专利名称：用于在蒸汽制冷系统上进行热量回收的方法和设备的制作方法
用于在蒸汽制冷系统上进行热量回收的方法和设备技术领域
本发明总体上涉及用于在蒸汽压缩系统上进行热量回收的方法和设备。所述方法和设备对于农场的散装牛奶冷却器将是特别有用的。
背景技术：
众所周知蒸汽压缩制冷系统包括至少第一管道闭合制冷回路、压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器，其中，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路内循环，制冷流体以蒸汽饱和状态进入到压缩机内，制冷流体被压缩到产生较高温度的较高压力，使得制冷流体处于过热蒸汽状态，然后，通过使制冷流体流过冷凝器，将处于过热蒸汽状态的制冷流体冷却并冷凝成饱和液体，然后，饱和液体流过膨胀阀以骤然地降低压力，从而提供降低液体和蒸汽制冷剂的温度的闪蒸作用，最后，液体和蒸汽制冷剂流过蒸发器，以从例如为罐的热源吸取热量。
此外，在许多应用中，存在对制冷和/或空气调节要求的需要，以及对热水的需要。
通常，制冷系统与热水系统完全分离地运行，导致在制冷系统的冷凝过程中移除的热量被浪费，而热水系统中的水通过例如为电力的外部能源加热。
为了克服这个缺点，用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统上进行热量回收的各种装置是已知的。参照图1，用于农场的散装牛奶冷却器的这种装置例如通常包括至少第一管道闭合制冷回路1、压缩机2、包括蒸发器和膨胀阀的冷却罐3、冷凝器4以及热量回收单元5，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路1内循环，热量回收单元5包括分别连接至第二管道回路6的进水口和出水口，第二管道回路6包括循环泵7、储存罐8和电加热器9。 应当指出的是电加热器9能够被嵌入储存罐8中。
例如，专利US 4, 041,726已经公开了如下方法和装置，其中，水通过在独特地设计的热交换器中传递过热、冷凝物的热量以及液体制冷剂的显热的一部分而被加热。然后， 当水达到选定的温度时，加热的水通过对流而循环到热水储存罐内，在热水储存罐中，水保持分层，热水位于罐的顶部，冷水位于底部。罐可以完全地充满处于选定温度下的热水。
然而，即使这种方法和装置使得热量得以回收，但这种方法和装置具有若干缺点。 第一，冷凝温度恒定地处于高水平，从而全面地导致高电力消耗和低冷却性能。第二，热水的产生与需求无关，过剩的加热水被浪费。
此外，德国专利申请DE3512748公开了一种用于使用恒温控制的三通阀将制冷单元连接到热量回收设备上的装置。所述装置包括制冷流体在其中循环的第一管道闭合制冷回路、压缩机、蒸发器、膨胀阀、风冷式冷凝器以及将所述第一管道回路连接至热量回收单元的三通阀，该热量回收单元包括分别连接至第二管道回路和热交换器的进水口和出水口，第二管道回路包括循环泵，热交换器包含在水罐中。冷凝温度由三通阀的恒温地控制的头部来调节，所述恒温地控制的头部连接至设置在热水罐中和/或设置在制冷回路管道上的热量温度传感器。一旦在探测器点超过可调节的温度极限，冷凝器就会被连续地以或多或少的程度自动地启动，以移走任何过多的冷凝热。制冷单元的制冷压缩机一直在负荷上限以下运转。冷凝温度一直保持在能够进行热量回收的上限之下。
然而，即使能够进行热量回收，但是该方法和装置仍具有若干缺点。冷凝温度被恒定地保持在必须被设定在高水平以便能够进行热量回收的上限之下，由此全面地导致高电力消耗和低冷却性能。即使当冷凝器被绕过时，冷凝风扇也连续地工作，由此导致无用的电力消耗。该装置利用非标准制冷部件的调节装置，并且需要复杂的管道设备。
为了克服上述缺点，需要一种提供制冷单元的优化的热量回收和较低的电力消耗连同较高的冷却性能的方法和装置。发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统上进行热量回收的方法，所述制冷单元包括至少第一管道闭合制冷回路、压缩机、蒸发器、膨胀阀、 冷凝器和/或热量回收单元，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路内循环，该热量回收单元包括分别连接至第二管道回路的进水口和出水口，该第二管道回路包括循环泵，所述方法包括至少以下步骤使处于蒸汽饱和状态的制冷流体进入到压缩机内；将制冷流体压缩到产生更高温度的更高压力，以使得制冷流体处于过热蒸汽状态；通过使制冷流体流过冷凝器和/或热量回收单元，使处于过热蒸汽状态的制冷流体冷却并冷凝成饱和液体；使饱和液体流过膨胀阀以骤然地降低压力，从而提供降低液体和蒸汽制冷剂的温度的闪蒸作用；使液体和蒸汽制冷剂流过蒸发器以从热源吸取热量；所述方法的显著之处在于，该方法包括至少以下步骤确定制冷流体和/或第二管道回路的水的至少一个物理单位；当所述物理单位低于预定的阈值时，升高冷凝温度；以及当所述物理单位高于所述预定的阈值时，使冷凝温度降低至最小值。
