CN115111792A - 一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，包括集装箱和集中安装于集装箱内的高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器、膨胀阀及中控器，中控器分别与高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器和膨胀阀控制连接，高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器通过管路连通，蒸发式冷凝器利用蒸发吸热的方式对流经其内的制冷剂进行冷却，蒸发式冷凝器串接膨胀阀后与高效满液式蒸发器管路连通。采用蒸发冷却替代传统水冷，导热系数高且降低了对水源的依赖程度和冷却水的消耗，不需要铺设冷却水管路和配备冷却塔，大幅降低初期成本；具有智慧化程度高、布局紧凑、占地面积小、制冷系数高、方便调试的特点。

Description

一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站

技术领域

本发明涉及冷站系统技术领域，具体涉及一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站。

背景技术

现有冷站主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等核心部件组成，广泛应用于冷库、储藏室等低温场景的制冷系统中。压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器分散布置，每次安装均需要进行布局规划，占用面积大，安装工期长、难度大；不具有集中控制功能，智慧化程度低，需专业的运行人员；每个部件需要单独操作，操作和调试均不方便。采用传统螺杆式压缩机，冷媒和润滑油出现混溶，随着使用年限的增长，维护保养困难；随着使用年限增长，系统设备老化，制冷系数(COP)偏低，运行能耗高。冷凝器为传统水冷型冷凝器，需外接冷却水，水源依赖程度大，冷却水消耗大；且需铺设大量冷却水管路，管路复杂；需专门配备冷却塔，初投资大；长期运行后，冷凝器内的套管或管壳中产生水垢，降低换热系数，增加能耗并且难以清理。

发明内容

为此，本发明提供一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，以解决传统水冷型冷站需要外接冷却水导致对水源依赖程度大、需铺设冷却水管路导致管路复杂、需配备冷却塔导致成本高、无中控导致智慧程度低、布置分散导致占地面积大及安装工期长、制冷系数较低且随时间衰减、长期运行冷凝器内产生水垢导致化热系数低等技术问题中的一个或多个的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，包括集装箱和集中安装于所述集装箱内的高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器、膨胀阀及中控器，所述中控器分别与高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器和膨胀阀控制连接，所述高效满液式蒸发器的制冷剂出口与磁悬浮压缩机的制冷剂入口连通，所述磁悬浮压缩机的制冷剂入口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口连通，所述蒸发式冷凝器利用蒸发吸热的方式对流经其内的制冷剂进行冷却，所述蒸发式冷凝器的制冷剂出口串接所述膨胀阀后与高效满液式蒸发器的制冷剂入口连通。

进一步地，所述磁悬浮压缩机为智能磁悬浮离心式压缩机。

进一步地，所述蒸发式冷凝器包括壳体、冷凝盘管、集水槽、喷淋泵和喷淋系统；所述冷凝盘管为带内螺纹和外肋散热翅片的紫铜管，设置于壳体内的上部空间且两端位于壳体外作为制冷剂的进出口；所述集水槽设置于壳体内的底部；所述喷淋泵设置于壳体外，其进水端与集水槽连接，其出水端与喷淋系统连接；所述喷淋系统设置于壳体内并位于冷凝盘管的上方，用于向下方的冷凝盘管喷淋冷却水；所述中控器与喷淋泵控制连接。

进一步地，所述蒸发式冷凝器还包括引风机和进风栅格；所述引风机设置于壳体外，出风口与进风栅格的进风口连接；所述进风栅格设置于壳体内并位于冷凝盘管和集水槽之间，其出风口朝上，用于将引风机送来的风引导朝冷凝盘管吹送；所述中控器与引风机控制连接。

进一步地，所述蒸发式冷凝器还包括轴流风机和脱水器；所述轴流风机设置于壳体顶部，其进风口与壳体内部空间连通；所述脱水器的进风口与轴流风机的出风口连通；所述中控器与轴流风机、脱水器控制连接。

进一步地，所述一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站还包括冷冻水泵；所述高效满液式蒸发器的冷冻水进出口通过冷冻水管路延伸至所述集装箱外，所述冷冻水管路的位于集装箱内部的管路段采用带螺旋式肋片的紫铜管；所述冷冻水泵串接在冷冻水管路的冷冻水进水管上；所述中控器与冷冻水泵控制连接。

进一步地，所述中控器采用自主研发的可编程控制器，所述控制连接包括电控连接、气控连接、液控连接中的一种或多种的组合，所述中控器用于控制各装置的运行并控制制冷量，同时监测整个系统。

进一步地，所述集装箱内设有隔板，所述隔板将集装箱的箱内空间分隔成上隔层和下隔层，所述蒸发式冷凝器和中控器设置于上隔层中，所述高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机以及膨胀阀均设置于下隔层中。

