CN218672468U - 一种制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制冷系统，该系统具备制冷模式，同时具备制冰模式，对蓄冷池中的水进行制冰，从而实现冷量的制取和储存；其特征在于，包括：压缩机、冷凝器、用于制冷的蒸发器、用于制冰的制冰盘管组件以及用于储存冷量的蓄冷池、用于模式切换的制冷供液电磁阀、制冰供液电磁阀、制冷电动阀、制冰电动阀等。根据本实用新型的制冷系统，在低电价时间段运行制冰模式，将冷量储存于蓄冷池中，待高电价且空调用冷时间段，从蓄冷池中提取冷量使用，若蓄冷量不足时，还可以开启该系统运行制冷模式进行冷量补充。实现了电价的削峰填谷、大大降低了空调系统运行费用。

Description

一种制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷领域，尤其是涉及一种具备制冷、制冰双模式运行的冷水机组。

背景技术

冰蓄冷空调系统即是在电力负荷低、电价低的夜间用电低谷期，采用具备制冰功能的电制冷机组制冷，将冷量以冰或冰水混合物的形式储存起来。在电力负荷较高、电价较高的白天也就是用电高峰期，融冰放冷、把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调负荷的需要。冰蓄冷空调系统是“转移用电负荷”或“平衡用电负荷”的有效方法，同时也因为白天和夜间电价存在较大差异，达到节省空调系统运行费用的目的。

若空调系统的冷源设备为单一制冰功能的冰蓄冷机组，即仅用冰蓄冷机组夜间制冰所储存冷量来满足空调系统白天高峰用冷需求，此时，冰蓄冷机组的设备选型就会很大，项目的设备造价将显著高于常规空调机组。

常规的冰蓄冷空调系统中，在制冷主机的蒸发器内，制冷剂与防冻溶液进行了一次热交换，产生了低温防冻液；然后经过防冻液泵的驱动作用将低温防冻液泵入制冰换热器内，在制冰换热器内，低温防冻液与制冰换热器外的水进行第二次热交换。热量交换需要有温差的存在，两次热交换则会有两次传热温差，即会导致制冷主机蒸发器内制冷剂的温度(蒸发温度)比制冰换热器外冰水的温度低2个传热温差，蒸发温度越低，制冷主机的性能越差。其次，设备投资方面除了制冷主机、制冰换热器、蓄冷池外，还额外增加了防冻液泵、防冻溶液的投资；同时，在制冰模式运行过程中，除制冷主机耗电外，还额外有防冻液泵的耗电。

实用新型内容

本实用新型提供了一种制冷系统，该系统具备制冷模式，同时具备制冰模式，对蓄冷池中的水进行制冰，从而实现冷量的制取和储存；在低电价时间段运行制冰模式，将冷量储存于蓄冷池中，待高电价且空调用冷时间段，从蓄冷池中提取冷量使用，若蓄冷量不足时，还可以开启该系统运行制冷模式进行冷量补充。实现了电价的削峰填谷、大大降低了空调系统运行费用。

根据本实用新型的制冷系统，包括：压缩机，所述压缩机具有吸气口、排气口；冷凝器，所述冷凝器具有进气口、出液口；节流部件，所述节流部件具有进口、出口；用于制冷剂与冷冻水进行热量交换的蒸发器，所述蒸发器具有进液口、出气口；用于制冷剂与蓄冷池中的水进行热量交换的多个制冰盘管组成的制冰盘管组件，所述制冰盘管组件具有进液口、出气口；用于容纳制冰盘管组件以及容纳与制冰盘管组件进行热量交换的水的蓄冷池，所述蓄冷池具有隔热保温效果，所述制冰盘管组件静置于蓄冷池中，蓄冷池中水位淹没制冰盘管组件；用于对蒸发器的供液回路进行通断控制的制冷供液电磁阀；用于对制冰盘管组件的供液回路进行通断控制的制冰供液电磁阀；用于对蒸发器回气管路进行通断控制的制冷电动阀；用于对制冰盘管组件回气管路进行通断控制的制冰电动阀。

