專利名稱：雙溫蓄冷水冷柜的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于家電的技術領域，涉及一種冷柜，具體涉及雙溫蓄冷水冷柜。
背景技術：
隨著近年來氣候變暖及城市空調普及，夏季戶外商業街面的環境溫度較高。如日平均溫度在28°C，最高氣溫超過35°C的天數就很多。這樣那些安置在無空調環境或室溫較高的冷柜，在高溫下其運行效果就會隨冷凝溫度的升高而出力不足或增加功耗
實用新型內容
本實用新型的目的在于，提供一種雙溫蓄冷水冷柜，以克服現有技術所存在的上述缺點和不足。 本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現雙溫蓄冷水冷柜，包括壓縮機，將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體；冷凝器，與所述壓縮機連接，對所述制冷劑進行冷卻降溫，將所述高溫高壓的氣體冷凝成高壓液體；蓄冷槽，通過一對電磁閥和電磁閥與所述冷凝器連接，具有蓄冷盤管和過冷盤管，所述蓄冷盤管與所述電磁閥之間串入降壓的蓄冷毛細管，所述蓄冷盤管還通過單向閥與所述壓縮機連接，所述過冷盤管與所述電磁閥連接；主毛細管，與所述過冷盤管相連接；以及主蒸發器，與所述主毛細管連接，同時還與所述壓縮機連接，其中，具有蓄冰制冷循環和融冰過冷循環，所述蓄冰制冷循環，具有；壓縮機、冷凝器、電磁閥、蓄冷毛細管、蓄冷槽的蓄冷盤管和單向閥，所述融冰過冷循環，具有壓縮機、冷凝器、電磁閥、蓄冷槽的過冷盤管、主毛細管和主蒸發器。進一步，本實用新型的雙溫蓄冷水冷柜還可以具有這樣的特征冷凝器(2)采用風冷冷凝器。進一步，本實用新型的雙溫蓄冷水冷柜還可以具有這樣的特征所述蓄冷槽中設置攪拌裝置。進一步，本實用新型的雙溫蓄冷水冷柜還可以具有這樣的特征所述蓄冷槽采用沉浸式雙盤管蓄冷槽，在所述蓄冷槽內分別設置沉浸式的蓄冷盤管和過冷盤管。所述蓄冷槽與一定時開關連接。本實用新型的有益效果本實用新型采用夜間工作的蓄冷槽，保證系統運行穩定，融冰過冷循環的釋冷前期和后期，過冷度增加和減少比較平緩，適應了日間環境溫度上升和晚間下降引起的冷凝溫度上升和下降的時間周期。本實用新型相比較傳統冷柜，增加了一個在夜間工作的蓄冷槽4，蓄冰制冷循環和融冰過冷循環兩種工作模式切換方便，沒有太多的判定條件，簡化了控制系統的設計。本實用新型可以基于改善其運行效果，如針對功耗比較大的水冷柜進行蓄冷的節能改進，以適應外界環境的變化，同時利用本地區的民用或工商用電峰谷價政策，節省運行費用。本實用新型具有安全、節能、環保、使用方便的優點。
圖I為本實用新型的原理圖。圖2為本實用新型的主視圖。圖3為本實用新型的俯視圖。 圖4為冷柜融冰釋冷階段的壓焓p_h圖。·圖5為冷柜融冰釋冷階段的溫熵T-S圖。附圖標記I-壓縮機，2-冷凝器，3-蓄冷毛細管，4-蓄冷槽，5-主毛細管，6_主蒸發器，7_蓄冷盤管，8-過冷盤管，9-電磁閥，10-電磁閥，11-單向閥。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本實用新型而非用于限定本實用新型的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，或廠商提供的條件進行。實施例發明人充分考慮各種研究成果的基礎上，設計出一種雙溫蓄冷水冷柜，簡稱冷柜。圖I為本實用新型的原理圖，圖2為本實用新型的立面結構，圖3為本實用新型的平面結構，如圖I、圖2和圖3所示，雙溫蓄冷水冷柜包括壓縮機I、冷凝器2、蓄冷毛細管
