CN102252453A - 制冷制冰制热三用一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热转换技术领域，尤其是涉及一种制冷制冰制热三用一体机，解决化工行业中制冷、制冰、制热三用一体运作的问题，包括制冷模块、制冰模块、制热模块三个模块，其特征是制冷模块具有制取低温盐水功能，制冷模块由制冷剂流程和润滑油的油路流程两部分组成，制冰模块由制冰时的制冷剂流程、制冰时的水路流程、融冰对外供冷时的水路流程三部分组成，制冰模块和制冷模块共用一个满液式蒸发器，制热模块中设有热回收器，热回收器分别与油分离器、冷凝器相接。节能，节省空间，制造成本低。

Description

制冷制冰制热三用一体机

技术领域

本发明涉及热转换技术领域，尤其是涉及一种化工行业中的制冷制冰制热三用一体机。

背景技术

化工行业中，制冷制热***目前最常规的做法是，建设一个低温盐水冷冻站，供应-5～-15℃的低温盐水，建设一个冷冻水冷冻站，供应+2～+5℃的冷冻水，再建设一个热水供应站，供应+50～+60℃的热水。在现有的技术中，制冷、制热一体机或单独的制冷或制热或制冰功能的装置应用较广，其结构或工艺方式各有特点。如专利公开号为CN102022856A一种制冷、制热、生活热水多功能一体机，它涉及的是空气调节装置，在空调机管路上，设水水换热器，制冷泵与室内末端机之间设有三通阀，三通阀与水水换热器内换热管一端连接，水水换热器内换热管另一端连接在制热泵与室内末端机之间，或者制热泵与室内末端机之间设有三通阀，三通阀与水水换热器内换热管一端连接，水水换热器内换热管另一端连接在制冷泵与室内末端机之间，制造生活热水时，不影响室内的温度。又如专利公开号为CN2932238Y一种多功能制冷制热一体机，在冷暖空调的基础上，拓展冷冻冷藏、热水、地热等功能，制冷制热双功效互为利用，压缩机、蒸发器、冷凝器及相关的风机、循环泵、电控阀均安装在一个机柜中，压缩机的大部、第一冷凝器的全部浸于冷凝水箱的水中，在双H形通风送风管道中，冷风通风道中间装有带圆锥形导流斗的蒸发器组合，暖风通风道中间装有第二冷凝器与冷凝散热水箱，通风渠道由蒸发器、冷凝器进、排风转换档板控制，冷热交换通过卫生间通风道进行。再如专利公开号为CN201221883Y的一种双级制冷制冰机，包括箱体、设在箱体的箱腔底部的压缩机和冷凝器以及设在箱体上部的并且对应于贮冰盒上方的制冰蒸发器，压缩机的排气口通过制冷剂管路与冷凝器联结，贮冰盒具有一贮冰盒冰水引出管，特点是在制冷剂管路上设有一用于对流经制冷剂管路中的制冷剂换热的预换热器，并且该预换热器与贮冰盒冰水引出管连接。

以上这些装置和工艺主要用于日常生活的热交换，而低温盐水、冰、热水这三种温度的能源在化工行业中有着广泛的应用，-5～-15℃的低温盐水用于工艺冷却，+2～+5℃的冷冻水用于工艺冷却或空调冷源，+50～+60℃热水用于空调热源、生活热水或高品位热能的预热能源，如果采用制冷，制冰，制热三用一体机，便可实现用一套装置，达到三个目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决化工行业中制冷、制冰、制热三用一体运作的问题，提供一种***结构合理的制冷制冰制热三用一体机，它具有多种用途、高效节能，集制冷、制冰、制热于一套设备中，既可制取-5～-15℃的低温盐水，又可制取0℃的冰，还可以制取+50～+60℃的热水，小空间、低能耗、综合成本低。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种制冷制冰制热三用一体机，包括制冷模块、制冰模块、制热模块三个模块，其特征是制冷模块具有制取低温盐水功能，制冷模块由制冷剂流程和润滑油的油路流程两部分组成。制冰模块由制冰时的制冷剂流程、制冰时的水路流程、融冰对外供冷时的水路流程三部分组成，制冰模块和制冷模块共用一个满液式蒸发器，满液式蒸发器在制冰时起低压储液器作用；所述的制热模块中设有热回收器，热回收器分别与油分离器、冷凝器相接。由制冷模块为基本模块，加上制冰模块和制热模块后，成为三用一体机。

