CN114838539B - 一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法 - Google Patents

一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及循环制冷的技术领域，尤其是涉及一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法，包括以下步骤：S1、夏季：开第一阀门至第五阀门，关第六阀门至第九阀门；制冷循环通路中的循环冷冻液供给制冷机组冷却，升温后的冷冻液进入冷却塔降温；用冷循环通路中的冷冻液进入制冷机组降温，供用冷设备冷却；S2、冬季：关第一阀门至第五阀门，开第六阀门至第九阀门；制冷循环通路中的循环冷冻液进入冷却塔降温，进入冷冻液循环水罐；用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐内抽取冷冻液，供用冷设备冷却，返回冷冻液循环水罐并与来自冷却塔的循环冷冻液混合，再供给用冷设备；本申请能够充分利用空气中的冷量，并降低冷冻水泵的耗电量。

Description

一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法
技术领域
本申请涉及循环制冷的技术领域，尤其是涉及一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法。
背景技术
严寒地区指冬季通风室外计算温度低于或等于零下二十度的地区。
如图1所示，夏季运行工况：开启第一阀门至第五阀门，关闭第六阀门至第八阀门，冷冻液通过循环水泵加压，进入冷却塔降温后，供给制冷机组的冷凝器，对制冷机组中的中间介质氟利昂进行冷却降温；冷冻液通过冷冻水泵加压进入制冷机组降温后，供各用冷设备冷却之用，用冷设备一般是换热器，换热器一般设置在生产上需要降温的工序。冬季运行工况：关闭第一阀门至第五阀门，开启第六阀门至第八阀门，循环水泵、制冷机组停用，经冷却塔降温后的冷冻液通过冷冻水泵供各用冷设备冷却之用。
冬季运行时，供冷流量恒定，供冷温度恒定，供冷温度一般情况下维持在7℃，流出用冷设备的冷冻液的温度会升高，一般情况下是12℃。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：冬季运行时，制冷循环通路为单股大循环，冷冻液由12℃降温到7℃，未能充分利用空气中的冷量，且整个制冷循环通路内的冷冻液流量较大，导致冷冻水泵耗电量较大。
发明内容
为了充分利用空气中的冷量，并降低冷冻水泵的耗电量，本申请提供一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法。
本申请提供的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法采用如下的技术方案：
一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置，包括循环冷冻液切换供应装置主体，所述循环冷冻液切换供应装置主体设有冷冻液循环水罐，循环冷冻液切换供应装置主体还包括通过冷冻液循环水罐进行热交换的制冷循环通路和用冷循环通路，用冷循环通路用于为用冷设备供给冷冻液，制冷循环通路用于通过冷冻液循环水罐对用冷循环通路中的冷冻液降温；冷冻液循环水罐位于第八阀门与冷冻水泵之间，冷冻水泵与冷冻液循环水罐之间设有第九阀门。
通过采用上述技术方案，在冬季，经制冷循环通路流入冷冻液循环水罐内的冷冻液与经用冷循环通路流入冷冻液循环水罐内的冷冻液的温差得到了增大，制冷循环通路中的冷冻液温度远低于用冷循环通路中的冷冻液温度，用冷循环通路中的冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐并与来自冷却塔的循环冷冻液混合后快速降温，冷冻液循环水罐可以将自然界的冷量进行储存，达到充分利用空气冷量的效果，并且减少了制冷循环通路整体冷冻液流量的运行，冷冻水泵更加节省电能。
一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，应用上述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置，包括以下步骤：
S1、夏季运行工况：开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，关闭第六阀门、第七阀门、第八阀门及第九阀门；制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵加压，供给制冷机组对冷凝器进行冷却，升温后的冷冻液再进入冷却塔降温后继续循环；用冷循环通路中的冷冻液通过冷冻水泵加压，进入制冷机组降温后，供各用冷设备冷却之用；
S2、冬季运行工况：关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，开启第六阀门、第七阀门、第八阀门及第九阀门；制冷机组停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵加压，进入冷却塔降温后，进入冷冻液循环水罐；用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐内抽取冷冻液通过冷冻水泵加压，供各用冷设备冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐并与来自冷却塔的循环冷冻液混合降温后，再次供给各用冷设备。
