超市冷櫃冷凝熱集中處理系統的製作方法
2023-05-31 04:08:16 1
超市冷櫃冷凝熱集中處理系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，包括若干冷櫃以及散熱收集系統，每個冷櫃包括壓縮機和冷凝器，所述散熱收集系統包括：若干排熱管道，每條排熱管道對應一個冷凝器；若干風扇，用於將冷凝器周邊的熱空氣轉移至對應的排熱管道中；若干溫度控制器，用來監控溫度並控制風扇的開啟和關閉；總管道，用於收集所有排熱管道的熱空氣。本發明從超市整體熱循環角度進行思考，降低了整體能耗；通過加快冷櫃的散熱和壓縮機散熱的排放速度，提高冷櫃工作效率，增加冷櫃降溫效果；通過第一控制閥、第二控制閥以及散熱利用管道實現熱空氣排出還是再利用兩種模式的切換，提高了適用性。
【專利說明】超市冷櫃冷凝熱集中處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷凝熱管理【技術領域】，特別是涉及一種超市冷櫃冷凝熱集中處理系統。
【背景技術】
[0002]電冰箱主要包括製冷系統和電器系統，其中製冷系統包括:壓縮機、冷凝器、蒸發器、毛細管、製冷劑、乾燥過濾器。
[0003]製冷劑是製冷工質，是電冰箱製冷系統的搬運工，在製冷系統中實現冷循環；乾燥過濾器是內裝分子篩的器件，用來過濾系統中的汙物和吸附製冷劑中殘留的水分；壓縮機是將電能轉化為機械能，電機帶動機械部分運轉，將低溫低壓的製冷劑壓縮成高溫高壓的製冷劑；冷凝器是製冷系統的散熱裝置，將壓縮機排出的高溫高壓製冷劑蒸汽在冷凝器裡經過熱量產地向周圍散熱，使製冷劑蒸汽冷卻後液化成液體；毛細管一般是銅製的，管內直徑在1_以下，連接於冷凝器與蒸發器之間，起到一個能降低壓縮機送來的高壓液化製冷劑的壓力的作用；蒸發器是將從毛細管降壓後的製冷劑液體，在低壓下蒸發，由液體變成氣體，經蒸發器吸收箱內的熱量，達到製冷的目的。
[0004]電冰箱製冷循環主要分四個過程，分別是壓縮過程、冷凝過程、節流過程與蒸發過程。壓縮過程是由壓縮機來完成，這部分也是冰箱主要的功耗來源；冷凝過程由冷凝器完成，該過程放出大量熱量；節流過程由毛細管完成，毛細管將冷凝器送來的高壓、中溫(接近室內溫度)的製冷劑液體節流成低壓、低溫的製冷劑液體(其中含部分氣體)；蒸發過程:經節流後的製冷劑流過蒸發器，從而吸收箱內的熱量，達到製冷降溫的目的。
[0005]隨著化石燃料的大量使用，造成的能源資源日益枯竭以及環境汙染已經成為人類社會可持續發展的重要制約因素。節能減排，特別是建築節能受到越來越多的關注。大型超市通常會配備大量的冷櫃(冷櫃是冰箱、冷藏櫃的另一種稱呼)用來存儲各種需要冷凍或冷藏的食品用於保存食品，同時使用空調系統控制室內溫度。由於傳統的冷櫃製作廠商單獨站在單個冷櫃效能的角度考慮，沒有結合超市整體的熱循環進行思考，冷櫃產生的冷凝熱沒有得到正確的處理，從而增加了超市的整體能耗。如圖1所示，該圖為目前超市中冷櫃產生的冷凝熱的處理流程圖。冷櫃在工作時會產生大量冷凝熱，這部分熱能直接排放到超市室內，由於超市室內需要由空調系統維持一定溫度，因此冷櫃工作產生的熱量需要通過空調系統傳運到室外，從而增加了空調的負荷，造成了多餘的能耗。
