用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統及其方法
2023-05-19 05:29:51 1
專利名稱：用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統及其方法
技術領域：
本發明涉及消防領域中低壓二氧化碳罐體的冷卻技術，更具體地說，是涉及一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統及其方法。
背景技術：
在各類公共及生產場所中都會採用防火設施，如各類大型油庫、易燃易爆物品倉庫以及危險化學品倉庫等，這些地方一旦發生火災，將造成不可估量的損失。這些重要場所通常也都設置了低壓二氧化碳的大罐自動滅火設備，如有火災發生時，在著火部位就會有自動滅火裝置連續不斷地噴射出二氧化碳來進行滅火，這樣就能在第一時間，最有效地阻止火勢的擴散，將正處於萌芽期的火災迅速撲滅，保護了人們的生命和財產安全。但這種低壓二氧化碳大罐滅火設備也有其不夠完善之處，這就是它的罐體是一種壓力容器，內部充灌有幾噸甚至十幾噸以上(實際容量根據滅火保護區域大小而定)的低壓二氧化碳。通過制 冷機組的運作將這些二氧化碳的壓力限定，使其成為常液態形式。所以這種大罐必須極為依賴制冷機組，一旦制冷機組出現了故障，不能正常製冷運行，罐體內的二氧化碳液體的溫度就會升高，壓力也會逐漸上升，如果沒有人及時發現並解決此問題，導致大罐的卸壓閥失靈或者不能快速卸壓，此時就會產生極為嚴重的後果，大罐會因內部急劇膨脹的二氧化碳而發生爆炸，最後會造成巨大的人員傷亡及財產損失。現有技術中，這種消防滅火設備用的冷卻系統可分成兩種形式，一種是單機組冷卻系統，另一種是雙機組切換冷卻系統，前者在結構上的特徵是單蒸發器、單壓縮機等的形式，而後者則是包括雙蒸發器、雙壓縮機等部件組成的兩組互不影響且可自由切換的冷卻系統。前者的設備安全性能較差，如果冷卻系統故障，設備便無法冷卻，而後者如果出現一組冷卻系統故障後，另外一組冷卻系統可自動切換運行，設備的安全有了很好的保障。由此可見，現有的單機組冷卻系統設計存在嚴重的缺陷，如製冷壓縮機故障(該類設備最多、維修耗時最長也是導致後果最嚴重的問題)後，因無備機，檢修期間，儲罐內二氧化碳無法保證正常壓力，設備安全存在有不小的隱患。而現有的雙機組切換冷卻系統無法在這些設備中使用，因為原設備只設有單一的蒸發器，該蒸發器是設置於罐體內部，限於空間、結構等因素無法再增加一組蒸發器，因此現有的國內外尚無對原先的單機組冷卻系統低壓二氧化碳大罐進行雙冷卻系統的改進方案。
發明內容
針對現有技術中存在的低壓二氧化碳罐體中採用單個蒸發器以及單組機組冷卻系統，一旦制冷機組出現了故障，使得罐體內的二氧化碳液體的溫度升高導致爆炸的問題，本發明的目的是提供一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統及其方法，可以很好的保證二氧化碳罐體所需要的溫度。為達到上述目的，本發明採用如下的技術方案根據本發明的一方面，提供了一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統，包括壓縮機構、一個冷凝器以及一個蒸發器，所述壓縮機構、冷凝器以及蒸發器構成冷卻迴路，所述蒸發器設於低壓二氧化碳罐體內，所述壓縮機構包括設於同一個水平面上的第一壓縮機以及第二壓縮機，所述第一壓縮機的高壓排出口以及第二壓縮機的高壓排出口相連通，所述第一壓縮機的低壓吸入口以及第二壓縮機的低壓吸入口相連通；所述冷卻系統還包括水平設置的油液管，所述油液管的兩端分別與第一壓縮機的油液鏡開口處以及第二壓縮機的油液鏡開口處相連通；所述冷卻系統還包括控制器，所述控制器分別與第一壓縮機以及第二壓縮機相連。所述冷卻系統還包括油液鏡,所述油液鏡設於油液管上。所述冷卻系統還包括用於冷卻冷凝器的風機，所述風機的數量為兩臺。所述控制器至少提供對所述壓縮機構的「第一壓縮機運行」、「第二壓縮機運行」以 及「交替運行」邏輯控制。根據本發明的另一方面，還提供了一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻方法，控制器採用交替運行模式，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的啟動條件時，啟動第一壓縮機以及第二壓縮機中的任意一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；當低壓二氧化碳罐體內的壓力再次符合預設的啟動條件時時，啟動第一壓縮機以及第二壓縮機中的另一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；在預設的啟動條件以及預設的停機條件狀態下，兩臺壓縮機交替反覆循環運行；油液管的兩端分別與第一壓縮機的油液鏡開口處以及第二壓縮機的油液鏡開口處相連通。