CN106268202A - 一种冷冻式干燥系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩空气净化技术领域，公开了一种冷冻式干燥系统及其控制方法，包括预冷器(1)、与预冷器(1)连接的蒸发器(2)、与蒸发器(2)连接的制冷压缩机(3)，制冷压缩机(3)的一端通过第一管路(4)与蒸发器(2)连接，制冷压缩机(3)的另一端通过第二管路(5)与蒸发器(2)连接，第一管路(4)和第二管路(5)之间设有第三管路(6)，第三管路(6)的两端分别连接在第一管路(4)和第二管路(5)上，第三管路(6)上设有热气旁通阀(7)和热气旁通电磁阀(8)，第二管路(5)上设有液管电磁阀(9)。本发明在同样的条件下延长制冷压缩机停机的时间，提高能源的利用率，达到节能的效果。

Description

一种冷冻式干燥系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及压缩空气净化技术领域，尤其涉及一种冷冻式干燥系统及其控制方法。

背景技术

冷冻式干燥机的设计，都是按照用户提供的最大负荷的情况来设计的，但是用户的负荷都是实时变化的，但是压缩机产生的冷量无法随着用户的负荷实时变化，因此原来的冷干机采用机械调节的方法，安装一个热气旁通阀，将富余的冷量直接调节到低压侧，避免蒸发器结冰以及压缩机损坏，但是耗费的电能是不变的，因此有一大部分能源被浪费了。

发明内容

本发明针对现有技术中能源浪费的缺点，提供了一种充分利用能源的一种冷冻式干燥系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

冷冻式干燥系统，包括预冷器、与预冷器连接的蒸发器、与蒸发器连接的制冷压缩机，制冷压缩机的一端通过第一管路与蒸发器连接，制冷压缩机的另一端通过第二管路与蒸发器连接，第一管路和第二管路之间设有第三管路，第三管路的两端分别连接在第一管路和第二管路上，第三管路上设有热气旁通阀和热气旁通电磁阀，第一管路上设有油液分离器，第二管路上设有液管电磁阀。液管电磁阀与热气旁通电磁阀，可以在压缩机停机时隔离压缩机的高压侧与低压侧，让冷媒低压保持在较低的状态，在同样的条件下延长停机时间，提高能源的利用率，达到节能的效果。

作为优选，第一管路上依次设有冷媒低压表、加液接口，加液接口和制冷压缩机之间的管路上连接有低压保护器，第三管路的一端连接在冷媒低压表和加液接口之间的管路上。

作为优选，第二管路上还依次设有压缩机高温保护器、高压保护器、冷媒高压表、冷凝系统、冷媒干燥过滤器、毛细管，第三管路的另一端连接在高压保护器和冷媒高压表之间的管路上，液管电磁阀设在毛细管和冷媒干燥过滤器之间的管路上。通过压缩机高温保护器、高压保护器、低压保护器保护制冷压缩机的工作状态，避免制冷压缩机的超负荷工作，降低制冷压缩机的使用寿命。

作为优选，冷凝系统为风冷系统，风冷系统包括风冷凝器、风机、与风冷凝器相连的压力开关，，压力开关和冷媒高压表相邻设在第二管路上，风冷凝器和冷媒干燥过滤器相邻设在第二管路上。风冷凝器产生的冷气通过风机吹出。

作为优选，冷凝系统为水冷系统，水冷系统包括水冷凝器、水量调节阀、储液罐，水冷凝器的一端连接在第二管路上，水量调节阀和储液罐分别与水冷凝器的另一端的两侧，水量调节阀与储液罐连接。水冷凝器根据冷媒压力的高低通过水量调节阀控制储液罐内的进入到水冷凝器中的水量，从而控制水冷凝器产生的温度。

作为优选，蒸发器和预冷器之间设有外接的第四管路，第四管路上设有气水分离器，气水分离器上设有液位传感器和电子排水器，电子排水器设在气水分离器的下方。通过液位传感器及时监测气水分离器内的水位，水位过高时通过电子排水器将气水分离器分离器内的水及时排出，避免水位过高影响气水分离器的工作状态。

作为优选，还包括控制系统，控制系统分别与制冷压缩机、预冷器、蒸发器、热气旁通电磁阀、液管电磁阀、电子排水器连接，蒸发器上设有蒸发温度传感器，蒸发温度传感器与控制系统连接。

