换热系统及船用冷冻/冷藏设备

文档序号:483534 发布日期:2022-01-04 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 换热系统及船用冷冻/冷藏设备 (Heat exchange system and marine freezing/refrigerating equipment ) 是由 王冠 李琦 李宗照 于 2021-10-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种换热系统及船用冷冻/冷藏设备,涉及冷冻冷藏设备技术领域,解决了冷冻/冷藏设备中的冷却系统换热效率低的技术问题。该换热系统包括换热器和第一冷却舱,接入制冷系统管路中的冷凝管穿过第一冷却舱,第一冷却舱内循环流通有能与冷凝管内的冷媒换热的第一制冷剂;换热器与第一冷却舱连通,其内流通有能与第一制冷剂换热并带走第一制冷剂热量的第二制冷剂。本发明用于用于船用冷冻/冷藏设备上时,第二制冷剂可以采用海水,海水便于获取,第一制冷剂可以采用除海水以外的制冷剂,能够防止海水盐析、电化学腐蚀等直接污染制冷系统的冷凝管,减少了设备内制冷系统的维护成本以及提高了船用冷冻/冷藏设备的可靠性。(The invention provides a heat exchange system and a marine freezing/refrigerating device, relates to the technical field of freezing/refrigerating devices, and solves the technical problem that a cooling system in the freezing/refrigerating device is low in heat exchange efficiency. The heat exchange system comprises a heat exchanger and a first cooling chamber, wherein a condensing pipe connected into a refrigeration system pipeline penetrates through the first cooling chamber, and a first refrigerant capable of exchanging heat with a refrigerant in the condensing pipe is circulated in the first cooling chamber; the heat exchanger is communicated with the first cooling cabin, and a second refrigerant which can exchange heat with the first refrigerant and take away heat of the first refrigerant flows in the heat exchanger. When the invention is used on the marine freezing/refrigerating equipment, the second refrigerant can adopt seawater which is convenient to obtain, and the first refrigerant can adopt refrigerants other than seawater, so that seawater salting-out, electrochemical corrosion and the like can be prevented from directly polluting a condenser pipe of a refrigerating system, the maintenance cost of the refrigerating system in the equipment is reduced, and the reliability of the marine freezing/refrigerating equipment is improved.)

换热系统及船用冷冻/冷藏设备

技术领域

本发明涉及冷冻冷藏设备技术领域,尤其是涉及一种换热系统及船用冷冻/冷藏设备。

背景技术

目前,船舶因为远洋航行往往需要对食物进行长期的储存,而由于船舶离岸时间较长,船员往往一次性采购较多食物进行储藏,现有船舶中配套的冷冻冷冻冷藏设备多为冰箱。现有技术中的船用冷冻冷藏设备,如冰箱中,包括冷藏室和制冷系统,制冷系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流装置形成的内部流动有制冷剂的循环系统,其中,蒸发器位于冷藏室内,用于对冷藏室内的食物制冷。

上述冷藏系统在制冷时,压缩机将低温低压的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂气体,气体制冷剂升温升压后进入至冷凝器内与外界空气进行热交换,经过热交换高温高压的制冷剂气体冷凝放热变为液体,之后经过节流装置、蒸发器,进入蒸发器蒸发吸热达到制冷的目的,之后制冷剂重新回到压缩机进行循环。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题:现有冷藏系统中的冷凝器通过与外界环境空气接触的方式换热,由于外界环境空气的温度与冷凝器内冷媒的温度差常常较小,因此,换热速率较慢,制冷效率较低。而如果直接利用海水与制冷系统中的冷凝器换热,海水盐化、杂质等易附着在冷凝器表面,且冷冻/冷藏设备中的冷凝器不易清理,长期使用影响制冷效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热系统及冷冻/冷藏设备,以解决现有技术中存在的冷冻/冷藏设备中的冷却系统换热效率低的技术问题;本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

本发明提供的换热系统,包括换热器和第一冷却舱,其中:

接入制冷系统管路中的冷凝管穿过所述第一冷却舱,所述第一冷却舱内循环流通有能与所述冷凝管中的冷媒换热的第一制冷剂;所述换热器与所述第一冷却舱连通,其内流通有能与所述第一制冷剂换热并带走所述第一制冷剂热量的第二制冷剂。