冷凝温度升高到能够使冷凝过程的潜热转移至水中的水平，S卩，如果水被加热至 550C，那么冷凝温度将在50°C的范围内。
冷凝温度能够通过冷凝器及其操作条件降低到的最小值，即
-在具有风冷式冷凝器的系统中，如果环境温度是20°C，那么冷凝温度将会在 38°C的范围内。
-在具有水冷式冷凝器的系统中，如果水温是12°C，那么冷凝温度将会在25°C的范围内。
所述物理单位是第二水管道回路处的水温。
可替代地，所述物理单位是制冷流体的温度。
在另一实施方式中，所述物理单位是制冷流体的压力。
另外，阈值是第二管道回路处的包含在30°C和40°C之间的水温，并且优选地，阈值是第二管道回路处的等于35°C的水温。
优选地，当所述物理单位低于预定的阈值时，调节热量回收单元的出口处的热水流速，使得热量回收单元的出口处的水温达到确定值，或者使得制冷流体的温度/压力达到确定值。
在一个实施方式中，通过停用冷凝器使冷凝温度升高。
当所述物理单位高于所述预定的阈值时，冷凝温度降低到最小值，并且即使在所述物理单位变得小于所述预定的阈值时，冷凝温度也根据至少一个参数保持在最小值。
即使在所述物理单位变得低于所述预定的阈值时，冷凝温度在预定的时间期间保持在最小值。
该方法还包括以下步骤测量压缩机与膨胀阀之间的制冷流体的压力，并且当所述制冷流体的压力高于预定值时，无论所述物理单位高于或低于所述预定的阈值，冷凝温度都减低到最小值。
本发明的另一个目的涉及用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统上进行热量回收的设备，所述制冷单元包括至少第一管道闭合制冷回路、压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器和/或热量回收单元，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路内循环，该热量回收单元包括分别连接至第二管道回路的进水口和出水口，第二管道回路包括循环泵；所述设备的显著之处在于，该设备至少包括用于确定制冷流体和/或第二管道回路的水的至少一个物理单位的装置、用于当所述物理单位低于预定的阈值时升高冷凝温度的装置、以及用于当所述物理单位高于所述预定的阈值时使冷凝温度降低到最小值的装置。
用于确定所述物理单位的装置是定位在第二管道回路的低温区域处的恒温器。
可替代地，用于确定所述物理单位的装置是定位在压缩机与膨胀阀之间的第一管道回路处的恒温器。
在另一实施方式中，用于确定所述物理单位的装置是在压缩机与膨胀阀之间定位在第一管道回路处的压力开关。
而且，阈值是第二管道回路的低温区域处的包含在30°C与40°C之间的水温，并且优选地，该阈值是第二管道回路的低温区域处的等于35°C的水温。
优选地，所述设备包括用于调节热量回收单元的出口处的热水流速的装置，使得热量回收单元的出口处的水温达到确定值，或者使得当所述物理单位低于预定的阈值时， 制冷流体的温度/压力达到确定值。
此外，用于升高和/或降低冷凝温度的装置是用于致动/停用冷凝器的开关。
该设备还包括如下装置该装置用于当所述物理单位大于所述预定的阈值时使冷凝温度降低到最小值，以及用于即使在所述物理单位变得低于所述预定的阈值时，也根据至少一个参数使冷凝温度保持在最小值。
所述装置是恒温器，该恒温器包括定位在第二管道回路的低温区域处的定时器单元，以即使在水温变得低于所述预定的阈值时，仍在预定的时间期间将冷凝温度保持在最小值。
有利地，所述设备还包括安全装置，该安全装置包括定位在压缩机与膨胀阀之间并致动/停用冷凝器的压力开关。
优选地，第二管道回路包括预热水罐。
在一个实施方式中，冷凝器是风冷式冷凝器，该风冷式冷凝器包括连接至用于升高/降低冷凝温度的装置的马达驱动式风扇。
在另一个实施方式中，冷凝器是水冷式冷凝器，该水冷式冷凝器包括分别连接至第三管道回路的进水口和出水口，该第三管道回路包括连接至用于升高/降低冷凝温度的装置的电磁阀。
有利地，第三管道回路的出口供给至少一个饮水槽。
该设备还可以包括另外的水冷凝器和热交换器，另外的水冷凝器包括分别连接至加热管道回路的进水口和出水口，该加热管道回路包括由用于升高/降低冷凝温度的装置控制的循环泵，其中，致动/停用冷凝器的恒温器定位在加热管道回路的低温部分处。所述加热管道回路有利地包括缓冲热水罐。而且，第二管道回路的出口管包括引出管，该引出管包括连接至用于升高/降低冷凝温度的装置的电磁阀，并且该引出管供给至少一个饮水槽；以及第二管道回路的进入管包括旁通回路，该旁通回路包括恒压阀。此外，第二管道回路的进入管可以包括过滤器和旁通回路，所述旁通回路包括第二过滤器和连接至压力开关的电磁阀。附属地，冷凝器和/或热量回收单元嵌入在预热水罐中。附属地，该设备还包括压力调节阀和旁通管道回路，压力调节阀位于热量回收单元与冷凝器之间，旁通管道回路包括由恒温器控制的电磁阀。在另一个实施方式中，如果所使用的制冷流体具有低的排放温度，则该设备还包括用于当所述物理单位高于所述预定的阈值时停用循环泵的装置。应当指出的是，“具有低的排放温度的制冷流体”表示当冷凝温度处于其最小值时，具有55°C以下的排放温度的制冷流体，S卩，根据在2001 "Designation and Safety Classification of Refrigerants”(“制冷剂的命名和安全分类”)中出版的美国规范 ANSI/ASHRAE 34 的 R404A 制冷流体。
