CN117433186B - 一种冷库分液系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷库分液系统及控制方法，包括：冷凝机组和多个冷库，冷凝机组分别和各个冷库连接，冷凝机组分别向各个冷库提供换热流体；各个分液装置与各个冷库一一对应地连接，各个分液装置均与冷凝机组连接，各个分液装置均用于控制通入相应的冷库内流体的流量；测量比焓器，测量比焓器为多个，各个测量比焓器与各个冷库一一对应地设置，各个测量比焓器均用于测量流体在各个冷库内换热前后的焓差值；控制器，控制器分别与各个测量比焓器和各个分液装置信号连接，控制器通过焓差值计算各个冷库所需流体的流量，并将信号传递给各个分液装置。本发明的冷库分液系统及控制方法解决了相关技术中一拖多制冷系统无法实现冷媒按需分配的技术问题。

Description

一种冷库分液系统及控制方法

技术领域

本发明涉及冷库制冷技术领域，具体涉及一种冷库分液系统及控制方法。

背景技术

一拖多冷藏冷冻机组通常具有多台分液装置供不同的冷库使用，此种冷藏冷冻机组在使用过程中，根据实际需要，用户会随机地开启，每个冷库根据用户设定的目标温度调节室冷库内温度。

然而，在一拖多冷藏冷冻系统中经常会出现冷媒无法按需分配以使其中一个或多个冷库冷量缺失，导致冷库温度上升，影响货物品质。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种冷库分液系统及控制方法，以解决相关技术中一拖多制冷系统无法实现冷媒按需分配的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供一种冷库分液系统，包括：冷凝机组和多个冷库，冷凝机组分别和各个冷库连接，冷凝机组分别向各个冷库提供换热流体；多个分液装置，各个分液装置与各个冷库一一对应地连接，各个分液装置均与冷凝机组连接，各个分液装置均用于控制通入相应的冷库内流体的流量；测量比焓器，测量比焓器为多个，各个测量比焓器与各个冷库一一对应地设置，各个测量比焓器均用于测量流体在各个冷库内换热前后的焓差值；控制器，控制器分别与各个测量比焓器和各个分液装置信号连接，控制器通过焓差值计算各个冷库所需流体的冷量，并将信号传递给各个分液装置。

进一步地，分液装置包括：供液器，供液器内容纳有与冷库进行换热的流体，供液器上设置有通入流体的供液管和流出流体的出液管，出液管上设置有出液阀，出液阀用于打开或闭合出液管；第一液位仪，第一液位仪设置在供液器内，第一液位仪用于测量供液器内流体的体积，第一液位仪和出液阀分别与控制器信号连接。

进一步地，供液管上设置有第一阀门，控制器与第一阀门信号连接，以控制第一阀门打开或闭合供液管；供液器内设置有活塞，活塞相对于供液器可移动地设置，控制器与活塞信号连接，以控制活塞在供液器内上下移动。

进一步地，分液装置还包括：储液器，储液器通过供液管与供液器连接；第一储液管，第一储液管的一端与储液器连接，第一储液管的另一端与冷凝机组连接。

进一步地，储液器上还设置有第二液位仪，第二液位仪用于检测储液器内流体的体积，第二液位仪与控制器信号连接。

进一步地，储液器上还设置有第二储液管，通过第二储液管向储液器内通入流体。

进一步地，冷库分液系统还包括旁通管路，旁通管路为多个，各个旁通管路均连接两个相邻的储液器。

进一步地，各个旁通管路上均设置有第二阀门，第二阀门与控制器信号连接，以使控制器控制第二阀门打开或闭合旁通管路。

进一步地，冷库分液系统还包括回流管路，回流管路的一端分别与各个冷库的流体出口连接，回流管路的另一端与冷凝机组连接，回流管路用于将各个冷库换热后的流体收集至冷凝机组内。

一种控制方法，应用于如上所述的冷库分液系统，控制方法包括：各个测量比焓器测量流体在各个冷库内换热前后的焓差值，再通过冷库设定的冷量计算所需流体的流量；根据各个冷库所需流体的流量控制各个分液装置流向相应冷库的流体的流量。