3、蓄冷槽4、主毛細管5、主蒸發器6、蓄冷盤管7、過冷盤管8、電磁閥9、電磁閥10和單向閥11。雙溫蓄冷水冷柜具有蓄冰制冷循環和融冰過冷循環兩種工作模式。蓄冰制冷循環，具有；壓縮機I、冷凝器2、電磁閥9、蓄冷毛細管3、蓄冷槽4的蓄冷盤管7和單向閥11。融冰過冷循環，具有壓縮機I、冷凝器2、電磁閥10、蓄冷槽4的過冷盤管8、主毛細管5和主蒸發器6。圖2為本實用新型的主視圖，圖3為本實用新型的俯視圖，如圖2和圖3所示，柜體由上下兩部分組成，上部為保溫冷藏箱體，箱體內盛有一定水位的冷水。下部為制冷系統工作區。下部空間內的蓄冷槽4與上部保溫冷藏箱體構成連通，冷卻物品的熱負荷由低溫水換熱得以平衡。制冷劑采用R134a制冷劑。壓縮機I將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體。冷凝器2與壓縮機I連接。冷凝器2采用風冷冷凝器，對制冷劑進行冷卻降溫，將高溫高壓的氣體冷凝成高壓液體。蓄冷槽4為一相對獨立的水箱。蓄冷槽4通過一對電磁閥9和電磁閥10與冷凝器2連接，蓄冷槽4具有蓄冷盤管7和過冷盤管8。蓄冷槽4內上部設置蓄冷盤管7，蓄冷槽4下面設置過冷盤管8。由于冷柜制冷容量較小，不宜進行動態制冰。可以利用水的自然對流，或加微型定時攪拌裝置促進水流循環，將水中過冷盤管釋放的那部分熱量來融化上層盤管的管外冰層。其蒸發溫度不宜過低，可在_5°C或2°C、10°C之間。蓄冷槽4中設置攪拌裝置。在融冰過冷循環中，可以利用水的自然對流，設置加攪拌裝置促進水流循環，將水中過冷盤管 8釋放的那部分熱量來融化上層的蓄冷盤管7的管外冰層，因此不必增加融冰裝置，簡化系統設計。蓄冷盤管7與電磁閥9之間串入降壓的蓄冷毛細管3，蓄冷盤管7還通過單向閥11與壓縮機I連接。過冷盤管8與電磁閥10連接。主毛細管5，與過冷盤管8相連接，將流經過冷盤管8的制冷劑降壓成低壓兩相流。主蒸發器6，與主毛細管5連接，將流經主毛細管5的制冷劑蒸發吸熱形成低溫低壓氣體，同時還與壓縮機I連接。先由蓄冰制冷循環，在蓄冷槽4中制冰蓄冷，而后在融冰過冷循環中，冷凝器2出來的制冷劑不是直接進入節流裝置5，而是通過過冷盤管8，在蓄冷槽4中放熱、融冰，使得蓄冷水冷柜的過冷度增大，進而使制冷量得到提高。蓄冷槽4采用沉浸式雙盤管蓄冷槽，在蓄冷槽4內分別設置沉浸式的蓄冷盤管7和過冷盤管8，增加了初始成本，但能保證系統運行穩定，在釋冷前期和后期，過冷度增加和減少比較平緩，適應了日間環境溫度上升和晚間下降引起的冷凝溫度上升和下降的時間周期，節省的電能彌補甚至超過了增加的成本。蓄冷槽4與一定時開關連接。定時開關夜間啟動蓄冷盤管7工作。白天啟動過冷盤管8工作。本實用新型增設一夜間工作的蓄冷槽4，利用夜間環境溫度較低時，機組冷凝溫度較低的時段，設定低于或接近(TC的蒸發溫度進行蓄冷制冰，儲存一定冷量。待白天環境溫度升高時提高3-5°C蒸發溫度，同時將蓄冷冷量逐漸釋放于冷柜系統增設的蓄冷槽4，增大系統節流前的過冷度以增大制冷量，降低功耗，達到節能與使用方便之目的。在夏季夜間工作時段，該冷柜進入蓄冰制冷循環模式，在蓄冷槽4中，蓄冷盤管7上結冰，用制取的冰來儲蓄冷量。