冰水制备系统及冰水制备方法与流程

本发明涉及制冷，尤其涉及一种冰水制备系统及冰水制备方法。

背景技术：

1、目前，在牛奶等饮料行业中，通常采用氟利昂制冷机组直接制取冰水(2℃～4℃)，制冰水成本高，而且不利于环保。对于一些寒冷地区，可以采用与外界环境热交换的方式来制备冰水，但目前少有采用与外界环境热交换方式制冰水的具体方案。而且外界温度通常随时间变化较大，且无法控制，导致与外界环境进行热交换后的冰水温度与实际所需要的标准温度相差较大，很难对冰水温度进行快速调节，且长时间地使热交换后的冰水温度与所需要的标准温度保持一致(允许的误差范围内保持一致)。

技术实现思路

1、本发明提供一种冰水制备系统及冰水制备方法，用以解决现有技术中与外界环境进行热交换后的冰水温度与实际所需要的标准温度相差较大，对冰水温度进行快速调节，且很难长时间地使热交换后的冰水温度与所需要的标准温度保持一致的问题。

2、本发明提供一种冰水制备系统，包括：冰水箱及至少一路热交换组，所述热交换组包括：第一换热器、第二换热器、冷媒储液罐、三通阀、循环泵、第一温度传感器、风机组和控制器；

3、所述冰水箱的出水口通过第一管路连接所述第一换热器中第一换热路径的入口端，所述冰水箱的进水口通过第二管路连接所述第一换热器中第一换热路径的出口端，所述第一温度传感器设置在第二管路上，用于将监测到的第二管路上的实时冰水温度发送至所述控制器；

4、所述第二换热器的出口端通过第三管路连接所述第一换热器中第二换热路径的入口端，所述第一换热器中第二换热路径的出口端通过第四管路连接所述第二换热器的入口端，所述冷媒储液罐连接所述第三管路或第四管路，所述循环泵设置在第三管路或第四管路上；

5、所述三通阀设置在第三管路上，所述三通阀的第一端连接第二换热器的出口端，第二端连接所述第一换热器中第二换热路径的入口端，第三端连接所述第四管路，所述风机组设置在所述第二换热器一侧；

6、所述控制器分别连接三通阀、循环泵、第一温度传感器和风机组，用于控制所述循环泵启停，基于所述实时冰水温度和预设的标准温度，控制所述三通阀的开度，以控制第四管路和第三管路中冷媒的混合度，且在所述三通阀的开度达到预设的开度阈值时，启动风机组。

7、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述风机组包括多台风机，所述控制器用于在所述三通阀的开度达到预设的开度阈值时，启动一台风机，之后在每间隔第一预设时间段，且三通阀的开度仍然达到所述开度阈值的情况下，增加启动一台风机，直到所有风机被开启；

8、所述控制器还用于在所述三通阀的开度小于预设的开度阈值，且有风机启动的情况下，每间隔第二预设时间段停止一台风机，直到所有风机被停止。

9、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述控制器还用于累计每台风机的工作时长，在启动风机时，选择未启动风机中累计工作时长最短的风机启动，在停止风机时，选择启动风机中累计工作时长最长的风机停止。

10、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第二换热器的出口端设有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述控制器，用于将监测的所述第二换热器的出口端的冷媒温度发送至所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时报警。

11、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第二换热器上且靠近所述第二温度传感器的一侧设有伴热带，所述伴热带连接所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时，控制所述伴热带启动，并在所述冷媒温度超过预设的冷媒防冻阈值且存在预定回差值时，控制所述伴热带停止加热。

12、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第二换热器包括两条独立换热路径，所述第一换热器中第二换热路径的出口端通过所述第四管路分别连接两条所述独立换热路径的入口端，两条所述独立换热路径各自的出口端通过所述第三管路连接所述第一换热器中第二换热路径的入口端，每条所述独立换热路径的出口端分别设有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述控制器，用于将监测的所述第二换热器的出口端的冷媒温度发送至所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时报警。

13、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第三管路上靠近所述第一换热器中第二换热路径的入口端设有压力传感器，所述压力传感器连接所述控制器，用于将监测的第一换热器中第二换热路径的入口端的实时压力发送至所述控制器，所述控制器在所述实时压力小于预设的压力阈值时报警，并控制所述循环泵关闭。

14、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第二管路上设有第一流量传感器，所述第四管路上设有第二流量传感器，所述第一流量传感器和第二流量传感器均连接所述控制器，所述第一流量传感器用于将监测的冰水流量发送至所述控制器，所述第二流量传感器用于将监测的冷媒流量发送至所述控制器，所述控制器基于所述冰水流量和/或冷媒流量控制循环泵关闭，并在循环泵关闭时报警。

15、根据本发明提供的一种冰水制备系统，所述第四管路靠近所述第二换热器的入口端的一端设有第一开关阀，所述冷媒储液罐的出口端设有第二开关阀，所述第一开关阀和第二开关阀连接所述控制器，所述控制器用于分别控制所述第一开关阀和第二开关阀的开闭。

16、本发明还提供一种冰水制备方法，基于上述中任一项所述的冰水制备系统实现，用于所述控制器，所述方法包括：

17、启动循环泵，实时获取所述第一温度传感器监测的实时冰水温度；

18、基于所述实时冰水温度和预设的标准温度，控制所述三通阀的开度，以控制第四管路和第三管路中冷媒的混合度，使所述实时冰水温度与标准温度保持一致，并在所述三通阀的开度达到预设的开度阈值时，启动风机组。

