本發(fā)明涉及一種冰水機(jī)熱交換系統(tǒng)，尤其涉及一種雙溫度一體冰水機(jī)精密熱交換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)設(shè)備及工藝的要求下，一種工藝或設(shè)備需要兩個(gè)不同的恒溫溫度，通常的解決辦法是使用兩個(gè)獨(dú)立的壓縮機(jī)進(jìn)行制冷或加熱。但是兩臺(tái)設(shè)備的占地面積大，供電供水設(shè)施較為復(fù)雜。然而使用單一制冷單元控制兩個(gè)獨(dú)立目標(biāo)溫度的媒體或物體，特別是精密溫度控制，需要解決由于各不同溫度通道的工況的不同，如：運(yùn)行或停止、溫度高或低，而影響其他通道溫度控制的精度及冷凍系統(tǒng)冷媒的壓縮/膨脹的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種雙溫度一體冰水機(jī)精密熱交換系統(tǒng)，使用單一制冷單元完成兩個(gè)獨(dú)立溫度控制需求，以達(dá)到控溫、節(jié)能的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種雙溫度一體冰水機(jī)精密熱交換系統(tǒng)，包括第一循環(huán)流體通路、第二循環(huán)流體通路、旁路流體回路、冷卻流體回路和廠務(wù)流體通路，

所述第一循環(huán)流體通路包括第一換熱器、第一循環(huán)流體入口和第一循環(huán)流體出口，第一循環(huán)流體與冷卻流體在所述第一換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第一換熱器包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口，

所述第二循環(huán)流體通路包括第二換熱器、第二循環(huán)流體入口和第二循環(huán)流體出口，第二循環(huán)流體與廠務(wù)流體在所述第二換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第二換熱器包括第三輸入端口、與第三輸入端口連通的第三輸出端口、第四輸入端口和與第四輸入端口連通的第四輸出端口，

所述冷卻流體回路包括壓縮機(jī)、第三換熱器、第一電子膨脹閥和第二電子膨脹閥，冷卻流體與廠務(wù)流體在所述第三換熱器處進(jìn)行熱交換，所述第三換熱器包括第五輸入端口、與第五輸入端口連通的第五輸出端口、第六輸入端口和與第六輸入端口連通的第六輸出端口，所述第一電子膨脹閥的輸出端口與所述第一換熱器的第二輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥的輸入端口與所述第三換熱器的第六輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸入端口與所述第三換熱器的第六輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥的輸出端口與所述壓縮機(jī)的輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸出端口與所述第三換熱器的第六輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)的輸入端口與所述第一換熱器的第二輸出端口相連通，和與第二電子膨脹閥的輸出端口相連通。

所述旁路流體回路包括第四換熱器、第三電子膨脹閥和第四電子膨脹閥，所述第四換熱器包括第七輸入端口、與第七輸入端口連通的第七輸出端口、第八輸入端口和與第八輸入端口連通的第八輸出端口，所述第三電子膨脹閥的輸出端口與所述第四換熱器的第七輸入端口相連通，所述第三電子膨脹閥的輸入端口與所述第一換熱器的第一輸出端口相連通和與所述第四換熱器的第七輸出端口相連通，所述第四電子膨脹閥的輸出端口與所述第四換熱器的第八輸入端口相連通，所述第四電子膨脹閥的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口相連通和與所述第四換熱器的第八輸出端口相連通。

所述廠務(wù)流體從所述第二換熱器的第四輸入端口流入，從所述第二換熱器的第四輸出端口流出，和所述廠務(wù)流體從所述第三換熱器的第五輸入端口流入，從所述第三換熱器的第五輸出端口流出。

優(yōu)選的，所述第一循環(huán)流體通路還包括用于檢測(cè)所述第一循環(huán)流體溫度的第一溫度傳感器，所述第二循環(huán)流體通路還包括用于檢測(cè)所述第二循環(huán)流體溫度的第二溫度傳感器，基于所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來(lái)控制第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥、第三電子膨脹閥和第四電子膨脹閥的開(kāi)關(guān)比例，所述第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥、第三電子膨脹閥和第四電子膨脹閥的開(kāi)關(guān)比例是可控的。

