製取過冷水冰漿的製冷系統的製作方法

2023-06-05 20:18:41

專利名稱：製取過冷水冰漿的製冷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種製冷系統，是一種製取過冷水冰漿的製冷系統。
背景技術：
在目前的製冷系統中，一種冰蓄冷的製冷方式是通過使水在過冷器內與製冷劑或 載冷劑換熱過冷，形成冰漿。通常包括製冷劑循環系統和水循環系統，例如中國專利申請號 為200610051606. 3的實用新型專利文獻。水循環製冰漿，需要有過冷器和蓄冷罐，目前過 冷器採用列管換熱器或板式換熱器，製冷劑流道與水流道設置不盡合理，傳熱效率低、均勻 性差，水循環過程中的冰核在過冷器內經常發生冰堵塞過冷器的情況，特別是對於採用重 力供液的製取過冷冰漿的製冷系統中，由於重力供液壓差小，供液控制不穩定，過冷器溫度 控制的均勻性差，局部溫度過低導致在過冷器中形成冰堵的問題。過冷器的堵塞降低了制 冷周期和效率，同時還需要頻繁除冰，同時也能耗較高。另外，製冷劑中含有的潤滑油雖然對壓縮機來說是必要的，然而對冷凝器和蒸發 器(過冷器)是不利的，需要回收。目前有採用分離器進行油的分離，然而分離效果並不理 想。公開號為1329233A的中國專利文獻則公開了一種「無損耗循環利用潤滑油的氨製冷系 統」，其潤滑油的分離效果好，然而具有複雜的分離系統。

實用新型內容針對目前的製冷系統存在的上述問題，本實用新型的目的在於提供一種製取過冷 水冰漿的製冷系統，這種製冷系統過冷器不易堵塞，而且製冷效率高、能耗低。本實用新型採用如下技術方案一種製取過冷水冰漿的製冷系統，包括製冷劑循 環系統和水循環系統，水循環系統包括蓄冷罐和過冷器，所述過冷器採用板式換熱器直接 實現製冷劑和水的換熱，板式換熱器的製冷劑通道壓力降不大於0. 2bar，板式換熱器的水 通道水流速不低於1.8m/s。板式換熱器的流道形狀不限，只需要滿足上述條件，使製冷劑 側阻力不高於0. 2bar，保證採用重力供液時製冷劑的流動順暢，而板式換熱器的水通道流 速高於1. 8m/s，使水形成湍流，提高換熱效率和傳熱的均勻性，並減少了冰核在過冷器內集 結積聚的機率，減少堵塞過冷器的風險。所述製冷劑循環系統包括製冷壓縮機和所述過冷 器、低壓循環貯液器，所述低壓循環貯液器的安裝高度高於所述過冷器，利用製冷劑的靜液 柱壓力向所述過冷器供製冷劑，形成重力供液，以簡化系統流程和控制系統。過冷器中製冷劑的循環量是製冷負荷所需製冷劑量的2-3倍。所述的低壓循環貯液器的液位控制系統為電子膨脹閥和液位傳感器，電子膨脹閥 通過PID調節。所述低壓循環貯液器的潤滑油出油口與一個引射泵的吸入口相通，所述引射泵安 裝於製冷壓縮機的高壓氣態製冷劑循環管路上以通過製冷劑引射回油形成回油引射系統， 直接利用製冷壓縮機產生的高溫高壓的氣態製冷劑引射回油，簡化了回油系統的結構，且 在引射同時還可以實現潤滑油與氣態製冷劑的混合，回油系統簡單可靠。[0009]在所述的過冷器水循環進出口管路之間裝有微壓差傳感器；在低壓循環貯液器 和製冷壓縮機之間的管路上安裝有PM3+EVM+CVQ+CVP電磁組合閥門(PM3為主閥體)；EVM 為開關作用，與製冷壓縮機同步；CVQ為模擬量根據過冷器出水溫度自動調節開啟度大小； CVP為蒸發壓力調節防止溫度過低過冷器凍結；製冷壓縮機高壓氣態製冷劑出口與所述過 冷器製冷劑入口之間有管路和PM3+EVM+CVC電磁組合閥門，所述微壓差傳感器連接於控制 器，控制器輸出連接所述PM3+EVM+CVC電磁組合閥門。過冷器進出口有微壓差控制器當其 開關量動作，壓差過大則過冷器有冰堵現象，開啟PM3+EVM+CVC(CVC為壓力調節)熱氣進 入過冷器融冰處理。利用微壓差傳感器和組合閥，可以有效解決冰堵現象，而且結構簡單可罪。在所述水循環系統中，在蓄冷罐向過冷器供水管路上安裝有冰核過濾器，在由過 冷器向蓄冷罐供過冷水的通道上安裝有過冷消除裝置，避免冰核進入過冷器堵塞過冷器通 道，保證過冷器正常運轉。在所述的蓄冷罐與過冷器之間的供水管路上還並聯有一個預熱器和旁通閥，用於 控制過冷器進水溫度為0. 5°C。所述預熱器熱源側連接在製冷劑循環系統中的冷凝器和回 熱器之間，以液態製冷劑作為所述預熱器熱源，以提高系統節能效果。本實用新型的這種製取過冷水冰漿的製冷系統，過冷器不易堵塞，運轉周期長，結 構簡單，且製冷效率高、能耗低。

