CN111023606A - 一种大流量小温差精密温控热交换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大流量小温差精密温控热交换系统，包括制冷单元、循环流体单元和厂务水单元；制冷单元包括依次相连的压缩机、冷凝器、第一电子膨胀阀、第一蒸发器和气液分离器；所述第一电子膨胀阀和第一蒸发器并联有第三电子膨胀阀组成的支路；循环流体单元包括主回路和控温回路；厂务水单元包括第二电子膨胀阀和第二蒸发器。本发明精密温控热交换系统中的循环流体系统将循环流体分为主回路和控温回路，通过对制冷单元各个电子膨胀阀的开关比例调节，控制控温回路循环流体的温度，控温回路循环流体与主回路循环流体在混合水箱中混合，控制循环流体的温度，最终实现对循环流体的精密控温。

Description

一种大流量小温差精密温控热交换系统
技术领域
本发明涉及一种精密温控热交换系统，具体涉及一种大流量小温差精密温控热交换系统。
背景技术
在一些生产设备和工艺要求中，存在大流量小温差精密控温的需求，温度控制作为关键因素，温度的微小变化就会对产品的质量造成严重影响。
然而，现有的大流量小温差精密温控系统大都基于传统制冷系统设计，循环流体系统直接与制冷系统换热。在设计过程中，为满足循环流体在蒸发器中的压降需求，其蒸发器的换热面积普遍较大，在同样制冷量的需求下，温控系统的体积庞大，成本高。另外，由于换热面积增大，制冷系统在蒸发器中回油困难，同时，在运行高温工况时，存在制冷系统的回气过热度大，回气温度高的现象，对制冷系统造成不利影响。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种大流量小温差精密温控热交换系统，满足对大流量小冷量循环流体精密控温的要求。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种大流量小温差精密温控热交换系统，包括制冷单元、循环流体单元和厂务水单元；
所述制冷单元包括依次相连的压缩机、冷凝器、第一电子膨胀阀、第一蒸发器和气液分离器；所述第一电子膨胀阀和第一蒸发器并联有第三电子膨胀阀组成的支路；
所述循环流体单元包括主回路和控温回路，所述主回路上设置有混合水箱、设置在混合水箱上的电加热和设置在混合水箱出口侧的温度传感器，所述主回路和控温回路在混合水箱进口侧并联，所述控温回路连接着第一蒸发器且设置有比例调节阀；
所述厂务水单元包括第二电子膨胀阀和第二蒸发器，所述第一电子膨胀阀和第一蒸发器并联有第二电子膨胀阀和第二蒸发器组成的支路，所述第二蒸发器和冷凝器串联。
进一步的，所述冷凝器和第一电子膨胀阀之间依次连接有干燥过滤器和视液镜。
进一步的，所述主回路上还设置有水泵，所述水泵位于混合水箱和温度传感器之间。
进一步的，所述压缩机为变转速压缩机。
进一步的，所述水泵为变转速水泵
进一步的，比例调节阀的开关比例是可调节的，所述比例调节阀的开关比例设有下限值，这样便保证了制冷单元的正常运行。
有益效果：本发明与现有技术相比，具备如下优点：
1、本发明精密温控热交换系统中的循环流体分为主回路和控温回路，通过对制冷单元各个电子膨胀阀的开关比例调节，控制控温回路循环流体的温度，控温回路循环流体与主回路循环流体在混合水箱中混合，控制循环流体的温度，最终实现循环流体的精密控温。
2、本发明中的精密温控热交换系统只有部分循环流体与制冷系统换热，换热器体积小，成本低，并且易实现精密控温。
附图说明
图1为本发明系统的结构连接示意图。
其中：1-变转速压缩机；2-冷凝器；3-干燥过滤器；4-视液镜；5-第一电子膨胀阀；6-第一蒸发器；7-第二电子膨胀阀；8-第二蒸发器；9-第三电子膨胀阀；10-气液分离器；11-比例调节阀；12-混合水箱；13-电加热；14-变转速水泵；15-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1所示，本发明提供一种大流量小温差精密温控热交换系统，包括制冷单元、循环流体单元和厂务水单元。
制冷单元包括依次串联的变转速压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、视液镜4、第一电子膨胀阀5、第一蒸发器6和气液分离器10，第一蒸发器6包括循环流体进口、循环流体出口、制冷剂进口、制冷剂出口，第一电子膨胀阀5和第一蒸发器6并联有第三电子膨胀阀9组成的支路；
循环流体单元包括主回路和控温回路，主回路上设置有混合水箱12、设置在混合水箱12上的电加热13、设置在混合水箱12出口侧的温度传感器15以及位于混合水箱12和温度传感器15之间的变转速水泵14；
主回路和控温回路在混合水箱12进口侧并联，第一蒸发器6设置在控温回路上，控温回路分别连接着第一蒸发器6的循环流体进口和循环流体出口，控温回路上还设置有比例调节阀11，比例调节阀11位于第一蒸发器6的循环流体出口侧；
厂务水单元包括第二电子膨胀阀7和第二蒸发器8，制冷单元的第一电子膨胀阀5和第一蒸发器6并联有第二电子膨胀阀7和第二蒸发器8组成的支路，第二蒸发器8和冷凝器2串联。
本实施例中的第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀7、第三电子膨胀阀9均包括相互独立的电子膨胀阀单元，电子膨胀阀的开关比例是可控的；比例调节阀11的开关比例是可调节的，并且比例调节阀11的开关比例设有下限值，这样保证了制冷单元的正常运行。
本实施例中利用上述系统对主回路当中的循环流体进行精密控温，其具体过程为：主回路当中的循环流体进入到混合水箱12中，同时还有部分循环流体在制冷单元的降温处理后，经过控温回路也一起进入到混合水箱12中，主回路当中的循环流体和控温回路当中的循环流体在混合水箱12中混合，经过电加热13的控温后，最后在变转速水泵14的作用下流出，温度传感器15检测到流出的循环流体的温度，根据实际的控温要求，调整各个电子膨胀阀的开关比例以及比例调节阀11的开关比例，针对性的调整控温回路中循环流体的温度和流量，从而实现对于最后流出的循环流体的精密控温。
本实施例中制冷单元对于循环流体的降温原理和过程为：
变转速压缩机1排出高温高压的制冷剂，进入冷凝器2，在冷凝器2中与厂务水换热，将制冷剂冷凝为高压液体，冷凝器2出来的液体依次经过干燥过滤器3、视液镜4、第一电子膨胀阀5，经过第一电子膨胀阀5节流降压后的制冷剂，进入第一蒸发器6，制冷剂在第一蒸发器6中与控温回路的循环流体换热蒸发，控温回路的循环流体实现降温，同时蒸发后的气态制冷剂经过气液分离器10分离后回到变转速压缩机1，完成循环。当温度传感器15监测的循环流体温度为高温时，第三电子膨胀阀9打开。
本实施例中厂务水依次流过冷凝器2、第二蒸发器8。在冷凝器2中，厂务水与变转速压缩机1排出的高温高压制冷剂换热，将制冷剂气体冷凝为高压液体。在第二蒸发器8中，厂务水与经过第二电子膨胀阀7节流降压后的制冷剂换热，将控温回路所需多余的制冷量释放到厂务水中，保证控温回路制冷量与实际需求匹配的同时，降低厂务水的能耗。第一电子膨胀阀5和第二电子膨胀阀7基于温度传感器15监测的循环流体温度控制开关比例，从而调节控温回路循环流体的温度，进而调节循环流体最终的出水温度。