在白天工作時段，冷柜進入融冰過冷循環，冷凝器2出來的制冷劑通過過冷盤管8，在蓄冷槽4中放熱、融冰，使得蓄冷水冷柜的過冷度增大，進而使制冷量得到提高，保證系統運行穩定，融冰過冷循環的釋冷前期和后期，過冷度增加和減少比較平緩，適應了日間環境溫度上升和晚間下降引起的冷凝溫度上升和下降的時間周期。常規制冷循環與融冰過冷循環的比較圖4為冷柜融冰釋冷階段的壓焓p_h圖，圖5為冷柜融冰釋冷階段的溫熵T-S圖，如圖4和圖5所示，其中1-2-3-4-1為常規制冷理論循環，1-2’ -3’ -4’ -I為大過冷度制冷理論循環。如圖4和圖5所示，對于制冷劑壓縮過程，蓄冰冷柜為過程1-2’，普通冷柜為過程1-2。通過分析，蓄冰冷柜和常規冷柜相比，大過冷度融冰放冷冷凝溫度降低，從而減少了壓縮機的耗功量。蓄冰冷柜的冷凝過程為2’ -3’，普通冷柜為過程2-3，由圖4和圖5可以看出，相比較普通冷柜，由于冷凝器出來的制冷劑液體在蓄冷盤管中放熱、融冰，使得蓄冰冷柜的過冷度增大，制冷量得到提高。3’_4’表示蓄冰冷柜的節流過程，普通冷柜為過程3-4。節流引起的有效制冷量的減少主要與節流前后制冷劑的溫度差有關，溫差越小，損失的制冷量越少。由于蓄冰冷柜釋冷時增大制冷劑過冷度，降低了節流元件毛細管進、出口制冷劑的溫差，最終緩解有效制冷量的減少；4’ -I’表示蓄冰冷柜的制冷劑蒸發過程，大過冷度有效提聞了有效制冷量。對理論循環回路進行理論計算可得常規循環單位理論制冷量為 = hrh4I常規循環單位理論功為wQ = hrh22大過冷度循環單位理論制冷量為q'。二匕-!!' 4 3大過冷度循環單位理論功為w' Q = hrh' 24壓縮機單位理論功減少量為Awtl= Wtl-W' Q= Qi1-Ii2) - (hfh' 2) =Ii2-Ii' 2 5單位理論制冷量增量為Aqpq' 0-q0 = (h^h' 4) _ Qi1-Ii4) =h4_h' 4 6
「 一斗,丨、,w 一% <h 《0+~0 9o Ag0W0 +Aw0q0制冷系數增加 r='---=-----= -- (7)
W0 W0 W0-Awn W0 W0 (w0 -Aw0)由以上理論計算過程可知，因為增加大過冷度，Aq0, A W(l都為正數，制冷量的增加和壓縮機耗功的減少兩方面因素都導致制冷系數的增加。而從實踐上分析，本實用新型把蓄冷槽作為過冷器，通過融冰、放冷提高其冷凝側的過冷度，使得冷凝器2不需要提供為保持一定過冷度的傳熱面積。對于R134a，相同的蒸發溫度和冷凝溫度，過冷度每提高1°C，制冷量就會提高約I. 1%左右。所以，夏季時在夜間可以利用低谷電力制冰蓄冷，白天利用蓄冷槽內的冰潛熱過冷冷卻從冷凝器2出來的一次制冷劑，間接地把蓄冷槽4中的蓄冷量釋放出來，增大循環的制冷量，降低冷凝溫度和功耗，同時相應緩解了電網峰谷差。雙溫蓄冷水冷柜的基本運行流程該雙溫蓄冷水冷柜由兩種基本循環模式組成蓄冰制冷循環和融冰過冷循環I、蓄冰制冷循環高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機I出來到風冷冷凝器2進行冷卻降溫，冷凝成高壓液體經電磁閥9開通，電磁閥10關閉，到毛細管3節流降壓成低壓兩相流，再到蓄冷槽4內的蓄冷盤管7蒸發吸熱管外制冰，形成的低溫低壓氣體通過單向閥11流回壓縮機I循環工作。