一种冷冻式干燥系统的控制方法，包括以上所述的冷冻式干燥系统，还包括以下控制步骤，

步骤1，通过控制系统设定干燥系统的开机倒计时和关机倒计时、制冷压缩机重启倒计时和最低运行时间段、制冷压缩机的开启温度和停止温度、电子排水器的排水时间；

步骤2，开启控制系统，控制系统开始开机倒计时，在开机倒计时的时间内，控制系统控制开启热气旁通电磁阀和液管电磁阀，开机倒计时结束，热气旁通电磁阀关闭，制冷压缩机启动；

步骤3，蒸发温度传感器实时监测蒸发器中的冷媒蒸发温度，冷媒蒸发温度与制冷压缩机停止温度相等，控制系统将制冷压缩机当前运行的时间段与制冷压缩机的最低运行时间段进行对比，若制冷压缩机当前运行的时间小于制冷压缩机的最低运行时间段，控制系统控制开启热气旁通电磁阀，将多余的冷量通过第三管路上的热气旁通阀回到制冷压缩机,直至制冷压缩机当前运行的时间段大于等于制冷压缩机的最低运行时间段，热气旁通电磁阀关闭，等待冷媒蒸发温度再次下降至制冷压缩机的停止温度，制冷压缩机停止工作；

步骤4，冷媒蒸发温度上升至制冷压缩机的开启温度时，控制系统控制开启液管电磁阀与热气旁通电磁阀，制冷压缩机的重启倒计时，制冷压缩机的重启倒计时结束，控制系统控制关闭热气旁通电磁阀，控制系统控制开启制冷压缩机。通过蒸发温度传感器实时监测蒸发器中的冷媒蒸发温度，并通过控制系统控制制冷压缩机启停并控制热气旁通电磁阀和液管电磁阀的开启和关闭，开启热气旁通电磁阀将冷媒蒸发产生的多余的冷量通过热气旁通阀送回制冷压缩机，保证制冷压缩机内压力的平衡；关闭液管电磁阀使第二管路内高压侧和低压侧隔离，保持蒸发器内部冷媒维持在较低的温度，延长制冷压缩机停机的时间，降低使用的成本。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：液管电磁阀与热气旁通电磁阀，可以在压缩机停机时隔离压缩机的高压侧与低压侧，让冷媒低压保持在较低的状态，在同样的条件下延长制冷压缩机停机的时间，提高能源的利用率，达到节能的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明控制系统的结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—预冷器、2—蒸发器、3—制冷压缩机、4—第一管路、5—第二管路、6—第三管路、7—热气旁通阀、8—热气旁通电磁阀、9—液管电磁阀、10—冷媒低压表、11—加液接口、12—油液分离器、13—低压保护器、14—压缩机高温保护器、15—高压保护器、16—冷媒高压表、17—冷媒干燥过滤器、18—毛细管、19—风冷系统、20—压力开关、21—风冷凝器、22—风机、23—水冷系统、24—水冷凝器、25—水量调节阀、26—储液罐、27—蒸发温度传感器、28—第四管路、29—气水分离器、30—液位传感器、31—电子排水器、32—控制系统、33—空气进口、34—空气出口、35—冷水进口。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

冷冻式干燥系统，如图1和图3所示，包括预冷器1、与预冷器1连接的蒸发器2、与蒸发器2连接的制冷压缩机3，预冷器1上分别设有空气进口33和进气出口34，制冷压缩机3的一端通过第一管路4与蒸发器2连接，制冷压缩机3的另一端通过第二管路5与蒸发器2连接，第一管路4和第二管路5之间设有第三管路6，第三管路6的两端分别连接在第一管路4和第二管路5上，第三管路6上设有热气旁通阀7和热气旁通电磁阀8，第二管路5上设有液管电磁阀9。

第一管路4上依次设有冷媒低压表10、加液接口11、油液分离器12，加液接口11用于从加液接口11中加入冷媒，油液分离器12用于分离制冷压缩机3的冷冻油，再重新回到制冷压缩机3中，防止带出的压缩机油对制冷压缩机3产生液击损坏制冷压缩机3，同时防止制冷压缩机3缺冷冻油而损坏，油液分离器12和制冷压缩机3之间的管路上连接有低压保护器13，第三管路6的一端连接在冷媒低压表10和加液接口11之间的管路上。