[0006]申請公布號為CN103292556A的專利文獻公開了一種冰箱集熱器，其主要包括冰箱，預熱水箱，保溫水箱三大部分，冰箱中的壓縮機、冷凝器、毛細管、乾燥過濾器、蒸發器成閉合迴路連接，冷凝器置於預熱水箱內部；該發明有效利用了冷凝器產生的廢熱來加熱預熱水箱中的水，當水溫達到人體感覺到的舒適溫度時，使預熱水箱中的水流向保溫水箱，此時人們就可以使用保溫水箱中溫度幾乎恆定的生活熱水了。申請公布號為CN101749919A的專利文獻公開了一種能對冰箱製冷時產生的冷凝熱進行利用的冷凝熱利用系統冰箱及冷凝熱利用方式，解決了現有技術中冰箱的冷凝熱散發到外部空氣中，造成了能量的大量浪費，而且向外部排放不同程度地造成環境的變化的缺點，整個系統設置於同一個殼體內，殼體內分隔成熱利用室和低溫室，壓縮機入口處的蒸發器布置在冰箱低溫室的位置，壓縮機出口處的冷凝器直接布置在熱利用室的位置，冷凝器散發的熱量直接提供給櫥櫃室進行加溫，將冷凝器直接緊貼在熱利用室的外壁，這樣縮短熱輻射傳遞的距離，可以較大限度地利用冷凝熱，也可以減少對櫥櫃加熱所需的能量的額外輸入，節省了能源，也減少了對外部環境熱量的排放，減低了對環境空氣的影響。但是上述兩個專利對冷凝熱利用方式也不能很好的適用於超市，而且當利用冷凝熱的設備達到飽和後對冷凝熱的利用效率就大大降低，冷凝熱還是會對外部環境產生影響。
【發明內容】
[0007]針對上述問題，本發明提供了一種超市冷櫃冷凝熱的集中管理系統，將冷凝熱收集後再利用或者排放至超市外部，從而達到節能減排的目的。
[0008]本發明採取的技術方案如下:
[0009]一種超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，包括若干冷櫃以及散熱收集系統，每個冷櫃包括壓縮機和冷凝器，所述散熱收集系統包括:
[0010]若干排熱管道，每條排熱管道對應一個冷凝器；
[0011 ]總管道，至少有一段向上延伸，用於收集所有排熱管道的熱空氣。
[0012]冷櫃工作時，冷凝器會產生大量熱量，冷凝器周邊空氣的溫度會比較高。利用煙囪效應的拔升力，冷凝器周邊的熱空氣會轉移至排熱管道中，各排熱管道再將熱空氣排入總管道，最後通過總管道將熱空氣排出室外或者對熱空氣進行再次利用。
[0013]作為優選，所述排熱管道靠近冷凝器的一端設有漏鬥形的收風口。通過漏鬥形的收風口能夠將熱空氣更好的引入排熱管道中。
[0014]作為優選，所述散熱收集系統還包括若干隔熱罩，每個隔熱罩內均安置有一個冷凝器、一個壓縮機。通過隔熱罩能夠最大程度的防止冷凝器和壓縮機產生的熱量進入超市中，
[0015]作為優選，所述散熱收集系統還包括:
[0016]若干風扇，設置在隔熱罩內，冷凝器與排熱管道之間，用於將冷凝器周邊的熱空氣轉移至對應的排熱管道中；
[0017]若干溫度控制器，用來監控溫度並控制風扇的開啟和關閉。通過溫度控制器來檢測冷凝器周邊空氣的溫度，當溫度到達設定的閥值時，溫度控制器會控制風扇工作，將冷凝器周邊的熱空氣轉移至排熱管道中
[0018]作為優選，所述隔熱罩設置有空氣進入孔，還設有與收風口固定對接的出風孔。通過空氣進入孔和出風孔來實現隔熱罩內的空氣流通，保證空氣能正常流動。
[0019]作為優選，所述空氣進入孔設置在隔熱罩內氣壓最低處，所述出風孔設置在隔熱罩內氣壓最高處。空氣進入孔設置在氣壓最低處，這樣設置使得空氣進入孔處空氣的壓力小於隔熱罩外部空氣的壓力，這能方便外部壓力較高的空氣進入空氣進入孔，而且能夠防止隔熱罩內部較熱的空氣通過空氣進入孔排出；出風孔設置在氣壓最高處，這樣設置能夠更塊的將隔熱罩內的熱空氣排出至排熱管道內；隔熱罩內氣壓最低處和最高處位置的確定可以通過計算流體力學模擬來確。[0020]還包括散熱利用系統，所述散熱利用系統包括:
[0021]第一控制閥，安裝於總管道上，用來控制總管道的開啟與閉合；
[0022]若干散熱利用管道，連接至總管道，用來連通熱空氣；
[0023]熱耗能設備，與散熱利用管道連接，利用散熱管道內的熱空氣工作；
