一種智能的製冷系統的製作方法

2023-09-22 09:55:00

專利名稱：一種智能的製冷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及製冷系統，尤其涉及一種自動調節通過增壓泵的製冷劑流量的智能的製冷系統。
背景技術：
傳統空調和冷藏冷凍製冷系統如圖I所示，它主要包括蒸發器104、壓縮機101、冷凝器102和膨脹閥103，它們均被製冷管線連通以形成密閉的製冷環路。製冷劑液體在蒸發器104中吸收外部熱量蒸發成氣體，從而實現製冷效果。製冷劑從蒸發器104出來後被壓縮機101吸入。吸入到壓縮機101的低壓低溫的氣態製冷劑被壓縮成高壓高溫的氣態製冷齊U。高壓高溫的氣態製冷劑進入冷凝器102，通過向冷卻介質(如空氣，水等)放熱，冷凝成高壓高溫液態製冷劑。有時在冷凝器後安裝用以儲存製冷劑的儲液罐。高壓高溫液態製冷劑從冷凝器102或儲液罐出來後被輸送至膨脹閥103，通過節流減壓而成為低溫低壓的制 冷劑液體，重新進入蒸發器104進行蒸發製冷，開始新的製冷循環。但是這種製冷系統的效率較低，在極端的條件下無法穩定安全地運行。為了提高製冷系統的工作效率，技術人員在傳統製冷系統中應用了液體增壓技術，即在冷凝器102或儲液罐和膨脹閥103之間的製冷管線安裝液體增壓泵。參見圖2。該技術通過增壓泵105對液體製冷劑進行等溫增壓，一方面增強制冷劑流動，提高製冷劑傳輸效率，增強了製冷劑在蒸發器104的傳質傳熱；另一方面，該技術提高了製冷劑液體的飽和溫度，增加過冷度，消除製冷劑液體傳輸過程中的「閃發」現象(指製冷劑液體在向膨脹閥傳輸過程中，由於溫度升高或管道壓力損失，在到達膨脹閥前提前蒸發，損失部分製冷能力)，從而保證了系統的製冷能力。實現液管增壓效果的增壓泵105主要有離心泵或容積泵兩種類型。在增壓泵現有應用中，工程設計人員依據系統參數選擇類型和技術參數匹配的增壓泵，按照簡單的管線設計進行安裝。參見圖3。在考慮較周全的安裝設計中，設計人員往往會設計手動旁通管線106，用以在泵發生故障或需要維護時通過手動關閉增壓泵進出口閥門以及開啟手動旁通管線閥門，實現隔離增壓泵105而又不需要製冷系統停機的目的。但是，在製冷系統實際運行過程中，製冷劑的流量隨著系統運行工況變化而不斷變化，導致流入增壓泵的液體流量處在持續波動中。如果製冷劑液體的流量過大，例如當壓縮機101加載時出現會出現較大製冷劑流量，此時由於流量增大，經過增壓泵105時將可能產生較大的壓力損失，造成增壓效果明顯減弱，達不到有效的液管增壓設計目的，從而降低優化效果。在極端情況下，還可能出現製冷劑因流量過大在通過增壓泵時產生較大壓力損失而發生瞬間蒸發，出現「閃發」現象。閃發對製冷系統的運行產生危害，不僅影響膨脹閥正常供液，降低系統的製冷能力，增大系統能耗，而且對於離心式增壓泵，還會造成「氣縛」現象，即由於泵內存有低密度氣體，旋轉後產生的離心力小，因而離心泵葉輪中心區所形成的低壓不足以將儲液罐內的液體吸入泵內，雖啟動離心泵也不能輸送液體的現象。在另一種情況下，如果製冷劑液體流速偏小，例如在製冷系統耗冷量降低壓縮機卸載時，製冷劑液體流量將大幅降低，甚至出現壓縮機101停機製冷劑暫停流動，此時運行的增壓泵105運行效率極大降低，特別是對於離心式增壓泵。在製冷劑流速為零時，此時增壓泵105如果持續運行將對閥門和泵體造成損害。其次，雖然製冷系統液管增壓系統所用的增壓泵一般經過特殊設計，具有很高可靠性和穩定性，但在極端情況下可能發生增壓泵故障停機而壓縮機還在工作，如果工作人員不能第一時間發現問題，此時對於離心式增壓泵，壓縮機會強制驅動製冷劑液體流過泵內，此時液體的壓力損失將無法消除，這將不同程度降低系統製冷能力；對於容積式的增壓泵，製冷劑液體的流動很有可能被完全堵塞，從而極大影響製冷系統正常運行。顯然，如果不能有效調控在製冷劑流量過大或過小情況下增壓泵的穩定運行，將對系統和設備造成不利影響。如何通過優化設計來穩定流量波動對增壓泵和製冷系統運行的影響，提高增壓泵的自動運行能力，最大程度實現製冷系統的穩定運行至關重要