優(yōu)選的，所述第一循環(huán)流體有兩條通路，第一條通路是：所述第一循環(huán)流體入口、所述第一換熱器和所述第一循環(huán)流體出口形成的通路，第二條通路是：所述第一循環(huán)流體入口、所述第一換熱器、所述第三電子膨脹閥、所述第四換熱器和所述第一循環(huán)流體出口形成的通路；所述第二循環(huán)流體有兩條通路，第一條通路是：所述第二循環(huán)流體入口、所述第二換熱器和所述第二循環(huán)流體出口形成的通路，第二條通路是：所述第二循環(huán)流體入口、所述第二換熱器、所述第四電子膨脹閥、所述第四換熱器和所述第二循環(huán)流體出口形成的通路。

優(yōu)選的，所述旁路流體有兩條回路，第一條回路是：所述第三電子膨脹閥和所述第四換熱器形成的回路，第二條回路是：所述第四電子膨脹閥和所述第四換熱器形成的回路。

優(yōu)選的，所述所述冷卻流體回路有兩條回路，第一條回路是：所述壓縮機(jī)、所述第三換熱器、所述第一電子膨脹閥和所述第一換熱器形成的回路，第二條回路是：所述壓縮機(jī)、所述第三換熱器、所述第二電子膨脹閥形成的回路。

優(yōu)選的，所述廠務(wù)流體通路有兩條通路，第一條通路是：所述廠務(wù)流體入口、所述第二換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路，第二條通路是：所述廠務(wù)流體入口、所述第三換熱器和所述廠務(wù)流體出口形成的通路。

優(yōu)選的，所述第一循環(huán)流體通路還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動(dòng)力的第一循環(huán)泵，所述第一循環(huán)泵的輸入端口與所述第一換熱器的第一輸出端口連通和所述第四換熱器的第七出口端連通，所述第一循環(huán)泵的輸出端口與所述第三電子膨脹閥的輸入端口和所述第一循環(huán)流體出口連通；所述第二循環(huán)流體通路還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動(dòng)力的第二循環(huán)泵，所述第二循環(huán)泵的輸入端口與所述第二換熱器的第三輸出端口和第四換熱器的第八輸出端口連通，所述第二循環(huán)泵的輸出端口與所述第四電子膨脹閥的輸入端口和所述第二循環(huán)流體出口連通。

優(yōu)選的，所述冷卻流體回路中還包括設(shè)置在設(shè)置于所述第三換熱器的第六輸出端口的干燥機(jī)和視窗。

優(yōu)選的，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為氟利昂制冷劑，所述廠務(wù)流體為冷卻水。

優(yōu)選的，所述第二循環(huán)泵上設(shè)有加熱器，以提高第二循環(huán)流體的溫度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用單一制冷單元完成兩個(gè)獨(dú)立溫度控制需求，使之既控制了被控物體溫度，又降低了總體能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：

圖1是本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：110 為第一循環(huán)流體通路，111 為第一循環(huán)流體入口，112 為第一循環(huán)流體出口，113 為第一換熱器，114 為第一溫度傳感器，115 為第一循環(huán)泵，120 為第二循環(huán)流體通路，121 為第二循環(huán)流體入口，122 為第二循環(huán)流體出口，123 為第二換熱器，124 為第二溫度傳感器，125 為第二循環(huán)泵，126 為第二加熱器，130 為廠務(wù)流體通路，131 為廠務(wù)流體入口，132 為廠務(wù)流體出口，133 為第三換熱器，140 為冷卻流體回路，141 為第一電子膨脹閥，142 為第二電子膨脹閥，143 為壓縮機(jī)，144 為干燥器，145 為視窗，151 為第四換熱器，152 為第三電子膨脹閥，153 為第四電子膨脹閥。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1所示，一種雙溫度一體冰水機(jī)精密熱交換系統(tǒng)，包括第一循環(huán)流體通路110、第二循環(huán)流體通路120、旁路流體回路、冷卻流體回路140和廠務(wù)流體通路130。

所述第一循環(huán)流體通路110包括第一換熱器113、第一循環(huán)流體入口111和第一循環(huán)流體出口112，第一循環(huán)流體與冷卻流體在所述第一換熱器113處進(jìn)行熱交換，所述第一換熱器113包括第一輸入端口、與第一輸入端口連通的第一輸出端口、第二輸入端口和與第二輸入端口連通的第二輸出端口。