所述交替反覆循環運行中的任意一臺壓縮機發生故障時，控制器自動啟動另一臺壓縮機運行，同時發出相應壓縮機的故障信號並閉鎖該故障壓縮機。所述啟動條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. IMPa0所述停機條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. OMPa0所述油液管上還通過油液鏡觀察油液的位置。與現有技術相比，本發明的技術效果如下由於現有的二氧化碳罐體為密閉的壓力容器，蒸發器布置於罐體內部，若做改動，難度極大，因此本發明不改變現有大罐內部蒸發器結構卻能達到一種雙壓縮機製冷系統相互交替運行的效果，從而大大提升系統冷卻性能。它除了具有雙壓縮機組自動切換運行以夕卜，還有故障壓縮機自動切換的功能，這樣就能保證檢修過程中設備的正常穩定。不同於雙蒸發器雙製冷系統相互間的獨立性。再者，本發明主要是針對單一蒸發器的結構而設計的，該種雙機組製冷系統是互通的，互通製冷系統間就必須使內部的製冷劑和冷凍油保持平衡，如果任何一個系統製冷劑和冷凍油過多或者缺失，都會直接影響製冷效果，不僅不能控制設備壓力，而且還會損壞製冷系統，使壓縮機等主要部件燒毀。本發明通過雙壓縮機系統間的雙系統平衡裝置解決了互通的系統之間的油平衡的難點。
圖I為本發明的一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統的原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。請參閱圖I所示的一種用於消防低壓二氧 化碳罐體的冷卻系統，包括壓縮機構11、一個冷凝器12以及一個蒸發器13，所述壓縮機構11、冷凝器12以及蒸發器13構成冷卻迴路，蒸發器13設於低壓二氧化碳罐體20內 ，壓縮機構11包括設於同一個水平面上的第一壓縮機111以及第二壓縮機112，第一壓縮機111的高壓排出口以及第二壓縮機112的高壓排出口相連通，第一壓縮機111的低壓吸入口以及第二壓縮機112的低壓吸入口相連通。冷卻系統還包括水平設置的油液管14，油液管14的兩端分別通過兩個手閥21與第一壓縮機111的油液鏡開口處以及第二壓縮機112的油液鏡開口處相連通，在系統運行中，手閥21都置於常開狀態，中間形成一通道後，便於油液在雙壓縮機間來回，保證提供系統所需正常的油壓，這樣就能解決雙壓縮機不斷交替運行的過程中，可能會產生壓縮機供油不平衡的問題。冷卻系統還包括控制器(圖中未示出)，控制器分別與第一壓縮機111以及第二壓縮機112相連。冷卻系統還包括油液鏡15，所述油液鏡15設於油液管14上。冷卻系統還包括用於冷卻冷凝器的風機16，風機16設於冷凝器的前側，風機16的數量為兩臺，風機依據製冷系統內壓力控制風機運行，保證系統冷凝壓力。控制器至少提供對所述壓縮機構的「第一壓縮機運行」、「第二壓縮機運行」以及「交替運行」邏輯控制。使用時，第一壓縮機111的高壓排出口以及第二壓縮機112的高壓排出口分別通過單向閥17並聯後通過管道連接至冷凝器12，冷凝器12另一頭管道先後連接儲液器23、乾燥過濾器24、供液電磁閥25、視液鏡26、膨脹閥27、蒸發器13，最後再並聯至第一壓縮機111的低壓吸入口以及第二壓縮機112的低壓吸入口，形成一個製冷循環系統，在第一壓縮機111原油液鏡處以及第二壓縮機112原油液鏡處分別通過手閥21接入油液管14，再通過油液鏡15互連，這樣就能使2個壓縮機系統間內部的製冷劑和冷凍油保持平衡。安裝時必須要保持壓縮機、油液鏡、手閥及連接管道的水平，否則會導致系統供油的不平衡。本發明還提供了一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻方法，控制器採用交替運行模式，當低壓二氧化碳罐體20內的壓力符合預設的啟動條件時，啟動第一壓縮機111以及第二壓縮機112中的任意一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體20內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；當低壓二氧化碳罐體20內的壓力再次符合預設的啟動條件時時，啟動第一壓縮機以及第二壓縮機中的另一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體20內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；在預設的啟動條件以及預設的停機條件狀態下，兩臺壓縮機交替反覆循環運行；油液管14的兩端分別與第一壓縮機111的油液鏡開口處以及第二壓縮機112的油液鏡開口處相連通。