作为优选，所述的制冷剂流程由压缩机至油分离器，从油分离器至冷凝器，从冷凝器经高压储液器到经济器成为具有过冷度的制冷剂液体，再经过节流装置，成为低温低压的制冷剂液体进入满液式蒸发器，低温低压的制冷剂液体在满液式蒸发器中放出冷量后变成低温低压的制冷剂气体，再由压缩机吸入。制冷过程为压缩机出来的高温高压制冷剂气体，经过油分离器后，进入冷凝器，经过冷凝器冷却至常温高压制冷剂液体，这里需要外接冷却水冷却，经过高压储液器、经济器成为有一定过冷度的制冷剂液体，再经过节流装置，成为低温低压的制冷剂液体进入满液式蒸发器，在蒸发器中放出冷量后变成低温低压的制冷剂气体，通过外接的低温盐水实现冷量转移至低温盐水，再由压缩机吸入，重复上述循环。

作为优选，所述的节流装置由孔板和电子膨胀阀并联组成，在设有电子膨胀阀的支路中设有视镜、干燥过滤器，电子膨胀阀、视镜、干燥过滤器串联，在节流装置与经济器之间设有球阀。电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量，适应制冷机电一体化的发展要求；干燥过滤器主要是起到杂质过滤的作用。

作为优选，所述的润滑油的油路流程包括油分离器的回油管路***、满液式蒸发器的回油管路***；油分离器的回油管路***设有油位保护开关、电加热器，油路管道从油分离器到压缩机之间，油路管道两端分别设有角阀，两角阀之间从油分离器起依次装有油压表、油过滤器、电磁阀、视液镜，并在油过滤器进油口与视液镜出油口之间连接一油压差开关。润滑油的油路流程部分是制冷剂流程的辅助部分，功能是为保证机组顺利回油，从而确保制冷***高效、连续运转。

作为优选，所述的满液式蒸发器的回油管路***包括从满液式蒸发器到压缩机之间、从满液式蒸发器到冷凝器之间两部分，所述的满液式蒸发器到压缩机之间两端设有角阀，两角阀之间设有管道过滤器、引射泵、视液镜；所述的满液式蒸发器到冷凝器之间由引射泵的另一接口连接一电磁阀，然后通过一角阀与冷凝器相连。从满液式蒸发器到压缩机之间的油液走向是从满液式蒸发器经角阀进入管道过滤器，从管道过滤器经引射泵通过视液镜再经另一个角阀进入压缩机；从满液式蒸发器到冷凝器之间的油液走向是从满液式蒸发器经角阀进入管道过滤器，从管道过滤器经引射泵通过电磁阀由排气角阀进入冷凝器。

作为优选，所述的冷凝器出来的液体制冷剂分成两部分，一部分经过节流装置进入经济器，并在经济器中闪发成中间压力的气体，然后通过补气口进入压缩机，同时将在经济器盘管里的另一部分液体制冷剂过冷。如此可提高制冷系数。

作为优选，所述的满液式蒸发器（低压储液器）制冰时的制冷剂流程是由液氟泵经止回阀至板冰制冰机，制冷剂在制冰机内蒸发，放出冷量使板冰机表面结冰后回至满液式蒸发器（低压储液器）。制冰***由液氟泵、板冰制冰机、连接管路以及管路上的阀门附件等组成，制冰时，满液式蒸发器在制冰时起到低压储液器的作用，液氟泵从低压储液器中吸取低温低压的制冷剂液体，送入板冰制冰机，在制冰机内蒸发，放出冷量使板冰机表面结冰，然后回至低压储压器。