圖1為本實用新型的製取過冷水冰漿的製冷系統原理圖。圖中1製冷壓縮機，2水冷冷凝器，3引射泵，4過冷器，5低壓循環貯液器， 6微壓差傳感器，7冰核過濾器，8貯液回熱器，9預熱器，10過冷消除裝置，11蓄冷罐， 12PM3+EVM+CVQ+CVP 電磁組合閥，13PM3+EVM+CVC 電磁組合閥。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1所示是一種製取過冷水冰漿的製冷系統，包括製冷劑循環系統和水循環系統。水循環系統包括蓄冷罐11和過冷器4，在蓄冷罐11向過冷器4供水管路上安裝有 冰核過濾器7，在由過冷器4向蓄冷罐11供過冷水的通道上安裝有過冷消除裝置10，在蓄 冷罐11與過冷器4之間的供水管路上還並聯有一個預熱器9和三通閥形成的旁通閥，用於 控制過冷器進水溫度和用於融冰除冰。製冷劑循環系統包括製冷壓縮機1以對製冷劑進行壓縮形成高溫高壓製冷劑，和 對高溫高壓製冷劑進行除熱冷凝的水冷冷凝器2，以及預熱器9，經過冷凝後的液態製冷劑 作為預熱器的熱源。還包括貯液回熱器8以實現液態製冷劑與氣態製冷劑換熱，使氣態制 冷劑升溫和使液態製冷劑降溫，以及實現製冷劑氣液分離和潤滑油分離回收的低壓循環貯 液器5，和實現製冷劑與水換熱的過冷器4。過冷器4採用板式換熱器直接實現製冷劑和水的換熱，板式換熱器的製冷劑通道 為寬通道，要保證其壓力降不大於0. 2bar，板式換熱器的水通道為窄通道使水流速不低於1. 8m/s ；低壓循環貯液器5的安裝高度高於過冷器4，利用製冷劑的靜液柱壓力向過冷器供 製冷劑，形成重力供液，一般液柱高底不低於1. 5m，過冷器中製冷劑的循環量是製冷負荷所 需製冷劑量的2-3倍。低壓循環貯液器5的液位控制系統為電子膨脹閥和液位傳感器，電子膨脹閥通過 PID調節，以精確控制液位，將液位控制在上下波動15mm以內(低壓循環貯液器1/2處)。過冷器水循環進出口管路之間裝有微壓差傳感器6 ；在低壓循環貯液器5和製冷 壓縮機1之間的管路上安裝有PM3+EVM+CVQ+CVP電磁組合閥門12 ；製冷壓縮機高壓氣態制 冷劑出口與過冷器4的製冷劑入口之間有管路連接，且管路上裝有PM3+EVM+CVC電磁組合 閥門13，微壓差傳感器6連接於控制器，控制器輸出連接所述PM3+EVM+CVC電磁組合閥門 13。回收潤滑油的油循環除製冷壓縮機出口的油分離器外，還包括低壓循環貯液器5， 以及引射泵3，低壓循環貯液器的潤滑油出油口與一個引射泵的吸入口相通，引射泵安裝於 製冷壓縮機1的高壓氣態製冷劑循環管路上以通過製冷劑引射回油形成回油引射系統。工作原理說明此製冷系統為製冷劑重力供液製冷系統，低壓循環貯液器5的液 位控制採用液位傳感器和電子膨脹閥，通過PID調節(比例微分積分調節)，將液位控制在 上下波動15mm以內(低壓循環貯液器1/2處)，在低壓循環貯液器內不但實現製冷劑的氣 液分離，而且可以實現潤滑油在製冷劑液面的富集。重力供液的製冷系統採用多倍倍率供 液的方式，供液的循環倍率為2至3倍，板片換熱器的換熱效率高，系統節能性好。製冷劑 採用環保冷媒的R134a製冷劑，因為留在低壓循環貯液桶的冷凍油比製冷劑輕，富油層在 製冷劑的上面，通過開啟高壓氣態製冷劑管路上的閥門，高壓氣體利用引射泵3引射低壓 富油層的油回到製冷壓縮機1。