CN107300239A - 干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，具体地，包括空气幕帘风幕机和等温去湿机；其中，位于冷库外侧的风幕机称为外风幕机，用于阻隔高温高湿空气流入冷库；位于冷库内侧的风幕机称为内风幕机，等温去湿机的室内部分也位于冷库的内侧，内风幕机搭配等温去湿机使用，用于进一步阻隔吸收库门流场的湿热空气；冷库内的空气先经过等温去湿机进行去湿，然后经过内风幕机吹出，回到冷库内。本发明的冷库节能设施能吸收和去除冷库化霜时产生的水蒸气及多余的库内水分，阻止和减少冷库蒸发器的结霜，减少冷库化霜次数，提高蒸发器及制冷系统的COP值，从而达到降低冷库能耗、提高冷库能效的目的。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保科技领域，更具体地涉及一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施。
背景技术
冷库结霜一直是冷库运行效率的重大问题，冷库运行化霜的能耗占据了冷库总能耗的三分之一之多，多年以来行业的研究一直把怎样去溶霜化霜的技术作为突破的方法，但实际上只是治标不治本，故至今在效果上收效甚微。
现有冷库的能耗，很大部分是消耗在制冷系统的化霜过程及制冷系统的低效运行，其余部分才作用于物品的冷藏冷冻，冷库蒸发器的结霜是因为冷库库门的流场需要，当库门打开进出货物时，库内与外界的巨大温差(以夏季库内温度-18℃，外界温度35℃为例，温差达53℃。)使库门通道处产生强烈的冷热空气对流，大量热湿空气进入冷库，致使冷库蒸发器表面结霜，轻度结霜时蒸发器的交换效率下降，压缩机低效运行，严重结霜时蒸发器内的制冷剂不能完全蒸发，制冷系统工况恶化，库温难以下降，压缩机长时间工作，系统COP值下降。
这时必须要通过化霜运行，使制冷系统重新建立初始状态，才能使冷库继续正常运行。由于冷库通常不设置通风设施，化霜所产生的水蒸气仍然聚集在冷库顶部和库内，化霜结束制冷系统重新工作后，聚集在冷库顶部的水蒸气又很快重新回到蒸发器表面结霜，为了使冷库能够正常的运行，夏季一般每天需要化霜6-8次，如此周而复始，产生了冷库运行的巨大能耗。且现有冷库技术的化霜行为，只是为了应对冷库能够正常运行而设置的。
列举具有普遍代表性的现有冷库行业制冷系统习惯性配置的能耗分布：
该冷库每天运行耗能：
＝[(压缩机功耗Ys+冷风机功耗Lf+冷凝器功耗Ln)×运行时间H]+[(化霜电加热功耗Hsd×化霜时间Hsh×化霜次数Hsc)
+化霜热量冷却制冷功耗Hsl]
其中：压缩机功耗Ys＝134kw/h
冷风机功耗Lf＝2.2kw/s
冷凝器功耗Ln＝6.2kw/h
运行时间H＝16h
化霜电加热功耗Hsd＝180kw/h
化霜时间Hsh＝0.5h
化霜次数Hsh＝6
化霜热量冷却制冷功耗Hsl＝化霜热量÷制冷能效比
＝540kw/h÷(280kw/h÷134kw/h)
＝540kw/h÷2
＝270kw/h
用数值显示：
[(134kw/h+2.2kw/h+6.2kw/h)×16H]
+[(180kw/h×0.5×6)+270kw/h]
＝[142.4kw/h×16H]+[540kw/h+270kw/h]
＝2278.4kw/h+810kw/h
＝3088.4kw/h
以上运行参数显示了该冷库的能耗分布状况；
1.制冷系统每天的运行耗能为2278.4kw/h。
2.化霜系统每天的化霜耗能为810kw/h。
以上计算显示了我国较为普遍的冷库制冷系统的配置及运行能耗，其中化霜运行能耗占了系统运行能耗的三分之一，以一年365天计算，该冷库的年化霜运行能耗达295650kw/h。因此，减少冷库的化霜运行次数是冷库制冷系统运行节能最有效的手段。
此外，由于冷库的低温状态，传统的加热除湿和冷凝除湿都无法在冷库环境下正常工作，所以冷库除湿一直是行业的难以解决的顽敌。