所述压缩机排气口与冷凝器进气口相连通，所述冷凝器出液口与节流部件进口相连通，所述节流部件出口分别与所述蒸发器进液口、所述制冰盘管组件进液口相连通，在节流部件与蒸发器连接管上设置所述制冷供液电磁阀，在节流部件与制冰盘管组件连接管上设置所述制冰供液电磁阀，所述蒸发器出气口、所述制冰盘管组件出气口分别与所述压缩机吸气口相连通，在蒸发器与压缩机连接管上设置所述制冷电动阀，在制冰盘管组件与压缩机连接管上设置所述制冰电动阀。

另外，根据本实用新型的制冷系统还具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的具体实施例，所述用于对蒸发器回气管路进行通断控制的制冷电动阀可以用制冷单向阀取代，所述制冷单向阀控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口；所述用于对制冰盘管组件回气管路进行通断控制的制冰电动阀可以用制冰单向阀取代，所述制冰单向阀控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口。

具体地，在工作的大部分时间内，若冷冻水温度均是高于蓄冷池中冰水混合物温度时，可以取消所述制冷电动阀或者取消用于取代所述制冷电动阀的制冷单向阀。

根据本实用新型的具体实施例，所述节流部件和制冷供液电磁阀可以用制冷节流部件取代，所述节流部件和制冰供液电磁阀可以用制冰节流部件取代，所述制冷节流部件设置于冷凝器与蒸发器的连接管上，所述制冰节流部件设置于冷凝器与制冰盘管组件的连接管上。

根据本实用新型的具体实施例，为了防止压缩机吸气口回液，在所述压缩机吸气口之前设置气液分离器。

可选地，所述蒸发器可以采用干式壳管换热器、满液式壳管换热器、降膜式壳管换热器，管套管式换热器或者板式换热器等形式。

具体地，当所述蒸发器采用满液式壳管换热器、降膜式壳管换热器形式时，为了更好的保证压缩机油位安全，在所述压缩机排气口之后必须设置油分离器。

具体地，当所述蒸发器采用干式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器等形式时，在所述压缩机排气口之后也可以考虑设置油分离器，为的是保证在制冰模式下(制冰盘管组件做蒸发器时)的压缩机油位安全。

具体地，所述油分离器分离出来的润滑油经回油管道回到所述气液分离器中，在所述回油管道上设置控制通断的回油电磁阀。

优选的是，为了减弱高温润滑油对低温的压缩机吸气制冷剂的不均匀影响，在所述气液分离器中设置油冷却盘管，所述油冷却盘管进口与所述油分离器的回油管道相连通，所述油冷却盘管的出口与气液分离器内部的出气管相连接。

可选地，所述冷凝器可以采用水冷形式的换热器，即制冷剂与冷却水进行热量交换，一般为满液式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器等；也可以采用风冷形式的换热器，即制冷剂与风机驱使流动的空气进行热量交换，一般为翅片穿套换热管形式换热器、微通道换热器等，还可以采用蒸发冷却形式的换热器，即制冷剂与水泵驱使流动的水及风机驱使流动的空气的混合物进行热量交换。

可选地，所述节流部件可以采用电动比例阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板等形式，所述制冷节流部件、所述制冰节流部件必须采用具有完全关闭功能的电动比例阀、电子膨胀阀等形式。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的制冷系统原理图；

图2为本实用新型的一种具体实施例的制冷系统原理图。

附图标记：

压缩机(1)、吸气口(a)、排气口(b)、冷凝器(2)、冷凝器进气口(c)、冷凝器出液口(d)、节流部件(5)、进口(e)、出口(f)、蒸发器(3)、蒸发器进液口(g)、蒸发器出气口(h)、制冰盘管组件(4)、制冰盘管组件进液口(i)、制冰盘管组件出气口(j)、制冷供液电磁阀(6)、制冰供液电磁阀(7)、制冷电动阀(8)、制冰电动阀(9)、制冷单向阀(8.1)、制冰单向阀(9.1)、制冷节流部件(5.1)、制冰节流部件(5.2)、气液分离器(10)、气液分离器进气口(k)、气液分离器出气口(m)、气液分离器回油进口(r)、油分离器(11)、油分离器进气口(n)、油分离器出气口(p)、油分离器出油口(q)、油冷却盘管(12)、回油电磁阀(13)、蓄冷池(14)。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的制冷系统，该系统即可进行制冷又可进行制冰。下面对该系统进行详细说明。

