一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，在系統(tǒng)中多加一路與外氣(大氣)的熱交換器(蒸發(fā)器),當被控第一循環(huán)液熱負載小于冷凍機制冷量時,系統(tǒng)將剩余制冷量部分用于與外氣做熱交換(對外氣進行制冷)，從而方便了被控第一循環(huán)液的持續(xù)高精度溫度控制，節(jié)約了生產成本，提高了生產效率。
【專利說明】一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換領域，尤其涉及一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)。
【【背景技術】】
[0002]在工業(yè)生產中，風冷式冰水機通常使用壓縮機的0N/0FF或采用冷媒(氟利昂)的熱媒旁通對循環(huán)液體進行溫度控制。由于受機械性能的限制，冷凍機0N/0FF切換的周期較長，無法滿足對循環(huán)液體溫控精度要求較高(例如±0.5°C、±0.1°C、±0.01°C等)的系統(tǒng)，而熱媒旁通會影響冷媒(氟利昂)的壓力穩(wěn)定，從而影響高精度的溫控需求。
【
【發(fā)明內容】
】
[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，解決因壓力不穩(wěn)定、系統(tǒng)性能遲緩而無法滿足循環(huán)液體高精度溫度控制的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng),其包括第一模塊、第二模塊和第三模塊，所述第一模塊、第二模塊和第三模塊為一體結構，
[0005]所述第一模塊包括水槽，所述第一模塊側壁上設有第一循環(huán)液回水口和第一循環(huán)液出水口，所述水槽側壁與所述第一循環(huán)液回水口通過管道連通，所述水槽側壁或水槽槽底和所述第一循環(huán)液出水口通過管道連通，第一循環(huán)液從所述第一模塊的第一循環(huán)液回水口流入所述水槽，從所述第一模塊的第一循環(huán)液出水口流出所述水槽，所述水槽內的第一循環(huán)液中設有第一蒸發(fā)器，
[0006]所述第二模塊包括氣液分離器、冷凍油裝置、冷凝器和設置在所述冷凝器外側的若干個第一風扇，
[0007]所述第三模塊包括第二蒸發(fā)器和設置在所述第二蒸發(fā)器外側的若干個第二風扇，
[0008]所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸出端口連接所述第二模塊的氣液分離器的輸入端口，所述氣液分離器的輸出端口連接所述冷凍油裝置的輸入端口，所述冷凍油裝置的輸出端口連接所述冷凝器的輸入端口，所述冷凝器的輸出端口連接所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸入端口，所述冷凝器的輸出端口連接所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口，所述第二蒸發(fā)器的輸出端口連接所述第二模塊的氣液分離器的輸入端口。
[0009]進一步的，所述第二模塊的冷凝器的輸出端口與所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸入端口之間的管路上設有第一膨脹閥，所述第一膨脹閥位于所述第一模塊中，所述第二模塊的冷凝器的輸出端口與所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口之間的管路上設有第二膨脹閥，所述第二膨脹閥位于所述第三模塊中。
[0010]進一步的，所述第二模塊還包括儲液罐和裝有干燥劑的干燥裝置，所述儲液罐的輸入端口連接所述冷凝器的輸出端口，所述儲液罐的輸出端口連接所述干燥裝置的輸入端口，所述干燥裝置的輸出端口連接所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口和所述第一模塊的第一膨脹閥輸入端口。
[0011]進一步的，所述第一模塊的側壁上還設有溢水口，所述溢水口與靠近所述水槽頂部的側壁通過管道連通。
[0012]進一步的，所述第一循環(huán)液出水口與所述水槽側壁或槽底之間的管道上設有泵，以驅動所述第一循環(huán)液的流動。
[0013]進一步的，所述泵與所述第一循環(huán)液出水口之間的管道上設置有管路朝上的分流管道，所述分流管道貫通所述水槽側壁，所述分流管道上設有旁通閥門。
[0014]進一步的，所述第一模塊的側壁還包括第一循環(huán)液排液口，所述第一循環(huán)液排液口與所述水槽的槽底通過管道連通，所述第一循環(huán)液從所述第一循環(huán)液排液口流出，所述第一循環(huán)液排液口與所述水槽之間的管道上還設有排液閥門，所述排液閥門的開關比是可控的。
[0015]進一步的，所述冷凍油裝置上纏設有冷凍油加熱絲。
[0016]進一步的，所述第一模塊的水槽中還設有低溫保護裝置和浮球開關，所述第一模塊中還設有用于觀察水槽內液體情況的視液鏡。