为了进一步理解本发明的目的及优势，应当对结合随附的说明和操作的附图作出参考，其中图1示出现有技术的设备的示意性图示；图2示出根据本发明的设备的第一实施方式的示意性图示；图3和图4示出根据本发明的设备的第一实施方式在第二管道回路的水的加热期间的操作的示意性图示；图5示出根据本发明的设备的第一实施方式在水已被加热时的操作的示意性图示；图6示出根据本发明的设备的第二实施方式的示意性图示；图7和图8示出根据本发明的设备的第二实施方式在第二管道回路的水的加热期间的操作的示意性图示；图9示出根据本发明的设备的第二实施方式在水已被加热时的操作的示意性图示；图10示出根据本发明的设备的第三实施方式的示意性图示；图11和图12示出根据本发明的设备的第三实施方式在第二管道回路的水的加热期间的操作的示意性图示；图13示出根据本发明的设备的另一实施方式的示意性图示；图14示出根据本发明的设备的又一实施方式的示意性图示。
具体实施例方式应当强调的是，根据工业中的标准实践，各个特征并未按比例绘制。实际上，为了使讨论清楚，各个特征的尺寸可以被任意地增大或减小。为了增进对本发明的理解，在本文中将参照用于对散装牛奶冷却器的蒸汽压缩制冷系统进行热量回收的设备的实施方式。然而，应当理解，并非因此旨在限制本发明的范围。此外，在所描述的实施方式中，在各个附图中，相同的附图标记指代同样的结构单兀。参照图2，根据本发明的设备包括制冷单元100，制冷单元100包括至少第一管道闭合制冷回路101、压缩机102、蒸发器103、膨胀阀104、风冷式冷凝器105以及热量回收单元106，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路101内循环，热量回收单元106包括分别连接至第二管道回路109的进水口 107和出水口 108，该第二管道回路109包括循环泵110。 蒸发器103和膨胀阀104嵌入在牛奶冷却罐111中，牛奶冷却罐111在挤牛奶期间被逐渐地充满。收集在牛奶冷却罐111中的热牛奶被冷却并保持在低温，以避免任何的细菌滋生。此外，第二管道回路109包括预热水罐112和恒温器113，优选地包括定时器单元， 该定时器单元定位在第二管道回路109的低温区域处，即，定位在预热水罐112的底部部分与热量回收单元106的入口之间。所述恒温器113被连接至风冷式冷凝器105的马达驱动式风扇114，以升高/降低冷凝温度，如将在下文中所描述的。附属地，该设备包括安全装置，该安全装置包括定位在压缩机102和膨胀阀104之间的压力开关115。所述压力开关115连接至风冷式冷凝器5的马达驱动式风扇114，使得当冷凝温度高于安全阈值时，风冷式冷凝器105被致动，S卩，马达驱动式风扇114被开启。此外，所述第二管道回路109包括调节水流的调温阀116，使得出水口 108处的水流的温度保持在预定值。参照图3，预热水罐112填充有冷水，S卩，水的温度包含在10°C到18°C之间，这也是自来水的温度。当牛奶冷却罐111需要冷却时，压缩机102被致动。循环泵110提供在预热水罐112和热量回收单元106之间的第二管道回路中的水的循环。如果由恒温器113测量的第二管道回路109中的水温小于例如35°C的预定值时，通过关闭马达驱动式风扇来停用风冷式冷凝器105。参照图4，调温阀116有利地调节热量回收单元106的出口 108处的热水流速，使得热量回收单元106的出口处的水温达到确定值。在降温阶段和制冷流体的冷凝潜热期间，冷凝温度和冷凝压力升高，并且在第一管道回路101中循环的制冷流体将其热量通过热量回收单元106传递到第二管道回路的水。应当指出的是，通过关闭风冷式冷凝器的马达驱动式风扇114，冷凝温度升高到高的冷凝温度。然而，如果冷凝温度达到安全阈值，则压力开关115通过开启马达驱动式风扇114来致动风冷式冷凝器105。风冷式冷凝器105的致动将降低冷凝温度，以避免制冷单元100的任何损坏。应当指出的是，安全阈值将取决于制冷单元100的技术特性以及制冷流体的类型。参照图5，当填充在预热水罐112中的水的温度在热量回收单元106中不提供冷凝作用时，即，当水达到与阈值相等的温度时，例如大约35°C时，恒温器113通过启动马达驱动式风扇114来致动风冷式冷凝器105。这样，冷凝温度降低到最小值，从而提高冷却效率并降低能量消耗。