CN101413738A - 一种中低温集成式冷藏/冷冻系统 - Google Patents

一种中低温集成式冷藏/冷冻系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，用于在超市、便利店里提供对食品等进行保存的冷藏中温以及对冷饮等进行保存的冷冻低温，包括有一个集成单元，一个中温冷藏柜，一个低温冷冻柜及相应的连接管道，并且集成单元还包括：一个公共的冷凝器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压气态制冷剂的冷凝；一个公共的储液器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压液态制冷剂的储存；一个过冷度调节机构，用于调节低温冷冻系统中的过冷度，以及一个吸气温度调节机构，用于调节低温冷冻系统的吸气温度。中低温集成式冷藏/冷冻系统结构紧凑，安装方便，具有较好的制冷性能和较高的稳定性。

Description

一种中低温集成式冷藏/冷冻系统
【技术领域】
本发明涉及一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，尤其涉及一种应用于超市、便利店内对食品、冷饮等提供中温冷藏和低温冷冻的集成式系统。
【背景技术】
在现实生活中，超市或者便利店提供有多种冷冻陈列柜，用于在外界温度较高时提供一个对食品、饮料、冷饮等进行保鲜冷冻的冷冻环境。通常不同产品对冷冻保鲜需求的温度也不相同，一般情况下，人们将冷冻系统分为低温冷冻系统和中温冷藏系统。低温冷冻系统通常提供零下30摄氏度的冷冻温度，主要用于需要在零下30摄氏度附近进行冷冻的产品，如冷饮等。中温冷藏系统通常提供零下10摄氏度的冷冻温度，主要用于需要在零下10摄氏度附近进行冷冻保鲜的产品，如牛奶、饮料、食品等。由于低温冷冻系统和中温冷藏系统的压缩比不同，以及系统的能效比也不同，目前低温冷冻系统和中温冷藏系统为互不干涉的两个独立系统。图1为中温冷藏系统的结构示意图，包括有压缩机1、冷凝器2、膨胀阀4、储液器3、与中温冷藏柜相连的蒸发器5以及相应的连接这些设备，并形成闭合循环回路的制冷剂管道6。工作时，低温低压的气态制冷剂经过压缩机1压缩后变为高温高压的气体。该高温高压的气态制冷剂进入冷凝器2后向外界散发热量，转化为高温高压的液体，并经过储液器3后进入到到膨胀阀4。膨胀阀4降低制冷剂的压力并调节制冷剂流量，使得高温高压液态制冷剂转化为低温低压的液体和气体两相流进入蒸发器5。在冷藏柜内部蒸发器的附近还有一风扇(未图示)，用于将空气吹向蒸发器盘管表面，使得蒸发器5盘管内的低温低压液态制冷剂与通过蒸发器盘管表面的空气发生热交换，从而产生冷空气，用于冷藏柜内不同食品的保鲜储存。制冷剂吸收热量转为低温低压的气体，回流到压缩机1，完成制冷剂的整个闭合循环。图2为低温冷冻系统的结构示意图，其工作原理与中温冷藏系统基本相同。由于低温冷冻系统需要产生较低的温度，系统具有相对较高的压缩比，为了保护低温压缩机1，需要降低低温压缩机的排气温度。因此相比于中温冷藏系统，在低温冷冻系统的结构中储液器3流出的制冷剂除了直接流进蒸发器5外，还分流出一个支路。在该支路中，制冷剂从储液器3流经喷液阀7后直接回到压缩机1。这样，从储液器3流出的高温高压液态制冷剂经过喷液阀7膨胀吸收热量转化为低温低压气体直接提供给压缩机1。该支流中的制冷剂降低了压缩机1的吸气温度，从而降低了压缩机1的排气温度，有效的保护了压缩机1。
现有的两种独立系统能够为超市、便利店分别提供低温冷冻系统和中温冷藏系统，满足了中温和低温要求下不同的各类食品的储存。但是，由于这种做法采用了独立的两套系统，超市、便利店通常需要提供机房用于放置两个系统的压缩器和冷凝器，这不仅浪费了超市、便利店的空间，而且增加了现场安装的复杂性。同时，两个独立系统重复利用了冷凝器、储液器设备等，浪费了原材料，增加了系统的硬件成本，不利于能源的节约和降低产品成本。
