一种可利用回水热量的制冷系统及使用方法与流程-j9九游会真人

文档序号:35750240发布日期:2023-10-16 15:26阅读:17来源:国知局


1.本发明涉及热量回收的技术领域,尤其涉及一种可利用回水热量的制冷系统及使用方法。


背景技术:

2.过冷水式制冰系统中包含压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器(制冷四大件),压缩机:是制冷系统的核心部件,类似于人的心脏,为制冷剂的循环提供动力,创造制冷剂相变的外部条件;冷凝器:用于将压缩机排出的高压过热制冷剂气体冷却、冷凝为带有一定过冷度的制冷剂液体,将热量释放给外接的冷却介质(水或者空气);节流装置:用于将冷凝器流出的制冷剂液体节流、降压至低温低压的制冷剂液体,同时调节制冷剂流量;蒸发器:低温低压的制冷剂液体在其中发生相变、蒸发为制冷剂气体,吸收热量、维持低温环境;压缩机、冷凝器和蒸发器一体,压缩机为封闭式的旋转压缩机。
3.在过冷水式制冰系统中,为了保证过冷却器的正常工作,过冷却器进口温度不应低于或高于零摄氏度的某一最小值,用于融化经制冰泵吸入的公称粒径低于过滤精度的微小冰晶,保证无任何冰晶进入过冷却器,防止促晶提前在过冷却器内进行。
4.预热损失:过冷却器进口温度高于零摄氏度,也就意味着制冷系统的全部冷量并没有用于全部蓄冰,额外多消耗的冷量占整个制冷量的比例定义为预热损失,预热损失应越小越好,在满足制冰系统正常运行的前提下,过冷却器入口温度宜取小值,过冷却器入口温度的降低可有效降低预热损失,原则上过冷却器入口温度应控制在0.5℃以下。预热热源:从蓄冰槽出口到过冷却器入口的温升主要有四种来源:制冷系统高压段排热、系统回水热量、补水热量、环境传热和经过制冰泵的温升,其中空调系统回水热量预热损失为无限接近于零,因此该方式的用能效率最高。
5.但在实际的工程应用中,一个始终无法回避的问题是:系统的回水流量和温度是处于动态变化的,也就是说系统的回水热量是受控于实际的应用工艺的,而从制冰系统的角度出发,又要求系统处于一种比较稳定的状态,因此二者是互相矛盾的,导致冷却器进口温度不稳定,无法实现制冰效率的最大化。


技术实现要素:

6.鉴于上述现有可利用回水热量的制冷系统存在回水热量受到回收流量的影响存在动态变化,导致整个系统不稳定,无法实现制冰效率最大化的问题,提出了本发明。
7.因此,本发明目的是提供一种可利用回水热量的制冷系统,其目的在于:在回水流量波动的情况下保证稳定的回水热量供应,将回水中蕴含的热量充分提取,以保证过制冷泵进口温度的稳定,实现制冰效率的最大化。
8.为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种可利用回水热量的制冷系统,包括制冷单元,所述制冷单元包括蓄冰水箱和制冷机组、设置于制冷机组上的制冷泵、设置于制冷泵上的取水口和回热口、设置于蓄冰水箱和取水口之间的制冰取水件、设置于
制冷机组上的外供水泵、设置于蓄冰水箱和外供水泵之间的放冷件,以及设置于制冷机组和蓄冰水箱之间的出冰管,所述制冷单元上设置有回水单元,所述回水单元包括回水能源塔、设置于回水能源塔上的回水部件,以及设置于回水能源塔上的液位控制部件;所述回水部件包括设置于回水能源塔和外供水泵之间的进水组件、设置于回水能源塔上的出水组件,以及设置于回水能源塔和进水组件上的排气组件;所述回水部件用于当回水流量过大时,自动将多余的回水引入蓄冰水箱中;所述液位控制部件用于避免制冷泵抽吸空气空转导致损坏。
9.优选的,所述进水组件包括设置于外供水泵上的用冷管、设置于用冷管上的用冷设备、设置于用冷设备上的回水总管,以及设置于回水总管另一端的进水管,且进水管的出水端插设至回水能源塔中。
10.优选的,所述出水组件包括设置于回水能源塔塔壁上的喷淋管和回水预热管,喷淋管的另一端贯穿蓄冰水箱并设置有回水管件,回水预热管的另一端设置于回热口。
