CN104315767A - 储液罐及具有该储液罐的二氧化碳系统 - Google Patents

Abstract

一种用于存储冷媒的储液罐及具有该储液罐的二氧化碳系统，包括具有储液腔的储液罐本体，所述的储液罐本体的罐壁上具有储液罐进液管与储液罐出液管，所述的储液罐还包括用于给储液腔内的冷媒降温的蒸发盘管，所述的蒸发盘管位于所述的储液腔内并设置于所述的储液罐本体上。本发明的低温级系统内具有存储二氧化碳冷媒的储液罐本体，当储液罐本体内的二氧化碳冷媒随着温度升高时内部压力也升高，备用冷却系统直接对储液罐本体内的二氧化碳冷媒降温，有效防止长时间停机后低温级系统内压力过高，本发明结构简单，并确保机组安全可靠运行。

Description

储液罐及具有该储液罐的二氧化碳系统

技术领域

本发明涉及一种制冷或制热领域中的储液罐及具有该储液罐的制冷或制热二氧化碳系统。

背景技术

现有技术中, 商用复叠冷冻机组在食品冷冻保鲜、农副产品的生产和加工等方面有着重要的作用，现阶段大型超市、冷冻物流等行业都需要使用低温、超低温甚至更低温度冷库。二氧化碳系统，包括高温级系统、与高温级系统进行热交换的低温级系统。目前低温冷冻库常使用低温制冷剂的单级压缩制冷系统或两种氟利昂类制冷剂复叠系统(如R404a/R134a)；而对于超低温冷库(如-40℃)，由于氟利昂类制冷剂的特性，低温工况下制冷性能差，不适用于超低温冷库。

作为一种天然冷媒，具有其他氟利昂制冷剂无可比拟的优势：环保经济，无毒，安全稳定，换热系数大，导热系数高，具有显著的节能环保优势，且低温性能良好，非常适用于超低温制冷系统。但是，二氧化碳作为制冷剂，临界温度为31.1℃，临界压力7.3MPa，常温下为气态，在环境温度20℃时其饱和压力也达到5.6MPa左右，是普通氟利昂制冷剂压力的几倍。而如果高温级系统与低温级系统长时间停机，会导致二氧化碳系统内压力过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种储液罐。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于存储冷媒的储液罐，包括具有储液腔的储液罐本体, 所述的储液罐本体的罐壁上具有储液罐进液管与储液罐出液管，所述的储液罐还包括用于给储液腔内的冷媒降温的蒸发盘管，所述的蒸发盘管位于所述的储液腔内并设置于所述的储液罐本体上。

在某些实施方式中，所述的蒸发盘管具有多组，并且相互并联地连接设置于所述的储液罐本体上。

在某些进一步实施方式中，每组所述的蒸发盘管具有蒸发盘管出口、蒸发盘管进口，所述的蒸发盘管出口、蒸发盘管进口上分别设置有截止阀，每个所述的截止阀位于所述的储液腔外并且独立控制启动与关闭。

在某些进一步实施方式中，每组所述蒸发盘管通过支撑件定位在所述的储液腔内，并且每组所述的蒸发盘管分别通过盘管进接口与盘管出接口安装在所述的罐壁上，所述的盘管出接口与所述的盘管进接口分别与所述的罐壁之间通过密封衬套密封设置。

在某些进一步实施方式中，多组所述的蒸发盘管沿着所述的储液罐本体的纵向并排分布在所述的储液腔内。

在某些实施方式中，所述的储液罐本体上设置有安全阀。

本发明要解决的技术问题是提供一种二氧化碳系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种二氧化碳系统,包含有以一任意一项技术方案的储液罐，其包括二氧化碳循环系统，所述的储液罐连接在所述的二氧化碳循环系统中，还包括备用冷却系统，所述的蒸发盘管连接在所述的备用冷却系统中，所述的备用冷却系统用于将所述的储液腔的二氧化碳降温从而控制所述的二氧化碳循环系统内部的压力。

在某些实施方式中，所述的备用冷却系统包括相连接构成一个循环的备用压缩机、备用风冷冷凝器、毛细管、所述的蒸发盘管、备用气液分离器。

在某些实施方式中，所述的二氧化碳系统还包括程序控制器，所述的二氧化碳循环系统上设置有用于检测所述的二氧化碳循环系统内压力状况的压力传感器，所述的压力传感器与所述备用冷却系统分别与所述的程序控制器相连接。

在某些实施方式中，所述的二氧化碳系统还包括太阳能板与/或UPS备用电源，使得所述的备用冷却系统得电运作。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的低温级系统内具有存储二氧化碳冷媒的储液罐本体，当储液罐本体内的二氧化碳冷媒随着温度升高时内部压力也升高，备用冷却系统直接对储液罐本体内的二氧化碳冷媒降温，有效防止长时间停机后低温级系统内压力过高，本发明结构简单，并确保机组安全可靠运行。

附图说明

附图1为二氧化碳系统的原理简图;