如图1所示，根据本实用新型实施例的制冷系统，包括：压缩机(1)，具有吸气口(a)、排气口(b)；冷凝器(2)，具有进气口(c)、出液口(d)；节流部件(5)，具有进口(e)、出口(f)；用于制冷剂与冷冻水进行热量交换的蒸发器(3)，具有进液口(g)、出气口(h)；用于容纳制冰盘管组件以及容纳与制冰盘管组件进行热量交换的水的蓄冷池(14)，所述蓄冷池(14)具有隔热保温效果；用于制冷剂与蓄冷池(14)中的水进行热量交换的多个制冰盘管组成的制冰盘管组件(4)，所述制冰盘管组件具有进液口(i)、出气口(j)；所述制冰盘管组件静置于蓄冷池(14)中，蓄冷池(14)中水位淹没制冰盘管组件；用于对蒸发器的供液回路进行通断控制的制冷供液电磁阀(6)；用于对制冰盘管组件的供液回路进行通断控制的制冰供液电磁阀(7)；用于对蒸发器回气管路进行通断控制的制冷电动阀(8)；用于对制冰盘管组件回气管路进行通断控制的制冰电动阀(9)。

所述压缩机排气口(b)与冷凝器进气口(c)相连通，所述冷凝器出液口(d)与节流部件进口(e)相连通，所述节流部件出口(f)分别与所述蒸发器进液口(g)、所述制冰盘管组件进液口(i)相连通，在节流部件(5)与蒸发器(3)连接管上设置所述制冷供液电磁阀(6)，在节流部件(5)与制冰盘管组件(4)连接管上设置所述制冰供液电磁阀(7)，所述蒸发器出气口(h)、所述制冰盘管组件出气口(j)分别与所述压缩机吸气口(a)相连通，在蒸发器(3)与压缩机(1)连接管上设置所述制冷电动阀(8)，在制冰盘管组件(4)与压缩机(1)连接管上设置所述制冰电动阀(9)。

如图1所示，夜间(低电价时间段)运行制冰模式时，打开制冰供液电磁阀(7)和制冰电动阀(9)，同时关闭制冷供液电磁阀(6)和制冷电动阀(8)；制冰盘管组件(4)作为该制冷系统的蒸发器，使得蓄冷池(14)里的水被制冰盘管组件(4)里的低温制冷剂带走热量，使得蓄冷池(14)里的水逐渐降温并逐步结冰，形成冰水混合物状态，从而达到蓄冷的目的；在空调用冷时间段(高电价时间段)，将蓄冷池(14)内的冷量提取出来使用。

当空调热负荷太大，蓄冷量不足时，可以开启制冷模式，如图1所示，打开制冷供液电磁阀(6)和制冷电动阀(8)，同时关闭制冰供液电磁阀(7)和制冰电动阀(9)；蒸发器(3)作为该制冷系统的蒸发器，直接为空调系统提供低温冷冻水，起到补充冷量的作用。

可选地，所述用于对蒸发器回气管路进行通断控制的制冷电动阀(8)可以用制冷单向阀(8.1)取代，所述制冷单向阀(8.1)控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口(a)；所述用于对制冰盘管组件回气管路进行通断控制的制冰电动阀(9)可以用制冰单向阀(9.1)取代，所述制冰单向阀(9.1)控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口(a)，如图1中框A3所示。

在上述制冰模式下，当冷冻水温度高于蓄冷池(14)中温度时，则蒸发器(3)中制冷剂的压力必然会高于制冰盘管组件(4)中的制冷剂压力，也必将高于制冰盘管组件出气口(j)处的压力，因此制冰盘管组件(4)回气制冷剂不会倒灌回蒸发器(3)中，因此此时可以取消制冷电动阀(8)或者取消制冷单向阀(8.1)，如图1中框A1、框A2所示。