通过采用上述技术方案，冬季运行时，制冷机组停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵加压，进入冷却塔吸收自然界中的冷量降温后，再流入冷冻液循环水罐。用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐内抽取冷冻液通过冷冻水泵加压，供各用冷设备冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐并与来自冷却塔的循环冷冻液混合快速降温后，再次供给各用冷设备。冷冻液循环水罐可以将自然界的冷量进行储存，达到充分利用空气冷量的效果，并且减少了制冷循环通路整体冷冻液流量的运行，冷冻水泵更加节省电能。
可选的，所述制冷循环通路中设有隔离通路，隔离通路用以将冷冻液循环水罐进行阻断，使冷冻液直接经隔离通路进行循环流动；在步骤S1中，可以使隔离通路参与循环冷冻液的输送，使冷冻液循环水罐退出制冷循环通路。
通过采用上述技术方案，使隔离通路参与循环冷冻液的输送，使冷冻液循环水罐退出制冷循环通路后，能够使冷冻液循环水罐处于停止运行状态，使冷冻液循环水罐免于运行维护，减少运行成本。
可选的，所述隔离通路连通有泄流阀，在步骤S1中，在入冬前，打开泄流阀，通过泄流阀将隔离通路内的冷冻液排放干净以保护隔离通路。
通过采用上述技术方案，通过泄流阀将隔离通路内的冷冻液排放干净后，能够避免隔离通路在寒冷的冬季被冻裂，保持隔离通路管道的完好。
可选的，在步骤S1中，冷冻液循环水罐内的冷冻液为水。
通过采用上述技术方案，水的成本十分低廉，取材方便且丰富，能够降低循环冷冻液切换供应装置的运行成本。
可选的，在步骤S2中，冷冻液循环水罐内的冷冻液为乙二醇。
通过采用上述技术方案，乙二醇的冰点能够低于零下40摄氏度，并且乙二醇的取材成本较低，是非常优良的冷冻液之一。
可选的，在步骤S2中，冷冻液循环水罐内的冷冻液为乙醇。
通过采用上述技术方案，乙醇的冰点为零下177.3摄氏度，并且取材丰富，制造成本低，是非常优良的冷冻液之一。
可选的，在步骤S2中，随着气温进一步降低，提高冷冻液的浓度，将冷冻液的冰点降低至零下五十度以下。
通过采用上述技术方案，提高乙二醇的浓度后，能够降低乙二醇冷冻液的冰点，使乙二醇的冰点低于最低自然界气温，能够避免乙二醇冷冻液凝固。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.冬季运行时，制冷机组停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵加压，进入冷却塔吸收自然界中的冷量降温后，再流入冷冻液循环水罐。用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐内抽取冷冻液通过冷冻水泵加压，供各用冷设备冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐并与来自冷却塔的循环冷冻液混合快速降温后，再次供给各用冷设备。冷冻液循环水罐可以将自然界的冷量进行储存，达到充分利用空气冷量的效果；
2.减少了制冷循环通路整体冷冻液流量的运行，冷冻水泵更加节省电能；
3.在夏季时，使隔离通路参与循环冷冻液的输送，使冷冻液循环水罐退出制冷循环通路后，能够使冷冻液循环水罐处于停止运行状态，使冷冻液循环水罐免于运行维护，减少运行成本。
附图说明
图1是本申请实施例的用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置改进前的冷冻液循环系统图；
图2是本申请实施例的用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置改进后的冷冻液循环系统图。
附图标记说明：1、循环水泵；2、冷却塔；3、制冷机组；4、冷冻水泵；5、用冷设备；6、冷冻液循环水罐；7-1、第一阀门；7-2、第二阀门；7-3、第三阀门；7-4、第四阀门；7-5、第五阀门；7-6、第六阀门；7-7、第七阀门；7-8、第八阀门；7-9、第九阀门；7-10、第十阀门；7-11、第十一阀门；7-12、第十二阀门；8、隔离通路；8-1、泄流阀。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置，参照图1和图2，用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置包括循环冷冻液切换供应装置主体，循环冷冻液切换供应装置主体包括能够进行热交换的制冷循环通路和用冷循环通路。
参照图1和图2，循环冷冻液切换供应装置主体设有冷冻液循环水罐6。对于用冷循环通路，冷冻液循环水罐6位于第八阀门7-8与冷冻水泵4之间，冷冻液循环水罐6通过管道与用冷循环通路连通，冷冻水泵4与冷冻液循环水罐6之间的管道设有第九阀门7-9。对于制冷循环通路，冷冻液循环水罐6位于循环水泵1和冷却塔2之间，冷冻液循环水罐6通过管道与制冷循环通路连通，制冷循环通路在冷冻液循环水罐6的两端分别连通有第十阀门7-10和第十一阀门7-11。