[0017]進一步的，所述第一模塊、第二模塊和第三模塊的外部還設有空氣過濾器。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)在系統(tǒng)中多加一路與外氣(大氣)的熱交換器(蒸發(fā)器)，當被控第一循環(huán)液熱負載小于冷凍機制冷量時，系統(tǒng)將剩余制冷量部分用于與外氣做熱交換(對外氣進行制冷)，從而方便了被控第一循環(huán)液的持續(xù)高精度溫度控制，節(jié)約了生產成本，提高了生產效率。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明中的一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)在一個實施例中的結構示意圖。
[0020]其中:1為第一模塊、11為水槽、111為第一循環(huán)液排液口、112為第一循環(huán)液回水口、113為第一循環(huán)液出水口、114為溢水口、115為泵、116為分流管道、117為旁通閥門、118為排液閥門、12為第一蒸發(fā)器、121為第一膨脹閥、13為視液鏡、14為低溫保護裝置、15為浮球開關、2為第二模塊、21為氣液分離器、22為冷凍油裝置、23為冷凝器、24為第一風扇、25為冷凍油加熱絲、26為儲液罐、27為干燥裝置、3為第三模塊、31為第二蒸發(fā)器、311為第二膨脹閥、32為第二風扇、4為空氣過濾器。
【【具體實施方式】】
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指與所述實施例相關的特定特征、結構或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨或選擇實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構成對本發(fā)明的限制。
[0023]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明中的一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)在一個實施例中的結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其包括第一模塊1、第二模塊2和第三模塊3，所述第一模塊1、第二模塊2和第三模塊3為分體結構，即所述第一模塊1、第二模塊2和第三模塊3設置在同一設備中。
[0024]所述第一模塊I包括水槽11，所述第一模塊I側壁上設有第一循環(huán)液回水口 112和第一循環(huán)液出水口 113，所述水槽11側壁與所述第一循環(huán)液回水口 112通過管道連通，所述水槽11側壁或水槽11槽底和所述第一循環(huán)液出水口 113通過管道連通，第一循環(huán)液從所述第一模塊I的第一循環(huán)液回水口 112流入所述水槽11，從所述第一模塊I的第一循環(huán)液出水口 113流出所述水槽11，所述水槽11內的第一循環(huán)液中設有第一蒸發(fā)器12。
[0025]所述第二模塊2包括氣液分離器21、冷凍油裝置22、冷凝器23和設置在所述冷凝器23外側的若干個第一風扇24。
[0026]所述第三模塊3包括第二蒸發(fā)器31和設置在所述第二蒸發(fā)器31外側的若干個第二風扇32。
[0027]所述第一模塊I的第一蒸發(fā)器12的輸出端口連接所述第二模塊2的氣液分離器21的輸入端口，所述氣液分離器21的輸出端口連接所述冷凍油裝置22的輸入端口，所述冷凍油裝置22的輸出端口連接所述冷凝器23的輸入端口，所述冷凝器23的輸出端口連接所述第一模塊I的第一蒸發(fā)器12的輸入端口，所述冷凝器23的輸出端口連接所述第三模塊3的第二蒸發(fā)器31的輸入端口，所述第二蒸發(fā)器31的輸出端口連接所述第二模塊2的氣液分離器21的輸入端口。
[0028]第二循環(huán)液從所述第一模塊I的第一蒸發(fā)器12的輸出端口流出，流入所述第二模塊2的氣液分離器21、所述冷凍油裝置22，然后流入所述冷凝器23，經所述冷凝器23后，所述第二循環(huán)液一部分流回所述第一模塊I的第一蒸發(fā)器12，所述第二循環(huán)液另一部分流入所述第三模塊3的第二蒸發(fā)器31，然后再流入所述第二模塊2的氣液分離器21進行下一次循環(huán)。因此所述第二循環(huán)液具有兩條回路。
[0029]為了精確溫控，所述第二模塊2的冷凝器23的輸出端口與所述第一模塊I的第一蒸發(fā)器12的輸入端口之間的管路上設有第一膨脹閥121，所述第一膨脹閥121位于所述第一模塊I中，所述第二模塊2的冷凝器23的輸出端口與所述第三模塊3的第二蒸發(fā)器31的輸入端口之間的管路上設有第二膨脹閥311，所述第二膨脹閥311位于所述第三模塊3中。所述第二膨脹閥311可完全關閉。當被控第一循環(huán)液熱負載小于冷凍機制冷量時，所述第二膨脹閥311打開，系統(tǒng)將剩余制冷量部分用于與外氣做熱交換。所述第一膨脹閥121與所述第二膨脹閥311具有反相調節(jié)功能，例如:按調節(jié)量為100%計算，當所述第一膨脹閥121 = 90%時，所述第二膨脹閥311 = 100% -90%= 10%。系統(tǒng)連接電源后，所述第一膨脹閥121與所述第二膨脹閥311具有回歸機械原點的功能(全開或全閉)，這樣相對于整體控制系統(tǒng)流量口徑來講，可以非常精確的調整流量，從而可以精確的控制熱交換的功率，進而精確的控制循環(huán)流體的溫度。每個電動閥門帶有控制開關比例的步進電機或直流電機，通過控制所述步進電機或直流電機來控制所述電動閥門的開關比例。