[0024]若干第二控制閥，每個第二控制閥對應安裝在一條散熱利用管道上，用來控制散熱利用管道的開啟與閉合。
[0025]第一控制閥控制總管道的開啟和閉合以此來調整整個散熱利用系統的開啟和關閉，當第一控制閥將總管道閉合時，所述總管道不能將熱空氣排出至室外，此時熱空氣通過散熱利用管道進入熱耗能設備中，而通過第二控制閥能夠控制各條熱能利用管道的開啟和閉合，以此實現對熱空氣再利用。通過第一控制閥能夠對熱空氣排出還是再利用這兩種模式進行切換，在熱能耗設備不需要工作時，可以直接打開總管道將熱空氣排出，以此減少超市空調的能耗；在熱能耗設備使用時，通過第一控制閥閉合總管道，打開與熱能耗設備相連那條散熱利用管道的上的第二控制閥，進行對熱空氣的再利用。
[0026]作為優選，所述總管道至少有一段豎直布置，垂直高度為4800mm?6000mm。
[0027]作為優選，每條排熱管道的長度為150mm?250mm，各排熱管道平行分布，且相鄰兩條排熱管道之間的距離為1200mm?1800mm。。
[0028]作為優選，所述排熱管道和總管道的外表面均包覆有隔熱層。通過隔熱層能夠最大程度的減少熱空氣在排熱管道和總管道的熱損失，這不僅能減少熱空氣對超市環境的影響，也能提聞熱空氣再利用的效率。
[0029]作為優選，所述總管道連通至室外的那端與超市的排風管道相連。這能減少總管道的長度，且增強了總管道排出熱空氣的效率。
[0030]本發明的有益效果是:從超市整體熱循環角度進行思考，降低了整體能耗；通過加快冷櫃的散熱和壓縮機散熱的排放速度，提高冷櫃工作效率，增加冷櫃降溫效果且能避免排熱器過熱導致的油漆脫落，油漆味彌散，以及冷櫃附近溫度過高等弊端，提高顧客舒適度；通過第一控制閥、第二控制閥以及散熱利用管道實現熱空氣排出還是再利用兩種模式的切換，提高了適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是目前超市中冷櫃產生的冷凝熱的處理流程圖；
[0032]圖2是本發明超市冷櫃冷凝熱集中管理系統的原理圖；
[0033]圖3是本發明超市冷櫃冷凝熱集中管理系統的主視圖；
[0034]圖4是本發明超市冷櫃冷凝熱集中管理系統的俯視圖；
[0035]圖5是本發明超市冷櫃冷凝熱集中管理系統的左視圖；
[0036]圖6是隔熱罩內布局的正視圖。
[0037]圖中各附圖標記為:
[0038]1.冷櫃，2.總管道，3.排熱管道，4.第一控制閥，5.散熱利用管道，6.第二控制閥，7.熱耗能設備，8.隔熱罩，9.壓縮機，10.冷凝器，11.溫度控制器，12.風扇，13.出風孔，14.收風口，15.空氣進入孔。【具體實施方式】
[0039]如圖3?6所示，一種超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，包括四臺冷櫃1、散熱收集系統以及散熱利用系統，每個冷櫃包括一臺壓縮機9和一臺冷凝器10，散熱收集系統包括:
[0040]四條長度為200mm的排熱管道3，每條排熱管道對應一個冷凝器10，且各排熱管道平行分布，相鄰兩條排熱管道之間的距離為1500mm，排熱管道的內徑為2寸(66.7mm)；
[0041]四隻風扇12，用於將冷凝器周邊的熱空氣轉移至對應的排熱管道中；
[0042]四隻溫度控制器11，用來監控溫度並控制風扇的開啟和關閉；
[0043]總管道2，用於收集所有排熱管道的熱空氣，總管道有一段豎直布置，垂直高度為5000mm ；
[0044]隔熱罩8，用於安置冷凝器10、壓縮機9以及風扇12。