因此，提供一种结构紧凑、整体效率相对较高、硬件成本相对较低、安装方便的中低温集成式冷藏/冷冻系统，诚为本技术领域所需。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，该系统具有紧凑的结构和节能的特点，并且安装方便，能源利用率相对较高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，用于提供对食品等进行保存的冷藏中温以及对冷饮等进行保存的冷冻低温，包括有一个集成单元，一个(组)中温冷藏柜，一个(组)低温冷冻柜及相应的连接管道，其中集成单元还包括：
一个公共的冷凝器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压气态制冷剂的冷凝；
一个公共的储液器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压液态制冷剂的储存；
一个过冷度调节机构，用于调节低温冷冻系统中的过冷度；以及
一个吸气温度调节机构，用于调节低温冷冻系统的吸气温度。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中集成单元内还包括有中温压缩机(组)、低温压缩机(组)。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中中温冷藏柜和低温冷冻柜分别包括有蒸发器、膨胀阀以及搁置食品的产品柜。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中中温压缩机(组)、低温压缩机(组)吸气端分别与中温冷藏柜、低温冷冻柜的蒸发器相连接，排气端共同连接到公共冷凝器的入口端。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中公共冷凝器的出口端连接到储液器的入口端。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中集成单元内的膨胀阀、中间热交换器以及相应的连接管道构成过冷度调节机构。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中过冷度调节机构的中间热交换器的第一入口端与储液器直接相连接，第二入口端通过膨胀阀与储液器相连接。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中中间热交换器的第一出口端是与低温冷冻柜入口端相连接。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中吸气温度调节机构包括连接中间热交换器的第二出口端与中温压缩机的吸气端的第一支路，及连接中间热交换器的第二出口端与低温压缩机的吸气端的第二支路，其中第二支路包含有一调节阀。
本发明所提供的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其中集成单元与中温冷藏柜、低温冷冻柜之间采用即插即用式连接。
一种制冷系统，其特征在于，它包括：
至少一中温冷藏装置，其包含至少一中温蒸发器；
至少一低温冷冻装置，其包含至少一低温蒸发器；
一集成单元，包括：
至少一中温压缩机，是与中温蒸发器相连接；
至少一低温压缩机，是与低温蒸发器相连接；
冷凝器，是与至少一中温压缩机及至少一低温压缩机的排气端相接，用于冷凝从至少一中温压缩机和至少一低温压缩机排气端排出的高温高压气态制冷剂；
储液器，是与冷凝器相连接，用于储存从冷凝器排出的高温高压液态制冷剂；
过冷度调节机构，是与储液器相连接并连接至低温蒸发器，用于调节低温冷冻循环系统的过冷度；
吸气温度调节机构，是与储液器相连接并分别连接至低温压缩机和中温压缩机，用于调节低温冷冻循环系统的吸气温度；
中温连接管路，是连接于储液器与中温蒸发器。
本发明所提供的制冷系统，其中过冷度调节机构包括连接至低温蒸发器的中间热交换器，该中间热交换器的第一入口端直接与储液器相连接，第二入口端通过一膨胀阀与储液器相连接。
本发明所提供的制冷系统，其中中间热交换器的第一出口端是与低温冷冻装置的低温蒸发器相连接。