[0030]所述第二模塊2還包括儲液罐26和裝有干燥劑的干燥裝置27，所述儲液罐26的輸入端口連接所述冷凝器23的輸出端口，所述儲液罐26的輸出端口連接所述干燥裝置27的輸入端口，所述干燥裝置27的輸出端口連接所述第三模塊3的第二蒸發(fā)器31的輸入端口和所述第一模塊I的第一膨脹閥121輸入端口。
[0031 ] 所述第一模塊I的側壁上還設有溢水口 114，所述溢水口 114與靠近所述水槽11頂部的側壁通過管道連通。當水槽11中的第一循環(huán)液量大將溢流時，多余的第一循環(huán)液從所述溢水口 114中流出，避免了本系統(tǒng)因所述水槽11產生過滿溢水。
[0032]所述第一循環(huán)液出水口 113與所述水槽11側壁或槽底之間的管道上設有泵115，以驅動所述第一循環(huán)液的流動。
[0033]為了防止在所述水槽11內的第一循環(huán)液量過少，所述泵115與所述第一循環(huán)液出水口 113之間的管道上設置有管路朝上的分流管道116，所述分流管道116貫通所述水槽11側壁，所述分流管道116上設有旁通閥門117。這樣的設計可以在所述水槽11中第一循環(huán)液過少時，通過打開所述旁通閥門117補充第一循環(huán)液，防止因第一循環(huán)液過少而停機，在此時，泵115提供了第一循環(huán)液向上流動的動力。
[0034]所述第一模塊I的側壁還包括第一循環(huán)液排液口 111，所述第一循環(huán)液排液口 111與所述水槽11的槽底通過管道連通，所述第一循環(huán)液從所述第一循環(huán)液排液口 111流出，所述第一循環(huán)液排液口 111與所述水槽11之間的管道上還設有排液閥門118，所述排液閥門118的開關比是可控的。本系統(tǒng)在常時間使用后，所述水槽11內部需清理或需修理時，可以通過打開所述排液閥門118的開關將所述第一循環(huán)液從所述第一循環(huán)液排液口 111排出，也可以在所述槽11中的第一循環(huán)液過滿時，通過打開所述排液閥門118的開關將所述第一循環(huán)液從所述第一循環(huán)液排液口 111排出。
[0035]所述冷凍油裝置22上纏設有冷凍油加熱絲25，防止冷凍油凝結。
[0036]所述第一模塊I的水槽11中還設有低溫保護裝置14和浮球開關15，所述第一模塊I中還設有用于觀察水槽11內液體情況的視液鏡13。
[0037]所述第一模塊1、第二模塊2和第三模塊3的外部還設有空氣過濾器4，這樣，經過所述空氣過濾器4的過濾作用，空氣達標，更環(huán)保。
[0038]可以看出，本系統(tǒng)具備一條第一循環(huán)液通路、一條第一循環(huán)液回路、兩條第二循環(huán)液回路:
[0039]第一循環(huán)液通路是:所述第一模塊I的第一循環(huán)液回水口 112、水槽11、第一循環(huán)液出水口 113形成的通路，具體的，所述第一循環(huán)液從所述第一模塊I的第一循環(huán)液回水口112流入水槽11，再由所述第一循環(huán)液出水口 113流出所述第一模塊I。
[0040]第一循環(huán)液回路是:所述第一模塊I的分流管路116、水槽11形成的回路，具體的，所述第一循環(huán)液從所述第一模塊I的分流管路116的輸入端口流入水槽11，再由所述分流管路116的輸出端口流出所述水槽11，經所述分流管路116回到所述分流管路116的輸入端口。
[0041]第一條第二循環(huán)液回路是:所述第一蒸發(fā)器12、氣液分離器21、冷凍油裝置22、冷凝器23、儲液罐26、干燥裝置27、視液鏡13、第一膨脹閥121形成的回路，具體的，所述第二循環(huán)液從所述第一蒸發(fā)器12的輸出端口流入氣液分離器21，流經所述冷凍油裝置22、冷凝器23，在所述冷凝器23進行熱交換，然后流經儲液罐26、干燥裝置27、視液鏡13，隨后經第一膨脹閥121流回至第一蒸發(fā)器12的輸入端口，再次進行熱交換，然后完成回流。
[0042]第二條第二循環(huán)液回路是:氣液分離器21、冷凍油裝置22、冷凝器23、儲液罐26、干燥裝置27、第二膨脹閥311、第二蒸發(fā)器31形成的回路，具體的，所述第二循環(huán)液從所述氣液分離器21輸出端口經冷凍油裝置22流入冷凝器23，在所述冷凝器23進行熱交換，然后流經所述儲液罐26、干燥裝置27、第二膨脹閥311，隨后經第二蒸發(fā)器31，在所述第二蒸發(fā)器31處進行熱交換后流回至氣液分離器2的輸入端口，完成回流。
[0043]在本實施例中，所述第一循環(huán)液為液體或氣體，所述第二循環(huán)液為氟利昂制冷劑或冷卻水。