对于具有高排放温度的制冷流体，例如根据在2001 "Designation and SafetyClassification of Refrigerants” (“制冷剂的命名和安全分类”)中出版的美国规范ANSI/ASHRAE 34的制冷流体R22，热量回收单元106提供气体的降温和预热水罐 112中的水的加热。对于具有低排放温度的制冷流体，例如根据在2001 “Designation and Safety Classification of Refrigerants”( “制冷剂的命名和安全分类”)中出版的美国规范ANSI/ASHRAE 34的制冷流体R404A，循环泵110由于制冷流体的排放温度不再能够对预热罐112的水进行加热而停用。当热水从预热水罐112排出时，冷水被引入预热水罐112 中，从而降低第二管道回路109中的水温。即使在水温低于预定的阈值时，在预定的持续时间之前，恒温器113将不会通过关闭马达驱动式风扇114来停用风冷式冷凝器105。参照图6，在第二实施方式中，根据本发明的设备包括制冷单元100，制冷单元100 包括至少第一管道闭合制冷回路101、压缩机102、蒸发器103、膨胀阀104以及热量回收单元106，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路101内循环，热量回收单元106包括分别连接至第二管道回路109的进水口 107和出水口 108，第二管道回路109包括循环泵110。蒸发器103和膨胀阀104嵌入在牛奶冷却罐111中，牛奶冷却罐111在挤牛奶期间被逐渐地充满。该实施方式与前述实施方式的区别在于以下事实，风冷式冷凝器已由水冷式冷凝器200替代，水冷式冷凝器200包括分别连接至第三管道回路203的进水口 201和出水口 202。所述第三管道回路203包括定位在第三管道回路203的出口管处的电磁阀204，第三管道回路的出口有利地供给至少一个饮水槽205。第三管道回路203的进口管包括旁通路 206和恒压阀210，旁通路206包括电磁阀207，旁通路的每个分支分别包括过滤器208和过滤器209，恒压阀210适于调节水冷凝器中的水流速度，以在调节出口水温的同时保持低冷凝温度，如将在下文中描述的。此外，第二管道回路109包括预热水罐112和恒温器113，优选地包括定时器单元， 该定时器单元定位在第二管道回路109的低温区域处，即，定位在预热水罐112的底部部分与热量回收单元106的入口之间。所述恒温器113被连接至第三管道回路203的电磁阀 204，以升高/降低冷凝温度，如将在下文描述的。附属地，该设备包括安全装置，该安全装置包括定位在压缩机102和膨胀阀104之间的压力开关115。所述压力开关115连接至旁通路206的电磁阀207和第三管道回路203 的电磁阀204，使得当冷凝温度高于安全阈值时，水冷凝器200被致动并且过滤器208被绕过。此外，所述第二管道回路109包括调温阀116，调温阀116调节水流使得出水口 108处的水温保持在预定值。参照图7，预热水罐112填充有冷水，S卩，水的温度包含在10°C到18°C之间，这也是自来水的温度。当牛奶冷却罐111需要冷却时，压缩机102被致动。循环泵110提供在预热水罐112和热量回收单元106之间的第二管道回路109中的水的循环。当由恒温器113 测量的第二管道回路109中的水温低于预定值时，例如低于35°C时，则通过关闭第三管道回路203的电磁阀204来停用水冷凝器200。参照图8，调温阀116有利地调节热量回收单元106的出口 108处的热水流速，使得热量回收单元106的出口处的水温达到确定值。在降温阶段和制冷流体的冷凝潜热期
10间，冷凝温度和冷凝压力升高，并且在第一管道回路101中循环的制冷流体将其热量通过热量回收单元106传递到第二管道回路的水。应当指出的是，通过关闭电磁阀204，冷凝温度升高到高的冷凝温度。然而，如果冷凝温度达到安全阈值，压力开关115则打开旁通路 206的电磁阀207并且通过接通电磁阀204来致动水冷凝器200。水冷凝器200的致动将降低冷凝温度，以避免制冷单元100的任何损坏，和制冷流体的类型。参照图9，当填充在预热水罐112中的水的温度在热量回收单元106中不提供冷凝作用时，即，当水达到与阈值相等的温度时，例如大约35°C时，恒温器113通过接通第三管道回路203的电磁阀204来致动水冷凝器200。这样，水在水冷凝器200中循环，并且第三管道回路203有利地供给饮水槽205。恒压阀210调节水冷凝器200中的水的流速，以在调节出水口温度的同时，保持低冷凝压力、提高冷却效率并减小能量消耗。对于具有高排放温度的制冷流体，例如根据在2001 "Designation andSafety Classification of Refrigerants”(“制冷剂的命名和安全分类”)中出版的美国规范 ANSI/ASHRAE 34的制冷流体R22，热量回收单元106提供气体的降温和预热水罐112中的水的加热。