本发明所提供的制冷系统，其中吸气温度调节机构包括连接中间热交换器的第二出口端与中温压缩机的吸气端的第一支路，及连接中间热交换器的第二出口端与低温压缩机的吸气端的第二支路，其中第二支路包含有一调节阀。
与现有技术相比，这种中低温集成式冷藏/冷冻系统能够有效的减小冷冻系统的安装空间；该系统由于采用即插即用式连接，非常有利于现场设备的安装以及日后的调试维护工作；集成化式设计优化了管道的布局；并且整个系统简化了硬件结构，具有较高的性能。
【附图说明】
图1是常见的中温冷藏系统结构示意图。
图2是常见的低温冷冻系统结构示意图。
图3是本发明一个实施例中的中低温集成式冷藏/冷冻系统的结构示意图。
图4是本发明中的中低温冷藏/冷冻柜的结构示意图。
【具体实施方式】
容易理解，依照本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以提出本发明的中低温冷藏/冷冻集成系统的其他实施方式，因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的举例说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明的技术方案的限制或限定。
在本发明的一个实施例中，请参阅图3，中低温集成式冷藏/冷冻系统主要包括有集成单元1、低温冷冻柜2、中温冷藏柜3以及连接管道4。其中，集成单元1上设有两个进口端102、104以及两个出口端101、103。低温冷冻柜2外壳处设有进口端和出口端。中温冷藏柜3外壳处设有进口端和出口端。
请继续参照图3，集成单元1包括外壳11、低温压缩机12、中温压缩机13、冷凝器14、储液器15、中间热交换器16、膨胀阀17、调节阀18以及连接管道4。集成单元1的外壳11可以为一密封的箱体结构，也可以为门式结构或其他类似结构，用于搁置低温压缩机12、中温压缩机13、冷凝器14、储液器15、中间热交换器16以及连接管道4。在外壳11上设有减震脚(未图示)，并可将外壳11设计成防振、防噪音结构，用于提高整个集成单元1的系统性能并增加系统的稳定性。在外壳11内部，各个元件合理优化布局，以便于各元件之间的连接和连接管道4的走线。
低温冷冻柜2与中温冷藏柜3的结构类似，这里以低温冷冻柜2进行描述。如图4所示，低温冷冻柜2主要包括产品柜21以及制冷设备区22部分。产品柜21可以设计为各种适合存放食品并便于人们拿放的结构，如开放式或者隔门式结构等，制冷设备区22用于给产品柜21提供制冷空气。制冷设备区22内包括有膨胀阀23以及蒸发器24以及连接管道4。
整个中低温集成式冷藏/冷冻系统的连接如图3所示，集成单元1的出口端101通过连接管道4与低温冷冻柜2的进口端相连，低温冷冻柜2的出口端通过连接管道4与集成单元1的进口端102相连。集成单元1的出口端103通过连接管道4与中温冷藏柜3的进口端相连，中温冷藏柜3的出口端通过连接管道4与集成单元1的进口端104相连。集成单元1与中温冷藏柜3、低温冷冻柜2的连接通常采用即插即用式连接，以方便于现场安装操作。
在集成系统1内，低温压缩机12的吸气端通过连接管道4连接到集成单元1的进口端102处，中温压缩机13的吸气端通过连接管道4连接到集成单元1的进口端104处，从而实现中、低温压缩机13、12分别与中、低温冷藏/冷冻柜3、2内的蒸发器24的连接。低温压缩机12的排气端与中温压缩机13的排气端通过连接管道4汇合，并通过连接管道4与冷凝器14的进口端相连。冷凝器14的出口端通过连接管道4与储液器15的进口端相连。储液器15的出口端支分为三个流动路径41、42、43。在流动路径41中，储液器15的出口端通过连接管道4直接与中温冷藏柜3的入口端连接，从而实现储液器15的出口端与中温冷藏柜3中的膨胀阀23的连接。在流动路径42中，储液器15的出口端与中间热交换器16的第一个入口端相连，并在中间热交换器16的第一个出口端储通过连接管道4与低温冷冻柜的入口端相连，从而实现储液器15的出口端通过中间热交换器16的第一个支路后与低温冷冻柜2中的膨胀阀23的连接。在流动路径43中，储液器15的出口端通过连接管道4连接到膨胀阀17的入口端，并在膨胀阀17的出口端通过连接管道4与中间热交换器16的第二个入口端相连。中间热交换器16的第二个出口端支分为两个支路431以及432。在第一支路431中中间热交换器16的第二个出口端与中温冷藏柜3的出口端通过连接管道4汇合，直接连接到中温压缩机13的吸气端。在第二支路432中中间热交换器16的第二个出口端首先通过连接管道4连接到调节阀18上，再与低温冷冻柜2的出口端通过连接管道4汇合，连接到低温压缩机12的吸气端。