优选的,所述换热器位于冷冻/冷藏设备的壳体外或壳体内,所述换热器包括第二冷却舱和换热管,其中:

所述换热管穿过所述第二冷却舱,所述换热管的入口与所述第一冷却舱的冷媒出口连通,所述换热管的出口与所述第一冷却舱的冷媒入口连通;所述第二冷却舱的冷媒入口和冷媒出口均与海水连通。

优选的,所述换热管内设置有用于搅动所述第一制冷剂的循环扇。

优选的,所述换热器包括有第二冷却舱,所述第二冷却舱的冷媒入口通过进水管路与海水连通,所述进水管路上设置有泵体;所述第二冷却舱的冷媒出口通过出水管路与海水连通。

优选的,所述进水管路的进水口与所述泵体之间设置有用于对海水过滤的过滤器。

优选的,所述第二冷却舱内设置有第二叶轮,所述第二叶轮可转动的设置,用于搅动所述第二制冷剂。

优选的,所述换热系统还包括有:

入水温度传感器,设置于所述第二冷却舱的冷媒入口处,用于检测流入所述第二冷却舱舱体内的海水温度;

出水温度传感器,设置于所述第二冷却舱的冷媒出口处,用于检测流出所述第二冷却舱舱体的海水温度;

控制器,其与所述入水温度传感器、所述出水温度传感器、所述叶轮和/或所述泵体均电连接,用于接收所述入水温度传感器的温度信号和所述出水温度传感器的温度信号,并根据两者的差值控制所述叶轮和/或所述泵体的运转。

优选的,所述第一冷却舱内设置有第一叶轮,所述第一叶轮可转动的设置,用于搅动所述第一制冷剂。

优选的,所述第一冷却舱的顶部设置有补偿盒,所述补偿盒与所述第一冷却舱相连通。

优选的,所述第一冷却舱位于冷冻/冷藏设备的壳体内,所述第一制冷剂为除海水之外的任意一种制冷剂。

本发明还提供了一种船用冷冻/冷藏设备,包括接入制冷系统中的冷凝管和上述换热系统。

本发明提供的换热系统及船用冷冻/冷藏设备,与现有技术相比,具有如下有益效果:冷凝管与第一冷却舱的配合结构形成制冷系统的冷凝器,第一制冷剂与冷凝管中的冷媒在第一冷却舱中换热,相较于直接风冷换热的方式,能够提高换热效率;且同时利用另一换热器中的第二制冷剂与第一制冷剂换热,形成双级换热结构。当用于船用冷冻/冷藏设备上时,第二制冷剂可以采用海水,海水便于获取,第一制冷剂可以采用除海水以外的制冷剂,能够防止海水盐析、电化学腐蚀等直接污染制冷系统的冷凝管,减少了设备内制冷系统的维护成本以及提高了船用冷冻/冷藏设备的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是具有本发明换热系统的冷冻/冷藏设备系统示意图;

图2是冷冻冷藏设备的换热器的结构示意图;

图3是制冷系统管路中的冷凝管与第一冷却舱的配合结构示意图。

图中100、蒸发器;200、压缩机;300、冷凝管;400、节流装置;500、干燥过滤器;1、第一冷却舱;101、补偿盒;102、第一叶轮;21、换热管;211、循环扇;22、第二冷却舱;23、进水管路;24、出水管路;3、泵体;4、过滤器;5、入水温度传感器;6、出水温度传感器;7、控制器;8、第二叶轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明实施例提供了一种换热系统及船用冷冻/冷藏设备,能够提高换热效率、防止海水盐析、电化学腐蚀等直接污染制冷系统的冷凝管,减少了设备内制冷系统的维护成本。

下面结合图1-图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

实施例一

如图1-图3所示,本实施例提供了一种换热系统,包括换热器和第一冷却舱1,其中:接入制冷系统管路中的冷凝管穿过第一冷却舱1,第一冷却舱1内循环流通有能与冷凝管内的冷媒换热的第一制冷剂;换热器与第一冷却舱1连通,其内流通有能与第一制冷剂换热并带走第一制冷剂热量的第二制冷剂。

其中,参见图1所示,冷冻/冷藏设备内的制冷系统包括通过管路相连接的蒸发器100、压缩机200、冷凝管300以及节流装置400,管路中循环流通有冷媒。其中,蒸发器100位于冷冻/冷藏室内,用于对冷藏室内的食物制冷。如图1中所示,冷凝管300与节流装置400之间还设置有干燥过滤器500,适合应用与船用冷冻/冷藏设备的制冷系统中。