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能夠自動控制通過增壓泵的製冷劑流量的智能的製冷系統。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種智能的製冷系統，包括壓縮機、冷凝器、增壓泵、膨脹閥和蒸發器，它們由製冷管線連通以形成製冷環路，製冷系統還包括流量控制管線，流量控制管線的一端與冷凝器和增壓泵之間的製冷管線連通，另一端與增壓泵和膨脹閥之間的製冷管線連通。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，流量控制管線包括自動旁通管線和/或最低流量管線。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，自動旁通管線的入口端與增壓泵和冷凝器之間的製冷管線連通，出口端與增壓泵和膨脹閥之間的製冷管線連通，自動旁通管線設有單向流量開關。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，製冷系統還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，第一閥門位於冷凝器和自動旁通管線入口端之間，第二閥門位於自動旁通管線的入口端和增壓泵之間，第三閥門位於增壓泵和自動旁通管線的出口端之間。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，最低流量管線的一端與第三閥門和增壓泵之間的製冷管道連通，另一端與第一閥門和增壓泵之間的製冷管道連通或與單向流量開關和增壓泵之間的製冷管道連通。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，製冷系統還包括手動旁通管線，手動旁通管線的入口端與增壓泵和冷凝器之間的製冷管線連通，出口端與增壓泵和膨脹閥之間的製冷管線連通，手動旁通管線設有手動控制閥門。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，增壓泵為單個增壓泵或並聯的有共同入口和出口的多個增壓泵。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，當自動旁通管線入口端的液壓大於出口端的液壓時，單向流量開關打開，製冷劑從所述入口端流向出口端。在本實用新型所述的智能的製冷系統中，所述最低流量管線的管徑小於自動旁通管線的管徑。[0019]在本實用新型所述的智能的製冷系統中，所述最低流量管線的管徑小於增壓泵出口管線的管徑。本實用新型所述的製冷系統具有的優點包括通過流量控制管線的鋪設，可以使系統在流量過大、過小或增壓泵出現故障時，製冷系統也可以穩定的運行，提高了系統的智能化、自動化水平。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型智能的製冷系統作進一步說明，附圖中圖I是現有技術的製冷系統的一個實施方案的系統結構示意圖；圖2是現有技術的安裝增壓泵的製冷系統的一個實施方案的系統結構示意圖；圖3是現有技術的製冷系統的一個實施方案的部分結構示意圖； 圖4是本實用新型智能的製冷系統的第一個實施方案的部分結構示意圖；圖5是本實用新型智能的製冷系統的第二個實施方案的部分結構示意圖；圖6是本實用新型智能的製冷系統的第三個實施方案的部分結構示意圖；圖7是本實用新型智能的製冷系統的第四個實施方案的部分結構示意圖；圖8是本實用新型智能的製冷系統的第五個實施方案的部分結構示意圖。
具體實施方式
結合圖4至圖8闡述本實用新型的智能的製冷系統的結構和工作原理。為突出本實用新型的創造性部分，省略了製冷系統的一些裝置和管線，本領域的技術人員能夠根據本實用新型公開的內容實施這些技術方案，解決本實用新型提出的技術問題，並達到相應的技術效果。需要注意的是，所有實施方式均為優選的例證性的實施例，不能理解為限制本實用新型的保護範圍。如圖4所示，本實用新型的智能的製冷系統主要通過將流量控制管線連通於增壓泵的兩側來實現對製冷劑流量的自動化、智能化控制。流量控制管線包括自動旁通管線201和最低流量管線202。