综上，本领域尚缺乏一种可以帮助冷库除湿，减少冷库内结霜，进而减少化霜次数，降低冷库能耗的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，本发明的冷库节能设施能够吸收和去除冷库化霜时产生的水蒸气及多余的库内水分，阻止和减少冷库蒸发器的结霜，减少冷库化霜次数，提高蒸发器及制冷系统的COP值，从而达到降低冷库能耗、提高冷库能效的目的。
本发明提供了一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，具体地，该冷库节能设施包括空气幕帘风幕机和等温去湿机；其中，位于冷库外侧的风幕机称为外风幕机，用于阻隔高温高湿空气流入冷库；位于冷库内侧的风幕机称为内风幕机，等温去湿机也位于冷库的内侧，内风幕机搭配等温去湿机使用，用于进一步阻隔吸收库门流场的湿热空气；冷库内的空气先经过等温去湿机进行去湿，然后经过内风幕机吹出，回到冷库内。
在另一优选例中，冷库节能设施包括循环风机和循环风管，循环风机和循环风管均位于冷库内部上方，循环风机将冷库内的空气吸入循环风管，经循环风管传送至等温去湿机。
在另一优选例中，等温去湿机设有控制系统，用于控制除湿量，维持冷库内的必要湿度。
在另一优选例中，等温去湿机为溶液型等温去湿机。
在另一优选例中，风幕机的整机采用模块化设计。
在另一优选例中，空气幕帘风幕机为立体空气幕帘风幕机，且立体空气幕帘风幕机包括：进风装置，外部空气通过进风装置进入风幕机；空气动力风机，进风装置采集到的空气进入空气动力风机，且空气动力风机为无涡壳离心风机；以及出风口整流结构，空气动力风机输出的高压高速气流通过出风口整流结构输出风幕机，形成立体空气幕帘。
在另一优选例中，出风口整流结构包括条形出风口的整流结构和矩阵点形出风口整流结构，其中，条形出风口的整流结构采用翼状整流片和梳状整流器结构梳理气流，矩阵点形出风口整流结构采用分流整流子结构。
在另一优选例中，无涡壳离心风机为模块化设计。
在另一优选例中，出风口整流结构还设有风量调节螺栓，风量调节螺栓用于均风调节。
在另一优选例中，在空气动力风机和出风口整流结构之间设有静压空间，从空气动力风机出来的高压高速的流体通过静压空间进入出风口整流结构，静压空间用于均匀从空气动力风机出来的空气压力，以及降低噪音。
在另一优选例中，立体空气幕帘风幕机的数量为两台，其中，一台为外立体风幕机，一台为内立体风幕机。
在另一优选例中，立体空气幕帘风幕机和等温去湿机均位于冷库的上部。
在另一优选例中，进风装置、空气动力风机和出风口整流结构为流体连接。
在另一优选例中，进风装置设有过滤网。
在另一优选例中，条形出风口的整流结构设置于风幕机的周边。
在另一优选例中，风幕机靠墙设置，条形出风口整流结构设置于风幕机不靠墙的三边。
在另一优选例中，矩阵点形出风口整流结构设置于条形出风口整流结构围成的范围内。
在另一优选例中，风量调节螺栓位于条形出风口的整流结构上。
在另一优选例中，条形出风口的整流结构和矩阵点形出风口整流结构同时进行整流和梳理。
在另一优选例中，静压空间设有消声棉，用于进一步降低噪音。
在另一优选例中，从空气动力风机出来的高压高速气流先经过风量调节螺栓进行均风调节后，再通过条形出风口的整流结构进行整流和梳理。
在另一优选例中，干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施包括干燥空气循环装置，干燥空气循环装置是由等温去湿机内的风机驱动，其风管连接室内立体风幕机产生冷库内气流循环。
在另一优选例中，立体空气幕帘的长度x≥3.2m。
在另一优选例中，使用立体空气幕帘风幕机的门的高度不低于3.5m。
