CN104654713A - 一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置 - Google Patents

一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,冷库包括库温为0~5℃中温冷库和库温为-5~-15℃低温冷库。制冷装置包括三个子系统,分别为制冷循环系统、溶液循环系统和空气循环系统,主要设备为制冷压缩机、冷凝器、溶液冷凝器、储液器、溶液冷却器、冷风机(A、B)、除湿器(A、B),再生器、溶液储液器(浓、稀)、气液分离器、溶液泵(浓、稀)等组成。溶液冷凝器提供溶液再生所需热,溶液冷却器提供除湿溶液冷却,除湿器A对低温冷库循环空气除湿降低进入冷风机B的湿度,除湿器B对中温库循环空气除湿降低进入冷风机A的湿度,避免了冷风机(A、B)盘管表面结霜结冰。本发明将溶液除湿技术用于冷库冷风机入口的循环空气除湿,降低空气露点,能够彻底解决冷库冷却管表面结冰结霜,对于冷库库温稳定运行及冷库节能具有重大意义。

Description

一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置
技术领域
[0001] 本发明涉及冷库制冷技术领域,具体涉及一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置。
背景技术
[0002] 中小型冷库广泛应用于陆上小型冷库、船舶伙食冷库或沿海及内河小型冷藏运输船及渔业冷藏船。主要用于牛、猪、禽类肉及其他农副产品冷藏冷冻贮存,根据冷库要保持温度不一样,有高温库库温一般保持5〜+10°C,用于贮藏粮食等、中温库库温一般保持O〜-5°C,用于贮存蔬菜、水果或乳制品等;低温库库温一般保持-5〜-15°c,用于贮藏鱼、禽肉质等。
[0003] 对于中小型冷库制冷系统,一般采用氟利昂制冷剂,系统主要设备包括压缩机、冷凝器、贮液器、过滤干燥器、膨胀阀、冷却盘管及温度和压力控制器组成,冷却盘管分为直接冷却和间接冷却,不论是直接冷却还是间接冷却,也不论是自然冷却还是吹风冷却,由于冷却器表面温度低于当地空气的露点温度,甚至大多数情况下,冷却器表面温度在o°c以下,所以当空气流过冷却器表面温度时就会析出凝结水使冷却器表面结霜,特别是冷藏水果、蔬菜时,由于库内空气含湿量大,又需要补充一定量的室外空气,结霜更为严重,冷却器表面结霜后,由于冰霜导热系数很差,增加了冷却器表面的热阻,蒸发盘管霜层存在使冷气机传热恶化,蒸发温度降低,制冷效率降低。
[0004] 但一直以来其低温冷冻间结霜结冰问题一直是制冷界的难题,现实中冷库除霜主要方法有喷水除霜、电气除霜、热气除霜和机械除霜。每种方法都是在结霜一定厚度后再进行除霜,造成冷却盘管与库房空气传热系统减小,同时除霜过程冷库温度升高,造成冷量浪费,有时还发生意外事故。温东强等在CN200710143693专利中介绍了一种利用冷库冲霜水冷能方案,鲁墨森等在CN200810238083中介绍一种控制方法防止冷风机表面结霜厚度超过设定值,具体是测定冷库温度控制冷风机运转,测定霜表面温度控制制冷机运转。鲁墨森等在CN200710116054专利中介绍一种将蒸发盘管放置于库外无霜冷库,通过蒸发盘管冷却盐溶液,然后再向冷库内喷淋载冷剂使库内保持高湿度和低温度。虽然该方法能够避免库内结霜问题,但是因为喷头直接向库内喷淋,造成库内到处湿漉漉的,同时堆房货物时冷却不均性严重,况且喷淋盐溶液不利于人员走动。因此该技术很难推广。
[0005] 现有冷库结霜症结在于低温冷却盘管直接与库内空气直接接触,并且空气湿度过大所致,因此库内空气除湿成为解决盘管结霜的关键,除湿技术有冷凝除湿、固体吸附除湿和溶液除湿;冷凝除湿就是现有冷库除湿冷却方式,近年来固体吸附除湿和冷凝除湿已经开始有用于冬季热泵运行室外换热器专利公开了,如公开专利CN201410156239中介绍了一种利用盐溶液对冬季室外低温空气除湿后,然后再吸入室外换热器被制冷系统作为低温热源,防止室外换热器在冬季低温时的结霜。CN201410156533介绍了一种固体吸附剂对冬季室外低温空气除湿后,温度升高,湿度降低后,再与热泵室外换热器换热,避免了冬季低温室外换热器管表面结霜;本专利基于溶液除湿技术复合冷风机冷却技术,解决传统冷风机冷却过程结霜结冰。
