提供一种用于回收热量的蒸发式冷凝器。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案具体如下:
结合图1所示,一种用于回收热量的蒸发式冷凝器,包含换热水箱部分、温度传感控制部分和蒸发式冷凝器部分;
所述换热水箱部分包含换热水箱壳体、增流导板、制冷系统排气盘管(图1中为和冷水盘管加以区分,制冷系统排气盘管用虚线加以示意)、热水溢流口;
所述温度传感控制部分包括温度传感控制器;
所述蒸发式冷凝器部分包括检修通道、变频轴流风机、蒸发式冷凝器壳体、喷嘴、制冷系统盘管、新风进气口、电子除垢仪、循环水泵、蒸发式冷凝器接水盘、冷水盘管;
所述换热水箱部分制冷系统排气盘管与制冷系统的排气管相连,所述换热水箱部分制冷系统排气盘管与蒸发式冷凝器部分制冷系统盘管相连,所述换热水箱部分进水口与蒸发式冷凝器部分冷水盘管相连,所述换热水箱部分热水出口与用水地方相连。
所述换热水箱部分与蒸发式冷凝部分之间有一段间距,用于放置温度传感控制器及换热水箱部分制冷系统排气盘管与蒸发式冷凝器部分制冷系统盘管相连接的一段管道。
所述蒸发式冷凝器部分制冷系统盘管与换热水箱部分制冷系统排气盘管相连,所述蒸发式冷凝器部分制冷系统盘管与制冷系统冷凝液管相连进行制冷系统供液,所述蒸发式冷凝器部分冷水盘管与换热水箱部分进水口相连。
所述换热水箱部分设置有增流导板,增流导板上有导孔,用于水箱中水的加速扰动,增强换热效果。
结合图2A和图2B所示,所述换热水箱中制冷系统排气盘管前端和后端均设置了集管,集管与多组制冷系统排气盘管相连;冷水盘管供水端设置集管。制冷系统排气管盘管和冷水盘管可设置换热肋片,以增强换热。
所述换热水箱中热水出口在上部,冷水进口在下部。
所述蒸发式冷凝器部分冷水盘管先在蒸发式冷凝器接水盘中一次换热,然后进入换热水箱增流板下侧进行二次换热,最后经过增流导板上侧增强换热后流出。
所述温度传感控制器控制冷水进口的流量和变频轴流风机的转速;当所述温度传感器管道位置的温度高于第一预设温度(此温度参数按照项目实际情况确定,且可调)低于第二预设温度(此温度可比第一预设温度高约5℃~10℃,具体可根据实际项目确定)时,增加冷水进流量,冷水进口流量在设计时根据项目的实际情况可设置2-3挡(根据实际项目制冷系统制冷剂冷却显热的换热量大小,确定高、中、低三挡或者中、低两档);当所述温度传感器管道位置的温度低于第一预设温度时,降低冷水进口的流量;当所述温度传感器管道位置的温度高于第二预设温度时,冷水进口流量调到最大,提高变频轴流风机的转速,当所述温度传感器管道位置的温度降到第二预设温度以下第一预设温度以上时,将变频轴流风机风机转速降至低频,当所述温度传感器管道位置的温度降到第一预设温度以下时,降低轴流风机转速,调整冷水进口的流量,直至整个控制处于平衡温度。当制冷系统处于新的温度时,热量回收控制系统可以重新调整平衡温度,直到达到新的平衡。
蒸发式冷凝器接水盘可与冷水盘管相连,冷水靠水泵和喷头进入蒸发式冷凝器部分,或者蒸发式冷凝器接水盘可与冷水盘管不相连,冷水盘管浸泡在蒸发式冷凝器接水盘中,冷水直接进入冷水盘管靠与蒸发式冷凝器接水盘中温水热交换进而升温。
下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型所述的用于回收热量的蒸发式冷凝器作进一步说明。
为让本实用新型的上述特征和效果能阐述的更明确易懂,下文特举实施例,并配合说明书附图作详细说明如下。
如图1所示,一种用于回收热量的蒸发式冷凝器,包括换热水箱部分、温度传感控制部分和蒸发式冷凝器部分;
以氟利昂制冷剂“R507”当制冷量200Kw时,-45/35℃系统为例,其排气温度约为72.5℃,则制冷系统排气进口的进气温度为72.5℃;冷水供水温度按照地下水的温度计算,冬天可以按照当地最冷月平均水温计算,因各南北地区的最冷月平均水温不同,在计算过程中,取一个均值以方便计算,在实际的应用计算过程中,应以当地的最冷月平均水温计算;夏天冷水供水温度可以按照比冬天水温高5~10计算;本计算过程综合考虑,夏天冷水给水温度按照20℃计算,冬天的冷水给水温度按照15℃计算。此次计算按夏天计算,则冷水供水温度以20℃计算。