在另一优选例中，使用立体空气幕帘风幕机的门的宽度不低于3m。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实例中的立体干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施的结构示意图。
图2是本发明一个实例中的立体空气幕帘的风幕机的俯视图；图2a是图2的A-A截面的剖视图；图2b是图2的B-B截面的剖视图。
各附图中，各标示如下：
1-外立体风幕机；
2-内立体风幕机；
3-稀溶液泵；
4-溶液加热器；
5-溶液冷却器；
6-浓溶液泵；
7-稀溶液再生器；
8-再生器风机；
9-吸收器；
10-冷库冷风型蒸发器；
11-循环风管；
12-冷库；
13-周边条形出风模块；
14-静压空间；
15-空气动力风机模块；
16-过滤网；
17-无涡壳离心风机；
18-矩阵点形出风模块；
19-梳状整流器；
20-钣金机壳；
21-钣金连接件；
22-风量调节螺栓；
23-分流整流子；
24-翼状整流片。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次开发了一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，本发明的冷库节能设施是将立体空气幕帘风幕机和等温去湿设备相结合，产生出较为干燥的循环空气幕帘，阻隔冷库库门流场的湿热空气进入冷库，库顶设置干燥空气循环装置，搅动冷库内空气，有利于吸收和去除冷库化霜时产生的水蒸气及多余的库内水分，阻止和减少冷库蒸发器的结霜，减少冷库化霜次数，提高蒸发器及制冷系统的COP值，从而达到降低冷库能耗的冷库节能的技术，在此基础上完成了本发明。
术语
如本文所用，术语“COP”是指制冷效率，实际就是热泵系统所能实现的制冷量(制热量)和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能。
本发明提供了一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，它是一种具有特定结构的冷库节能设施。
典型地，该冷库节能设施包括空气幕帘风幕机和等温去湿机。空气幕帘风幕机包括外风幕机和内风幕机，外风幕机位于冷库的外侧，用于阻隔冷库外的高温高湿空气流入冷库；内风幕机位于冷库内侧，等温去湿机也位于冷库的内侧，内风幕机搭配等温去湿机使用，将去湿后的较为干燥的空气形成空气幕帘，进一步阻隔吸收库门流场的湿热空气，且冷库内的空气先经过等温去湿机进行去湿，然后经过内风幕机吹出，回到冷库内，以此循环往复。具体地，从冷库外进入的热空气和冷库内化霜时产生的水蒸气以及货物带入的水份，经循环风机吸入库内顶置的循环风管，通过等温去湿机除去水分送入室内风幕机吹出，控制等温去湿机的除湿量，可以使库内空间保持必要的湿度，达到冷库的蒸发器少结霜少化霜的节能效果。
优选地，该空气幕帘风幕机为立体空气幕帘风幕机，立体空气幕帘风幕机包括：进风装置、空气动力风机和出风口整流结构。出风口整流结构包括条形出风口的整流结构和矩阵点形出风口整流结构，其中，条形出风口的整流结构采用翼状整流片和梳状整流器结构梳理气流，矩阵点形出风口整流结构采用分流整流子结构。外部空气通过进风装置进入风幕机；进风装置采集到的空气进入空气动力风机，且空气动力风机为无涡壳离心风机；空气动力风机输出的高压高速气流通过出风口整流结构输出风幕机，形成立体空气幕帘。模块化的无涡壳离心风机组合产生的空气动力，经风幕机周边的模块结构条形出风口及模块结构的矩阵点形出风口射出，形成立方体的空气幕帘，点形出风口的整流子集束射流结构与条形出风口的梳状整流结构，减小了高压气流的紊流阻力，增强了气流的射程和降低了空气动力噪声。
本发明的主要优点包括：
(a)阻止冷库外的热空气进入冷库。
(b)吸收和去除冷库内的水蒸气。
(c)缓解冷库蒸发器的结霜。
(d)减少冷库化霜次数。