发明内容
[0006] 发明目的:针对现有冷库除霜方法不足及结霜对制冷系统运行影响,本专利提出利用溶液除湿技术复合冷风机冷却技术解决冷库除霜新思路,有效解决了冷却盘管结霜问题。有效解决了冷却盘管结霜问题。
[0007] 技术方案:针对现有技术存在的问题,本发明所要解决的技术问题是在冷却盘管对空气冷却时表面不发生结冰结霜物理现象。为此本发明所提供的技术方案:其步骤是①首先对吸入冷库空气进行除湿,使其湿度降低,温度略有升高,除湿后空气露点低于冷却盘管表面温度。②让除湿后干空气吹过冷却盘管,大幅度降温后送入库内。③对于中温冷库换气采用溶液全热换热器换气,减少制冷系统负荷,达到换气又节能目的。
[0008] 技术方案所对应的空气处理方式是图1、2所示,图1是中温库空气处理过程;图1中虚线时传统的空气处理过程,实线时本发明空气处理过程。W是室外空气状态点,N是库内空气状态点,L是出冷却盘管的空气状态点,O所示室外空气与盘管处理混合点,N — L是通常空气在盘管冷却过程,W — U是中温库内外空气通风换气过程。N — H是在除湿器内的除湿过程,H — L是在空气经过冷气器的等湿度冷却过程。同样的,低温冷库的空气处理过程如图2所示,图2中N — O是传统空气处理工程,这时冷盘管表面发生结冰结霜。改进处理过程是N — L — 0,首先经过除湿器除湿过程N — L,然后再进过冷却器冷却过程L — O。
[0009] 为实现上述目的,本发明提供一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置。包括制冷循环系统,溶液除湿系统、中温空气循环系统和低温空气循环系统。
[0010] 所述制冷循环系统包括由制冷剂管路连接的单级压缩机、冷凝器、溶液冷凝器、制冷剂储液器、气液分离器、溶液冷却器、热力膨胀节流阀(A和B)、减压阀(A和B)冷风机A、冷风机B。储液器进口管路连接溶液冷凝器和冷凝器出口,冷凝器是连接制冷系统和冷却塔共同设备;制冷剂储液器出口管路分为三个支路,一支连接溶液冷却器,一支连接冷风机A,第三支路连接冷风机B。气液分离器出口分为两个支路,一支连接冷风机B进口,一支连接减压阀。
[0011] 所述溶液除湿系统包括由溶液管路连接的除湿器A、除湿器B、稀溶液储液器、稀溶液泵、溶液冷凝器、溶液再生器、浓溶液储液器、浓溶液泵。所述溶液冷凝器是制冷循环系统与溶液除湿系统的连接的共同设备。所述除湿器A进风口连接低温库出库风管,出风口连接冷风机A进风口 ;所述除湿器B进风口连接中温库库风管出口,出风口连接冷风机B进风口。
[0012] 所述低温库空气循环系统包括由风管连接的低温冷库、除湿器A、冷风机A。
[0013] 所述中温库空气循环系统包括由风管连接的中温冷库、溶液全热交换器、除湿器B、冷风机B。所述全热交换器是为中温库蔬菜、水果及人员呼吸换气。所述的溶液全热换热器结构是如图4所示单元的组合,连接有四个风管,两根与库内连接,两根与室外连接。实现中温库换气同时回收排除空气中的冷量和将室外空气水分置换掉。
[0014] 本发明装置优势:①与现有中小型冷库相比,本装置避免了冷风机冷却盘管表面结霜,冷库运行制冷系数更高,冷库温度波动性更小,卫生条件更好。②与现有中小型冷库相比,本装置冷却塔负担冷凝负荷更小,冷凝热很大一部分用于溶液除湿。③与现有中小型冷库相比,中温冷库换气冷能得到回收利用且溶液对库内空气有净化除菌作用,有利于食品保鲜。
附图说明
[0015] 图1是中温库空气处理过程示意图;
图2为低温冷库的空气处理过程示意图;
图3为本发明的结构框图;
图4为溶液全热换热器的结构示意图;
具体实施方式
[0016] 下面结合附图3对本发明做具体详细解释。