所述交替反覆循環運行中的任意一臺壓縮機發生故障時，控制器自動啟動另一臺壓縮機運行，同時發出相應壓縮機的故障信號並閉鎖該故障壓縮機。所述啟動條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. IMPa0所述停機條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. OMPa0所述油液管14上還通過油液鏡15觀察油液的位置。需要指出的是，本發明的冷卻系統與本發明的冷卻方法在原理和實現過程上是相同或類似的，故其重複部分在此不再贅述。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明的目的，而並非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質範圍內，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發明的權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統，包括壓縮機構、一個冷凝器以及一個蒸發器，所述壓縮機構、冷凝器以及蒸發器構成冷卻迴路，所述蒸發器設於低壓二氧化碳罐體內，其特徵在於， 所述壓縮機構包括設於同一個水平面上的第一壓縮機以及第二壓縮機，所述第一壓縮機的高壓排出口以及第二壓縮機的高壓排出口相連通，所述第一壓縮機的低壓吸入口以及第二壓縮機的低壓吸入口相連通；所述冷卻系統還包括水平設置的油液管，所述油液管的兩端分別與第一壓縮機的油液鏡開口處以及第二壓縮機的油液鏡開口處相連通； 所述冷卻系統還包括控制器，所述控制器分別與第一壓縮機以及第二壓縮機相連。
2.根據權利要求I所述的冷卻系統，其特徵在於 所述冷卻系統還包括油液鏡，所述油液鏡設於油液管上。
3.根據權利要求I所述的冷卻系統，其特徵在於 所述冷卻系統還包括用於冷卻冷凝器的風機，所述風機的數量為兩臺。
4.根據權利要求I所述的冷卻系統，其特徵在於 所述控制器至少提供對所述壓縮機構的「第一壓縮機運行」、「第二壓縮機運行」以及「交替運行」邏輯控制。
5.一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻方法，其特徵在於 控制器採用交替運行模式，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的啟動條件時，啟動第一壓縮機以及第二壓縮機中的任意一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；當低壓二氧化碳罐體內的壓力再次符合預設的啟動條件時時，啟動第一壓縮機以及第二壓縮機中的另一臺壓縮機運行，當低壓二氧化碳罐體內的壓力符合預設的停機條件時，運行狀態的壓縮機停止工作；在預設的啟動條件以及預設的停機條件狀態下，兩臺壓縮機交替反覆循環運行；油液管的兩端分別與第一壓縮機的油液鏡開口處以及第二壓縮機的油液鏡開口處相連通。
6.根據權利要求5所述的冷卻方法，其特徵在於 所述交替反覆循環運行中的任意一臺壓縮機發生故障時，控制器自動啟動另一臺壓縮機運行，同時發出相應壓縮機的故障信號並閉鎖該故障壓縮機。
7.根據權利要求5所述的冷卻方法，其特徵在於 所述啟動條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. IMPa0
8.根據權利要求5所述的冷卻方法，其特徵在於 所述停機條件為低壓二氧化碳罐體內的壓力彡2. OMPa0
9.根據權利要求5所述的冷卻方法，其特徵在於 所述油液管上還通過油液鏡觀察油液的位置。
全文摘要
本發明公開了一種用於消防低壓二氧化碳罐體的冷卻系統及其方法，包括由壓縮機構、冷凝器以及蒸發器構成冷卻迴路，所述蒸發器設於低壓二氧化碳罐體內，壓縮機構包括第一壓縮機以及第二壓縮機，油液管的兩端分別與第一壓縮機的油液鏡開口處以及第二壓縮機的油液鏡開口處相連通；控制器分別與第一壓縮機以及第二壓縮機相連。控制器採用交替運行模式，在預設的啟動條件以及預設的停機條件狀態下，兩臺壓縮機交替反覆循環運行。本發明通過雙壓縮機系統間的雙系統平衡裝置解決了互通的系統之間的油平衡難點。
文檔編號F25B1/00GK102798243SQ20121031564
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者許慧華, 宋燕, 鈕靜瑩, 朱莉, 孔利明 申請人:寶鋼發展有限公司