参见图1所示,本实施例中的冷凝管300穿过第一冷却舱1,该冷凝管300与第一冷却舱1的配合结构形成了制冷系统中的冷凝器。

上述冷藏系统在制冷时,压缩机200将低温低压的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂气体,气体制冷剂升温升压后进入至冷凝管300中,与位于第一冷却舱1中的第一制冷剂换热,经过热交换高温高压的制冷剂气体冷凝放热变为液体,之后经过节流装置400、蒸发器100,进入蒸发器100蒸发吸热,对冷冻/冷藏室内制冷,之后制冷剂重新回到压缩机200进行循环。

本实施例的换热系统,冷凝管300与第一冷却舱1的配合结构形成制冷系统的冷凝器,第一制冷剂与冷凝管300中的冷媒在第一冷却舱1中换热,相较于直接风冷换热的方式,能够提高换热效率;且同时利用另一换热器中的第二制冷剂与第一制冷剂换热,形成双级换热结构。当用于船用冷冻/冷藏设备上时,第二制冷剂可以采用海水,海水便于获取,第一制冷剂可以采用除海水以外的制冷剂,能够防止海水盐析、电化学腐蚀等直接污染制冷系统的冷凝管,减少了设备内制冷系统的维护成本以及提高了船用冷冻/冷藏设备的可靠性。

作为可选地实施方式,换热器位于冷冻/冷藏设备的壳体外或壳体内,优选的,换热器位于冷冻/冷藏设备的壳体外,当将上述换热系统应用于船用冷冻/冷藏设备上,第二制冷剂采用易于获取的海水时,即使由于海水盐析出、电化学腐蚀等产生的杂质附着在换热器内,也会便于清洗、维护,不会污染冷冻/冷藏设备的冷凝器。

参见图1和图2所示,本实施例的换热器包括第二冷却舱22和换热管21,其中:换热管21穿过第二冷却舱22,换热管21的入口与第一冷却舱1的冷媒出口连通,换热管21的出口与第一冷却舱1的冷媒入口连通;第二冷却舱22的冷媒入口和冷媒出口均与海水连通。

参见图1,图1中的箭头方向为第一制冷剂的流动方向;第一制冷剂循环流通在第一冷却舱1、换热管21之间,当第一制冷剂流至第一冷却舱1内时,与冷凝管中冷媒换热,带走冷凝管内冷媒的热量;当第一制冷剂流至换热管21内时,能够在第二冷却舱22中与第二制冷剂(海水)换热,其热量随第二制冷剂带走。通过上述两级换热结构,制冷系统中冷媒的热量被第二制冷剂(海水)带走,且不会污染制冷系统中的冷凝管。

作为可选地实施方式,参见图2所示,换热管21内设置有用于搅动第一制冷剂的循环扇211。循环扇211可采用现有技术中常用的风叶扇结构,通过扇叶的转动搅动第一制冷剂,提高第一制冷剂与第二制冷剂的换热效率。

作为可选地实施方式,参见图1和图2所示,换热器包括有第二冷却舱22,第二冷却舱22的冷媒入口通过进水管路23与海水连通,进水管路23上设置有泵体3;第二冷却舱22的冷媒出口通过出水管路24与海水连通。换言之,第二冷却舱22内流通有海水,当该换热系统应用于船用冷冻/冷藏设备内时,海水作为第二制冷剂易于获取,降低成本,且能够有效带动第一制冷剂的热量。

作为可选地实施方式,参见图1和图2所示,进水管路23的进水口与泵体3之间设置有用于对海水过滤的过滤器4。过滤器4能够对吸入泵体3的海水进行过滤,防止海水中的杂质堵塞泵体3,导致泵体3损坏,影响换热系统的正常进行。

作为可选地实施方式,参见图1和图2所示,第二冷却舱22内设置有第二叶轮8,第二叶轮8可转动的设置,用于搅动第二制冷剂。第二叶轮8可采用现有技术中常用的叶轮结构,其为现有的成熟技术,在此不做赘述。