冷水供水首先通过在蒸发式冷凝器部分的接水盘中的冷水盘管换热,将20℃的冷水加热到30℃左右,此部分的热量为利用制冷系统制冷剂冷凝潜热的部分热量;30℃左右的热水通过冷水盘管进入换热水箱中增流导板下侧的水箱,使冷水温度进一步提升变为温水;温水经过增流导板提高流速,产生扰动,增强换热,使温水变为热水。热水的温度可以根据冷水的流量进行调节,例如本次制取的热水为60℃,则通过计算冷水的流量约为:2.73m3/h;若流量减少,则制取的热水温度提高;若流量增加,则制取的热水温度降低。水箱容积及水箱内的盘管(肋片)面积通过计算确定,假定盘管(肋片)的换热系数为10w/㎡(需根据实际设备确定),则通过计算得盘管(肋片)的换热面积约为0.3㎡。以此类推可以计算出冷水盘管(肋片)的换热面积。
冷凝温度为35℃,则温度传感器的设定值可以设定为36℃,当温度传感器的测量温度高于36℃低于45℃时,可提高1挡冷水的流量,直到温度传感器的温度达到设定值,达到控制平衡。当温度传感器的测量温度高于45℃时(由于制冷系统的变化或者不需要加热热水时),当原因为制冷系统负荷变化,则增加冷水流量,提高变频冷风机的转速,使控制系统达到平衡;当不需要加热热水时,则将变频冷风机转速提高到最大,此时单单有蒸发式冷凝器工作将制冷系统的高温制冷剂冷凝。当温度传感器的测量温度低于36℃时,则降低冷水进口的流量,降低变频冷风机的转速,直到达到平衡温度。
可以看出,用于回收热量的蒸发式冷凝器对热量的回收较为简单、方便,能充分利用了制冷系统的废热,对节能环保具有很大的意义。
本系统的各项设计参数可按照实际情况计算,各设备大小可以根据实际情况计算得到。
同现有技术相比,本实用新型的突出效果在于:该用于回收热量的蒸发式冷凝器,将热回收与蒸发式冷凝器结合在一起,比单独设置换热器进行热量回收更方便、高效,能够使蒸发式冷凝器的冷凝效率提高,使冷热联产的能量利用率提高。
本系统通过在蒸发式冷凝器接水盘中的部分制冷系统制冷剂部分的冷凝潜热的一次换热,换热水箱中增流导板下侧的制冷系统制冷剂冷却显热的二次换热和换热水箱中增流导板上侧的制冷系统制冷剂冷却显热的扰动增强换热的三次加热,最大的提高换热效率和能量的利用率,对节能减排具有很大的意义。
Claims (10)
1.一种制冷废热回收装置,包含换热水箱和蒸发式冷凝器,该蒸发式冷凝器包括蒸发式冷凝器壳体(4)、喷嘴(5)、制冷系统盘管(6)、水泵(9)、蒸发式冷凝器接水盘(10)和冷水盘管(11),其特征在于,
该换热水箱包括换热水箱壳体(1)、制冷系统排气盘管(13)、热水溢流口(15);
制冷系统排气盘管(13)的一端与制冷废热排气管相连,另一端与制冷系统盘管(6)相连;
水泵(9)与喷嘴(5)相连,蒸发式冷凝器接水盘(10)位于该蒸发式冷凝器底部,冷水盘管(11)的一端与蒸发式冷凝器接水盘(10)相连,另一端与该换热水箱的进水口相连,该换热水箱的热水溢流口(15)与用水地方相连。
2.如权利要求1所述的制冷废热回收装置,其特征在于,该换热水箱壳体(1)内设有增流导板(12),且增流导板(12)上设贯穿导孔。
3.如权利要求1或2所述的制冷废热回收装置,其特征在于,在制冷系统排气盘管(13)与制冷系统盘管(6)之间设置温度传感控制器(14)。
4.如权利要求1或2所述的制冷废热回收装置,其特征在于,制冷系统排气盘管(13)前端和后端均设置了集管,集管与多组制冷系统排气盘管相连;冷水盘管(11)供水端设置集管,制冷系统排气管盘管和冷水盘管设置换热肋片。
5.如权利要求1所述的制冷废热回收装置,其特征在于,热水溢流口(15)设置在该换热水箱上部,该进水口设置在换热水箱下部。
6.如权利要求1所述的制冷废热回收装置,其特征在于,冷水盘管(11)在蒸发式冷凝器接水盘(10)中换热后进入该换热水箱。
7.如权利要求3所述的制冷废热回收装置,其特征在于,该蒸发式冷凝器还包括:风机(3)和进气口(7);
温度传感控制器(14)控制冷水进口的流量和风机(3)的转速;当该温度传感器管道位置的温度高于第一预设温度低于第二预设温度时,水泵(9)增加冷水流量;当该温度传感器管道位置的温度低于第一预设温度时,水泵(9)降低冷水流量;当该温度传感器管道位置的温度高于第二预设温度时,水泵(9)最大化冷水流量,提高风机(3)的转速。
8.如权利要求3所述的制冷废热回收装置,其特征在于,在水泵(9)与喷嘴(5)相连的管路上设有电子除垢仪(8)。
9.如权利要求7所述的制冷废热回收装置,其特征在于,风机(3)为变频轴流风机;进气口(7)为新风进气口。
10.一种具有如权利要求1-9所述的任意一种制冷废热回收装置的制冷系统,其特征在于,制冷系统排气盘管(13)的一端与制冷系统的制冷废热排气管相连,制冷系统盘管(6)与该制冷系统排气盘管相连的另一端,与该制冷系统的冷凝液管相连。
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