(e)提高蒸发器及制冷系统的COP值。
(f)降低冷库能耗、提高冷库能效。
因此，本发明采用了立体空气幕帘风幕机和等温去湿机配合使用，组成了能够制造较为干燥的空气的循环系统，干燥空气阻隔和去除了冷库内多余的水分，使冷库原每天化霜6-8次减低到每天化霜1次，极大的提高了冷库制冷系统的效率，仅化霜运行单项的计算节能效率达21.85％。本发明的节能设施实测条件为单项溶液除湿阻隔结霜测试：冷库内温度为-10℃，冷库的面积为2000㎡，冷库的高度为8m，夏季每月耗电10.3万KW/h，安装本发明的节能设施后降为7.9万KW/h，每月节约电费约2.4万元。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，附图为示意图，因此本发明装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例
本实施例的干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施如图1所示。致使冷库蒸发器结霜的水分大部分来自冷库12门打开时冷热空气的对流，此时由位于冷库12上部的外立体风幕机1产生的立体空气幕帘，阻隔了大部分冷库12外湿热空气的流入以及冷库12内冷空气的流出。
少量穿透风幕渗入库内的湿热空气与冷库蒸发器化霜时产生的水蒸气及货物带入的含湿空气，进入冷库12后，遇到冷库12内的冷空气，根据冷空气下降、热空气上升的原理，会上升至冷库12顶部，被设置在冷库12顶部的干燥空气循环风机吸入并输送至循环风管11，并延循环风管11送至溶液型等温去湿机，通过溶液型等温去湿机吸掉湿空气中的大部分水分后得到了较为干燥的空气。具体地，在溶液型等温去湿机中，湿空气先进入吸收器9，被吸收器9中的浓氯化锂溶液吸收，溶液型等温去湿机的浓氯化锂溶液在冷库12的低温条件下具有很强的吸水能力，冷库12内湿空气中的水分被浓氯化锂溶液吸收后，浓氯化锂溶液稀被释为稀氯化锂溶液，由稀溶液泵3泵至溶液加热器4，加热器热量取自冷库压缩机组的冷凝热，加热后的稀溶液在稀溶液再生器7中蒸发，蒸发析出的水蒸气由再生器风机8送至室外大气，稀溶液蒸发后再生为浓溶液由浓溶液泵6泵至吸收器9再度吸取库内水份，且在浓溶液泵6和吸收器9之间设有溶液冷却器5，用于冷却在稀溶液浓缩为浓溶液过程中被加热过的浓溶液。上述过程不断重复，周而复始，不断把库内多余的水分排至室外，达到控制冷库12湿度，阻隔冷库冷风型蒸发器10结霜的目的。
经溶液型等温去湿机处理后的干燥空气延循环风管11吸入内立体风幕机2，在内立体风幕机2的动力作用下向地面喷出，在库内形成循环气流，连续去湿及控制库内的湿度。
立体空气幕帘风幕机的工作过程如下：热/湿空气经由进风装置吸入风幕机，在进风装置的吸风口设有过滤网16，用于过滤空气中的部分异物，过滤后的空气进入空气动力风机模块15，该空气动力风机模块15为无涡流离心风机，该无涡流离心风机为无角度出风，且出来的空气射流大，噪声小，经无涡壳离心风机17运转产生的空气动力将空气压入静压空间14，静压空间14内的空气向出风口整流结构加载，即流向周边条形出风模块13和矩阵点形出风模块18。根据空气动力学的原理，风幕机的周边条形出风口的整流结构采用了翼状整流片24与梳状整流器19结构梳理气流，在梳理气流前，可通过翼状整流片24与梳状整流器19之间的风量调节螺栓22调节间隙以改变出风风量，达到整个空气幕帘风量平均的目的。高压高速气流同时加载到矩阵点形风口模块，矩阵点形出风口采用了分流整流子23梳理气流，最终如图所示，空气气流射出形成立体的矩阵高压高速循环气室。本实施例的立体空气幕帘风幕机的各部件包装于由钣金连接件21拼接成的钣金机壳20内。本实施例的风幕机大幅度降低了高速气流的紊流系数，提高了风机的送风效率，抑制了大部分空气动力性噪音的产生。且无涡壳离心风机17采用模块化设计，有利于模块的并联组合以符合现场门与通道尺寸及风量要求和风幕机产品的制造标准化要求。