参照图1和图2，用冷循环通路用于为用冷设备5供给冷冻液，以保持用冷设备5的低温状态；制冷循环通路和用冷循环通路在冷冻液循环水罐6内进行热交换，制冷循环通路用于通过冷冻液循环水罐6对用冷循环通路中的冷冻液进行降温。
参照图1和图2，制冷循环通路中连通有隔离通路8，隔离通路8的两端分别与冷冻液循环水罐6两端的管道连通，第十阀门7-10位于冷冻液循环水罐6、隔离通路8之间，第十一阀门7-11位于冷冻液循环水罐6、隔离通路8之间，隔离通路8自身连通有泄流阀8-1；隔离通路8用以将冷冻液循环水罐6进行阻断，使冷冻液直接经隔离通路8进行循环流动。
实施例2
本申请实施例公开一种上述用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置的使用方法，其包括以下步骤：
S1、参照图1和图2，夏季运行工况：冷冻液循环水罐6内的冷冻液使用水。开启第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3、第四阀门7-4、第五阀门7-5、第十阀门7-10及第十一阀门7-11，关闭第六阀门7-6、第七阀门7-7、第八阀门7-8、第九阀门7-9及第十二阀门7-12。
参照图1和图2，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵1加压，供给制冷机组3对冷凝器进行冷却，升温后的冷冻液再进入冷却塔2降温后继续循环流入冷冻液循环水罐6内。用冷循环通路中的冷冻液通过冷冻水泵4加压，进入制冷机组3降温后，供各用冷设备5冷却之用，升温后的冷冻液在流经制冷机组3时得到降温，再继续循环。
参照图1和图2，关闭第十阀门7-10和第十一阀门7-11，开启第十二阀门7-12，使隔离通路8参与循环冷冻液的输送，使冷冻液循环水罐6退出制冷循环通路。
参照图1和图2，在入冬前，打开泄流阀8-1，通过泄流阀8-1将隔离通路8内的水排放干净以保护隔离通路8免于冻裂。
S2、参照图1和图2，冬季运行工况：冷冻液循环水罐6内的冷冻液使用乙二醇，在另一实施方式中，冷冻液循环水罐6内的冷冻液还可以使用乙醇。关闭第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3、第四阀门7-4、第五阀门7-5及第十二阀门7-12，开启第六阀门7-6、第七阀门7-7、第八阀门7-8、第九阀门7-9、第十阀门7-10及第十一阀门7-11。
参照图1和图2，制冷机组3停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵1加压，进入冷却塔2吸收自然界中的冷量降温后，再流入冷冻液循环水罐6。
参照图1和图2，用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐6内抽取冷冻液通过冷冻水泵4加压，供各用冷设备5冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐6并与来自冷却塔2的循环冷冻液混合降温后，再次供给各用冷设备5。
参照图1和图2，随着气温进一步降低，提高冷冻液的浓度，将冷冻液的冰点降低至零下五十度以下。
本申请实施例一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置及使用方法的实施原理为：
S1、夏季运行工况：开启第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3、第四阀门7-4、第五阀门7-5、第十阀门7-10及第十一阀门7-11，关闭第六阀门7-6、第七阀门7-7、第八阀门7-8、第九阀门7-9及第十二阀门7-12。
制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵1加压，供给制冷机组3对冷凝器进行冷却，升温后的冷冻液再进入冷却塔2降温后继续循环流入冷冻液循环水罐6内。用冷循环通路中的冷冻液通过冷冻水泵4加压，进入制冷机组3降温后，供各用冷设备5冷却之用，升温后的冷冻液在流经制冷机组3时得到降温，再继续循环。
S2、冬季运行工况：关闭第一阀门7-1、第二阀门7-2、第三阀门7-3、第四阀门7-4、第五阀门7-5及第十二阀门7-12，开启第六阀门7-6、第七阀门7-7、第八阀门7-8、第九阀门7-9、第十阀门7-10及第十一阀门7-11。
制冷机组3停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵1加压，进入冷却塔2吸收自然界中的冷量降温后，再流入冷冻液循环水罐6。
用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐6内抽取冷冻液通过冷冻水泵4加压，供各用冷设备5冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐6并与来自冷却塔2的循环冷冻液混合降温后，再次供给各用冷设备5。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置，其特征在于：包括循环冷冻液切换供应装置主体，循环冷冻液切换供应装置主体包括循环水泵(1)、冷却塔(2)、制冷机组(3)、第一阀门(7-1)、第二阀门(7-2)、第三阀门(7-3)、第四阀门(7-4)、第六阀门(7-6)、第八阀门(7-8)、第九阀门(7-9)、第十阀门(7-10)和第十一阀门(7-11)，循环水泵(1)出液口与冷却塔(2)进液口连通，连通的管道贯穿制冷机组(3)内部，用于使循环冷冻液穿过制冷机组(3)对制冷机组(3)进行降温，第一阀门(7-1)位于循环水泵(1)与制冷机组(3)之间，第二阀门(7-2)位于制冷机组(3)与冷却塔(2)之间，冷却塔(2)的出液口与冷冻液循环水罐(6)内部连通且第十一阀门(7-11)位于两者之间，冷冻液循环水罐(6)内部与循环水泵(1)进液口连通且第十阀门(7-10)位于两者之间；