所述第一循環(huán)流體經(jīng)第一循環(huán)流體入口111 由所述第一換熱器113 的第一輸入端口流入第一換熱器113，流體從第一換熱器113 的第一輸出端口流出，一部分通過(guò)所述第一循環(huán)流體出口112 流出，另一部分經(jīng)過(guò)第三電子膨脹閥152流入第四換熱器151，流體從第四換熱器151的第七輸出端口流出后，或通過(guò)所述第一循環(huán)流體出口112 流出，或再次經(jīng)過(guò)第三電子膨脹閥152流入第四換熱器151中。

所述第二循環(huán)流體通路120包括第二換熱器123、第二循環(huán)流體入口121和第二循環(huán)流體出口122，第二循環(huán)流體與廠務(wù)流體在所述第二換熱器123處進(jìn)行熱交換，所述第二換熱器123包括第三輸入端口、與第三輸入端口連通的第三輸出端口、第四輸入端口和與第四輸入端口連通的第四輸出端口。

所述第二循環(huán)流體經(jīng)第二循環(huán)流體入口121 由所述第一換熱器123 的第三輸入端口流入第二換熱器123，流體從第二換熱器123 的第三輸出端口流出，一部分通過(guò)所述第一循環(huán)流體出口122 流出，另一部分經(jīng)過(guò)第四電子膨脹閥153流入第四換熱器151，流體從第四換熱器151的第八輸出端口流出后，或通過(guò)所述第二循環(huán)流體出口122 流出，或再次經(jīng)過(guò)第四電子膨脹閥153流入第四換熱器151中。

所述冷卻流體回路140包括壓縮機(jī)143、第三換熱器133、第一電子膨脹閥141和第二電子膨脹閥142，冷卻流體與廠務(wù)流體在所述第三換熱器133處進(jìn)行熱交換，所述第三換熱器133包括第五輸入端口、與第五輸入端口連通的第五輸出端口、第六輸入端口和與第六輸入端口連通的第六輸出端口，所述第一電子膨脹閥141的輸出端口與所述第一換熱器113的第二輸入端口相連通，所述第一電子膨脹閥141的輸入端口與所述第三換熱器133的第六輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥142的輸入端口與所述第三換熱器133的第六輸出端口相連通，所述第二電子膨脹閥142的輸出端口與所述壓縮機(jī)143的輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)143的輸出端口與所述第三換熱器133的第六輸入端口相連通，所述壓縮機(jī)143的輸入端口與所述第一換熱器113的第二輸出端口相連通，和與第二電子膨脹閥142的輸出端口相連通。

所述冷卻流體經(jīng)由壓縮機(jī)143 的輸出端流出經(jīng)第三換熱器133 的第六輸入端口，一部分經(jīng)第一電子膨脹閥141 流入第一換熱器113，冷卻流體從第一換熱器113 的第二輸出口端流出，由壓縮機(jī)143 的輸入端回到壓縮機(jī)143 中；另一部分經(jīng)第二電子膨脹閥142，由壓縮143 的輸入端回到壓縮機(jī)143 中。

所述旁路流體回路包括第四換熱器151、第三電子膨脹閥152和第四電子膨脹閥153，所述第四換熱器151包括第七輸入端口、與第七輸入端口連通的第七輸出端口、第八輸入端口和與第八輸入端口連通的第八輸出端口，所述第三電子膨脹閥152的輸出端口與所述第四換熱器151的第七輸入端口相連通，所述第三電子膨脹閥152的輸入端口與所述第一換熱器113的第一輸出端口相連通和與所述第四換熱器151的第七輸出端口相連通，所述第四電子膨脹閥153的輸出端口與所述第四換熱器151的第八輸入端口相連通，所述第四電子膨脹閥153的輸入端口與所述第二換熱器123的第三輸出端口相連通和與所述第四換熱器151的第八輸出端口相連通。