对于具有低排放温度的制冷流体，例如根据在2001 "Designation and Safety Classification ofRefrigerants”(“制冷剂的命名和安全分类”)中出版的美国规范ANSI/ ASHRAE 34的制冷流体R404A，循环泵110由于制冷流体的温度不再能够加热预热罐112的水而被停用。当热水从预热水罐112中排出时，冷水被引入预热水罐112中，从而降低第二管道回路109中的水温。即使在水温低于预定的阈值时，在预定的持续时间之前，恒温器 113将不会通过关闭电磁阀204来停用水冷凝器200。参照图10，在第三实施方式中，根据本发明的设备如同第一实施方式包括制冷单元100，制冷单元100包括至少第一管道闭合制冷回路101、压缩机102、蒸发器103、膨胀阀 104以及热量回收单元106，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路101内循环，热量回收单元106包括分别连接至第二管道回路109的进水口 107和出水口 108，第二管道回路109 包括循环泵110。蒸发器103和膨胀阀104嵌入在牛奶冷却罐111中，牛奶冷却罐111在挤牛奶期间被逐渐地充满。此外，第二管道回路109包括预热水罐112和恒温器113，优选地包括定时器单元， 该定时器单元定位在第二管道回路109的低温区域处，即，定位在预热水罐112的底部部分和热量回收单元106的入口之间。该实施方式与在图2中示出的第一实施方式的区别在于如下事实，风冷式冷凝器已被去除。第二管道回路109的出口管包括引出管300 (derivative pipe)，引出管300包括连接至恒温器113的电磁阀301，所述恒温器113还连接至定位在所述恒温器113和调温阀116之间的电磁阀302。引出管300供给至少一个饮水槽205，并且第二管道回路109的进入管包括旁通回路304，该旁通回路304包括恒压阀305。附属地，第二管道回路109的出口管可以包括定位在循环泵110和预热水罐112之间的止回阀303。第二管道回路109 的进入管包括过滤器306和旁通回路307，所述旁通回路307包括第二过滤器308和电磁阀 309。附属地，该设备包括安全装置，该安全装置包括定位在压缩机102和膨胀阀104之间的压力开关115。所述压力开关115连接至旁通回路307的电磁阀309，并分别连接至引出管300的电磁阀301和第二管道回路109的电磁阀302。
参照图11，预热水罐112填充有冷水，即，水的温度包含在10°C到18°C之间，这也是自来水的温度。当牛奶冷却罐111需要冷却时，压缩机102被致动。循环泵110提供在预热水罐112和热量回收单元106之间的第二管道回路109中的水的循环。调温阀116有利地调节热量回收单元106的出口 108处的热水流速，以使得热量回收单元106的出口处的水温达到确定值。在降温阶段以及制冷流体的冷凝潜热期间，冷凝温度和冷凝压力升高， 并且在第一管道回路101中循环的制冷流体将其热量通过热量回收单元106传递到第二管道回路的水。参照图12，当填充在预热水罐112中的水的温度在热量回收单元106中不提供冷凝作用时，即，当水达到与阈值相等的温度时，例如大约35°C时，恒温器113关闭电磁阀302 以关闭第二管道回路109，并接通引出管300的电磁阀301。同时，连接至恒温器113的循环泵110被停止。因而，水在热量回收单元106中循环，热量回收单元106在使制冷流体冷凝的同时加热所述水。热水供给饮水槽205。恒压阀210调节热量回收单元106中的水的流速，以在调节出水口温度的同时，保持低冷凝压力、提高冷却效率并减小能量消耗。当热水从预热水罐112中排出时，冷水被引入预热水罐112，从而降低第二管道回路109中的水温。即使在水温低于预定的阈值时，在预定的持续时间之前，恒温器113将不会致动和/或停用电磁阀301和电磁阀302。参照图13，在第四实施方式中，如同在图6中描述的第二实施方式，根据本发明的设备包括制冷单元100，该制冷单元100包括至少第一管道闭合制冷回路101、压缩机102、 蒸发器103、膨胀阀104以及热量回收单元106，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路101 内循环，热量回收单元106包括分别连接至第二管道回路109的进水口 107和出水口 108， 第二管道回路109包括循环泵110。蒸发器103和膨胀阀104嵌入在牛奶冷却罐111中，牛奶冷却罐111在挤牛奶期间被逐渐地充满。该设备还包括水冷凝器200，水冷凝器200包括分别连接至第三管道回路203的进水口 201和出水口 202。所述第三管道回路203包括定位在第三管道回路203的出口管处的电磁阀204，第三管道回路的出口有利地供给至少一个饮水槽205。第三管道回路203的进口管包括适于调节水冷凝器中的水的流速的恒压阀 210。此外，所述第二管道回路109包括调温阀116，调温阀116调节水流，使得出水口 108处的水的温度保持在预定值。