第二管路5上还依次设有压缩机高温保护器14、高压保护器15、冷媒高压表16、冷凝系统、冷媒干燥过滤器17、毛细管18，第三管路6的另一端连接在高压保护器15和冷媒高压表16之间的管路上，液管电磁阀9设在毛细管18和冷媒干燥过滤器17之间的管路上。冷媒低压表10和冷媒高压表16分别用于监测管路内的压力，方便实时观察确认当前的工作状态。

冷凝系统为风冷系统19，风冷系统19包括包括风冷凝器21、风机22、与风冷凝器21相连的压力开关20，，压力开关20和冷媒高压表16相邻设在第二管路5上，风冷凝器21和冷媒干燥过滤器17相邻设在第二管路5上。

蒸发器2和预冷器1之间设有外接的第四管路28，第四管路28上设有气水分离器29，气水分离器29上设有液位传感器30和电子排水器31，电子排水器31设在气水分离器29的下方，气水分离器29用于分离冷却下来析出压缩空气中的水分并通过电子排水器31排出。

还包括控制系统32，控制系统32分别与制冷压缩机3、预冷器1、蒸发器2、热气旁通电磁阀8、液管电磁阀9、电子排水器31连接，蒸发器2上设有蒸发温度传感器27，蒸发温度传感器27与控制系统32连接。

一种冷冻式干燥系统的控制方法，包括以上所述的冷冻式干燥系统，还包括以下控制步骤，

步骤1，通过控制系统32设定干燥系统的开机倒计时和关机倒计时、制冷压缩机3重启倒计时和最低运行时间段、制冷压缩机3的开启温度和停止温度、电子排水器31的排水时间；

步骤2，开启控制系统32，控制系统32开始开机倒计时，在开机倒计时的时间内，控制系统32控制开启热气旁通电磁阀8和液管电磁阀9，开机倒计时结束，热气旁通电磁阀8关闭，制冷压缩机3启动；

步骤3，蒸发温度传感器33实时监测蒸发器2中的冷媒蒸发温度，冷媒蒸发温度越来越低，当冷媒蒸发温度与制冷压缩机3停止温度相等，控制系统32将制冷压缩机3当前运行的时间段与制冷压缩机3的最低运行时间段进行对比，若制冷压缩机3当前运行的时间小于制冷压缩机3的最低运行时间段，控制系统32控制开启热气旁通电磁阀8，将多余的冷量通过第三管路6上的热气旁通阀7回到制冷压缩机3,直至制冷压缩机3当前运行的时间段大于等于制冷压缩机3的最低运行时间段，热气旁通电磁阀8关闭，等待冷媒蒸发温度再次下降至制冷压缩机3的停止温度，制冷压缩机3停止工作；

步骤4，冷媒蒸发温度上升至制冷压缩机3的开启温度时，控制系统32控制开启液管电磁阀9与热气旁通电磁阀8，制冷压缩机3的重启倒计时，制冷压缩机3的重启倒计时结束，控制系统32控制关闭热气旁通电磁阀8，控制系统32控制开启制冷压缩机3，当冷媒蒸发温度降低时，重复步骤3的操作，通过循环控制制冷压缩机3的启停，提高能源的利用率，降低制冷压缩机3的使用成本，当液位传感器30检测到水位时，电子排水器31就被打开，开启的时间为步骤1中设定的排水时间，排水时间到后，电子排水器31关闭，干燥系统关闭时，控制系统32控制干燥系统进入关机倒计时，关机倒计时结束后干燥系统关闭。

实施例2

冷冻式干燥系统，如图2和图3所示，在实施例1的基础上，将风冷系统19替换为水冷系统，冷凝系统为水冷系统23，水冷系统23包括水冷凝器24、水量调节阀25、储液罐26，水量调节阀25一端与冷水进口35连接，水冷凝器24的一端连接在第二管路5上，水量调节阀25和储液罐26分别与水冷凝器24的另一端的两侧，水量调节阀25与储液罐26连接，水冷凝器24设在冷媒高压表16和冷媒干燥过滤器17之间。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.冷冻式干燥系统，包括预冷器(1)、与预冷器(1)连接的蒸发器(2)、与蒸发器(2)连接的制冷压缩机(3)，其特征在于：制冷压缩机(3)的一端通过第一管路(4)与蒸发器(2)连接，制冷压缩机(3)的另一端通过第二管路(5)与蒸发器(2)连接，第一管路(4)和第二管路(5)之间设有第三管路(6)，第三管路(6)的两端分别连接在第一管路(4)和第二管路(5)上，第三管路(6)上设有热气旁通阀(7)和热气旁通电磁阀(8)，第一管路(4)上设有油液分离器(12)，第二管路(5)上设有液管电磁阀(9)。

