CN103557623A - 氨机制冷三循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨机制冷三循环装置，由制冷循环装置、供冷循环装置、除霜循环装置构成，制冷循环装置是由压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器、热交换器用管线连接组成；供冷循环装置是由冷媒储罐、冷交换器、冷媒泵、分配站、冷库及车间蒸发器依次用管线连接组成；除霜循环装置是由蓄热冷媒储罐、热交换器、融霜泵、分配站、冷库及车间蒸发器用管线连接组成；制冷循环装置中循环的制冷剂为氨，供冷循环装置和除霜循环装置中循环的载冷剂为二次冷媒。本发明克服现有技术“氨”易泄漏危险难题，具有运行安全、在新建制冷项目或旧冷库改造中投资少见效快特点。

Description

氨机制冷三循环装置

技术领域

本发明涉及旧冷库改造或新建制冷项目的安全装置，具体是指一种氨机制冷三循环装置。

背景技术

传统的氨机制冷系统采用“氨”做制冷工质，“制冷”、“供冷”、“除霜”所有工序全部由“氨”制冷工质在一个封闭的循环系统运行中完成。由于“氨”随着供冷系统分布于所有用冷的车间，冷到哪排管到哪，氨就跟随到哪，氨为危险物质，达到规定临界量为重大危险源；风险源于其有毒、易燃、易爆的特性，人为因素，自然因素如地震、雷击等都会造成氨泄漏，时刻威胁着冷链企业的安全，解决安全用“氨”问题迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术“氨”易泄漏危险难题而提供一种运行安全、在新建制冷项目或旧冷库改造中投资少见效快的氨机制冷三循环装置。

为实现上述目的，所提供的技术方案为：

    一种氨机制冷三循环装置，其特征在于由制冷循环装置、供冷循环装置、除霜循环装置构成，

    所述的制冷循环装置是由压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器、热交换器组成，其中的压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器依次用管线连接形成制冷循环回路，由压缩机与冷凝器之间管线上设置的高压热氨气阀的输出端管线连接到热交换器的输入端，热交换器的输出端与低压循环桶的输入端用管线连接形成余热循环管路，制冷剂在制冷循环回路中经压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器，再回到压缩机进行循环；

所述的供冷循环装置是由冷媒储罐、冷交换器、冷媒泵、分配站、冷库及车间蒸发器依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经冷媒储罐、冷交换器、冷媒泵、分配站、冷库及车间蒸发器，再回到冷媒储罐进行循环；

所述的除霜循环装置是由蓄热冷媒储罐、热交换器、融霜泵、分配站、冷库及车间蒸发器依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经蓄热冷媒储罐、热交换器、蓄热冷媒储罐、融霜泵、分配站、冷库及车间蒸发器，再回到蓄热冷媒储罐进行循环。

所述的冷库及车间蒸发器2个以上时之间的连接为并联关系。

所述的制冷循环装置和供冷循环装置之间通过冷交换器链接，实现冷源传递。

所述在于冷源传递过程中，与冷交换器链接的制冷循环装置和供冷循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用氨为工质，供冷循环装置的载冷剂采用冷媒为工质，由冷媒做载冷剂去冷却冷库及车间蒸发器实现安全供冷。

所述的制冷循环装置和除霜循环装置之间通过热交换器链接，实现热源传递。

所述在热源传递过程中，与热交换器链接的制冷循环装置和除霜循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用高压余热氨气为工质，除霜循环装置的载冷剂采用冷媒为工质，经加温的冷媒为冷库及车间蒸发器除霜，

本发明是保留原制冷设备，部分辅机设备改造为撬装式模块，新增两台交换器及泵送设备，链接在原系统中，将“制冷”工序限制在机房内运行，由原来的一个大闭路循环装置，形成以两个交换器为节点的三个闭路循环装置，即“制冷循环”、“供冷循环”、“除霜循环”。在制冷系统中由原来传统的氨制冷工艺的一个循环装置形成现在的三个循环装置，“制冷循环装置”、“供冷循环装置”、“除霜循环装置”三个装置制冷工质不同，制冷装置采用液氨制冷，供冷装置和除霜装置采用不易燃、防腐蚀、载冷能力强、传热效率高、无毒、无害、符合国家环保要求的冷媒，两种工质在封闭的交换器内完成能量传递，本发明将传统制冷工艺中大部分的氨用环保二次冷媒替代，安全性能大大提高，少量的氨集中限制在机房内，由于氨制冷剂控制在机房内，传递输出到工作车间的载冷剂是冷媒，保留了氨制冷工业的热力学性能最高，对大气环境无破坏的天然工质的优势，又实现了车间生产“无氨化”，解决了目前世界“氨泄漏”危险的难题，利用传统制冷工业设备经改造就可以安全运行，投资很少见效快，新建制冷项目可以安全、环保一步到位。