19、本发明提供的冰水制备系统及冰水制备方法，冰水箱中的水通过第一管路进入第一换热器，冷媒在第二换热器与外界环境进行热交换，并降低温度后通过第三管路进入第一换热器，第一换热器中，冷媒和水进行热交换，降低水的温度，以制备冰水，冰水通过第二管路回到冰水箱，循环泵将换热后的冷媒通过第四管路泵送回第二换热器，再次与外界环境进行热交换，降低冷媒的温度，冷媒降温后再次回到第一换热器与水进行换热，如此循环制备冰水，从而达到了与外界环境热交换方式制冰水的目的。三通阀将第三管路和第四管路连通，所述控制器基于第一温度传感器监测到的实时冰水温度和预设的标准温度，控制所述三通阀的开度，以控制第四管路和第三管路中冷媒的混合度，即根据实时冰水温度和预设的标准温度的差异，控制第四管路和第三管路中冷媒的混合度，从而使得实时冰水温度始终与标准温度保持一致。而且根据三通阀开度和预设的开度阈值控制风机组的启停，风机组能够提高冷媒与外界环境的换热效率，使得冷媒快速达到能够与冰水进行热交互的温度，从而快速调节实时冰水温度，使实时冰水温度快速达到预设的标准温度。

技术特征：

1.一种冰水制备系统，其特征在于，包括：冰水箱及至少一路热交换组，所述热交换组包括：第一换热器、第二换热器、冷媒储液罐、三通阀、循环泵、第一温度传感器、风机组和控制器；

2.根据权利要求1所述的冰水制备系统，其特征在于，所述风机组包括多台风机，所述控制器用于在所述三通阀的开度达到预设的开度阈值时，启动一台风机，之后在每间隔第一预设时间段，且三通阀的开度仍然达到所述开度阈值的情况下，增加启动一台风机，直到所有风机被开启；

3.根据权利要求2所述的冰水制备系统，其特征在于，所述控制器还用于累计每台风机的工作时长，在启动风机时，选择未启动风机中累计工作时长最短的风机启动，在停止风机时，选择启动风机中累计工作时长最长的风机停止。

4.根据权利要求1所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第二换热器的出口端设有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述控制器，用于将监测的所述第二换热器的出口端的冷媒温度发送至所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时报警。

5.根据权利要求4所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第二换热器上且靠近所述第二温度传感器的一侧设有伴热带，所述伴热带连接所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时，控制所述伴热带启动，并在所述冷媒温度超过预设的冷媒防冻阈值且存在预定回差值时，控制所述伴热带停止加热。

6.根据权利要求1所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第二换热器包括两条独立换热路径，所述第一换热器中第二换热路径的出口端通过所述第四管路分别连接两条所述独立换热路径的入口端，两条所述独立换热路径各自的出口端通过所述第三管路连接所述第一换热器中第二换热路径的入口端，每条所述独立换热路径的出口端分别设有第二温度传感器，所述第二温度传感器连接所述控制器，用于将监测的所述第二换热器的出口端的冷媒温度发送至所述控制器，所述控制器在所述冷媒温度小于预设的冷媒防冻阈值时报警。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第三管路上靠近所述第一换热器中第二换热路径的入口端设有压力传感器，所述压力传感器连接所述控制器，用于将监测的第一换热器中第二换热路径的入口端的实时压力发送至所述控制器，所述控制器在所述实时压力小于预设的压力阈值时报警，并控制所述循环泵关闭。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第二管路上设有第一流量传感器，所述第四管路上设有第二流量传感器，所述第一流量传感器和第二流量传感器均连接所述控制器，所述第一流量传感器用于将监测的冰水流量发送至所述控制器，所述第二流量传感器用于将监测的冷媒流量发送至所述控制器，所述控制器基于所述冰水流量和/或冷媒流量控制循环泵关闭，并在循环泵关闭时报警。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的冰水制备系统，其特征在于，所述第四管路靠近所述第二换热器的入口端的一端设有第一开关阀，所述冷媒储液罐的出口端设有第二开关阀，所述第一开关阀和第二开关阀连接所述控制器，所述控制器用于分别控制所述第一开关阀和第二开关阀的开闭。

10.一种冰水制备方法，其特征在于，基于权利要求1～9中任一项所述的冰水制备系统实现，用于所述控制器，所述方法包括：

技术总结本发明涉及制冷技术领域，提供一种冰水制备系统及冰水制备方法，该系统包括：冰水箱及与冰水箱连接的至少一路热交换组，热交换组包括：第一换热器、第二换热器、冷媒储液罐、三通阀、第一温度传感器、风机组和控制器；第二换热器的出口端通过第三管路连接第一换热器中第二换热路径的入口端，第一换热器中第二换热路径的出口端通过第四管路连接所述第二换热器的入口端。控制器基于第一温度传感器监测到的实时冰水温度和预设的标准温度，控制三通阀的开度，以控制第三和四管路中冷媒的混合度，使得实时冰水温度始终与标准温度保持一致，根据三通阀开度和开度阈值控制风机组启停，以快速调节实时冰水温度，使实时冰水温度快速达到预设的标准温度。技术研发人员：杨志,丁俊平,陈晓民,刘慧敏,孙鹏,朱自清,张玮受保护的技术使用者：内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9