本发明将“阻止冷库结霜”作为研究的出发点，以“少化霜甚至不化霜”的思维方式，研发了干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，使冷库在夏季的每天化霜6次降低到每天1次，冬季降低到2天化霜1次。不仅节省了冷库运行的化霜能耗，同时由于制冷系统的交换效率提高，制冷系统的能耗也在原来的基础上下降了10％，使冷库的总体节能效率达到了35％-38％。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种干燥空气幕帘阻隔蒸发器结霜冷库节能设施，其特征在于，所述冷库节能设施包括空气幕帘风幕机和等温去湿机；
其中，位于所述冷库外侧的所述风幕机称为外风幕机，用于阻隔高温高湿空气流入所述冷库；位于所述冷库内侧的所述风幕机称为内风幕机，所述等温去湿机也位于所述冷库的内侧，所述内风幕机搭配所述等温去湿机使用，用于进一步阻隔吸收库门流场的湿热空气；
所述冷库内的空气先经过所述等温去湿机进行去湿，然后经过所述内风幕机吹出，回到所述冷库内。
2.如权利要求1所述的冷库节能设施，其特征在于，所述冷库节能设施包括循环风机和循环风管，所述循环风机和所述循环风管均位于所述冷库内部上方，所述循环风机将所述冷库内的空气吸入循环风管，经所述循环风管传送至所述等温去湿机。
3.如权利要求1所述的冷库节能设施，其特征在于，所述等温去湿机设有控制系统，用于控制除湿量，维持所述冷库内的必要湿度。
4.如权利要求1所述的冷库节能设施，其特征在于，所述等温去湿机为溶液型等温去湿机。
5.如权利要求1所述的冷库节能设施，其特征在于，所述风幕机的整机采用模块化设计。
6.如权利要求1所述的冷库节能设施，其特征在于，所述空气幕帘风幕机为立体空气幕帘风幕机，且所述立体空气幕帘风幕机包括：
进风装置，外部空气通过所述进风装置进入所述风幕机；
空气动力风机，所述进风装置采集到的空气进入所述空气动力风机，且所述空气动力风机为无涡壳离心风机；以及
出风口整流结构，所述空气动力风机输出的高压高速气流通过所述出风口整流结构输出所述风幕机，形成立体空气幕帘。
7.如权利要求6所述的冷库节能设施，其特征在于，所述出风口整流结构包括条形出风口的整流结构和矩阵点形出风口整流结构，其中，所述条形出风口的整流结构采用翼状整流片和梳状整流器结构梳理气流，所述矩阵点形出风口整流结构采用分流整流子结构。
8.如权利要求6所述的冷库节能设施，其特征在于，所述无涡壳离心风机为模块化设计。
9.如权利要求6所述的冷库节能设施，其特征在于，所述出风口整流结构还设有风量调节螺栓，所述风量调节螺栓用于均风调节。
10.如权利要求6所述的冷库节能设施，其特征在于，在所述空气动力风机和所述出风口整流结构之间设有静压空间，从所述空气动力风机出来的高压高速的流体通过所述静压空间进入所述出风口整流结构，所述静压空间用于均匀从所述空气动力风机出来的空气压力，以及降低噪音。
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|---|---|---|---|---|
| CN112240672A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-01-19 | 厦门陆原建筑设计院有限公司 | 用于冷库的调节式双道风幕 |
| CN114087709A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-02-25 | 山东奇虎空调设备集团有限公司 | 一种离心式风幕机 |
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