所述旁路流體回路分別與第一循環(huán)流體110和第二循環(huán)流體120進(jìn)行連通，在第一循環(huán)流體通路110中，流體從第一換熱器113 的第一輸出端口流出，一部分經(jīng)過(guò)第三電子膨脹閥152流入第四換熱器151，流體從第四換熱器151的第七輸出端口流出后，或通過(guò)所述第一循環(huán)流體出口112 流出，或再次經(jīng)過(guò)第三電子膨脹閥152流入第四換熱器151中；在第二循環(huán)流體通路120中，一部分經(jīng)過(guò)第四電子膨脹閥153流入第四換熱器151，流體從第四換熱器151的第八輸出端口流出后，或通過(guò)所述第二循環(huán)流體出口122 流出，或再次經(jīng)過(guò)第四電子膨脹閥153流入第四換熱器151中。

所述廠務(wù)流體從所述第二換熱器123的第四輸入端口流入，從所述第二換熱器123的第四輸出端口流出，和所述廠務(wù)流體從所述第三換熱器133的第五輸入端口流入，從所述第三換熱器133的第五輸出端口流出。

優(yōu)選的方案是，所述第一循環(huán)流體通路110還包括用于檢測(cè)所述第一循環(huán)流體溫度的第一溫度傳感器114，所述第二循環(huán)流體通路120還包括用于檢測(cè)所述第二循環(huán)流體溫度的第二溫度傳感器124，基于所述第一溫度傳感器114和第二溫度傳感器124檢測(cè)到的循環(huán)流體溫度來(lái)控制第一電子膨脹閥141、第二電子膨脹閥142、第三電子膨脹閥152和第四電子膨脹閥153的開(kāi)關(guān)比例，所述第一電子膨脹閥141、第二電子膨脹閥142、第三電子膨脹閥152和第四電子膨脹閥153的開(kāi)關(guān)比例是可控的。

其中第一電子膨脹閥141、第二電子膨脹閥142 、第三電子膨脹閥152和第四電子膨脹閥153 的開(kāi)關(guān)比例是可調(diào)的，比如100% 開(kāi)啟至0% 開(kāi)啟，每5% 一個(gè)調(diào)整等級(jí)，那么則有0%，5%，10%，…—95%，100% 這么多的開(kāi)關(guān)比例等級(jí)，這樣相對(duì)于整體控制系統(tǒng)流量口徑來(lái)講，可以非常精確的調(diào)整流量，從而可以精確的控制熱交換的功率，進(jìn)而精確的控制循環(huán)流體的溫度。每個(gè)電子膨脹閥帶有控制開(kāi)關(guān)比例的步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，通過(guò)控制所述步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)來(lái)控制所述電子膨脹閥的開(kāi)關(guān)比例。

優(yōu)選的方案是，所述第一循環(huán)流體110有兩條通路，第一條通路是：所述第一循環(huán)流體入口111、所述第一換熱器113和所述第一循環(huán)流體出口112形成的通路，第二條通路是：所述第一循環(huán)流體入口111、所述第一換熱器113、所述第三電子膨脹閥152、所述第四換熱器151和所述第一循環(huán)流體出口112形成的通路；所述第二循環(huán)流體120有兩條通路，第一條通路是：所述第二循環(huán)流體入口121、所述第二換熱器123和所述第二循環(huán)流體出口122形成的通路，第二條通路是：所述第二循環(huán)流體入口121、所述第二換熱器123、所述第四電子膨脹閥153、所述第四換熱器151和所述第二循環(huán)流體出口122形成的通路。

優(yōu)選的方案是，所述旁路流體有兩條回路，第一條回路是：所述第三電子膨脹閥152和所述第四換熱器151形成的回路，第二條回路是：所述第四電子膨脹閥153和所述第四換熱器151形成的回路。

優(yōu)選的方案是，所述所述冷卻流體回路140有兩條回路，第一條回路是：所述壓縮機(jī)143、所述第三換熱器133、所述第一電子膨脹閥141和所述第一換熱器113形成的回路，第二條回路是：所述壓縮機(jī)143、所述第三換熱器133、所述第二電子膨脹閥142形成的回路。

優(yōu)選的方案是，所述廠務(wù)流體通路130有兩條通路，第一條通路是：所述廠務(wù)流體入口131、所述第二換熱器123和所述廠務(wù)流體出口132形成的通路，第二條通路是：所述廠務(wù)流體入口131、所述第三換熱器133和所述廠務(wù)流體出口132形成的通路。