作为优选，所述的制冰模块中的脱冰过程是在油分离器和冷凝器之间的管路上加一根支管，引出的高温高压制冷剂气体进入板冰制冰机，板冰制冰机下方设有蓄冰池；制冰时的水路流程由制冰泵至喷淋装置，制冰泵安装在蓄冰池的底部出水口部位。脱冰过程是引出的高温高压制冷剂气体进入板冰机，使附着在板冰机表面的冰层脱落，掉入蓄冰池中。制冰时的水路流程包括制冰泵、喷淋装置、连接管路以及管路上的阀门附件等，制冰过程中是制冰泵不断地吸取蓄冰池底部的低温水，通过喷淋装置淋洒到板冰机的表面，低温水被冷却后，结成冰层附着在板冰机表面。

作为优选，所述的制冰模块中融冰对外供冷时的水路流程是，由冷冻水泵、配水装置来完成，融冰供冷时，冷冻水泵从蓄冰池底部吸取低温水，通过外接的冷冻水供水管路送至各用冷岗位，放出冷量后冷冻水水温升高，再通过外接的冷冻水回水管回至蓄冰池。融冰对外供冷时的水路流程中包括冷冻水泵、配水装置、连接管路以及管路上的阀门附件等；通过配水装置，淋洒在蓄冰池上部的浮冰上，被浮冰冷却后的水再次重复上述循环。

作为优选，所述的制热模块通过在油分离器与冷凝器之间增加一个热回收器并联通管路来实现制热功能，在油分离器、冷凝器、热回收器三者之间设置一个三通阀，制热时，热回收器通过外接的热水进出管路将热量输走。增加制热模块后，可实现制热功能，需要制热时，使高温高压的制冷剂气体通过热回收器，外接的热水进出管路可将热量带走；不需要制热时，使制冷剂直接进入冷凝器，而不通过热回收器，这样就可实现制热或不制热的切换。

本发明的有效效益是：

一、由于共用了多台设备，如压缩机，油分离器、冷凝器，节流装置，满液式蒸发器，兼做低压储液器，以及部分制冷剂管路、回油管路等，节省造价；

二、节省空间，一套装置需要的面积将远小于建设三个站房需要的面积；

三、利用制冰可实现蓄冷功能，利用夜间廉价的低谷电制冰，白天电价昂贵时融冰供冷，错峰用电既可节省大量的电费，节能；

四、制热采用了热回收技术，因此制热过程是完全不需要消耗能源，可免费地获得大量的热量，节能相当可观。

附图说明

图1是本发明的一种***结构示意图。

图2是本发明图1的一种制冰模块结构示意图。

图3是本发明图1的一种制冷模块结构示意图。

图中：1. 制冰，11. 板冰制冰机，12. 蓄冰池，13. 制冰泵，14. 冷冻水泵，15.脱冰电磁阀，16. 止回阀，17. 刨冰电磁阀，18. 液氟泵，2. 制冷模块，201. 满液式蒸发器，202. 冷凝器，203. 孔板，204. 球阀，205. 电子膨胀阀，206. 视镜，207. 干燥过滤器，208. 经济器，209. 高压储液器，210. 油分离器，211. 三通阀，212. 油过滤器，213. 压缩机，214. 管道过滤器，215. 引射泵，3. 制热模块，31. 热回收器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1，本实施例一种制冷制冰制热三用一体机，由制冷模块2、制冰模块1、制热模块3三个模块组成，制冰模块1和制冷模块2共用一个满液式蒸发器201，满液式蒸发器201在制冰时起低压储液器作用。

参见图2，制冷模块2具有制取低温盐水功能，制冷模块2由制冷剂流程和润滑油的油路流程两部分组成，该模块中设有油分离器210、冷凝器202、压缩机213，制冰模块1由制冰时的制冷剂流程、制冰时的水路流程、融冰对外供冷时的水路流程三部分组成。