而且，第二管道回路109包括预热水罐112和恒温器113，优选地包括定时器单元， 定时器单元定位在第二管道回路109的低温区域处，即，定位在预热水罐112的底部部分和热量回收单元106的入口之间。该实施方式包括第二水冷凝器400，第二水冷凝器400包括分别连接至被称为加热管道回路的第四管道回路403的进水口 401和出水口 402。所述加热管道回路403包括定位在第四管道回路403的出口管处的循环泵404，第三管道回路的出口有利地供给加热系统405。所述加热管道回路403包括适于调节第二水冷凝器400中的水的流速的调温阀 406。而且，加热管道回路403包括缓冲热水罐407和第二恒温器408，优选地包括定时器单元，该定时器单元定位在第四管道回路403的低温区域，即，定位在缓冲热水罐407的底部部分和水冷凝器400的入口 401之间。所述第二恒温器408连接至第三管道回路203的电磁阀204，并且第二管道回路109的第一恒温器113连接至加热管道回路403的循环泵404以控制循环泵404。参照图14，在最后的实施方式中，如同图2的第一实施方式，根据本发明的设备包括制冷单元100，制冷单元100包括至少第一管道闭合制冷回路101、压缩机102、蒸发器 103、膨胀阀104、气冷式冷凝器105以及热量回收单元106，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路101内循环，热量回收单元106包括分别连接至第二管道回路109的进水口 107 和出水口 108，第二管道回路109包括循环泵110。蒸发器103和膨胀阀104嵌入在牛奶冷却罐111中，牛奶冷却罐111在挤牛奶期间被逐渐地充满。收集在牛奶冷却罐111中的热牛奶被冷却并保持在低温，以避免任何细菌的滋生。而且，第二管道回路109包括预热水罐112和恒温器113，优选地包括定时器单元， 该定时器单元定位在第二管道回路109的低温区域处，即，定位在预热水罐112的底部部分和热量回收单元106的入口之间。所述恒温器113连接至风冷式冷凝器105的马达驱动式风扇114，以升高/降低冷凝温度。附属地，该设备包括安全装置，该安全装置包括定位在压缩机102和膨胀阀104之间的压力开关115。所述压力开关115连接至风冷式冷凝器105的马达驱动式风扇114，使得当冷凝温度高于安全阈值时，风冷式冷凝器105被致动，S卩，马达驱动式风扇114被启动。此外，所述第二管道回路109包括调温阀116，调温阀116调节水流，使得出水口 108处的水的温度保持在预定值。另外，该设备包括压力调节阀500和旁通管道回路501，压力调节阀500位于热量回收单元106和风冷式冷凝器105之间，旁通管道回路501包括由恒温器113控制的电磁阀 502。本发明的另外的变型和改进对于本领域技术人员来说也是明显的。例如，本发明的任一实施方式的恒温器113可以由定位在压缩机和膨胀阀之间的第一管道回路处的压力开关替代。因此，在本文中所描述和示出的部件的特定的组合旨在仅代表本发明的特定的实施方式，并非旨在用作对在本发明的精神和范围内的可替代设备的限制。
1权利要求
1.一种用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统(100)上进行热量回收的方法，所述制冷单元包括至少第一管道闭合制冷回路(101)、压缩机(102)、蒸发器(103)、膨胀阀 (104)、冷凝器(105，200)和/或热量回收单元(106)，制冷流体在所述至少第一管道闭合制冷回路(101)内循环，所述热量回收单元(106)包括分别连接至第二管道回路(109)的进水口(107)和出水口(108)，所述第二管道回路(109)包括循环泵(110)，所述方法包括至少以下步骤使处于蒸汽饱和状态的所述制冷流体进入到所述压缩机(102)内；将所述制冷流体压缩到产生更高温度的更高压力，使得所述制冷流体处于过热蒸汽状态；通过使所述制冷流体流过所述冷凝器(105，200)和/或热量回收单元(106)来将处于过热蒸汽状态中的所述制冷流体冷却并冷凝成饱和液体；使所述饱和液体流过所述膨胀阀(104)以骤然地减小压力，由此提供降低所述液体和蒸汽制冷剂的温度的闪蒸作用；使所述液体和蒸汽制冷剂流过所述蒸发器(103)以从热源吸取热量；所述方法的特征在于，所述方法包括至少以下步骤-确定所述制冷流体和/或所述第二管道回路(109)的水的至少一个物理单位；-当所述物理单位低于预定的阈值时，升高冷凝温度；-当所述物理单位高于所述预定的阈值时，将所述冷凝温度降低到最小值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述物理单位低于预定的阈值时，调节所述热量回收单元(106)的所述出口处的热水流速，使得所述热量回收单元(106)的所述出口处的水温达到确定值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物理单位是所述第二水管道回路 (109)处的水温。