本发明利用原有主机和车间蒸发器，新增设备为撬装式模块，对接即可完成，安装时间短，冷库内冻货不需迁移，实现冷库不停产改造安装。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明制冷循环装置的安全防范区示意图。

图1和图2标记中：1—压缩机，2—冷凝器，3—低压循环桶，4—冷交换器，5—冷媒泵；6—冷媒储罐，7—热交换器，8—储热冷媒罐，9—融霜泵，10—分配站，11—冷媒供液阀门，12—热冷媒供液阀门，13—冷媒回路单向阀，14—热冷媒回路阀门，15—冷库及车间蒸发器，16—氮气加压口，17—紧急泄氨器，18—自动水喷淋，19—氨气浓度报警器，20—强排风，21—有氨区，22—无氨区，23—高压热氨气阀，24—运行液位，25—液位高报警装置。

具体实施方式

一种氨机制冷三循环装置，由制冷循环装置、供冷循环装置、除霜循环装置构成，所述的制冷循环装置是由压缩机1、冷凝器2、低压循环桶3、冷交换器4、热交换器7组成，其中的压缩机1、冷凝器2、低压循环桶3、冷交换器4依次用管线连接形成制冷循环回路，由压缩机1与冷凝器2之间管线上设置的高压热氨气阀23的输出端管线连接到热交换器7的输入端，热交换器7的输出端与低压循环桶3的输入端用管线连接形成余热循环管路，制冷剂在制冷循环回路中经压缩机1、冷凝器2、低压循环桶3、冷交换器4，再回到压缩机1进行循环。所述的供冷循环装置是由冷媒储罐6、冷交换器4、冷媒泵5、分配站10、冷库及车间蒸发器15依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经冷媒储罐6、冷交换器4、冷媒泵5、分配站10、冷库及车间蒸发器15，再回到冷媒储罐6进行循环，2个以上冷库及车间蒸发器之间的连接为并联关系。所述的除霜循环装置是由蓄热冷媒储罐8、热交换器7、融霜泵9、分配站10、冷库及车间蒸发15依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经蓄热冷媒储罐8、热交换器7、蓄热冷媒储罐8、融霜泵9、分配站10、冷库及车间蒸发器15，再回到蓄热冷媒储罐8进行循环。所述的制冷循环装置和供冷循环装置之间通过冷交换器链接，实现冷源传递；在于冷源传递过程中，与冷交换器链接的制冷循环装置和供冷循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用氨为工质，供冷循环装置的载冷剂采用二次冷媒为工质，由二次冷媒做载冷剂去冷却冷库及车间蒸发器实现安全供冷。所述的制冷循环装置和除霜循环装置之间通过热交换器链接，实现热源传递；在热源传递过程中，与热交换器链接的制冷循环装置和除霜循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用高压余热氨气为工质，除霜循环装置的载冷剂采用二次冷媒为工质，经加温的二次冷媒为冷库及车间蒸发器除霜。

以旧冷库改造为例。本发明取消了传统制冷工业中低压循环桶及氨泵，新增一套低压循桶3及成套配置的冷交换器4、热交换器7，该模块上设置有节流机构及液位高报警装置，可实现供液的自动控制及保护。图1中低温冷媒经新增冷媒泵5输送至冷库及车间蒸发15的蒸发排管内换热，吸热升温后的冷媒再次返回冷媒储罐6连接的冷交换器4中冷却，达到冷库降温目的，在冷媒循环装置中，利用原系统低压循环桶作为带压膨胀冷媒储罐6，安装在冷交换器4入口管线的前端，该低压循环桶管口需进行改造，要确保低温冷媒入口管插入最低液面以下或改为下部进液，已形成有效汽封。低温冷媒的的压力采用带压膨胀冷媒储罐6可保证库温满足要求停止供液时，排管的冷媒不会流失，即可达到蓄冷目的，也可防止冷媒回流后形成的空腔聚集气体影响再次制冷时的换热。