2.根据权利要求1所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：第一管路(4)上依次设有冷媒低压表(10)、加液接口(11)，加液接口(11)和制冷压缩机(3)之间的管路上连接有低压保护器(13)，第三管路(6)的一端连接在冷媒低压表(10)和加液接口(11)之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：第二管路(5)上还依次设有压缩机高温保护器(14)、高压保护器(15)、冷媒高压表(16)、冷凝系统、冷媒干燥过滤器(17)、毛细管(18)，第三管路(6)的另一端连接在高压保护器(15)和冷媒高压表(16)之间的管路上，液管电磁阀(9)设在毛细管(18)和冷媒干燥过滤器(17)之间的管路上。

4.根据权利要求3所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：冷凝系统为风冷系统(19)，风冷系统(19)包括风冷凝器(21)、风机(22)、与风冷凝器(21)相连的压力开关(20)，压力开关(20)和冷媒高压表(16)相邻设在第二管路(5)上，风冷凝器(21)和冷媒干燥过滤器(17)相邻设在第二管路(5)上。

5.根据权利要求3所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：冷凝系统为水冷系统(23)，水冷系统(23)包括水冷凝器(24)、水量调节阀(25)、储液罐(26)，水冷凝器(24)的一端连接在第二管路(5)上，水量调节阀(25)和储液罐(26)分别与水冷凝器(24)的另一端的两侧，水量调节阀(25)与储液罐(26)连接。

6.根据权利要求1所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：蒸发器(2)和预冷器(1)之间设有外接的第四管路(28)，第四管路(28)上设有气水分离器(29)，气水分离器(29)上设有液位传感器(30)和电子排水器(31)，电子排水器(31)设在气水分离器(29)的下方。

7.根据权利要求6所述的冷冻式干燥系统，其特征在于：还包括控制系统(32)，控制系统(32)分别与制冷压缩机(3)、预冷器(1)、蒸发器(2)、热气旁通电磁阀(8)、液管电磁阀(9)、电子排水器(31)连接，蒸发器(2)上设有蒸发温度传感器(27)，蒸发温度传感器(27)与控制系统(32)连接。

8.一种冷冻式干燥系统的控制方法，其特征在于：包括权利要求1至7任一项所述的冷冻式干燥系统，还包括以下控制步骤，

步骤1，通过控制系统(32)设定干燥系统的开机倒计时和关机倒计时、制冷压缩机(3)重启倒计时和最低运行时间段、制冷压缩机(3)的开启温度和停止温度、电子排水器(31)的排水时间；

步骤2，开启控制系统(32)，控制系统(32)开始开机倒计时，在开机倒计时的时间内，控制系统(32)控制开启热气旁通电磁阀(8)和液管电磁阀(9)，开机倒计时结束，热气旁通电磁阀(8)关闭，制冷压缩机(3)启动；

步骤3，蒸发温度传感器(33)实时监测蒸发器(2)中的冷媒蒸发温度，冷媒蒸发温度与制冷压缩机(3)停止温度相等，控制系统(32)将制冷压缩机(3)当前运行的时间段与制冷压缩机(3)的最低运行时间段进行对比，若制冷压缩机(3)当前运行的时间小于制冷压缩机(3)的最低运行时间段，控制系统(32)控制开启热气旁通电磁阀(8)，将多余的冷量通过第三管路(6)上的热气旁通阀(7)回到制冷压缩机(3),直至制冷压缩机(3)当前运行的时间段大于等于制冷压缩机(3)的最低运行时间段，热气旁通电磁阀(8)关闭，等待冷媒蒸发温度再次下降至制冷压缩机(3)的停止温度，制冷压缩机(3)停止工作；

步骤4，冷媒蒸发温度上升至制冷压缩机(3)的开启温度时，控制系统(32)控制开启液管电磁阀(9)与热气旁通电磁阀(8)，制冷压缩机(3)的重启倒计时，制冷压缩机(3)的重启倒计时结束，控制系统(32)控制关闭热气旁通电磁阀(8)，控制系统(32)控制开启制冷压缩机(3)。