循环水泵(1)出液口与冷却塔(2)连通的管路上设置有用于控制循环冷冻液是否经过制冷机组(3)的第七阀门(7-7)；
冷冻水泵(4)的出液口与用冷设备(5)进液口连通，连通的管道贯穿制冷机组(3)内部，用于使制冷机组(3)对循环冷冻液进行降温，第三阀门(7-3)位于冷冻水泵(4)和制冷机组(3)之间，第四阀门(7-4)位于制冷机组(3)与用冷设备(5)之间，第六阀门(7-6)位于冷冻水泵(4)与用冷设备(5)之间配合第三阀门(7-3)和第四阀门(7-4)用于控制循环冷冻液是否穿过制冷机组(3)；用冷设备(5)出液口与冷冻液循环水罐(6)连通且第八阀门(7-8)位于两者之间，冷冻液循环水罐(6)与冷冻水泵(4)连通且第九阀门(7-9)位于两者之间；
用冷设备(5)出液口与冷冻液循环水罐(6)连通的管路和冷冻液循环水罐(6)与冷冻水泵(4)连通的管路之间设置有用于控制两根管路是否连通的第五阀门(7-5)；
循环冷冻液在循环冷冻液切换供应装置主体内的流动路径形成制冷循环通路和用冷循环通路，用冷循环通路用于为用冷设备(5)供给冷冻液，制冷循环通路用于通过冷冻液循环水罐(6)对用冷循环通路中的冷冻液降温；
制冷循环通路内循环冷冻液的流动路径：通过循环水泵(1)加压，供给制冷机组(3)对冷凝器进行冷却，升温后的冷冻液再进入冷却塔(2)降温后继续循环流入冷冻液循环水罐(6)内；
用冷循环通路内循环冷冻液的流动路径：通过冷冻水泵(4)加压，进入制冷机组(3)降温后，供各用冷设备(5)冷却之用，升温后的冷冻液在流经制冷机组(3)时得到降温，再继续循环。
2.一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：应用上述权利要求1所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置，包括以下步骤：
S1、夏季运行工况：开启第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门，关闭第六阀门、第七阀门、第八阀门及第九阀门；制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵(1)加压，供给制冷机组(3)对冷凝器进行冷却，升温后的冷冻液再进入冷却塔(2)降温后继续循环；用冷循环通路中的冷冻液通过冷冻水泵(4)加压，进入制冷机组(3)降温后，供各用冷设备(5)冷却之用；
S2、冬季运行工况：关闭第一阀门(7-1)、第二阀门(7-2)、第三阀门(7-3)、第四阀门(7-4)及第五阀门(7-5)，开启第六阀门(7-6)、第七阀门(7-7)、第八阀门(7-8)及第九阀门(7-9)；制冷机组(3)停用，制冷循环通路中的循环冷冻液通过循环水泵(1)加压，进入冷却塔(2)降温后，进入冷冻液循环水罐(6)；用冷循环通路中的冷冻液自冷冻液循环水罐(6)内抽取冷冻液通过冷冻水泵(4)加压，供各用冷设备(5)冷却用，冷冻液升温后返回冷冻液循环水罐(6)并与来自冷却塔(2)的循环冷冻液混合降温后，再次供给各用冷设备(5)。
3.根据权利要求2所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：所述制冷循环通路中设有隔离通路(8)，隔离通路(8)用以将冷冻液循环水罐(6)进行阻断，使冷冻液直接经隔离通路(8)进行循环流动；隔离通路(8)一端位于冷却塔(2)和第十一阀门(7-11)之间，另一端位于第十阀门(7-10)和循环水泵(1)之间；在步骤S1中，可以使隔离通路(8)参与循环冷冻液的输送，使冷冻液循环水罐(6)退出制冷循环通路。
4.根据权利要求3所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：所述隔离通路(8)连通有泄流阀(8-1)，在步骤S1中，在入冬前，打开泄流阀(8-1)，通过泄流阀(8-1)将隔离通路(8)内的冷冻液排放干净以保护隔离通路(8)。
5.根据权利要求2所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：在步骤S1中，冷冻液循环水罐(6)内的冷冻液为水。
6.根据权利要求2所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：在步骤S2中，冷冻液循环水罐(6)内的冷冻液为乙二醇。
7.根据权利要求2所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：在步骤S2中，冷冻液循环水罐(6)内的冷冻液为乙醇。
8.根据权利要求2所述的一种用于严寒地区的循环冷冻液切换供应装置使用方法，其特征在于：在步骤S2中，随着气温进一步降低，提高冷冻液的浓度，将冷冻液的冰点降低至零下五十度以下。
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