Claims (6)

1.一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：包括制冷单元、循环流体单元和厂务水单元；
所述制冷单元包括依次相连的压缩机、冷凝器、第一电子膨胀阀、第一蒸发器和气液分离器；所述第一电子膨胀阀和第一蒸发器并联有第三电子膨胀阀组成的支路；
所述循环流体单元包括主回路和控温回路，所述主回路上设置有混合水箱、设置在混合水箱上的电加热和设置在混合水箱出口侧的温度传感器，所述主回路和控温回路在混合水箱进口侧并联，所述控温回路连接着第一蒸发器且设置有比例调节阀；
所述厂务水单元包括第二电子膨胀阀和第二蒸发器，所述第一电子膨胀阀和第一蒸发器并联有第二电子膨胀阀和第二蒸发器组成的支路，所述第二蒸发器和冷凝器串联。
2.根据权利要求1所述的一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：所述冷凝器和第一电子膨胀阀之间依次连接有干燥过滤器和视液镜。
3.根据权利要求1所述的一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：所述主回路上还设置有水泵，所述水泵位于混合水箱和温度传感器之间。
4.根据权利要求1所述的一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：所述压缩机为变转速压缩机。
5.根据权利要求3所述的一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：所述水泵为变转速水泵。
6.根据权利要求1所述的一种大流量小温差精密温控热交换系统，其特征在于：所述比例调节阀的开关比例设有下限值。
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