其中，自動旁通管線201的入口端與增壓泵105和冷凝器102之間的製冷管線連通，出口端與增壓泵105和膨脹閥103之間的製冷管線連通，自動旁通管線201還裝有控制製冷劑從入口端流向出口端的單向流量開關204，以防止製冷劑的倒流。該系統還包括第一閥門301、第二閥門302和第三閥門303，其中第一閥門301安裝於冷凝器和自動旁通管線201的入口端之間的製冷管線，第二閥門302安裝於增壓泵和自動旁通管線201的入口端之間的製冷管線，第三閥門303安裝於增壓泵和自動旁通管線201的出口端之間的製冷管線。該系統還包括最低流量管線202，其一端與第三閥門303和增壓泵之間的製冷管線連通，另一端與單向流量開關204和自動旁通管線201的入口端之間的製冷管線連通，最低流量管線202安裝流量調節系統203。當製冷劑流速過大時，增壓泵的增壓效果顯著減弱，所以自動旁通管線201的單向流量開關204兩邊的壓力差增大，單向流量開關的閥門打開，部分製冷劑從自動旁通管線201流到膨脹閥103，從而減少了進入增壓泵105的製冷劑流量，使其恢復到正常狀態，保證系統的高效、穩定地運行。另外，在增壓泵105由於各種原因出現故障時，液體通過增壓泵105的阻力增大，也會使單向流量開關204兩邊的壓力差增大，從而導致閥門打開，製冷劑從自動旁通管道201通過，分流通過增壓泵105的製冷劑，保證系統的連續和穩定的運行。當增壓泵105需要維修時，可以關閉第二閥門302、第三閥門303和流量調節系統203，製冷劑從自動旁通管道201流過，完全隔離了增壓泵105，同時不影響系統的運行。因此，在系統最大流量超過工作流量範圍的一半、維修增壓泵的同時需要系統運行，或大型製冷系統需要連續運行時，應該考慮安裝自動旁通管線。在系統運行的一些時候，通過增壓泵的製冷劑的流量可能過小，從而導致系統不穩定。在這種情況下，從增壓泵流出的製冷劑經最低流量管線流回增壓泵的入口，重新循環，維持系統的穩定運行。在該實施例中，系統能夠保證有足夠的製冷劑流經正在運行的增壓泵，以減少對增壓泵的損害。在系統正常運行時，也有部分製冷劑從最低流量管線返回增壓泵，為了提高工作效率，最低流量管線的直徑不能過大，且要安裝流量調節系統，以便於控制最低流量管線的流量。該實施例中的單向流量開關可以為止回閥或電磁閥。圖5為本實用新型智能的製冷系統的第二個實施例的系統結構圖，與圖4所述的系統不同的是該製冷系統還具有手動旁通管線106。該手動旁通管線一端與第一閥門301和冷凝器102之間的製冷管線連通，另一端與第三閥門303和膨脹閥103之間的製冷管線 連通，手動旁通管線106上裝有手動閥門107。作為備用管線，它在自動旁通管線201出現意外的情況下手動打開，以分流通過增壓泵的製冷劑，維持系統的穩定運行。轉到圖6，描述本實用新型智能的製冷系統的第三個實施方案。該實施方案與第二個實施方案不同的是該實施方案只設計了手動旁通管線106和最低流量管線202。圖7是本實用新型智能的製冷系統的第四個實施方案的系統結構示意圖。與第二個實施方案不同的是該製冷系統包括手動旁通管線106和自動旁通管線201。圖8是本實用新型智能的製冷系統的第五個實施方案的系統結構示意圖。與第一個實施方案不同的是最低流量管線202的一端與第二閥門302和增壓泵105之間的製冷管線連通。本領域的技術人員知曉，本實用新型的技術方案和技術思想可用於除製冷系統以外的液體流量變化較大的系統。另外，本實用新型中的流量控制管線，包括自動旁通管線和最低流量管線的尺寸可根據系統流量等級需求設定，管線上開關和流量控制系統的控制類型和方法也可以根據實際情況靈活設計。總之，本實用新型通過在製冷系統中的增壓泵進出口管線上增加了自動旁通管線和最低流量管線，使系統能夠在較大和較低流量的情況下通過自動調節增壓泵的流量實現增壓泵的無看守穩定運行，提高了系統的穩定性、連續性和自動化程度。本實用新型是通過一些實施例進行描述的，本領域技術人員知悉，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，可以對這些特徵和實施例進行各種改變或等效替換。另外，在本實用新型的教導下，可以對這些特徵和實施例進行修改以適應具體的情況而不會脫離本實用新型的精神和範圍。