图1中融霜系统新增了一个蓄热冷媒罐8，采用压缩机1的排气热通过热交换器7加热冷媒，融霜时，开启融霜泵9后，关闭分配站10中的冷侧冷媒供液阀门11，再开启热冷媒供液阀门12，关闭需要融霜排管组的热冷媒回路阀门14，通过时间控制将排管内的低温冷媒先排至带压膨胀冷媒储罐6内，再开启热冷媒回路阀门14，由于热冷媒回路压力低于冷侧冷媒压力，此时排管组冷侧冷媒回路管上的冷媒回路单向阀13将自动关闭，避免冷侧冷媒进入融霜用蓄热冷媒罐8内，排管组内只有热冷媒循环，可快速完成制冷融霜过程。融霜结束后，关闭融霜泵9，开启冷侧冷媒供液阀门11，再关闭热冷媒供液阀门12，此时排管内热冷媒将排入蓄热冷媒罐8内，根据时间或热冷媒储罐8液位控制热冷媒回路管上的阀门14，当热冷媒基本排尽后，关闭热冷媒回路阀门14，排管内已充满低温冷媒，重新开始制冷、供冷过程。

图1中的蓄热冷媒罐8为常压罐，可作为制冷循环冷媒的首次加液罐及后续流失冷媒的补充罐，分配站10内的冷媒供液阀门11、热冷媒供液阀门12、冷媒回路单向阀13、热冷媒回路阀门14可实现供冷和除霜两套装置的联通功能。新增冷媒泵共四台，三台用于低温冷媒泵循环时两开一备，一台用于融霜泵9。原系统氨压缩机1、冷凝器2等均不做任何变动，贮液器出口管线只需要连接至新增撬装式模块的供液管口即可。

图2为本发明制冷循环装置的安全防范区示意图，原冷库排管需做局部修改：将原氨系统冷库的氨循环控制在机房内，避免氨泄漏对库房内人员与贮存品的影响，制冷循环装置设立全自动控制安全监测防范区21的机器房。在安全监测防范区21内安装有液位报警装置25，当液位超过运行线24时，液位报警装置25启动，实现供液的自动控制及保护，当空气中氨气浓度达到100ppm或150ppm时氨气浓度报警器19自动发出报警信号,启动机器房内自动水喷淋18、强排风20、紧急泄氨器17等有效的安全防范氨泄漏预警方案。

本发明采用撬装式集成模块，整体安装、方便、快捷，尤其旧冷库不停产安装，原冷机设备充分利用，冷库内排管蒸发器、主管道不动，冷藏货物不动，实现不停产改造更新。

Claims (6)

1.一种氨机制冷三循环装置，其特征在于由制冷循环装置、供冷循环装置、除霜循环装置构成，

     所述的制冷循环装置是由压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器、热交换器组成，其中的压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器依次用管线连接形成制冷循环回路，由压缩机与冷凝器之间管线上设置的高压热氨气阀的输出端管线连接到热交换器的输入端，热交换器的输出端与低压循环桶的输入端用管线连接形成余热循环管路，制冷剂在制冷循环回路中经压缩机、冷凝器、低压循环桶、冷交换器，再回到压缩机进行循环；

所述的供冷循环装置是由冷媒储罐、冷交换器、冷媒泵、分配站、冷库及车间蒸发器依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经冷媒储罐、冷交换器、冷媒泵、分配站、冷库及车间蒸发器，再回到冷媒储罐进行循环；

所述的除霜循环装置是由蓄热冷媒储罐、热交换器、融霜泵、分配站、冷库及车间蒸发器依次用管线连接形成回路组成，载冷剂经蓄热冷媒储罐、热交换器、蓄热冷媒储罐、融霜泵、分配站、冷库及车间蒸发器，再回到蓄热冷媒储罐进行循环。

2.根据权利要求1所述的一种氨机制冷三循环装置，其特征在于所述的冷库及车间蒸发器2个以上时之间的连接为并联关系。

3.根据权利要求1所述的一种氨机制冷三循环装置，其特征在于所述的制冷循环装置和供冷循环装置之间通过冷交换器链接，实现冷源传递。

4.根据权利要求3所述的一种氨机制冷三循环装置，其特征在于冷源传递过程中，与冷交换器链接的制冷循环装置和供冷循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用氨为工质，供冷循环装置的载冷剂采用冷媒为工质，由冷媒做载冷剂去冷却冷库及车间蒸发器实现安全供冷。

5.根据权利要求1所述的一种氨机制冷三循环装置，其特征在于所述的制冷循环装置和除霜循环装置之间通过热交换器链接，实现热源传递。

6.根据权利要求5所述的一种氨机制冷三循环装置，其特征在于所述的热源传递过程中，与热交换器链接的制冷循环装置和除霜循环装置中，制冷循环装置的制冷剂采用高压余热氨气为工质，除霜循环装置的载冷剂采用冷媒为工质，经加温的冷媒为冷库及车间蒸发器除霜。

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