[0045]如圖6所示，排熱管道靠近冷凝器的一端設有漏鬥形的收風口 14，通過該漏鬥形的收風口能夠將熱空氣更好的引入排熱管道3中。隔熱罩8上設有空氣進入孔15以及與收風口 14固定對接的出風孔13。通過計算流體力學模擬來確定隔熱罩內的氣壓分布情況，空氣進入孔設置在隔熱罩內氣壓最低處，出風孔設置在隔熱罩內氣壓最高處。通過隔熱罩能夠最大程度的防止冷凝器和壓縮機產生的熱量進入超市中；空氣進入孔設置在隔熱罩內氣壓最低處，空氣進入孔處空氣的壓力小於隔熱罩外部空氣的壓力，這能方便外部壓力較高的空氣進入空氣進入孔15，而且能夠防止隔熱罩內部較熱的空氣通過空氣進入孔排出；出風孔設置在隔熱罩內氣壓最高處，這樣設置能夠更塊的將隔熱罩內的熱空氣排出至排熱管道內。
[0046]本發明還包括散熱利用系統，散熱利用系統包括:
[0047]第一控制閥4，安裝於總管道2上，用來控制總管道的開啟與閉合；
[0048]兩條散熱利用管道5，連接至總管道，用來連通熱空氣；
[0049]兩個熱耗能設備7，與散熱利用管道連接，利用散熱管道內的熱空氣工作，該熱能消耗設備可以解凍食品，為熟食保溫，也可以是烘手器等等；
[0050]兩個第二控制閥6，每個第二控制閥對應安裝在一條散熱利用管道上，用來控制散熱利用管道的開啟與閉合。
[0051]第一控制閥控制總管道的開啟和閉合以此來調整整個散熱利用系統的開啟和關閉，當第一控制閥將總管道閉合時，總管道不能將熱空氣排出至室外，此時熱空氣通過散熱利用管道進入熱耗能設備中，而通過第二控制閥能夠控制各條熱能利用管道的開啟和閉合，以此實現對熱空氣再利用。通過第一控制閥能夠對熱空氣排出還是再利用這兩種模式進行切換，在熱能耗設備不需要工作時，可以直接打開總管道將熱空氣排出，以此減少超市空調的能耗；在熱能耗設備使用時，通過第一控制閥閉合總管道，打開與熱能耗設備相連那條散熱利用管道的上的第二控制閥，進行對熱空氣的再利用。
[0052]本發明排熱管道和總管道的外表面均包覆有隔熱層，且總管道遠離排熱管道的那端與超市的排風管道相連。通過隔熱層能夠最大程度的減少熱空氣在排熱管道和總管道的熱損失，這不僅能減少熱空氣對超市環境的影響，也能提高熱空氣再利用的效率；總管道連接至超市的排風管道上，這能減少總管道的長度，而且增強了總管道排出熱空氣的效率。
[0053]具體工作過程，如圖2所示，冷櫃工作，冷凝器和壓縮機會產生大量熱量，冷凝器周邊空氣的溫度會比較高。通過溫度控制器來檢測冷凝器周邊空氣的溫度，當溫度到達設定的閥值時，溫度控制器會控制風扇工作，將冷凝器周邊的熱空氣轉移至排熱管道中，各排熱管道將熱空氣排入總管道，最後利用煙?效應通過總管道將熱空氣排出室外或者通過散熱利用管道將熱空氣排至熱能消耗設備上。
[0054]根據華美電器有限公司提供的冷櫃數據，目前一臺市場上常見冷櫃耗電量範圍為l-2KWh/24h，而其製冷係數ε在1.1-1.5之間。理論計算中，取冷櫃的耗電量為1.5KWh/24h(並假定這部分電量主要用於製冷)，製冷係數^為1.2。計算得到冷櫃冷凝器的冷凝熱散熱量為3.3KWh/24h，冷櫃壓縮機散熱為0.49KWh/24h，排風扇的功率為10W。在現有條件下，超市冷櫃產生的冷凝熱通過空調製冷系統處理，取空調的製冷係數ε 1=2.6，則空調的電耗為1.46KWh/24h。如果採用本發明超市冷櫃冷凝熱集中管理系統，假設能將冷凝器的冷凝熱和壓縮機的散熱完全轉出至超市外面，電能消耗只在排氣風扇上，這部分電能消耗為
0.5KWh/24h，對比空調的1.46Kffh/24h電耗，節約了 0.96Kffh/24h的電量。