優(yōu)選的方案是，所述第一循環(huán)流體通路110還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動(dòng)力的第一循環(huán)泵115，所述第一循環(huán)泵115的輸入端口與所述第一換熱器113的第一輸出端口連通和所述第四換熱器151的第七出口端連通，所述第一循環(huán)泵115的輸出端口與所述第三電子膨脹閥152的輸入端口和所述第一循環(huán)流體出口112連通；所述第二循環(huán)流體通路120還包括用于增加所述循環(huán)流體循環(huán)動(dòng)力的第二循環(huán)泵125，所述第二循環(huán)泵125的輸入端口與所述第二換熱器123的第三輸出端口和第四換熱器151的第八輸出端口連通，所述第二循環(huán)泵125的輸出端口與所述第四電子膨脹閥的153輸入端口和所述第二循環(huán)流體出口122連通。

優(yōu)選的方案是，所述冷卻流體回路140中還包括設(shè)置在設(shè)置于所述第三換熱器133的第六輸出端口的干燥機(jī)144和視窗145，所述干燥機(jī)144用以減少冷卻流體水份，所述視窗145設(shè)置于所述干燥機(jī)144的出口端，用于以觀察冷卻流體的情況。

優(yōu)選的方案是，所述循環(huán)流體為液體或氣體，所述冷卻流體為氟利昂制冷劑，所述廠務(wù)流體為冷卻水。

優(yōu)選的方案是，所述第二循環(huán)泵125上設(shè)有加熱器126，以提高第二循環(huán)流體的溫度。

基于所述第一溫度傳感器114 檢測(cè)到的第一循環(huán)流體溫度和第二溫度傳感器124檢測(cè)到的第二循環(huán)流體溫度來(lái)控制第一電子膨脹閥141、第二電子膨脹閥142 、第三電子膨脹閥152和第四電子膨脹閥153 的開(kāi)關(guān)比例，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單一壓縮機(jī)冷媒雙溫度一體冰水機(jī)精密熱交換系統(tǒng)的控制，以達(dá)到控溫、節(jié)能的目的。

其具體工作原理為：所述冷卻流體從壓縮機(jī)143 流出，經(jīng)第三換熱器133，所述冷卻流體在第三換熱器133 處與廠務(wù)流體進(jìn)行熱交換后，一部分經(jīng)第一電子膨脹閥141 和第一換熱器113，所述冷卻流體在第一換熱器113 處與第一循環(huán)流體進(jìn)行熱交換后回到壓縮機(jī)143；一部分經(jīng)第二電子膨脹閥142 回到壓縮機(jī)143。

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)用一臺(tái)壓縮機(jī)143同時(shí)控制和啟動(dòng)兩個(gè)溫度的恒溫，也可單獨(dú)控制和啟動(dòng)其中的任何一個(gè)溫度的恒溫。兩個(gè)溫度同時(shí)運(yùn)行時(shí)，第一循環(huán)流體通路110和第二循環(huán)流體通路120溫度范圍均為-20℃～120℃的范圍，兩個(gè)溫度單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，第一循環(huán)流體通路110溫度介于 -20℃與廠務(wù)流體通路130溫度之間，第二循環(huán)流體通路110溫度介于廠務(wù)流體通路130溫度與120℃之間。當(dāng)兩個(gè)溫度同時(shí)運(yùn)行時(shí)，第一循環(huán)流體通路110在低溫時(shí)需要較高溫度時(shí)，第一循環(huán)流體通路110可以通過(guò)第四換熱器151借助第二循環(huán)流體通路120的加熱量達(dá)到高溫域溫度控制；當(dāng)?shù)诙h(huán)流體通路120需要較低溫度時(shí)，第二循環(huán)流體通路120可以通過(guò)第四換熱器151借助第一循環(huán)流體通路110的制冷量達(dá)到低溫域的溫度控制，同樣，第一循環(huán)流體通路110可以通過(guò)第四換熱器151借助第二循環(huán)流體通路120的加熱量達(dá)到高溫域溫度控制。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。