CN104197569B - 智能双涡流管制冷制热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能双涡流管制冷制热系统，它主要由流量调节阀、主涡流管、辅涡流管、进气阀、主制冷系数控制阀、辅制冷系数控制阀、热气流温度传感器、冷气流温度传感器和控制器构成，控制器依据温度信息对主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀进行调节控制；控制器依据流量开度数据将进气阀打开或关闭，使辅涡流管开始或停止工作。本发明充分利用涡流管制冷、制热兼备，且制冷量与制热量相同的特性，通过控制系统实现涡流管制冷及制热气流温度的精确控制，并通过自动气流分配器实现冷、热气流的自动控制，实现了多元化应用和度高的集成，具有一机多用，降低压缩空气总体消耗量，提高小型涡流管冷量及热量的利用率，提升其节能水平等特点。

Description

智能双涡流管制冷制热系统

技术领域

本发明涉及一种石油石化生产装置中所用的制冷制热系统，具体是一种涡流管制冷制热系统。

背景技术

国家知识产权局于2014年4月23日公开了公开号为CN103743005A，专利名称为涡流管再生溶液除湿系统及其溶液再生除湿方法的专利申请文献，该系统包括涡流管制冷制热系统、溶液除湿系统和再生系统。其特征在于溶液除湿系统由风机、第一控制阀、绝热型除湿器、热储液箱、浓溶液泵、稀\浓溶液热交换器、气液换热器、雾化喷嘴、送风口组成。其作用是利用溶液对空气进行除湿已达到除湿的效果。溶液再生系统由稀溶液泵、溶液再生器。其作用是使得溶液重新恢复吸湿能力。涡流管制冷系统包括高压气源、第二控制阀、涡流管制冷箱。其作用在于为溶液再生提供热量使得除湿溶液浓缩再生；同时可以冷却除湿溶液以提高除湿效果。上述技术方案中，用到了涡流管，但上述专利与本专利的技术方案完全不同，所解决的技术也完全不同。

涡流管制冷器已经在现代工业中广泛应用，实验表明，干燥的700kPa,25℃压缩空气经涡流管分离，冷气流的温度最低可达-45℃，热气流最高温度可达+110℃。可以根据实际应用需要，通过调节气流量及制冷系数，可得到不同温度的冷气流与热气流，以满足不同用户的需求。

在大中型石油石化生产装置中，需要进行制冷的室外控制机柜少则几个，多则几十个。目前涡流管机柜制冷器应用分散，集成度低，在很多应用场合是一个机柜安装一个涡流管制冷器，压缩空气使用量大，间接造成用电量大，甚至空气压缩装置超负荷，维修成本增加；且目前用于制冷的涡流管均为手动控制，易受压缩空气压力波动的影响，造成气流温度不稳定，气流温度过高或过低都会对机柜、恒温室等的工作产生影响；同时涡流管热端产生的热气流未充分加以利用，造成了能源浪费。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能降低压缩空气总体消耗量，提高小型涡流管冷量及热量的利用率，从而提升其节能水平的智能双涡流管制冷制热系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

智能双涡流管制冷制热系统，它主要由流量调节阀、主涡流管、辅涡流管、进气阀、主制冷系数控制阀、辅制冷系数控制阀、热气流温度传感器、冷气流温度传感器和控制器构成，所述主涡流管和辅涡流管并联安装，所述主涡流管和辅涡流管中，其各自的压缩空气输入端连接同一条进气管路，其各自的热气流输出端连接同一条热气管路，其各自的冷气流输出端连接同一条冷气管路，所述流量调节阀设在所述进气管路上，所述进气阀设在辅涡流管中的压缩空气输入端，主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀分别设在主涡流管和辅涡流管的热气流输出端，热气流温度传感器和冷气流温度传感器分别设在热气管路和冷气管路上；热气流温度传感器和冷气流温度传感器将温度信息传送给控制器，控制器依据温度信息分别通过主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀对冷气流与热气流的流量比进行调节控制；所述流量调节阀将其流量开度数据传送给控制器，当流量开度数据值小于或等于设定的流量开度阈值时，控制器将进气阀关闭，辅涡流管停止工作，当流量开度数据值大于设定的流量开度阈值时，控制器将进气阀打开，并对辅制冷系数控制阀进行调节，辅涡流管开始工作。