11.优选的,所述排气组件包括设置于进水管管壁上的放气孔,以及设置于回水能源塔塔顶上的排气管,且排气管的另一端设置于蓄冰水箱的箱顶;所述回水部件还包括缓冲组件,所述缓冲组件安装在所述进水组件上,所述缓冲组件包括连接在进水管竖直端内管壁上的集水罩、活动设置在集水罩下方的破水锥台,且破水锥台的边缘处设置为阶梯状,以及呈环形均匀等距的连接在破水锥台下端的多根缓冲条,缓冲条为弹性金属材质,且缓冲条的另一端穿过进水管并连接在回水能源塔的内塔底。
12.优选的,所述液位控制部件包括设置于回水能源塔内的支撑环筒、设置于支撑环筒内筒壁上的浮动件、设置于支撑环筒筒壁上的出水口、以及对称设置于支撑环筒内筒壁的两个限位组件;所述液位控制部件上设置有密封部件。
13.优选的,所述限位组件包括设置于回水能源塔内塔底的限位槽板、设置于支撑环筒内筒壁上的限位块,且限位块滑动连接在对应的限位槽板内,以及设置于限位槽板内的限位杆,且限位杆活动贯穿限位块设置。
14.优选的,所述密封部件包括设置于回水能源塔内塔壁上的密封块、设置于密封块上的支撑板、对称设置于支撑板和支撑环筒之间的两组支撑组件,以及设置于支撑组件上的稳定组件。
15.优选的,所述支撑组件包括向下倾斜设置于支撑环筒外筒壁上的支撑槽、设置于支撑槽槽底的磁铁、设置于支撑板上的支撑杆,且支撑杆的另一端设置于支撑槽内,以及设置于支撑杆另一端的铁片。
16.优选的,所述稳定组件包括对称设置于支撑槽槽壁上的稳定槽,以及对称设置于支撑杆杆壁上的稳定块,且稳定块滑动连接在对应的稳定槽中。
17.一种可利用回水热量的制冷系统使用方法,包括以下步骤,含有热量的水通过进水管进入到回水能源塔内时,进水管内回水通过集水罩导向落在破水锥台上,破水锥台受到冲击力时向下运动压缩缓冲条,缓冲条形变的同时推动破水锥台往复运动,将导向的水破开并缓冲,减小其撞击回水能源塔的冲击力;随着回水能源塔内水位的升高,回水推动浮动件向上运动,进而推动支撑环筒带动密封块同步向上运动,当密封块移动到回水预热管的管口正上方时,使得回水能源塔内回水可以通过回水预热管顺利进入到回热口,通过回水中含有的热量对制冷泵进口处温度
进行升温,将回水中蕴含的热量充分提取,以保证过制冷泵进口温度的稳定;在磁铁的磁吸力作用下,支撑杆带动支撑板和密封块同步运动,密封块从回水能源塔内塔壁上脱离;而当浮动件带动支撑环筒向下运动,密封块移动到回水预热管的管口所在高度时,回水预热管管口产生的吸力会拉动密封块挡在回水预热管的管口,避免制冷泵通过出水组件抽吸空气空转导致损坏;当回水流量过大时,自动喷淋管和回水管件将多余的回水引入蓄冰水箱中。
18.与现有技术相比,本发明的有益效果:1、通过回水中含有的热量对制冷泵进口处温度进行升温,将回水中蕴含的热量充分提取,以保证过制冷泵进口温度的稳定;2、在回水能源塔水位正常的前提下充分提取回水中的热量,保证制冰系统最高效运行,当回水流量过大时,自动将多余的回水引入蓄冰水箱中,也将回水热量带走,从而在回水流量波动的情况下保证稳定的回水热量供应,实现制冰效率的最大化;3、当回水能源塔内回水量降低时,带动密封部件挡在回水预热管的管口时,将回水预热管封堵住,避免制冷泵通过出水组件抽吸空气空转导致损坏。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:图1为本发明可利用回水热量的制冷系统的整体结构示意图。
20.图2为本发明可利用回水热量的制冷系统的排气组件部分示意图。
21.图3为本发明可利用回水热量的制冷系统的缓冲组件剖视图。
22.图4为本发明可利用回水热量的制冷系统的缓冲组件示意图。
23.图5为本发明可利用回水热量的制冷系统的回水能源塔剖视图。
24.图6为本发明可利用回水热量的制冷系统的浮板剖视图。
25.图7为本发明可利用回水热量的制冷系统的液位控制部件示意图。
26.图8为本发明可利用回水热量的制冷系统的密封部件部分示意图。
27.图9为图5中a部分的放大图。