製冷系統的蒸發溫度根據過冷器4的負荷通過製冷壓縮機 1的吸氣來調節(製冷系統的蒸發溫度)。在低壓循環貯液器5和製冷壓縮機1之間的管 路上安裝有PM3+EVM+CVQ+CVP電磁組合閥門12。過冷器4進出口有微壓差傳感器6和控制 器，壓差過大側過冷器有冰堵現象，開啟PM3+EVM+CVC閥門13熱氣進入過冷器4融冰處理。過冷器水側流程為過濾後的低溫水通過冰漿泵輸送，通過分流三通閥門一部分 水經預熱器9加熱，保證混合後的水溫為0. 5°C，預熱器9作為製冷系統過冷器，製冷系統更 加節能，0. 5°C的水再通過冰核過濾器7去除微小冰渣，進入過冷器4將水過冷到-2. 5°C，過 冷後的水通過過冷消除裝置10形成冰漿進入蓄冷罐11，未過冷的水再次循環。板式換熱器 採用半釺焊防凍換熱器，直接蒸發製冷劑，過冷水系統蒸發溫度-3. 5°C至_5°C，比現有冰 蓄冷蒸發溫度為_9°C高，更節能。
權利要求一種製取過冷水冰漿的製冷系統，包括製冷劑循環系統和水循環系統，水循環系統包括蓄冷罐和過冷器，所述過冷器採用板式換熱器直接實現製冷劑和水的換熱；所述製冷劑循環系統包括製冷壓縮機和所述過冷器、低壓循環貯液器，所述低壓循環貯液器的安裝高度高於所述過冷器。
2.如權利要求1所述的製冷系統，其特徵在於在低壓循環貯液器和製冷壓縮機之間 的管路上安裝有PM3+EVM+CVQ+CVP電磁組合閥門。
3.如權利要求2所述的製冷系統，其特徵在於所述的低壓循環貯液器的液位控制系 統為電子膨脹閥和液位傳感器。
4.如權利要求2所述的製冷系統，其特徵在於所述低壓循環貯液器的潤滑油出油口 與一個引射泵的吸入口相通，所述引射泵安裝於製冷壓縮機的高壓氣態製冷劑循環管路 上，以通過製冷劑引射回油形成回油引射系統。
5.如權利要求1至4中之一所述的製冷系統，其特徵在於在所述的過冷器水循環進 出口管路之間裝有微壓差傳感器；製冷壓縮機高壓氣態製冷劑出口與所述過冷器製冷劑入 口之間有管路連接和裝有PM3+EVM+CVC電磁組合閥門；所述微壓差傳感器連接於控制器， 控制器輸出連接所述PM3+EVM+CVC電磁組合閥門。
6.如權利要求1至4中之一所述的製冷系統，其特徵在於在所述水循環系統中，在蓄 冷罐向過冷器供水管路上安裝有冰核過濾器，在由過冷器向蓄冷罐供過冷水的通道上安裝 有過冷消除裝置。
7.如權利要求6所述的製冷系統，其特徵在於在所述的蓄冷罐與過冷器之間的供水 管路上還並聯有一個預熱器和旁通閥，用於控制過冷器進水溫度。
8.如權利要求7所述的製冷系統，其特徵在於所述預熱器熱源側連接在製冷劑循環 系統中的冷凝器和回熱器之間，以液態製冷劑作為所述預熱器熱源。
9.如權利要求5所述的製冷系統，其特徵在於在所述水循環系統中在蓄冷罐向過冷 器供水管路上安裝有冰核過濾器，在由過冷器向蓄冷罐供過冷水的通道上安裝有過冷消除直ο
10.如權利要求9所述的製冷系統，其特徵在於在所述的蓄冷罐與過冷器之間的供水 管路上還並聯有一個預熱器和旁通閥，預熱器熱源側連接在製冷劑循環系統中的冷凝器和 回熱器之間，以液態製冷劑作為所述預熱器熱源。
專利摘要本實用新型公開了一種製取過冷水冰漿的製冷系統，包括製冷劑循環系統和水循環系統，水循環系統包括蓄冷罐和過冷器，所述過冷器採用板式換熱器直接實現製冷劑和水的換熱，板式換熱器的製冷劑通道壓力降不大於0.2bar，板式換熱器的水通道水流速不低於1.8m/s；所述製冷劑循環系統包括製冷壓縮機和所述過冷器、低壓循環貯液器，所述低壓循環貯液器的安裝高度高於所述過冷器，利用製冷劑的靜液柱壓力向所述過冷器供製冷劑，形成重力供液。這種製冷系統工作穩定且更加節能，製冷效率高。
文檔編號F25B49/02GK201748729SQ201020110349
公開日2011年2月16日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者劉楷, 周國均 申請人:重慶遠雄製冷成套設備有限公司