附图2为储液罐的结构示意图；

其中：1、高温级压缩机；2、高温级油分离器；3、高温级风冷冷凝器；4、高温级储液器；5、高温级过滤器；6、高温级膨胀阀；7、蒸发冷凝器；8、高温级气液分离器；9、低温级压缩机；10、低温级油分离器；11、储液罐本体；12、安全阀；13、低温级过滤器；14、回热器；15、低温级膨胀阀；16、低温级冷风机；17、备用压缩机；18、备用风冷冷凝器；19、毛细管；20、蒸发盘管；21、备用气液分离器；22、罐壁；23、支撑件；24、盘管出接口；25、盘管进接口；26、密封衬套；27、储液罐进液管；28、储液罐出液管;29、视液镜；30、储液控；e1、蒸发盘管出口；e2、蒸发盘管进口。

具体实施方式

如附图2所示，一种用于存储冷媒的储液罐，包括具有储液腔30的储液罐本体11,储液罐本体11的罐壁22上具有储液罐进液管27与储液罐出液管28。

储液罐还包括用于给储液腔30内的冷媒降温的蒸发盘管20，蒸发盘管20位于储液腔30内并设置于储液罐本体11上。

蒸发盘管20具有多组，并且相互并联地连接设置于储液罐本体11上。多组蒸发盘管20沿着储液罐本体11的纵向并排分布在储液腔30内。每组蒸发盘管20具有蒸发盘管出口e1、蒸发盘管进口e2，蒸发盘管出口e1、蒸发盘管进口e2上分别设置有截止阀，每个截止阀位于储液腔30外并且独立控制启动与关闭。每组所述蒸发盘管20通过支撑件23定位在储液腔30内，并且每组蒸发盘管20分别通过盘管进接口25与盘管出接口24安装在储液罐本体11的罐壁22上，盘管出接口24与盘管进接口25分别与罐壁22之间通过密封衬套26密封设置。

储液罐本体11上设置有安全阀12。储液罐本体11上还设置有用于观察储液腔30内冷媒的视液镜29。

实施例一，如附图1所示：一种二氧化碳系统，用于制冷，包括高温级系统、与高温级系统进行热交换的二氧化碳循环系统，即低温级系统，储液罐连接在二氧化碳循环系统中。

高温级系统包括相连接构成一个循环回路的高温级压缩机1、高温级油分离器2、高温级风冷冷凝器3、高温级储液器4、高温级过滤器5、高温级膨胀阀6、蒸发冷凝器7、高温级气液分离器8。

二氧化碳循环系统，即低温级系统，使用的冷媒为二氧化碳，二氧化碳循环系统包括用于存储冷媒的储液罐本体11，二氧化碳循环系统包括相连接构成一个循环回路的低温级压缩机9、低温级油分离器10、蒸发冷凝器7、储液罐本体11、低温级过滤器13、回热器14、低温级膨胀阀15、低温级冷风机16。储液罐本体11上设置有安全阀12，当二氧化碳循环系统内部压力过高时，打开安全阀12用于紧急泄压。

还包括备用冷却系统，蒸发盘管20连接在备用冷却系统中，备用冷却系统用于将储液腔30的二氧化碳降温从而控制二氧化碳循环系统内部的压力。

如附图1所示，备用冷却系统包括直接用于冷却储液罐本体11内冷媒的蒸发盘管20，蒸发盘管20设置于储液罐本体11内。所述蒸发盘管20采用加厚紫铜管盘绕而成。备用冷却系统包括相连接构成一个循环的备用压缩机17、备用风冷冷凝器18、毛细管19、蒸发盘管20、备用气液分离器21。蒸发盘管20内充注制冷剂，如R134a。

如附图2所示，蒸发盘管20具有多组，并且相互并联地连接设置于储液罐本体11内。可以减小因管路过长带来的压损，提高机组的运行性能。每组蒸发盘管20具有蒸发盘管出口e1、蒸发盘管进口e2，蒸发盘管出口e1、蒸发盘管进口e2上分别设置有截止阀，每个截止阀均独立控制启动与关闭。能够根据系统实际运行工况独立控制各组蒸发盘管20上的截止阀，关闭或开启各相应的蒸发盘管20，提升机组正常工作。当发现一组蒸发盘管20过小，可以打开第二组，甚至第三组，确保备用冷却系统安全可靠运行。

所述蒸发盘管20通过支撑件23固定在储液罐本体11内，每组蒸发盘管20具有盘管进接口25与盘管出接口24，盘管进接口25与盘管出接口24分别安装在储液罐本体11的罐壁22上，盘管出接口24与盘管进接口25分别与储液罐本体11的罐壁22之间通过密封衬套26密封设置。

二氧化碳系统还包括程序控制器，程序控制器能够用于分别控制高温级系统与二氧化碳循环系统启动与关闭。二氧化碳循环系统上设置有用于检测二氧化碳循环系统内冷媒压力状况的压力传感器，压力传感器与所述备用冷却系统分别与程序控制器相连接。压力传感器检测到二氧化碳循环系统内二氧化碳冷媒的压力状况，控制备用冷却系统的启动，通过蒸发盘管20给二氧化碳冷媒降温，确保二氧化碳系统内部压力保持在可控范围内，防止机组长时间停机时压力过高，降低机组的可靠性与安全性。