在上述制冷模式下，若冷冻水温度高于蓄冷池(14)中温度时，则蒸发器(3)中制冷剂的压力可能会高于制冰盘管组件(4)中制冷剂的压力，因此此时制冰盘管组件(4)的出气口上的制冰电动阀(9)需要关闭或者制冰单向阀(9.1)需要阻止蒸发器(3)回气制冷剂倒灌回制冰盘管组件(4)中，如图1中框A、框A1、框A2、框A3所示。

可选地，所述节流部件(5)和制冷供液电磁阀(6)可以用制冷节流部件(5.1)取代，所述节流部件(5)和制冰供液电磁阀(7)可以用制冰节流部件(5.2)取代，所述制冷节流部件(5.1)设置于冷凝器(2)与蒸发器(3)的连接管上，所述制冰节流部件(5.2)设置于冷凝器(2)与制冰盘管组件(4)的连接管上；如图1中框B1所示。

具体地，所述制冷节流部件(5.1)、所述制冰节流部件(5.2)必须是可完全关闭类型的节流部件，使得本实用新型的制冷系统在制冷模式下，可以通过关闭制冰节流部件(5.2)来彻底关闭制冰盘管组件(4)的供液；在在制冰模式下，可以通过关闭制冷节流部件(5.1)来彻底关闭蒸发器(3)的供液。

如图2所示，为了防止压缩机(1)吸气口(a)回液，在压缩机吸气口(a)之前设置气液分离器(10)，所述气液分离进口(k)分别与蒸发器出气口(h)、制冰盘管组件的出气口(j)相连，气液分离器出气口(m)与压缩机吸气口(a)连通，从而有效避免了液态制冷剂进入压缩机的可能性。

可选地，所述蒸发器(3)可以采用干式壳管换热器、满液式壳管换热器、降膜式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器等形式。

具体地，当所述蒸发器(3)采用满液式壳管换热器、降膜式壳管换热器形式时，为了更好的保证压缩机油位安全，在压缩机排气口(b)之后必须设置油分离器(11)将排气中的润滑油尽可能的分离出来后回到压缩机，防止其进入到冷凝器、蒸发器、制冰盘管组件等不易回油的部件中。

具体地，当所述蒸发器(3)采用干式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器等形式时，在压缩机排气口(b)之后也可以考虑设置油分离器(11)。

具体地，所述油分离器进气口(n)与压缩机排气口(b)相连，所述油分离器出气口(p)与冷凝器进气口(c)相连，油分离器出油口(q)与气液分离器回油进口(r)相连，在油分离器出油口(q)与气液分离器回油进口(r)连接管上设置控制通断的回油电磁阀(13)，这样使得被油分离器(11)所分离来的润滑油通过回油电磁阀(13)的控制，途经气液分离器回到压缩机吸气口，从而达到压缩机油位安全的目的；由于所述油分离器(11)分离出来的润滑油温度较高，为了减弱高温润滑油对低温的压缩机吸气制冷剂的不均匀影响，在所述气液分离器(10)中设置油冷却盘管(12)，所述油冷却盘管(12)的进口通过气液分离回油进口(r)与回油管道相连通，所述油冷却盘管(12)的出口与气液分离器(10)内部的出气管相连通，可以让油分离器(11)分离出来的高温润滑油通过油冷却盘管(12)在气液分离器(10)中冷却降温后再进入压缩机的吸气端，从而避免因高温润滑油未与低温吸气制冷剂充分混合而无法明显降温，高温润滑油直接进入压缩机内部，对压缩机内部位于低压腔内、低温区域的工作部件造成的影响。

可选地，所述冷凝器(2)可以采用水冷形式的换热器，即制冷剂与冷却水进行热量交换，一般为满液式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器等；也可以采用风冷形式的换热器，即制冷剂与风机驱使流动的空气进行热量交换，一般为翅片穿套换热管形式换热器、微通道换热器等；还可以采用蒸发冷却形式的换热器，即制冷剂与水泵驱使流动的水及风机驱使流动的空气的混合物进行热量交换。