因此，本實用新型不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權利要求範圍內的實施例都屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.ー種智能的製冷系統，包括壓縮機、冷凝器、增壓泵、膨脹閥和蒸發器，它們由製冷管線連通以形成製冷環路，其特徵在於，所述製冷系統還包括流量控制管線，所述流量控制管線的一端與所述冷凝器和所述增壓泵之間的製冷管線連通，另一端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的製冷管線連通。
2.根據權利要求I所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述流量控制管線包括自動旁通管線和/或最低流量管線。
3.根據權利要求2所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述自動旁通管線的入口端與所述增壓泵和所述冷凝器之間的製冷管線連通，出ロ端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的製冷管線連通，所述自動旁通管線設有單向流量開關。
4.根據權利要求3所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述製冷系統還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，所述第一閥門位於所述冷凝器和所述自動旁通管線入口端之間，所述第二閥門位於所述自動旁通管線的入口端和所述增壓泵之間，所述第三閥門位於所述增壓泵和所述自動旁通管線的出口端之間。
5.根據權利要求4所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述最低流量管線的一端與所述第三閥門和所述增壓泵之間的製冷管道連通，另一端與所述第一閥門和所述增壓泵之間的製冷管道連通或與所述單向流量開關和所述增壓泵之間的製冷管道連通。
6.根據權利要求2所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述製冷系統還包括手動旁通管線，所述手動旁通管線的入口端與所述增壓泵和所述冷凝器之間的製冷管線連通，出ロ端與所述增壓泵和所述膨脹閥之間的製冷管線連通，所述手動旁通管線設有手動控制閥門。
7.根據權利要求3至5任一項所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述增壓泵為單個增壓泵或並聯的有共同入口和出口的多個增壓泵。
8.根據權利要求7所述的智能的製冷系統，其特徵在於，當所述自動旁通管線入口端的液壓大於出口端的液壓時，所述單向流量開關打開，製冷劑從所述入口端流向出ロ端。
9.根據權利要求7所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述最低流量管線的管徑小於自動旁通管線的管徑。
10.根據權利要求7所述的智能的製冷系統，其特徵在於，所述最低流量管線的管徑小於增壓泵出口管線的管徑。
專利摘要本實用新型公開了一種智能的製冷系統，包括壓縮機(101)、冷凝器(102)、增壓泵(105)、膨脹閥(103)和蒸發器(104)，它們由製冷管線連通以形成製冷環路，其特徵在於，所述製冷系統還包括流量控制管線(201、202)，所述流量控制管線的一端與所述冷凝器(102)和所述增壓泵(105)之間的製冷管線連通，另一端與所述增壓泵(105)和所述膨脹閥(103)之間的製冷管線連通。本實用新型的智能製冷系統具有的優點包括自動調節系統中通過增壓泵的製冷劑流量，使系統能在極端條件下穩定安全地運行，提高了製冷系統的智能化和自動化程度。
文檔編號F25B41/04GK202562144SQ201220025848
公開日2012年11月28日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者詹博瀚 申請人:詹博瀚