叶轮的转动能够搅动第二冷却舱22内的第二制冷剂,提高第二制冷剂与第一制冷剂在第二冷却舱22内的换热效率。

作为可选地实施方式,本实施例中的换热系统还包括有:入水温度传感器5,设置于第二冷却舱22的冷媒入口处,用于检测流入第二冷却舱22舱体内的海水温度;出水温度传感器6,设置于第二冷却舱22的冷媒出口处,用于检测流出第二冷却舱22舱体的海水温度;控制器7,其与入水温度传感器5、出水温度传感器6和叶轮均电连接,用于接收入水温度传感器5的温度信号和出水温度传感器6的温度信号,并根据两者的差值控制叶轮的运转。

其中,入水温度传感器5和出水温度传感器6均采用现有技术中的温度传感器,可直接由市场上购得,在此对其结构不做赘述。控制器7可采用预存有预定程序的单片机等。控制器7的两个输入端分别与入水温度传感器5和出水温度传感器6电连接,其两个输出端分别与第二叶轮8、泵体3电连接。

具体的,根据目标换热需求计算海水(第二制冷剂)流入第二冷却舱22和流出第二冷却舱22所需要的温度,设该温差为阈值△t。根据热量计算公式:Q=G·C·(tg-th)可知,当供热系统向热用户提供相同的热量Q时,供回水温差Δt=tg-th与循环水量G成比例关系。即系统的供回水温差大,则循环水量就小。当出水温度传感器6与入水温度传感器5的温度差值大于阈值△t时,说明第二冷却舱22内的水温较高,循环水量较小,而水温的高低将影响换热器的换热效率,所以,增加第二冷却舱22内的水流量,能够降低第二冷却舱22内的水温,从而提高换热器的换热效率。

因此,当出水温度传感器6与入水温度传感器5的温度差值大于阈值△t时,即第二制冷剂(海水)流入第二冷却舱22冷媒入口和流出第二冷却舱22冷媒出口的温差大于目标所需温差,控制器7向泵体3和叶轮分别发出指令:提高泵体3的转速来实现增加第二冷却舱22的循环水量以满足第二冷却舱22内的换热需求;提高叶轮转速,增加第二冷却舱22内海水扰动,防止舱内温度出现较大温差。

作为可选地实施方式,参见图1和图3所示,第一冷却舱1内设置有第一叶轮102,第一叶轮102可转动的设置,用于搅动第一制冷剂。

同样的,第一叶轮102可采用现有技术中常用的叶轮结构,其为现有的成熟技术,在此不做赘述。第一叶轮102能够搅动第一制冷剂,提高第一制冷剂与冷凝管中冷媒的换热效率。

作为可选地实施方式,参见图3所示,第一冷却舱1的顶部设置有补偿盒101,补偿盒101与第一冷却舱1相连通。

补偿盒101可在第一冷却舱1舱体内液体出现受热膨胀时储存过量的液体,防止第二冷却舱22舱体因内部液体膨胀而对舱体产生较大压力,保证换热系统的稳定性。

当本实施例的换热系统应用于船用冷冻/冷藏设备内时,第二制冷剂采用海水,便于获取。即使海水由于盐析、电化学腐蚀等因素造成杂质覆盖,第二冷却舱22位于冷冻/冷藏设备的壳体外,也便于清理。为了防止海水腐蚀冷冻/冷藏设备制冷系统中的冷凝器,本实施例中的第一冷却舱1位于冷冻/冷藏设备的壳体内,第一制冷剂为除海水之外的任意一种制冷剂,如便于获取的淡水。

因此,上述结构中,通过第一冷却舱1与制冷系统管路中的冷凝管形成了制冷系统的冷凝器,通过第二冷却舱22与换热管21的结构形成了另一换热器,第一冷却舱1内流动的第一制冷剂采用淡水,能够减少了制冷系统中冷凝器的维护成本、提高了的换热系统的可靠性。

实施例二

本实施例提供了一种船用冷冻/冷藏设备,包括接入制冷系统管路中的冷凝管和上述换热系统。

本实施例的船用冷冻/冷藏设备,由于具备上述换热系统,第二制冷剂可以采用海水,海水便于获取,第一制冷剂可以采用除海水以外的制冷剂,能够防止海水盐析、电化学腐蚀等直接污染制冷系统的冷凝管,减少了设备内制冷系统的维护成本以及提高了船用冷冻/冷藏设备的可靠性。

在本说明书的描述,具体特征、结构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。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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