进一步地，所述高效满液式蒸发器的制冷剂出口与磁悬浮压缩机的制冷剂入口、所述磁悬浮压缩机的制冷剂出口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口、所述蒸发式冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的制冷剂入口、所述膨胀阀的制冷剂出口与高效满液式蒸发器的制冷剂入口分别通过一段制冷剂管路连接，其中，磁悬浮压缩机的制冷剂出口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口之间的制冷剂管路以及蒸发式冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的制冷剂入口之间的制冷剂管路均穿过所述隔板。

本发明具有如下优点：

采用蒸发冷代替水冷，不用外接冷却水，也不用铺设冷却水管路及配备冷却塔，减少对水源的依赖程度及冷却水的消耗，降低管路及冷却塔的投入成本。蒸发式冷凝器在对制冷剂进行冷却时，向制冷剂流经的冷凝盘管喷淋冷却水，冷却水在冷凝盘管表面吸热蒸发降低冷凝盘管的温度(同时降低温度的还有冷凝盘管内的制冷剂)，也可通过自下而上的风加速冷凝盘管的冷却，或者喷淋+风冷双冷却，这三种冷却形式在长期运行后不会或很少产生水垢，即便有少量水垢也非常容易清理，与水冷冷凝器相比，长时间运行后不会大幅降低换热系数，整体上换热系数高。配备了智能化的中控器，集中控制各装置并监测整个系统，方便调试，智慧化程度高；应用在多个集装箱的项目时，还可实现进一步的群组控制(多个中控器被一个总中控器控制)。将中控器、高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器、膨胀阀、冷冻水泵均集成在集装箱内，当某车间或工程需要需要冷站时，直接运输集装箱到指定位置，连接冷冻水管路即可使用，与现有的冷站相比，不但将分散布置改为集中布置，占地面积小，更加节省空间，而且还将分散布置改为一体式，节省了现场安装的大部分工作内容，建设速度更快；同时，将中控器和蒸发式冷凝器放在集装箱的上隔层，其余的放在下隔层，分层布置提高空间利用率，整体更加紧凑。优先选用智能磁悬浮离心式压缩机，无需润滑油，运行维护保养简单方便，提升了系统COP，且设备制冷效率基本不随使用时间衰减，减少了设备全寿命周期的能耗。优先采用低阻力智能变频冷冻水泵，利用中控器直接对低阻力智能变频冷冻水泵进行智能变频控制，可减少传统冷站中的上位机。由于集成在集装箱中，因此，既能在设施较为齐全的工厂或工程内使用，也能在临时需要冷站的坡地、草地、滩涂等地方使用，整体上适用多种场景，应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站的示意图；

图2为本发明实施例提供的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站的蒸发式冷凝器的示意图；

图3为本发明实施例提供的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站的电控原理图。

图中：1-蒸发器，2-压缩机，3-蒸发式冷凝器，4-膨胀阀，5-冷冻水泵，6-中控器，7-冷冻水进水口，8-冷冻水出水口，9-喷淋泵，31-冷凝盘管，32-喷淋系统，33-集水槽，34-进风栅格，35-轴流风机，36-引风机，37-脱水器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至3所示，本实施例提供了一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，包括集装箱和集中安装于集装箱内的高效满液式蒸发器1、压缩机2、蒸发式冷凝器3、膨胀阀4、中控器6、制冷剂管路、冷却水泵以及制冷剂管路、冷冻水管路等；其中，压缩机2为磁悬浮压缩机2、涡旋式压缩机2、螺杆式压缩机2或离心式压缩机2，优选智能磁悬浮离心式压缩机2；冷却水泵优选低阻力智能变频冷却水泵。

如图2所示，蒸发式冷凝器3包括壳体、冷凝盘管31、集水槽33、喷淋泵9、喷淋系统32、引风机36、进风栅格34、轴流风机35和脱水器37。冷凝盘管31置于壳体内的上部空间中，其两端位于壳体外作为制冷剂的进出口；位于壳体内的冷凝盘管31蜿蜒曲折的分布，以便增加与喷淋的冷却水的接触面积。集水槽33设置于壳体内的底部。喷淋泵9设置于壳体外，其进水端与集水槽33连接，其出水端与喷淋系统32连接。喷淋系统32设置于壳体内并位于冷凝盘管31的上方，用于向下方的冷凝盘管31喷淋冷却水。引风机36设置于壳体外，出风口与进风栅格34的进风口连接。进风栅格34设置于壳体内并位于冷凝盘管31和集水槽33之间，其出风口朝上，用于将引风机36送来的风引导朝冷凝盘管31吹送。轴流风机35设置于壳体顶部，其进风口与壳体内部空间连通。脱水器37进风口与轴流风机35的出风口连通。