进一步地，所需流体的流量计算方法为：V=Q/h_差，其中，h_差为焓差值，Q为冷量。

进一步地，测量比焓器包括第一测量比焓器和第二测量比焓器，第一测量比焓器用于测量冷库进口处流体的比焓h1，第二测量比焓器用于测量冷库出口处流体的比焓h2；焓差值h_差的计算方法为：h_差=h2-h1。

有益效果：

1、本发明的冷库分液系统通过分液装置，解决了一拖多制冷系统中冷媒分液不均匀的技术问题。

2、本发明的冷库分液系统通过对储液器内部补充冷媒，避免因冷媒泄露导致的制冷量不足的技术问题。

3、本发明的控制方法，通过各个冷库所需的冷媒冷量对相应地冷库进行定量补充，有效节约制冷成本。

附图说明

图1是本发明实施例采用的冷库分液系统的结构示意图；

图2是本发明实施例采用的冷库分液系统的供液器的结构示意图；

图3是本发明实施例采用的冷库分液系统的储液器的结构示意图；

图4是本发明实施例采用的冷库分液系统的分液装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的冷库分液系统的旁通管路的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、冷凝机组；2、冷库；3、回流管路；4、分液装置；41、供液器；42、供液管；43、出液管；44、第一液位仪；45、第一阀门；46、活塞；47、出液阀； 5、测量比焓器；51、第一测量比焓器；52、第二测量比焓器；61、储液器；62、第一储液管；63、第二液位仪；64、第二储液管；7、旁通管路；71、第二阀门。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种冷库分液系统，请参阅图1至图5，包括：冷凝机组1和多个冷库2，冷凝机组1分别和各个冷库2连接，冷凝机组1分别向各个冷库2提供换热流体；多个分液装置4，各个分液装置4与各个冷库2一一对应地连接，各个分液装置4均与冷凝机组1连接，各个分液装置4均用于控制通入相应的冷库2内流体的流量；测量比焓器5，测量比焓器5为多个，各个测量比焓器5与各个冷库2一一对应地设置，各个测量比焓器5均用于测量流体在各个冷库2内换热前后的焓差值；控制器，控制器分别与各个测量比焓器5和各个分液装置4信号连接，控制器通过焓差值计算各个冷库2所需流体的流量，并将信号传递给各个分液装置4。

本实施例的冷库分液系统，冷凝机组1分别与多个冷库2连接，形成一拖多的制冷系统。换热流体选用冷媒，在每个冷库2冷媒入口的前端分别设置相应的分液装置4。测量比焓器5测量冷媒进入冷库2和流出冷库2焓差值，通过设定的冷库需要的冷量计算每个冷库所需要冷媒的流量，再通过控制器将信号传递给分液装置4，分液装置4控制相应的冷库2制冷系统中冷媒的流量，以达到冷库2所需的冷量。采用分液装置4按需分配冷媒流量，避免一拖多制冷系统中冷媒分配不合理导致其中一个或几个冷库2冷量缺失的问题，从而保证各个冷库2温度稳定，保障货物品质。本实施例的冷库分液系统解决了相关技术中一拖多制冷系统无法实现冷媒按需分配的技术问题。

参阅图2，在本实施例的冷库分液系统中，分液装置4包括：供液器41，供液器41内容纳有与冷库2进行换热的流体，供液器41上设置有通入流体的供液管42和流出流体的出液管43，出液管43上设置有出液阀47，出液阀47用于打开或闭合出液管43；第一液位仪44，第一液位仪44设置在供液器41内，第一液位仪44用于测量供液器41内流体的体积，第一液位仪44和出液阀47分别与控制器信号连接。来自冷凝机组1的冷媒通过供液管42流入供液器41内，当供液器41中冷媒的体积到达预设值时，第一液位仪44将信号传递给控制器，控制器打开出液阀47，将供液器41中的冷媒通入相应的冷库2中，与冷库2的能量进行换热。

参阅图2，在本实施例的冷库分液系统中，供液管42上设置有第一阀门45，控制器与第一阀门45信号连接，以控制第一阀门45打开或闭合供液管42；供液器41内设置有活塞46，活塞46相对于供液器41可移动地设置，控制器与活塞46信号连接，以控制活塞46在供液器41内上下移动。在供液管42上设置第一阀门45，供液器41顶部设置有活塞46，当第一液位仪44检测到供液器41内的体积到达预设值时，将信号传递给控制器，控制器控制第一阀门45闭合供液管42，停止继续向供液器41内输送冷媒，再控制活塞46从上至下移动，已将供液器41内的冷媒全部通过出液管43流入冷库2内。这样设置既能有效利用冷媒，节约能耗，又能对冷库2进行快速换热，促使冷库2快速降温。