制冷剂流程由压缩机213、油分离器210、冷凝器202、节流装置、满液式蒸发器201、连接管路以及管路上的各类阀门附件组成，其中节流装置是由孔板203和电子膨胀阀205并联而组，在设有电子膨胀阀205的支路中串联视镜206、干燥过滤器207，在节流装置与经济器208之间设有球阀204。

制冷过程是压缩机213出来的高温高压制冷剂气体，经过油分离器210后，进入冷凝器202，经过冷凝器202冷却至常温高压制冷剂液体，这里需要外接冷却水冷却，经过高压储液器209、经济器208成为有一定过冷度的制冷剂液体，再经过节流装置，成为低温低压的制冷剂液体进入满液式蒸发器201，在满液式蒸发器201中放出冷量后变成低温低压的制冷剂气体，此处通过外接的低温盐水实现冷量转移至低温盐水，再由压缩机213吸入，重复上述循环。

制冷模块2中润滑油的油路流程包括油分离器210的回油管路***、满液式蒸发器201的回油管路***。油分离器210的回油管路***设有油位保护开关、电加热器，油路管道从油分离器210到压缩机213之间的油路管道两端分别设有角阀，两角阀之间从油分离器210起，依次串接油压表、油过滤器212、电磁阀、视液镜，并在油过滤器212的进油口与视液镜的出油口之间并联一油压差开关。满液式蒸发器201的回油管路***包括从满液式蒸发器201到压缩机213之间、从满液式蒸发器201到冷凝器202之间两部分，其中从满液式蒸发器201起到压缩机213之间先设一角阀，再依次串联管道过滤器214、引射泵215、视液镜，再经角阀到压缩机213。从满液式蒸发器201到冷凝器202之间由引射泵215的另一接口连接一电磁阀，然后通过角阀与冷凝器202相连。

制冰时的制冷剂流程，由液氟泵18、止回阀16、板冰制冰机11、刨冰电磁阀17、连接管路以及管路上的阀门附件等组成。制冰时，由于满液式蒸发器201在制冰时起到低压储液器的作用，液氟泵18从低压储液器中吸取低温低压的制冷剂液体，送入板冰制冰机11，在制冰机内蒸发，放出冷量使板冰制冰机11表面结冰，然后回至低压储压器。脱冰过程是在油分离器210和冷凝器202之间的管路上加一条支管，引出的高温高压制冷剂气体通过脱冰电磁阀15进入板冰制冰机11，使附着在板冰制冰机11表面的冰层脱落，掉入蓄冰池12中。

制冰时的水路流程，由制冰泵13、喷淋装置、连接管路以及管路上的阀门附件等组成。制冰过程中，制冰泵13不断地吸取蓄冰池12底部的低温水，通过喷淋装置淋洒到板冰制冰机11的表面，低温水被冷却后，结成冰层附着在板冰制冰机11的表面。

融冰对外供冷时的水路流程，由冷冻水泵14、配水装置、连接管路以及管路上的阀门附件等组成。融冰供冷时，冷冻水泵14从蓄冰池12底部吸取低温水，通过外接的冷冻水供水管路送至各用冷岗位，放出冷量后冷冻水水温升高，再通过外接的冷冻水回水管回至蓄冰池12，通过配水装置，淋洒在蓄冰池12上部的浮冰上，被浮冰冷却后的水再次重复上述循环。

制热3模块中设有热回收器31，热回收器31分别与油分离器210、冷凝器202相接，在油分离器210、冷凝器202、热回收器31三者之间设置一个三通阀211。需要制热时，使高温高压的制冷剂气体通过热回收器31，外接的热水进出管路可将热量带走；不需要制热时，使制冷剂直接进入冷凝器202，而不通过热回收器31，这样就可实现制热或不制热的切换。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制冷制冰制热三用一体机，包括制冷模块（2）、制冰模块（1）、制热模块（3）三个模块，其特征是制冷模块（2）具有制取低温盐水功能，制冷模块（2）由制冷剂流程和润滑油的油路流程两部分组成，制冷模块（2）中设有油分离器（210）、冷凝器（202），制冰模块（1）由制冰时的制冷剂流程、制冰时的水路流程、融冰对外供冷时的水路流程三部分组成，制冰模块（1）和制冷模块（2）共用一个满液式蒸发器（201），满液式蒸发器（201）在制冰时起低压储液器作用；所述的制热模块（3）中设有热回收器（31），热回收器（31）分别与油分离器（210）、冷凝器（202）相接。