在夏季，此循環工作可在夜間環境溫度較低的時段如凌晨4-6點，此時系統的蒸發溫度和冷凝溫度都較低，選用的寬溫區全封閉壓縮機與之匹配。2、融冰過冷循環高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機I出來到風冷冷凝器2進行冷卻降溫，冷凝成高壓液體經電磁閥10開通，電磁閥9關斷，再到蓄冷槽4內的過冷盤管8繼續降溫形成過冷，其放出的熱量由蓄冷槽4內冰水混合物釋放的冷量平衡，此時高壓過冷液體流經主毛細管5節流降壓成低壓兩相流，在主蒸發盤管6內蒸發吸熱形成的低溫低壓氣體流回壓縮機I循環工作。在夏季，此循環工作應在日間環境溫度較高的時段，如11-14點，此時系統的蒸發溫度和冷凝溫度升高，并在中午時分達到最高，利用蓄冷槽中蓄存的冷量進行融冰過冷循環，增大制冷量，降低功耗。[0069]以上對本實用新型的具體實施方式
進行了說明，但本實用新型并不以此為限，只要不脫離本實用新型的宗旨，本實用新型 還可以有各種變化。
權利要求1.雙溫蓄冷水冷柜，其特征在于，包括 壓縮機(I )，將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體； 冷凝器(2)，與所述壓縮機(I)連接，對所述制冷劑進行冷卻降溫，將所述高溫高壓的氣體冷凝成高壓液體； 蓄冷槽(4)，通過一對電磁閥(9)和電磁閥(10)與所述冷凝器(2)連接，具有蓄冷盤管(7)和過冷盤管(8)， 所述蓄冷盤管(7)與所述電磁閥(9)之間串入降壓的蓄冷毛細管(3)，所述蓄冷盤管(7 )還通過單向閥(11)與所述壓縮機(I)連接， 所述過冷盤管(8 )與所述電磁閥(10 )連接； 主毛細管(5)，與所述過冷盤管(8)相連接；以及 主蒸發器(6)，與所述主毛細管(5)連接，同時還與所述壓縮機(I)連接， 其中，具有蓄冰制冷循環和融冰過冷循環， 所述蓄冰制冷循環，具有；壓縮機(I)、冷凝器(2)、電磁閥(9)、蓄冷毛細管(3)、蓄冷槽(4)的蓄冷盤管(7)和單向閥(11)， 所述融冰過冷循環，具有壓縮機(I)、冷凝器(2)、電磁閥(10)、蓄冷槽(4)的過冷盤管(8)、主毛細管(5)和主蒸發器(6)。
2.根據權利要求I所述的雙溫蓄冷水冷柜，其特征在于 冷凝器(2)采用風冷冷凝器。
3.根據權利要求I所述的雙溫蓄冷水冷柜，其特征在于所述蓄冷槽(4)中設置攪拌裝置。
4.根據權利要求I所述的雙溫蓄冷水冷柜，其特征在于所述蓄冷槽(4)采用沉浸式雙盤管蓄冷槽，在所述蓄冷槽(4 )內分別設置沉浸式的蓄冷盤管(7 )和過冷盤管(8 )。
5.根據權利要求4所述的雙溫蓄冷水冷柜，其特征在于所述蓄冷槽(4)與一定時開關連接。
專利摘要一種雙溫蓄冷水冷柜，包括，壓縮機(1)、冷凝器(2)、蓄冷毛細管(3)、蓄冷槽(4)、主毛細管(5)、主蒸發器(6)、蓄冷盤管(7)、過冷盤管(8)、電磁閥(9)、電磁閥(10)和單向閥(11)，具有蓄冰制冷循環和融冰過冷循環兩種工作模式。本實用新型具有安全、節能、環保、使用方便的優點。
文檔編號F25D11/00GK202792764SQ20122032040
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者劉猛, 王芳, 郭超, 吳昊, 李琳 申請人:上海理工大學