所述进气管路上设有压缩空气过滤器。压缩空气过滤器，用以过滤压缩空气中的液滴或颗粒杂质，防止液滴或颗粒对该系统工作性能及安全产生影响。

所述热气管路的热气输出端连接有热气流分配器，所述热气流分配器通过多个分支热气流管路给多个热气用户端提供热气流，每个热气用户端都设有温度传感器，每个分支热气流管路上都设有温控阀，所述控制器接收温度传感器传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀进行调节控制，实现对每个热气用户端的温度进行自动调节。

所述冷气管路的冷气输出端连接有冷气流分配器，所述冷气流分配器通过多个分支冷气流管路给多个冷气用户端提供冷气流，每个冷气用户端都设有温度传感器，每个分支冷气流管路上都设有温控阀，所述控制器接收温度传感器传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀进行调节控制，实现对每个冷气用户端的温度进行自动调节。

所述控制器根据冷气用户端或热气用户端的温度数据，通过主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀对冷气流与热气流的流量比进行调节控制，同时对流量调节阀的流量开度进行调节控制，以使冷气流与热气流均能刚好满足各用户点需求，充分利用压缩空气，减少能量浪费。

所述流量开度阈值为40%，当流量调节阀开到最大值时，开度值为100%，当将流量调节阀关闭时，开度值为0。流量调节阀的流量开度对于本发明系统，流量调节阀的流量开度等于40%时，主涡流管即达到了其最大工作负荷，如果流量调节阀的流量开度大于40%时，主涡流管就会超负荷，此时，就要启动辅涡流管，来减轻主涡流管的工作负荷。

本发明的有益效果：由于采用上述的结构形式，本发明充分利用涡流管制冷、制热兼备，且制冷量与制热量相同的特性，通过控制系统实现涡流管制冷及制热气流温度的精确控制，并通过自动气流分配器实现冷、热气流的自动控制，实现了多元化应用和高度的集成，具有“一机多用”，降低压缩空气总体消耗量，提高小型涡流管冷量及热量的利用率，提升其节能水平等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、流量调节阀；2、主涡流管；3、辅涡流管；4、进气阀；5、主制冷系数控制阀；6、辅制冷系数控制阀；7、热气流温度传感器；8、冷气流温度传感器；9、控制器；10、进气管路；11、热气管路；12、冷气管路；13、压缩空气过滤器；14、热气流分配器；15、分支热气流管路；16、热气用户端；17、温度传感器；18、温控阀；19、冷气流分配器；20、分支冷气流管路；21、冷气用户端；22、温度传感器；23、温控阀。

具体实施方式

如图1所示，智能双涡流管制冷制热系统，它主要由流量调节阀1、主涡流管2、辅涡流管3、进气阀4、主制冷系数控制阀5、辅制冷系数控制阀6、热气流温度传感器7、冷气流温度传感器8和控制器9构成，所述主涡流管2和辅涡流管3并联安装，所述主涡流管2和辅涡流管3中，其各自的压缩空气输入端连接同一条进气管路10，其各自的热气流输出端连接同一条热气管路11，其各自的冷气流输出端连接同一条冷气管路12，所述流量调节阀1设在所述进气管路10上，所述进气阀4设在辅涡流管3中的压缩空气输入端，主制冷系数控制阀5和辅制冷系数控制阀6分别设在主涡流管2和辅涡流管3的热气流输出端，热气流温度传感器7和冷气流温度传感器8分别设在热气管路11和冷气管路12上；热气流温度传感器7和冷气流温度传感器8将温度信息传送给控制器9，控制器9依据温度信息分别通过主制冷系数控制阀5和辅制冷系数控制阀6对冷气流与热气流的流量比进行调节控制；所述流量调节阀1将其流量开度数据传送给控制器9，当流量开度数据值小于或等于设定的流量开度阈值时，控制器9将进气阀4关闭，辅涡流管3停止工作，当流量开度数据值大于设定的流量开度阈值时，控制器9将进气阀4打开，并对辅制冷系数控制阀6进行调节，辅涡流管3开始工作。对于本发明系统的具体实施方案，所述流量开度阈值为40%，流量调节阀的流量开度等于40%时，主涡流管2即达到了其最大工作负荷，如果流量调节阀1的流量开度大于40%时，主涡流管2就会超负荷，此时，就要启动辅涡流管3，来减轻主涡流管的工作负荷。