28.图中:1、制冷单元;11、蓄冰水箱;12、制冷机组;13、制冷泵;14、取水口;15、回热口;16、制冰取水件;17、外供水泵;18、放冷件;19、出冰管;2、回水单元;21、回水能源塔;22、回水部件;221、进水组件;2211、用冷管;2212、用冷设备;2213、回水总管;2214、进水管;222、出水组件;2221、喷淋管;2222、回水预热管;2223、回水管件;223、排气组件;2231、放气孔;2232、排气管;224、缓冲组件;2241、集水罩;2242、破水锥台;2243、缓冲条;23、液位控制部件;231、支撑环筒;232、浮动件;233、出水口;234、限位组件;2341、限位槽板;2342、限位块;2343、限位杆;24、密封部件;241、密封块;242、支撑板;243、支撑组件;2431、支撑槽;2432、磁铁;2433、支撑杆;2434、铁片;244、稳定组件;2441、稳定槽;2442、稳定块。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
31.参照图1-图2,为本发明第一个实施例,提供了一种可利用回水热量的制冷系统,此装置包括包括制冷单元1,制冷单元1包括蓄冰水箱11和制冷机组12、安装在制冷机组12上的制冷泵13、设置在制冷泵13上的取水口14和回热口15,取水口14和回热口15相连通,连接在蓄冰水箱11和取水口14之间的制冰取水件16,制冰取水件16可以为取水管以及安装在取水管上的取水盘,制冷泵13启动时,蓄冰水箱11内冰水通过取水盘和取水管进入到取水口14中,再进入到制冷机组12内进行取水蓄冰,安装在制冷机组12上的外供水泵17、安装在蓄冰水箱11和外供水泵17之间的放冷件18,放冷件18可以为放水管以及安装在放水管上的放水盘,蓄冰水箱11内冰水通过放水盘和放水管进入到外供水泵17中,以及安装在制冷机组12和蓄冰水箱11之间的出冰管19,制冷机组12制出2.5%冰水混合物并通过出冰管19进入到蓄冰水箱11中,制冷单元1上安装有回水单元2,回水单元2包括回水能源塔21,回水能源塔21的塔壁上安装有透明的观察板,用于观察回水能源塔21内部情况,安装在回水能源塔21上的回水部件22,以及安装在回水能源塔21上的液位控制部件23。
32.回水部件22包括安装在回水能源塔21和外供水泵17之间的进水组件221、安装在回水能源塔21上的出水组件222,以及安装在回水能源塔21和进水组件221上的排气组件223。
33.进水组件221包括连接在外供水泵17上的用冷管2211、连接在用冷管2211上的用冷设备2212,外供水泵17抽吸蓄冰水箱11内零度水,并将零度水通过用冷管2211输送到用冷设备2212中进行使用,用冷设备2212可以为多个,连接在用冷设备2212上的回水总管2213,以及连接在回水总管2213另一端的进水管2214,用冷设备2212使用过的水含有热量,含有热量的水再通过回水总管2213输送到进水管2214中,且进水管2214的出水端插设至回水能源塔21中,回水能源塔21上设有最低水位,该水位以下的水不会流出,进水管2214的出水端位于最低水位的液位面下方,消除水锤。
34.出水组件222包括连通在回水能源塔21塔壁上的喷淋管2221和回水预热管2222,喷淋管2221的另一端贯穿蓄冰水箱11并连通有回水管件2223,回水管件2223可以为回水单管以及安装在回水单管上的回水盘,喷淋管2221内回水通过回水单管和回水盘进入蓄冰水箱11,当回水能源塔21内水位高度超出喷淋管2221高度时,回水能源塔21内多余的回水通过回水管件2223流入到蓄冰水箱11中,将多余的回水废热引入蓄冰水箱11中,回水预热管2222的另一端设置于回热口15,液位控制部件23可以为安装在回水能源塔21上的检修阀、控制集管、排水阀和液位传感器,液位传感器安装在控制集管内,以及安装在回水预热管2222上的控制阀,液位传感器对回水能源塔21内水位进行实时显示,当水位低于最低设定水位时,通过控制阀关闭回水预热管2222,避免制冷泵13通过出水组件222抽吸空气空转导
致损坏。