[0055]為了使熱空氣排出超市的效果更好，本發明進行了模擬，並且針對不同的冷櫃檯數、排熱管道的內徑、總管道豎直的高度以及風扇的開關狀態，設計了不同的方案，這些方案涉及的冷櫃檯數、排熱管道的內徑、風扇的開關狀態、總管道豎直的高度以及所對應的模擬結果，如表1~7所示。各表中，出口風速是指總管道遠離收風口那端的風速，出口溫度是指總管道遠離收風口那端的溫度，工作區間溫度是指隔離罩內溫度控制器測得的溫度。
[0056]表1
[0057]
【權利要求】
1.一種超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，包括若干冷櫃以及散熱收集系統，每個冷櫃包括壓縮機和冷凝器，其特徵在於，所述散熱收集系統包括: 若干排熱管道，每條排熱管道對應一個冷凝器； 總管道，至少有一段向上延伸，用於收集所有排熱管道的熱空氣。
2.根據權利要求1所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述排熱管道靠近冷凝器的一端設有漏鬥形的收風口。
3.根據權利要求1或2所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述散熱收集系統還包括若干隔熱罩，每個隔熱罩內均安置有一個冷凝器、一個壓縮機。
4.根據權利要求3所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述散熱收集系統還包括: 若干風扇，設置在隔熱罩內，冷凝器與排熱管道之間，用於將冷凝器周邊的熱空氣轉移至對應的排熱管道中； 若干溫度控制器，用來監控溫度並控制風扇的開啟和關閉。
5.根據權利要求3所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述隔熱罩設置有空氣進入孔，還設有與收風口固定對接的出風孔。
6.根據權利要求5所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述空氣進入孔設置在隔熱罩內氣壓最低處，所述出風孔設置在隔熱罩內氣壓最高處。
7.根據權利要求1所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，還包括散熱利用系統，所述散熱利用系統包括: 第一控制閥，安裝於總管道上，用來控制總管道的開啟與閉合； 若干散熱利用管道，連接至總管道，用來連通熱空氣； 熱耗能設備，與散熱利用管道連接，利用散熱管道內的熱空氣工作； 若干第二控制閥，每個第二控制閥對應安裝在一條散熱利用管道上，用來控制散熱利用管道的開啟與閉合。
8.根據權利要求1所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述總管道至少有一段豎直布置，垂直高度為4800mm?6000mm。
9.根據權利要求7所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，每條排熱管道的長度為150mm?250mm，各排熱管道平行分布，且相鄰兩條排熱管道之間的距離為1200mm ?1800mmo
10.根據權利要求1所述的超市冷櫃冷凝熱集中處理系統，其特徵在於，所述排熱管道和總管道的外表面均包覆有隔熱層。
【文檔編號】F25D29/00GK103557670SQ201310531029
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】邱利民, 蔡天勤, 於韓, 方星亮, 陳建軍, 施偉 申請人:浙江大學