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物理单位是所述制冷流体的温度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物理单位是所述制冷流体的压力。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，所述阈值是所述第二管道回路(109)处的包含在30°C与40°C之间的水温。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阈值是所述第二管道回路(109)处的等于:35°C的水温。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，通过停用所述冷凝器 (105,200)升高所述冷凝温度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，当所述物理单位高于所述预定的阈值时，使所述冷凝温度降低到最小值，以及即使在所述物理单位变得低于所述预定的阈值时，也根据至少一个参数将所述冷凝温度保持在最小值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，即使在所述物理单位变得低于所述预定的阈值时，所述冷凝温度在预定的时间期间也被保持在最小值。
11.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤-测量所述压缩机(10 与所述膨胀阀(104)之间的制冷流体的压力； -当所述制冷流体的压力大于预定值时，无论所述物理单位高于或低于所述预定的阈值，所述冷凝温度都降低到最小值。
12.一种用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统(100)上进行热量回收的设备，所述制冷单元包括至少第一管道闭合制冷回路(101)、压缩机(102)、蒸发器(103)、膨胀阀 (104)、冷凝器(105，200)和/或热量回收单元(106)，制冷流体在所述至少第一管道闭合制冷回路(101)内循环，所述热量回收单元(106)包括分别连接至第二管道回路(109)的进水口(107)和出水口(108)，所述第二管道回路(109)包括循环泵(110)；所述设备的特征在于，所述设备至少包括用于确定所述制冷流体和/或所述第二管道回路(109)的水的至少一个物理单位的装置(11 、用于当所述物理单位低于预定的阈值时使冷凝温度升高的装置、以及用于当所述物理单位高于所述预定的阈值时使所述冷凝温度降低到最小值的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于调节所述热量回收单元的所述出口处的热水流速的装置(116)，使得当所述物理单位低于预定的阈值时，所述热量回收单元的所述出口处的水温达到确定值。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，用于确定所述物理单位的装置是定位在所述第二管道回路(109)的低温区域处的恒温器(113)。
15.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，用于确定所述物理单位的装置是定位在所述压缩机(102)与所述膨胀阀(104)之间的所述第一管道回路(101)处的恒温ο
16.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，用于确定所述物理单位的装置是在所述压缩机(10 与所述膨胀阀(104)之间定位在所述第一管道回路(101)处的压力开关。
17.根据权利要求12至16中的任一项所述的设备，其特征在于，所述阈值是所述第二管道回路(109)的所述低温区域处的包含在30°C与40°C之间的水温。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述阈值是所述第二管道回路(109)的所述低温区域处的等于35°C的水温。
19.根据权利要求12至18中的任一项所述的设备，其特征在于，用于升高和/或降低冷凝温度的装置是用于致动/停用所述冷凝器(105，200)的开关。
20.根据权利要求12至19中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括以下装置，所述装置用于当所述物理单位高于所述预定的阈值时使所述冷凝温度降低到最小值以及用于即使在所述物理单位变得低于所述预定的阈值时也根据至少一个参数使所述冷凝温度保持在最小值。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述装置是恒温器(113)，所述恒温器 (113)包括定位在所述第二管道回路(109)的所述低温区域处的定时器单元，以在即使所述水温变得低于所述预定的阈值时，在预定的时间期间将所述冷凝温度保持在最小值。