集装箱内设有隔板，隔板将集装箱的箱内空间分隔成上隔层和下隔层，蒸发式冷凝器3和中控器6设置于上隔层中，高效满液式蒸发器1、磁悬浮压缩机2以及膨胀阀4、冷冻水泵5等均设置于下隔层中。

中控器6具有控制面板，用于控制操作以及设置参数；一般情况下，中控器6外部设有保护壳和可开闭的盖板，盖板开启后能露出控制面板。如图3所示，中控器6采用自主研发的可编程控制器，分别与高效满液式蒸发器1、磁悬浮压缩机2、膨胀阀4、冷冻水泵5控制连接，并分别与蒸发式冷凝器3的喷淋泵9、引风机36、轴流风机35和脱水器37控制连接。控制连接包括电控连接、气控连接、液控连接中的一种或多种的组合，本实施例采用电控，通过操作中控器6的控制面板控制高效满液式蒸发器1、磁悬浮压缩机2、膨胀阀4、冷冻水泵5、喷淋泵9、引风机36、轴流风机35和脱水器37的运行状态，例如启停、输出功率、制冷剂的温度和压力等；同时可根据客户需求在控制面板设置参数(例如功率、温度、阀门开度等)从而控制制冷量；同时利用电子式电流表、电子式电压表、电子式温度计、电子式压力表等对整个系统进行监测，例如监测功率、设备温度、故障等信息。

高效满液式蒸发器1的制冷剂出口与磁悬浮压缩机2的制冷剂入口、磁悬浮压缩机2的制冷剂出口与蒸发式冷凝器3的制冷剂入口、蒸发式冷凝器3的制冷剂出口与膨胀阀4的制冷剂入口、膨胀阀4的制冷剂出口与高效满液式蒸发器1的制冷剂入口分别通过一段制冷剂管路连接；其中，磁悬浮压缩机2的制冷剂出口与蒸发式冷凝器3的制冷剂入口之间的制冷剂管路以及蒸发式冷凝器3的制冷剂出口与膨胀阀4的制冷剂入口之间的制冷剂管路均穿过隔板。

高效满液式蒸发器1的冷冻水进出口通过冷冻水管路延伸至集装箱外，冷冻水管路的位于集装箱内部的管路段采用带螺旋式肋片的紫铜管。冷冻水泵5串接在冷冻水管路的冷冻水进水管上。

本实施例提供的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站工作时，冷冻水在冷冻水泵5的驱动下从冷冻水进水口7进入高效满液式蒸发器1，高效满液式蒸发器1通过内部低温低压液态制冷剂蒸发吸热冷却冷冻水，经冷却后的冷冻水从冷冻水出水口8流出。磁悬浮压缩机2接收来自高效满液式蒸发器1释放出的气态制冷剂，并将其压缩为高温高压的液态制冷剂。蒸发式冷凝器3接收来自磁悬浮压缩机2的高温高压液态制冷剂，利用蒸发冷却的方式将高温高压液态制冷剂冷却为低温高压液态制冷剂，具体的：高温高压气态制冷剂进入冷凝盘管31；集水槽33中的冷却水在喷淋泵9的驱动下进入喷淋系统32，被喷淋至冷凝盘管31表面进行蒸发吸热；未蒸发的冷却水由下方集水槽33收集；同时，冷空气从进风格栅进入冷凝器，在引风机36的作用下由下向上流动，强化了冷却水的蒸发效果，使冷凝盘管31中的制冷剂进一步被冷却；壳体内的热湿空气在轴流风机35的作用下，经脱水器37脱水后从蒸发式冷凝器3上方排出。膨胀阀4接收来自蒸发式冷凝器3的低温高压液态制冷剂，通过节流作用将其降压为低温低压液态制冷剂，并送入高效满液式蒸发器1。控制箱可以集中控制各个部件，监测整个系统，根据用户侧需求控制制冷量。