系统开始工作时，从中、低温冷藏/冷冻柜3、2出口端流出的低温低压气态制冷剂分别流入中温压缩机13、低温压缩机12内，并被压缩成高温高压的气体后汇合，一起流入到冷凝器14中。在冷凝器14中，高温高压的气态制冷剂向外放出热量后转变为高温高压液态制冷剂，并流入到储液器15中。在储液器15出口端的流动路径41中，高温高压液态制冷剂通过连接管道4进入中温冷藏柜3内的膨胀阀23，经过膨胀阀23的节流降压，高温高压的液态制冷剂变成低温低压液体，并经过中温冷藏柜3内的蒸发器24内的盘管，与盘管表面的空气发生热交换产生中温冷空气，从而低温低压的液态制冷剂转化为低温低压的气态制冷剂，并流回到中温压缩机13形成中温系统的循环回路。在流动路径42中，储液器15出口端的高温高压液态制冷剂流经中间热交换器16。在流动路径43中，储液器15出口端的高温高压液态制冷剂首先通过膨胀阀的降压节流转变成低温低压的液态制冷剂在流经中间热交换器16。流动路径42和43中的两种温度不同的制冷剂在中间热交换器16中进行热交换。流动路径42中的高温高压液态制冷剂在中间热交换器16内释放热量，使得高温高压液态制冷剂在进入低温冷冻柜2之前得到预冷，从而有效的调节了低温冷冻系统中的过冷度，以便提高低温冷冻系统的制冷效果和性能。制冷剂预冷后进入低温冷冻柜2中的膨胀阀23进行降压节流转化成低温低压液态制冷剂进入蒸发器24内的盘管，与外界空气进行热交换提供低温冷空气。吸收热量的气态制冷剂流回到低温压缩机12内形成低温冷冻系统的循环回路。流动路径43中的低温低压液态制冷剂在中间热交换器16内吸收热量转化成低温低压气态制冷剂。从中间热交换器16流出制冷剂有两条支路431以及432。在第一支路431中，低温低压气态制冷剂直接与中温冷藏柜3中流出的低温低压气态制冷剂汇合流入到中温压缩机13中。在第二支路432中，低温低压气态制冷剂首先通过调节阀7，在与低温冷冻柜2中流出的低温低压气态制冷剂汇合后流入低温压缩机12中，从而通过调节阀7有效的调节低温压缩机的吸气温度，保护低温压缩机12。
容易理解，本发明的中低温集成式冷藏/冷冻系统包括集成单元1、中温冷藏柜(组)2、低温冷冻柜(组)3以及连接管道4。在集成单元1内中低温冷冻系统共用一个冷凝器14以及储液器15；膨胀阀17、中间热交换器16以及相应的连接管道4形成低温冷冻系统的过冷度调节机构，用于调节低温冷冻系统的过冷度，提高低温冷冻系统的整体性能和稳定性；膨胀阀17、中间热交换器16、调节阀18以及相应的连接管道4还形成低温冷冻系统的吸气温度调节机构，用于降低低温冷冻系统的吸气温度，以便更好的保护低温压缩机12。
采用这种中低温集成式冷藏/冷冻系统，能够有效的减小系统安装的空间，并且集成单元可以直接安置在室外，例如屋顶等。整个系统的成本明显比两个独立中、低温系统低。集成单元内管路的优化以及其与中低温冷冻柜之间即插即用式的连接方便了设备现场的安装以及日常维护。整个系统的性能尤其是低温系统的性能显著提高，并且具有较高的稳定性。
虽然以上对本发明的一种具体实施方式作了详细描述，但这些说明并不是对本发明范围的限制。对于本领域中熟悉此项技术者来说，对上文描述的实施例所作的显而易见的修改和变化均为本发明所包含。

Claims (14)

1.一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，用于提供对食品等进行保存的冷藏中温以及对冷饮等进行保存的冷冻低温，它包括有一个集成单元，一个(组)中温冷藏柜，一个(组)低温冷冻柜及相应的连接管道，其特征在于，所述集成单元包括：
一个公共的冷凝器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压气态制冷剂的冷凝；