22.根据权利要求12至21中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括安全装置，所述安全装置包括定位在所述压缩机(10 与所述膨胀阀(104)之间并致动/停用所述冷凝器(105，200)的压力开关(115)。
23.根据权利要求12至22中的任一项所述的设备，其特征在于，所述第二管道回路 (109)包括预热水罐(112)。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的设备，其特征在于，所述冷凝器是风冷式冷凝器(105)，所述风冷式冷凝器(10 包括连接至用于升高/降低所述冷凝温度的装置的马达驱动式风扇(114)。
25.根据权利要求21至23中的任一项所述的设备，其特征在于，所述冷凝器是水冷式冷凝器000)，所述水冷式冷凝器(200)包括分别连接至第三管道回路O03)的进水口 (201)和出水口 002)，所述第三管道回路(20 包括连接至用于升高/降低所述冷凝温度的装置的电磁阀004)。
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述第三管道回路(20 的所述出口供给至少一个饮水槽(205)。
27.根据权利要求25或沈所述的设备，其特征在于，所述设备还包括另外的水冷凝器 (400)和热交换器，所述另外的水冷凝器(400)包括分别连接至加热管道回路(40 的进水口(401)和出水口 002)，所述加热管道回路(40 包括由用于升高/降低所述冷凝温度的装置控制的循环泵004)，其中，致动/停用所述冷凝器O00)的恒温器(408)定位在所述加热管道回路G03)的所述低温部分处。
28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于，所述加热管道回路(40 包括缓冲热水罐(407)。
29.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述第二管道回路(109)的出口管包括引出管(300)，所述引出管(300)包括连接至用于升高/降低所述冷凝温度的所述装置的电磁阀(301)，所述引出管(300)供给至少一个饮水槽O05)；以及所述第二管道回路(109) 的进入管包括旁通回路(304)，所述旁通回路(304)包括恒压阀(305)。
30.根据权利要求25至观中的任一项所述的设备，其特征在于，所述第二管道回路 (109)的所述进入管包括过滤器(306)和旁通回路(307)，所述旁通回路(307)包括第二过滤器(308)和连接至所述压力开关(115)的电磁阀(309)。
31.根据权利要求23至30中的任一项所述的设备，其特征在于，所述冷凝器(105， 200)和/或所述热量回收单元(106)嵌入在所述预热水罐(11 中。
32.根据权利要求21至31中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括压力调节阀(500)和旁通管道回路(501)，所述压力调节阀(500)位于所述热量回收单元(106) 与所述冷凝器(105，200)之间，所述旁通管道回路(501)包括由所述恒温器(113)控制的电磁阀(502)。
33.根据权利要求12至32中的任一项所述的设备，其特征在于，所述制冷流体具有低的排放温度，并且所述设备包括当所述物理单位高于所述预定的阈值时用于停用所述循环泵(110)的装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于在能够产生热水的蒸汽压缩制冷系统(100)上进行热量回收的方法和设备，所述制冷单元包括至少第一管道闭合制冷回路(101)、压缩机(102)、蒸发器(103)、膨胀阀(104)、冷凝器(105，200)和/或热量回收单元(106)，制冷流体在至少第一管道闭合制冷回路(101)内循环，热量回收单元(106)包括分别连接至包括循环泵(110)的第二管道回路(109)上的进水口(107)和出水口(108)，所述设备的显著之处在于，其至少包括用于确定制冷流体和/或第二管道回路(109)的水的至少一个物理单位的装置(113)、用于当所述物理单位低于预定的阈值时升高冷凝温度的装置、以及用于当所述物理单位大于所述预定的阈值时使冷凝温度减小到最小值的装置。
文档编号F25B29/00GK102483277SQ200980161217
公开日2012年5月30日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者劳伦特·德卡斯泰克 申请人:埃科拉克蒂公司