35.使用过程中,含有热量的水通过进水管2214进入到回水能源塔21内,同时制冷泵13工作,取水口14和回热口15同时产生吸力,蓄冰水箱11内冰水通过制冰取水件16进入到制冷泵13的取水口14中,而回水能源塔21内含有热量的回水会通过回水预热管2222进入到制冷泵13的回热口15中,通过回水中含有的热量对制冷泵13进口处温度进行升温,将回水中蕴含的热量充分提取,以保证过制冷泵13进口温度的稳定;同时在回水能源塔21水位正常的前提下充分提取回水中的热量,保证制冰系统最高效运行,当回水流量过大时,自动将多余的回水引入蓄冰水箱11中,也将回水热量带走,从而在回水流量波动的情况下保证稳定的回水热量供应,实现制冰效率的最大化。
36.其中,排气组件223包括开设在进水管2214管壁上的放气孔2231,放气孔2231的高处高于喷淋管2221,且放气孔2231位于回水能源塔21内,进水管2214内回水中含有的气体通过放气孔2231排出,以及安装在回水能源塔21塔顶上的排气管2232,且排气管2232的另一端设置于蓄冰水箱11的箱顶,回水能源塔21内分离出的空气等不凝性气体通过排气管2232及时排入到蓄冰水箱11中。
实施例2
37.参照图1-图4,为本发明的第二个实施例,该实施例不同于第一个实施例的是:回水部件22还包括缓冲组件224,缓冲组件224安装在进水组件221上,缓冲组件224包括连接在进水管2214竖直端内管壁上的集水罩2241、活动设置在集水罩2241下方的破水锥台2242,且破水锥台2242的边缘处设置为阶梯状,以及呈环形均匀等距的连接在破水锥台2242下端的多根缓冲条2243,缓冲条2243为弹性金属材质,且缓冲条2243的另一端穿过进水管2214并连接在回水能源塔21的内塔底。
38.使用过程中,进水管2214内回水通过集水罩2241导向落在破水锥台2242上,破水锥台2242对导向的水进行导向,破水锥台2242受到冲击力时向下运动压缩缓冲条2243,缓冲条2243受力形变对冲击力进行缓冲,在缓冲条2243形变复位力的作用下推动破水锥台2242复位向上运动,破水锥台2242往复运动,将导向的水破开并缓冲,减小其撞击回水能源塔21的冲击力。
39.其余结构与实施例1的结构相同。
实施例3
40.参照图1-图7,为本发明的第三个实施例,该实施例不同于第二个实施例的是:液位控制部件23包括活动设置在回水能源塔21内的支撑环筒231,支撑环筒231的上端筒口呈环形连接有多个稳定轮,稳定轮滚动连接在回水能源塔21的内塔壁上,支撑环筒231运动时带动稳定轮在回水能源塔21的内塔壁上滚动,使得支撑环筒231只能做竖直方向运动,提高了支撑环筒231运动时的稳定性,连接在支撑环筒231内筒壁上的浮动件232,进水管2214穿过浮动件232设置,浮动件232可以为气囊,也可以为中空开孔的浮板,图中浮动件232的下端即为最低水位,开设在支撑环筒231筒壁上的出水口233,通过出水口233确保支撑环筒231内外侧通畅、以及对称安装在支撑环筒231内筒壁的两个限位组件234;液位控制部件23上设置有密封部件24,密封部件24可以为密封垫,密封垫贴靠在回水能源塔21的内塔壁上,
当密封垫挡在回水预热管2222的管口时,将回水预热管2222封堵住。
41.使用过程中,回水通过进水管2214进入到回水能源塔21内,随着回水能源塔21内水位的升高,回水推动浮动件232向上运动,进而推动支撑环筒231带动密封部件24同步向上运动,当密封部件24移动到回水预热管2222的管口正上方时,将回水预热管2222的管口打开,使得回水能源塔21内回水可以通过回水预热管2222顺利进入到回热口15;而当回水能源塔21内回水量降低时,浮动件232会同步下降,带动密封部件24挡在回水预热管2222的管口时,将回水预热管2222封堵住,避免制冷泵13通过出水组件222抽吸空气空转导致损坏。
42.相较于实施例2,进一步的,限位组件234包括连接在回水能源塔21内塔底的限位槽板2341、连接在支撑环筒231内筒壁上的限位块2342,且限位块2342滑动连接在对应的限位槽板2341内,以及连接在限位槽板2341内的限位杆2343,且限位杆2343活动贯穿限位块2342设置,由于限位块2342只能在限位槽板2341内的限位杆2343上滑动,进而对支撑环筒231的运动方向进行显示,使得支撑环筒231只能在受到浮力情况下上下竖直运动。