二氧化碳系统开机时，高温级系统、二氧化碳循环系统以及备用冷却系统分别独立运行。程序控制器检测到开机指令时，控制高温级系统、二氧化碳循环系统依次开启，待被冷却空间达到用户设定要求时，程序控制器控制二氧化碳循环系统和高温级系统依次关闭。但是若二氧化碳系统长时间停机时，由于二氧化碳循环系统内充注二氧化碳制冷剂，系统内部不断吸收外界环境热量，温度越来越高，压力随之升高，当系统内部压力达到系统设计压力时，就存在安全隐患，为此，配备了备用冷却系统。当检测到二氧化碳循环系统内部压力达到某一值时，程序控制器开启备用冷却系统，使储液罐内的二氧化碳降温降压，二氧化碳循环系统降温降压，直到内部压力低于某一值时控制关闭备用冷却系统。

二氧化碳系统还包括太阳能板与/或UPS备用电源，使得备用冷却系统得电运作。由于停机时就要不断检测二氧化碳循环系统内部压力，这就需要备用冷却系统确保一直通电。为此，可以使用太阳能板和UPS备用电源，当检测到备用冷却系统断电后，及时切至太阳能板供电，若碰到阴雨天气或冬季阳光不足时，太阳能供电不及时，自动切换至UPS备用电源供电，多重保护，可以进一步提升机组的安全性能。

实施例二，无图示，用于制热，即二氧化碳循环系统就是高温级系统，从而没有低温级系统，而储液罐直接连接在高温级系统内，备用冷却系统用于将二氧化碳循环系统内的二氧化碳冷媒进行降温。同样是当检测到二氧化碳循环系统内部压力达到某一值时，程序控制器开启备用冷却系统，使储液罐内的二氧化碳降温降压，使二氧化碳循环系统降温降压，直到内部压力低于某一值时控制关闭备用冷却系统。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (10)

1.一种用于存储冷媒的储液罐，包括具有储液腔（30）的储液罐本体（11）, 所述的储液罐本体（11）的罐壁（22）上具有储液罐进液管（27）与储液罐出液管（28），其特征在于：所述的储液罐还包括用于给储液腔（30）内的冷媒降温的蒸发盘管（20），所述的蒸发盘管（20）位于所述的储液腔（30）内并设置于所述的储液罐本体（11）上。

2.根据权利要求1所述的储液罐，其特征在于：所述的蒸发盘管（20）具有多组，并且相互并联地连接设置于所述的储液罐本体（11）上。

3.根据权利要求2所述的储液罐，其特征在于：每组所述的蒸发盘管（20）具有蒸发盘管出口（e1）、蒸发盘管进口（e2），所述的蒸发盘管出口（e1）、蒸发盘管进口（e2）上分别设置有截止阀，每个所述的截止阀位于所述的储液腔（30）外并且独立控制启动与关闭。

4.根据权利要求2所述的二氧化碳系统，其特征在于：每组所述蒸发盘管（20）通过支撑件（23）定位在所述的储液腔（30）内，并且每组所述的蒸发盘管（20）分别通过盘管进接口（25）与盘管出接口（24）安装在所述的罐壁（22）上，所述的盘管出接口（24）与所述的盘管进接口（25）分别与所述的罐壁（22）之间通过密封衬套（26）密封设置。

5.根据权利要求2所述的储液罐，其特征在于：多组所述的蒸发盘管（20）沿着所述的储液罐本体（11）的纵向并排分布在所述的储液腔（30）内。

6.根据权利要求1所述的储液罐，其特征在于：所述的储液罐本体（11）上设置有安全阀（12）。

7.一种包含有权利要求1-6中任意一项所述的储液罐的二氧化碳系统，包括二氧化碳循环系统，所述的储液罐连接在所述的二氧化碳循环系统中，其特征在于：还包括备用冷却系统，所述的蒸发盘管（20）连接在所述的备用冷却系统中，所述的备用冷却系统用于将所述的储液腔（30）的二氧化碳降温从而控制所述的二氧化碳循环系统内部的压力。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳系统，其特征在于：所述的备用冷却系统包括相连接构成一个循环的备用压缩机（17）、备用风冷冷凝器（18）、毛细管（19）、所述的蒸发盘管（20）、备用气液分离器（21）。

9.根据权利要求7所述的二氧化碳系统，其特征在于：所述的二氧化碳系统还包括程序控制器，所述的二氧化碳循环系统上设置有用于检测所述的二氧化碳循环系统内压力状况的压力传感器，所述的压力传感器与所述备用冷却系统分别与所述的程序控制器相连接。

10.根据权利要求7所述的二氧化碳系统，其特征在于：所述的二氧化碳系统还包括太阳能板与/或UPS备用电源，使得所述的备用冷却系统得电运作。