图中标注示意:1压缩机,2溶液冷凝器,3制冷储液器,4膨胀阀A,5溶液冷却器,6膨胀阀B,7冷风机B,8除湿器A,9冷风机A,10除湿器B,11再生器,12溶液泵A,13浓溶液储液器,14溶液泵B,15减压阀A,16减压阀B,17溶液全热换热器,18稀溶液储液器,19气液分离器,20膨胀阀C,21冷风机间,22冷凝器。
[0017] 该冷库装置包括三个循环:包括单级制冷循环系统,溶液除湿系统、中温空气循环系统和低温空气循环系统。
[0018] 制冷循环系统包括由制冷剂管路连接的压缩机(I)、冷凝器(22)、溶液冷凝器
(2)、制冷剂储液器(3)、气液分离器(19)、溶液冷却器(5)、膨胀节流阀A (20)、膨胀节流阀B (6)、减压阀A (15)、减压阀B (16)、冷风机A (9)、冷风机B (7)。储液器(3)进口管路连接溶液冷凝器(2)和冷凝器(22)出口,冷凝器22是连接制冷系统和冷却塔共同设备;储液器(3)出口管路分为三个支路,一支连接溶液冷却器(5),一支连接冷风机A (9),第三支路连接冷风机B (7)。气液分离器(19)出口分为两个支路,一支连接冷风机B (7)进口,一支连接减压阀A (15)。
[0019] 所述溶液除湿系统包括由溶液管路连接的除湿器A(S)、除湿器B(1)、稀溶液储液器(18)、稀溶液泵(12)、溶液冷凝器(5)、溶液再生器(11)、浓溶液储液器(13)、浓溶液泵
(14)。所述溶液冷凝器(5)是制冷循环系统与溶液除湿系统的连接的共同设备。所述除湿器A(S)进风口连接低温库出库风管,出风口连接冷风机A(9)进风口 ;所述除湿器B(1)进风口连接中温库库风管出口,出风口连接冷风机B (7)进风口。
[0020] 所述低温库空气循环系统包括由风管连接的低温冷库、除湿器A (8)、冷风机A
(9)。
[0021] 所述中温库空气循环系统包括由风管连接的中温冷库、溶液全热交换器(17)、除湿器B (10)、冷风机B (7)。所述溶液全热交换器(17)是为中温库蔬菜、水果及人员呼吸换气。
[0022] 运行方式
制冷系统运行:压缩机将从冷风机A (9)、冷风机B (7)和溶液冷却器出来低压低温制冷剂吸入压缩机,将其压缩成为高温高压过热气体,然后分为两支,一支进入冷凝器(22)被冷却塔冷水冷却,另一支流入溶液冷凝器被稀溶液冷却,两支会合流入制冷剂储液器(3)中,之后分为三个分支,其中之一经过膨胀阀A (4)节流后流入溶液冷却器(5),在其中蒸发冷却使浓溶液冷却降温。之后进入气液分离器(19),然后又分为两支,其中一路经过减压阀A (19)后与从冷风机B (7)、冷风机A (9)之路会后后被吸入压缩机(I)。制冷剂经过储液器(3)后的另一个分支是流入冷风机B (7)之路,期间还要与从气液分离器(19)液态之路汇合,该之路为冷风机A提供冷量,冷风用于冷却中温+2°C冷库蔬菜、水果释放热量。储液器后的第三个制冷剂之路是流入冷风机A (9)之路,为冷风机A (9)提供冷量,冷风用于冷却低温_12°C冷库蔬肉、鱼释放热量。
[0023] 空气处理:空气循环包括中温库和低温库的空气处理循环。
[0024] 系统运行时,首先启动冷却塔设备,冷库送风设备,溶液泵设备,然后启动压缩机,在制冷系统正常运行时,溶液循环系统也同时运行,溶液是这样循环的,首先溶液从浓溶液储液器(13)被溶液泵B (14)泵入溶液冷却器(5)冷却,然后进入除湿器A (8)、除湿器B
(10),在其中吸收空气水分后,流入稀溶液储液器(18),之后被溶液泵A (12)泵入冷凝器被加热后,进入除湿器(11 ),溶液浓度由稀变浓,之后进入浓溶液除湿器(13)。
[0025] 中温库空气是这样循环处理的,首先换气空气与室内空气经过溶液全热交换器
(17)后,得以降低温度和湿度,然后与室内循环空气合并,之后经过除湿器A (10)后,空气温度略有升高,湿度对应露点温度降低到冷风机B (7)换热管表面温度,然后经过冷风机A
(9)降温后被送入中温库房,用于吸收库内热量。