[0044]綜上所述，本發(fā)明所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，在系統(tǒng)中多加一路與外氣(大氣)的熱交換器(蒸發(fā)器)，當被控第一循環(huán)液熱負載小于冷凍機制冷量時，系統(tǒng)將剩余制冷量部分用于與外氣做熱交換(對外氣進行制冷)，從而方便了被控第一循環(huán)液的持續(xù)高精度溫度控制，節(jié)約了生產成本，提高了生產效率，另外溢水口和分流管道的設計避免了水槽產生過滿溢水或過少停機。
[0045]應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于，包括第一模塊、第二模塊和第三模塊，所述第一模塊、第二模塊和第三模塊為一體結構， 所述第一模塊包括水槽，所述第一模塊側壁上設有第一循環(huán)液回水口和第一循環(huán)液出水口，所述水槽側壁與所述第一循環(huán)液回水口通過管道連通，所述水槽側壁或水槽槽底和所述第一循環(huán)液出水口通過管道連通，第一循環(huán)液從所述第一模塊的第一循環(huán)液回水口流入所述水槽，從所述第一模塊的第一循環(huán)液出水口流出所述水槽，所述水槽內的第一循環(huán)液中設有第一蒸發(fā)器， 所述第二模塊包括氣液分離器、冷凍油裝置、冷凝器和設置在所述冷凝器外側的若干個第一風扇， 所述第三模塊包括第二蒸發(fā)器和設置在所述第二蒸發(fā)器外側的若干個第二風扇， 所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸出端口連接所述第二模塊的氣液分離器的輸入端口，所述氣液分離器的輸出端口連接所述冷凍油裝置的輸入端口，所述冷凍油裝置的輸出端口連接所述冷凝器的輸入端口，所述冷凝器的輸出端口連接所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸入端口，所述冷凝器的輸出端口連接所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口，所述第二蒸發(fā)器的輸出端口連接所述第二模塊的氣液分離器的輸入端口。
2.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第二模塊的冷凝器的輸出端口與所述第一模塊的第一蒸發(fā)器的輸入端口之間的管路上設有第一膨脹閥，所述第一膨脹閥位于所述第一模塊中，所述第二模塊的冷凝器的輸出端口與所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口之間的管路上設有第二膨脹閥，所述第二膨脹閥位于所述第二模塊中。
3.如權利要求2所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第二模塊還包括儲液罐和裝有干燥劑的干燥裝置，所述儲液罐的輸入端口連接所述冷凝器的輸出端口，所述儲液罐的輸出端口連接所述干燥裝置的輸入端口，所述干燥裝置的輸出端口連接所述第三模塊的第二蒸發(fā)器的輸入端口和所述第一模塊的第一膨脹閥輸入端口。
4.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一模塊的側壁上還設有溢水口，所述溢水口與靠近所述水槽頂部的側壁通過管道連通。
5.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一循環(huán)液出水口與所述水槽側壁或槽底之間的管道上設有泵，以驅動所述第一循環(huán)液的流動。
6.如權利要求5所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述泵與所述第一循環(huán)液出水口之間的管道上設置有管路朝上的分流管道，所述分流管道貫通所述水槽側壁，所述分流管道上設有旁通閥門。
7.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一模塊的側壁還包括第一循環(huán)液排液口，所述第一循環(huán)液排液口與所述水槽的槽底通過管道連通，所述第一循環(huán)液從所述第一循環(huán)液排液口流出，所述第一循環(huán)液排液口與所述水槽之間的管道上還設有排液閥門，所述排液閥門的開關比是可控的。
8.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凍油裝置上纏設有冷凍油加熱絲。
9.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一模塊的水槽中還設有低溫保護裝置和浮球開關，所述第一模塊中還設有用于觀察水槽內液體情況的視液鏡，
10.如權利要求1所述的風冷一體式冰水機精密熱交換系統(tǒng)，其特征在于:所述第一模塊、第二模塊和第三模塊的外部還設有空氣過濾器。
【文檔編號】F25B41/06GK104180606SQ201410430790
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】張翔, 朱鐵明 申請人:無錫溥匯機械科技有限公司