可选地，所述节流部件(5)可以采用电动比例阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板等形式，制冷节流部件(5.1)、制冰节流部件(5.2)必须采用具有完全关闭功能的电动比例阀、电子膨胀阀等形式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种制冷系统，

具备制冷模式，制取低温冷冻水；同时具备制冰模式，制取固态冰；其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机具有吸气口、排气口；

冷凝器，所述冷凝器具有进气口、出液口；

节流组件，所述节流组件具有进口、出口；

用于制冷剂与冷冻水进行热量交换的蒸发器，所述蒸发器具有进液口、出气口；

用于制冷剂与水进行热量交换的多个制冰盘管组成的制冰盘管组件，所述制冰盘管组件具有进液口、出气口；

用于容纳制冰盘管组件以及容纳与制冰盘管组件进行热量交换的水的蓄冷池，所述蓄冷池具有隔热保温效果；

所述压缩机排气口与所述冷凝器进气口相连通，所述冷凝器出液口与所述节流组件进口相连通，所述节流组件出口分别与所述蒸发器进液口、所述制冰盘管组件进液口相连通，所述节流组件控制冷凝器出液口与蒸发器进液口的通断，且控制冷凝器出液口与制冰盘管组件进液口的通断；

所述蒸发器出气口、所述制冰盘管组件出气口分别与所述压缩机吸气口相连通，在制冰盘管组件与压缩机连接管上设置制冰阀，所述制冰阀用于对制冰盘管组件回气管路进行通断控制。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述蒸发器与压缩机连接管上设置制冷电动阀或者制冷单向阀，用于对蒸发器回气管路进行通断控制，所述制冷单向阀控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口；所述制冰阀为制冰电动阀或者制冰单向阀，所述制冰单向阀控制制冷剂流体朝向压缩机吸气口。

3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，当冷冻水温度高于蓄冷池中冰水混合物温度时，取消所述制冷电动阀或者取消所述制冷单向阀。

4.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述节流组件是节流部件和制冷供液电磁阀、制冰供液电磁阀的组合，或者是制冷节流部件、制冰节流部件的组合；所述节流部件进口与冷凝器的出液口相连通，所述节流部件出口与所述蒸发器连接管上设置所述制冷供液电磁阀，用于对蒸发器的供液回路进行通断控制；所述节流部件出口与制冰盘管组件连接管上设置所述制冰供液电磁阀，用于对制冰盘管组件的供液回路进行通断控制；所述制冷节流部件设置于冷凝器与蒸发器的连接管上，用于对蒸发器的供液回路进行通断控制；所述制冰节流部件设置于冷凝器与制冰盘管组件的连接管上，用于对制冰盘管组件的供液回路进行通断控制。

5.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器的进口分别与蒸发器出气口、制冰盘管组件出气口相连通，所述气液分离器的出气口与所述压缩机吸气口连通。

6.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，还包括油分离器，所述油分离器进气口与所述压缩机排气口连通，所述油分离器出气口与冷凝器进气口相连通，所述油分离器出油口与气液分离器回油进口相连通，所述油分离器出油口与所述气液分离器回油进口连接管上设置控制通断的回油电磁阀。

7.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述气液分离器中设置油冷却盘管，所述油冷却盘管进口与所述回油电磁阀的出口连通，所述油冷却盘管的出口与所述气液分离器内部的出气管相连通。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的制冷系统，其特征在于，蒸发器是干式壳管换热器、满液式壳换热器、降膜式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器；所述冷凝器是水冷形式的换热器、蒸发冷却形式的换热器或者风冷形式的换热器。

9.根据权利要求8所述的制冷系统，其特征在于，所述水冷形式的换热器为满液式壳管换热器、管套管式换热器或者板式换热器；所述风冷形式的换热器为翅片穿套换热管形式换热器或者微通道换热器。

10.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，所述节流部件为电动比例阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或者节流孔板；所述制冷节流部件、所述制冰节流部件是具有完全关闭功能的电动比例阀或者电子膨胀阀。

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