[0026] 低温库空气是这样循环的,首先循环空气经过除湿器B (8)后,空气温度略有升高,湿度对应露点温度降低到冷风机A (9)换热管表面温度,然后经过冷风机A (9)降温后被送入低温库房,用于吸收库内热量。
[0027] 以上显示和描述了本发明的基本原理、只要特征和优点。在不脱离本发明和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要保护的范围。本发明要求保护由所附的权利要求及其等同物界定。

Claims (11)

1.一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,所提供的技术方案:其步骤是①首先对吸入冷库空气进行除湿,使其湿度降低,温度略有升高,除湿后空气露点低于冷却盘管表面温度。②让除湿后干空气吹过冷却盘管,大幅度降温后送入库内。③对于中温冷库换气采用溶液全热换热器换气,减少制冷系统负荷,达到换气又节能目的。
2.根据如权利要求1所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,其特征在于包括制冷循环系统,溶液除湿系统、中温空气循环系统和低温空气循环系统。
3.根据权利要求2所述的一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,制冷循环系统包括由制冷剂管路连接的单级压缩机、冷凝器、溶液冷凝器、制冷剂储液器、气液分离器、溶液冷却器、热力膨胀节流阀(A和B)、减压阀(A和B)冷风机A、冷风机B。
4.根据权利要求3所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,制冷剂储液器其特征在于进口管路连接溶液冷凝器和冷凝器出口,冷凝器是连接制冷系统和冷却塔共同设备。
5.根据权利要求3所述的一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,制冷剂储液器其特征在于出口管路分为三个支路,一支连接溶液冷却器,一支连接冷风机A,第三支路连接冷风机B。
6.根据权利要求3所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,要求的气液分离器出口其特征在于分为两个支路,一支连接冷风机B进口,一支连接减压阀。
7.根据权利要求2所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,溶液除湿系统包括由溶液管路连接的除湿器A、除湿器B、稀溶液储液器、稀溶液泵、溶液冷凝器、溶液再生器、浓溶液储液器、浓溶液泵。所述溶液冷凝器是制冷循环系统与溶液除湿系统的连接的共同设备。所述除湿器A进风口连接低温库出库风管,出风口连接冷风机A进风口 ;所述除湿器B进风口连接中温库风管出口,出风口连接冷风机B进风口。
8.根据权利要求2所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,所述低温库空气循环系统包括由风管连接的低温冷库、除湿器A、冷风机A。
9.根据权利要求2所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,中温库空气循环系统包括由风管连接的中温冷库、溶液全热交换器、除湿器B、冷风机B。
10.根据权利要求2所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,全热交换器是其特征在于为中温库蔬菜、水果及人员呼吸换气。
11.根据权利要求10所述一种溶液除湿复合冷风机的中小型无霜冷库制冷装置,溶液全热换热器其特征在于结构如图3所示,其特征在于连接有四个风管,两根与库内连接,两根与室外连接。实现中温库换气同时回收排除空气中的冷量和将室外空气水分置换掉。
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