所述进气管路10上设有压缩空气过滤器13。压缩空气过滤器13，用以过滤压缩空气中的液滴或颗粒杂质，防止液滴或颗粒对该系统工作性能及安全产生影响。

热气管路11的热气输出端连接有热气流分配器14，所述热气流分配器14通过多个分支热气流管路15给多个热气用户端16提供热气流，每个热气用户端都设有温度传感器17，每个分支热气流管路15上都设有温控阀18，所述控制器9接收温度传感器17传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀18进行调节控制，实现对每个热气用户端16的温度进行自动调节。在本发明中，热气用户端16可以是将收集起来的热气流通过热气流分配器应用于设备/仪表管防结蜡伴热的设备，也可以是应用于润滑油恒温的设备，还可以是应用于化验室实验恒温槽。

冷气管路12的冷气输出端连接有冷气流分配器19，所述冷气流分配器19通过多个分支冷气流管路20给多个冷气用户端21提供冷气流，每个冷气用户端21都设有温度传感器22，每个分支冷气流管路20上都设有温控阀23，所述控制器9接收温度传感器22传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀23进行调节控制，实现对每个冷气用户端21的温度进行自动调节。

本发明还进行联动控制的方式，所述控制器9根据冷气用户端21或热气用户端16的温度数据，通过主制冷系数控制阀5和辅制冷系数控制阀6对冷气流与热气流的流量比进行调节控制，同时对流量调节阀1的流量开度进行调节控制，以使冷气流与热气流均能刚好满足各用户点需求，充分利用压缩空气，减少能量浪费。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：它主要由流量调节阀、主涡流管、辅涡流管、进气阀、主制冷系数控制阀、辅制冷系数控制阀、热气流温度传感器、冷气流温度传感器和控制器构成，所述主涡流管和辅涡流管并联安装，所述主涡流管和辅涡流管中，其各自的压缩空气输入端连接同一条进气管路，其各自的热气流输出端连接同一条热气管路，其各自的冷气流输出端连接同一条冷气管路，所述流量调节阀设在所述进气管路上，所述进气阀设在辅涡流管中的压缩空气输入端，主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀分别设在主涡流管和辅涡流管的热气流输出端，热气流温度传感器和冷气流温度传感器分别设在热气管路和冷气管路上；热气流温度传感器和冷气流温度传感器将温度信息传送给控制器，控制器依据温度信息分别通过主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀对冷气流与热气流的流量比进行调节控制；所述流量调节阀将其流量开度数据传送给控制器，当流量开度数据值小于或等于设定的流量开度阈值时，控制器将进气阀关闭，辅涡流管停止工作，当流量开度数据值大于设定的流量开度阈值时，控制器将进气阀打开，并对辅制冷系数控制阀进行调节，辅涡流管开始工作。

2.根据权利要求1所述的智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：所述流量开度阈值为40%。

3.根据权利要求1所述的智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：所述进气管路上设有压缩空气过滤器。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：所述热气管路的热气输出端连接有热气流分配器，所述热气流分配器通过多个分支热气流管路给多个热气用户端提供热气流，每个热气用户端都设有温度传感器，每个分支热气流管路上都设有温控阀，所述控制器接收温度传感器传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀进行调节控制。

5.根据权利要求4所述的智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：所述冷气管路的冷气输出端连接有冷气流分配器，所述冷气流分配器通过多个分支冷气流管路给多个冷气用户端提供冷气流，每个冷气用户端都设有温度传感器，每个分支冷气流管路上都设有温控阀，所述控制器接收温度传感器传送过来的温度数据，并依据温度数据对温控阀进行调节控制。

6.根据权利要求5所述的智能双涡流管制冷制热系统，其特征在于：所述控制器根据冷气用户端或热气用户端的温度数据，通过主制冷系数控制阀和辅制冷系数控制阀对冷气流与热气流的流量比进行调节控制，同时对流量调节阀的流量开度进行调节控制。