本实施例提供的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，采用蒸发冷代替水冷，不用外接冷却水，也不用铺设冷却水管路及配备冷却塔，减少对水源的依赖程度，降低管路及冷却塔的投入成本。蒸发式冷凝器3在对制冷剂进行冷却时，向制冷剂流经的冷凝盘管31喷淋冷却水，冷却水在冷凝盘管31表面吸热蒸发降低冷凝盘管31的温度(同时降低温度的还有冷凝盘管31内的制冷剂)，同时辅以自下而上的风加速冷凝盘管31表面的冷却水的蒸发，此种冷却形式在长期运行后不会或很少产生水垢，即便有少量水垢也非常容易清理，与水冷冷凝器相比，长时间运行后不会大幅降低换热系数。配备了智能化的中控器6，集中控制各装置并监测整个系统，方便调试，智慧化程度高；应用在多个集装箱的项目时，还可实现进一步的群组控制(多个中控器6被一个总中控器6控制)。将中控器6、高效满液式蒸发器1、磁悬浮压缩机2、蒸发式冷凝器3、膨胀阀4、冷冻水泵5均集成在集装箱内，当某车间或工程需要需要冷站时，直接运输集装箱到指定位置，连接冷冻水管路即可使用，与现有的冷站相比，不但将分散布置改为集中布置，占地面积小，更加节省空间，而且还将分散布置改为一体式，节省了现场安装的大部分工作内容，建设速度更快；同时，将中控器6和蒸发式冷凝器3放在集装箱的上隔层，其余的放在下隔层，分层布置提高空间利用率，整体更加紧凑。优先选用智能磁悬浮压缩机2，无需润滑油，运行维护保养简单方便，提升了系统COP，且设备制冷效率基本不随使用时间衰减，减少了设备全寿命周期的能耗。优先采用低阻力智能变频冷冻水泵5，利用中控器6直接对低阻力智能变频冷冻水泵5进行智能变频控制，可减少传统冷站中的上位机。由于集成在集装箱中，因此，既能在设施较为齐全的工厂或工程内使用，也能在临时需要冷站的坡地、草地、滩涂等地方使用，整体上适用多种场景，应用范围广。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，包括集装箱和集中安装于所述集装箱内的高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器、膨胀阀及中控器，所述中控器分别与高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机、蒸发式冷凝器和膨胀阀控制连接，所述高效满液式蒸发器的制冷剂出口与磁悬浮压缩机的制冷剂入口连通，所述磁悬浮压缩机的制冷剂入口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口连通，所述蒸发式冷凝器利用蒸发吸热的方式对流经其内的制冷剂进行冷却，所述蒸发式冷凝器的制冷剂出口串接所述膨胀阀后与高效满液式蒸发器的制冷剂入口连通。

2.根据权利要求1所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述磁悬浮压缩机为智能磁悬浮离心式压缩机。

3.根据权利要求1所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述蒸发式冷凝器包括壳体、冷凝盘管、集水槽、喷淋泵和喷淋系统；所述冷凝盘管为带内螺纹和外肋散热翅片的紫铜管，设置于壳体内的上部空间且两端位于壳体外作为制冷剂的进出口；所述集水槽设置于壳体内的底部；所述喷淋泵设置于壳体外，其进水端与集水槽连接，其出水端与喷淋系统连接；所述喷淋系统设置于壳体内并位于冷凝盘管的上方，用于向下方的冷凝盘管喷淋冷却水；所述中控器与喷淋泵控制连接。

4.根据权利要求3所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述蒸发式冷凝器还包括引风机和进风栅格；所述引风机设置于壳体外，出风口与进风栅格的进风口连接；所述进风栅格设置于壳体内并位于冷凝盘管和集水槽之间，其出风口朝上，用于将引风机送来的风引导朝冷凝盘管吹送；所述中控器与引风机控制连接。

5.根据权利要求3所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述蒸发式冷凝器还包括轴流风机和脱水器；所述轴流风机设置于壳体顶部，其进风口与壳体内部空间连通；所述脱水器的进风口与轴流风机的出风口连通；所述中控器与轴流风机、脱水器控制连接。

6.根据权利要求1所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站还包括冷冻水泵；所述高效满液式蒸发器的冷冻水进出口通过冷冻水管路延伸至所述集装箱外，所述冷冻水管路的位于集装箱内部的管路段采用带螺旋式肋片的紫铜管；所述冷冻水泵串接在冷冻水管路的冷冻水进水管上；所述中控器与冷冻水泵控制连接。

7.根据权利要求1所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述中控器采用自主研发的可编程控制器，所述控制连接包括电控连接、气控连接、液控连接中的一种或多种的组合，所述中控器用于控制各装置的运行并控制制冷量，同时监测整个系统。

8.根据权利要求1所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述集装箱内设有隔板，所述隔板将集装箱的箱内空间分隔成上隔层和下隔层，所述蒸发式冷凝器和中控器设置于上隔层中，所述高效满液式蒸发器、磁悬浮压缩机以及膨胀阀均设置于下隔层中。

9.根据权利要求8所述的一体化智能磁悬浮蒸发冷型智慧冷站，其特征在于，所述高效满液式蒸发器的制冷剂出口与磁悬浮压缩机的制冷剂入口、所述磁悬浮压缩机的制冷剂出口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口、所述蒸发式冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的制冷剂入口、所述膨胀阀的制冷剂出口与高效满液式蒸发器的制冷剂入口分别通过一段制冷剂管路连接，其中，磁悬浮压缩机的制冷剂出口与蒸发式冷凝器的制冷剂入口之间的制冷剂管路以及蒸发式冷凝器的制冷剂出口与膨胀阀的制冷剂入口之间的制冷剂管路均穿过所述隔板。

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