实施例4
43.参照图1-图9,为本发明的第四个实施例,该实施例不同于第二个实施例的是:密封部件24包括活动设置在回水能源塔21内塔壁上的密封块241,当制冷泵13工作时,回热口15通过回水预热管2222对回水能源塔21内产生吸力,密封块241在抽吸力的作用下压在回水能源塔21内塔壁上,将回水预热管2222的管口挡住、连接在密封块241上的支撑板242、对称安装在支撑板242和支撑环筒231之间的两组支撑组件243,以及安装在支撑组件243上的稳定组件244。
44.支撑组件243包括向下倾斜设置于支撑环筒231外筒壁上的支撑槽2431、设置于支撑槽2431槽底的磁铁2432、设置于支撑板242上的支撑杆2433,且支撑杆2433的另一端设置于支撑槽2431内,以及设置于支撑杆2433另一端的铁片2434。
45.使用过程中,当浮动件232带动支撑环筒231向上运动时,会通过支撑槽2431内支撑杆2433带动支撑板242和密封块241同步向上运动,当密封块241脱离回水预热管2222的管口位置后,在磁铁2432的磁吸力作用下,铁片2434会通过支撑杆2433带动支撑板242和密封块241同步运动,铁片2434连接在磁铁2432上的同时,密封块241从回水能源塔21内塔壁上脱离;而当浮动件232带动支撑环筒231向下运动,密封块241移动到回水预热管2222的管口所在高度时,回水预热管2222管口产生的吸力会拉动密封块241挡在回水预热管2222的管口,使得铁片2434与磁铁2432脱离,使得密封块241只有在回水预热管2222在高度区域才与回水能源塔21内塔壁接触,密封块241在其余位置做竖直方向运动时均不与回水能源塔21内塔壁发生滑动摩擦,从而降低了密封块241的磨损,提高了密封块241的使用寿命。
46.相较于实施例3,进一步的,稳定组件244包括对称设置于支撑槽2431槽壁上的稳定槽2441,以及对称设置于支撑杆2433杆壁上的稳定块2442,且稳定块2442滑动连接在对应的稳定槽2441中,支撑杆2433运动时带动稳定块2442在稳定槽2441中同步运动,提高了支撑杆2433运动时的稳定性。
47.其余结构与实施例3的结构相同。
实施例5
48.参照图1-图9,为本发明的第五个实施例,提供了:一种可利用回水热量的制冷系统使用方法,包括以下步骤,s1:含有热量的水通过进水管2214进入到回水能源塔21内时,进水管2214内回水通过集水罩2241导向落在破水锥台2242上,破水锥台2242受到冲击力时向下运动压缩缓冲条2243,缓冲条2243形变的同时推动破水锥台2242往复运动,将导向的水破开并缓冲,减小其撞击回水能源塔21的冲击力;s2:随着回水能源塔21内水位的升高,回水推动浮动件232向上运动,进而推动支撑环筒231带动密封块241同步向上运动,当密封块241移动到回水预热管2222的管口正上方时,使得回水能源塔21内回水可以通过回水预热管2222顺利进入到回热口15,通过回水中含有的热量对制冷泵13进口处温度进行升温,将回水中蕴含的热量充分提取,以保证过制冷泵13进口温度的稳定;s3:在磁铁2432的磁吸力作用下,支撑杆2433带动支撑板242和密封块241同步运动,密封块241从回水能源塔21内塔壁上脱离;s4:而当浮动件232带动支撑环筒231向下运动,密封块241移动到回水预热管2222的管口所在高度时,回水预热管2222管口产生的吸力会拉动密封块241挡在回水预热管2222的管口,避免制冷泵13通过出水组件222抽吸空气空转导致损坏;s5:当回水流量过大时,自动喷淋管2221和回水管件2223将多余的回水引入蓄冰水箱11中。
49.应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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