2.根据权利要求1所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的制冷剂流程由压缩机（213）至油分离器（210），从油分离器（210）至冷凝器（202），从冷凝器（202）经高压储液器（209）到经济器（208）成为具有过冷度的制冷剂液体，再经过节流装置，成为低温低压的制冷剂液体进入满液式蒸发器（201），低温低压的制冷剂液体在满液式蒸发器（201）中放出冷量后变成低温低压的制冷剂气体，再由压缩机（213）吸入。

3.根据权利要求2所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的节流装置由孔板（203）和电子膨胀阀（205）并联组成，在设有电子膨胀阀（205）的支路中设有视镜（206）、干燥过滤器（207），电子膨胀阀（205）、视镜（206）、干燥过滤器（207）串联，在节流装置与经济器（208）之间设有球阀（204）。

4.根据权利要求1所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的润滑油的油路流程包括油分离器（210）的回油管路***、满液式蒸发器（201）的回油管路***；油分离器（210）的回油管路***设有油位保护开关、电加热器，油路管道从油分离器（210）到压缩机（213）之间，油路管道两端分别设有角阀，两角阀之间从油分离器（210）起依次装有油压表、油过滤器（212）、电磁阀、视液镜，并在油过滤器（212）进油口与视液镜出油口之间连接一油压差开关。

5.根据权利要求4所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的满液式蒸发器（201）的回油管路***包括从满液式蒸发器（201）到压缩机（213）之间、从满液式蒸发器（201）到冷凝器（202）之间两部分，所述的满液式蒸发器（201）到压缩机（213）之间两端设有角阀，两角阀之间设有管道过滤器（214）、引射泵（215）、视液镜；所述的满液式蒸发器（201）到冷凝器（202）之间由引射泵（215）的另一接口连接一电磁阀，然后通过一角阀与冷凝器（202）相连。

6.根据权利要求1或2或5所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于从冷凝器（202）出来的液体制冷剂分成两部分，一部分经过节流装置进入经济器（208），并在经济器（208）中闪发成中间压力的气体，然后通过补气口进入压缩机（213），同时将在经济器（208）盘管里的另一部分液体制冷剂过冷。

7.根据权利要求1所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的满液式蒸发器（201）制冰时的制冷剂流程是由液氟泵（18）经止回阀（16）至板冰制冰机（11），制冷剂在制冰机内蒸发，放出冷量使板冰机表面结冰后回至满液式蒸发器（201）。

8.根据权利要求1所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的制冰模块（1）中的脱冰过程是在油分离器（210）和冷凝器（202）之间的管路上加一根支管，引出的高温高压制冷剂气体进入板冰制冰机（11），板冰制冰机（11）下方设有蓄冰池（12）；制冰时的水路流程由制冰泵（13）至喷淋装置（11），制冰泵（13）安装在蓄冰池（12）的底部出水口部位。

9.根据权利要求1或8所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的制冰模块（1）中融冰对外供冷时的水路流程是，由冷冻水泵（14）、配水装置来完成，融冰供冷时，冷冻水泵（14）从蓄冰池（12）底部吸取低温水，通过外接的冷冻水供水管路送至各用冷岗位，放出冷量后冷冻水水温升高，再通过外接的冷冻水回水管回至蓄冰池。

10.根据权利要求1所述的制冷制冰制热三用一体机，其特征在于所述的制热模块（3）通过在油分离器（210）与冷凝器（202）之间增加一个热回收器（31）并联通管路来实现制热功能，在油分离器（210）、冷凝器（202）、热回收器（31）三者之间设置一个三通阀（211），制热时，热回收器（31）通过外接的热水进出管路将热量输走。

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