一个公共的储液器，用于中温冷藏系统和低温冷冻系统中的高温高压液态制冷剂的储存；
一个过冷度调节机构，用于调节低温冷冻系统中的过冷度；以及一个吸气温度调节机构，用于调节低温冷冻系统的吸气温度。
2.如权利要求1所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述集成单元内还包括有中温压缩机(组)和低温压缩机(组)。
3.如权利要求2所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述中温冷藏柜和所述低温冷冻柜分别包括有蒸发器、膨胀阀以及搁置食品的产品柜。
4.如权利要求3所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述中温压缩机(组)、低温压缩机(组)的吸气端分别与所述中温冷藏柜、低温冷冻柜的蒸发器相连接，其排气端共同连接到所述公共冷凝器的入口端。
5.如权利要求4所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述公共冷凝器的出口端连接到所述储液器的入口端。
6.如权利要求5所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述集成单元内的所述膨胀阀、所述中间热交换器以及所述相应的连接管道构成所述过冷度调节机构。
7.如权利要求6所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述过冷度调节机构的中间热交换器的第一入口端与所述储液器直接相连接，第二入口端通过所述膨胀阀与所述储液器相连接。
8.如权利要求7所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述中间热交换器的第一出口端是与所述低温冷冻柜入口端相连接。
9.如权利要求8所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述吸气温度调节机构包括连接所述中间热交换器的第二出口端与所述中温压缩机的吸气端的第一支路，及连接所述中间热交换器的第二出口端与所述低温压缩机的吸气端的第二支路，其中所述第二支路包含有一调节阀。
10.如权利要求1所述的一种中低温集成式冷藏/冷冻系统，其特征在于，所述集成单元与所述中温冷藏柜、所述低温冷冻柜之间采用即插即用式连接。
11.一种制冷系统，其特征在于，它包括：
至少一中温冷藏装置，其包含至少一中温蒸发器；
至少一低温冷冻装置，其包含至少一低温蒸发器；
一集成单元，所述集成单元包括：
至少一中温压缩机，是与所述中温蒸发器相连接；
至少一低温压缩机，是与所述低温蒸发器相连接；
冷凝器，是与所述至少一中温压缩机及至少一低温压缩机的排气端相接，用于冷凝从所述至少一中温压缩机和至少一低温压缩机排气端排出的高温高压气态制冷剂；
储液器，是与所述冷凝器相连接，用于储存从所述冷凝器排出的高温高压液态制冷剂；
过冷度调节机构，是与所述储液器相连接并连接至所述低温蒸发器，用于调节低温冷冻循环系统的过冷度；
吸气温度调节机构，是与所述储液器相连接并分别连接至所述低温压缩机和中温压缩机，用于调节低温冷冻循环系统的吸气温度；
中温连接管路，是连接于所述储液器与所述中温蒸发器。
12.如权利要求11所述的制冷系统，其特征在于，所述过冷度调节机构包括连接至所述低温蒸发器的中间热交换器，该中间热交换器的第一入口端直接与所述储液器相连接，第二入口端通过一膨胀阀与所述储液器相连接。
13.如权利要求12所述的制冷系统，其特征在于，所述中间热交换器的第一出口端是与所述低温冷冻装置的低温蒸发器相连接。
14.如权利要求13所述的制冷系统，其特征在于，所述吸气温度调节机构包括连接所述中间热交换器的第二出口端与所述中温压缩机的吸气端的第一支路，及连接所述中间热交换器的第二出口端与所述低温压缩机的吸气端的第二支路，其中所述第二支路包含有一调节阀。
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