参阅图3，在本实施例的冷库分液系统中，分液装置4还包括：储液器61，储液器61通过供液管42与供液器41连接；第一储液管62，第一储液管62的一端与储液器61连接，第一储液管62的另一端与冷凝机组1连接。分液装置4还包括储液器61，储液器61一端通过供液管42与供液器41连接，另一端通过第一储液管62与冷凝机组1连接。设置储液器61相当于为供液器41提高冷媒提供了储备条件。当冷库2所需要的冷量突然增多，而冷凝机组1无法及时补充时，可从储液器61中调取，保障冷库2的正常运行。

参阅图3至图5，在本实施例的冷库分液系统中，储液器61上还设置有第二液位仪63，第二液位仪63用于检测储液器61内流体的体积，第二液位仪63与控制器信号连接。在储液器61上设置第二液位仪63实时监测储液器61内冷媒的流量。

参阅图4，在本实施例的冷库分液系统中，储液器61上还设置有第二储液管64，通过第二储液管64向储液器61内通入流体。当冷凝机组1提供的冷媒量无法满足冷库2的需求时，可以通过储液器61的第二储液管64灌入冷媒。在进行补充冷媒时，可直接从第二储液管64充入储液器61中，保证冷媒可快速地流过制冷系统，冷库2的制冷量能够迅速提升，库温迅速拉下。

参阅图1和图5，在本实施例的冷库分液系统中，冷库分液系统还包括旁通管路7，旁通管路7为多个，各个旁通管路7均连接两个相邻的储液器61。在每两路的储液器61之间设置旁通管路7，互相连通相邻的储液器61，让多个冷库2的制冷系统起到互相辅助的作用，保障整个冷库分液系统的稳定性。

参阅图1和图5，在本实施例的冷库分液系统中，各个旁通管路7上均设置有第二阀门71，第二阀门71与控制器信号连接，以使控制器控制第二阀门71打开或闭合旁通管路7。每个旁通管路7均设置有第二阀门71，控制器控制整个冷库分液系统冷媒的流向，通过每个冷库设定的冷量，监测每个冷库2所需的流量，判断每个分液装置4中储液器61的冷媒量是否足够，若不足时，开启相邻第二阀门71从相邻的储液器61中调取冷媒。

参阅图1，在本实施例的冷库分液系统中，冷库分液系统还包括回流管路3，回流管路3的一端分别与各个冷库2的流体出口连接，回流管路3的另一端与冷凝机组1连接，回流管路3用于将各个冷库2换热后的流体收集至冷凝机组1内。冷库分液系统还包括回流管路3，回流管路3将与各个冷库2换热后的冷媒回收至冷凝机组1，经过冷凝机组1处理后再重新应用到冷库分液系统中，实现冷媒循环利用，节约制冷成本。

在本实施例的控制方法中，应用于如上所述的冷库分液系统，控制方法包括：各个测量比焓器5测量流体在各个冷库2内换热前后的焓差值，再通过各个冷库2设定的冷量计算所需流体的流量；根据各个冷库2所需流体的流量控制各个分液装置4流向相应冷库2的流体的流量。在一拖多的冷库分液系统中，先设定每个冷库所需冷媒的冷量，再通过焓差值计算出所需冷媒的流量；再通过所述冷媒的流量控制各个分液装置4通入相应冷库2的流量，从而实现冷媒按需分配的效果。

具体地，每个冷库2中可人为自助设置所需冷量，可设置为相同冷量，也可设置为不同冷量的冷库2。在设置完冷库2所需冷量后，计算出每个冷库2所需的冷媒流量，通过各路的分液装置4控制冷媒流量来提供各冷库2所需的冷量。

在本实施例的控制方法中，所需流体的流量计算方法为：V=Q/h_差，其中，h_差为焓差值，Q为冷量。冷媒在冷库2中蒸发温度随冷库2温度变化而变化，所以测量比焓器5的数据也会发生变化。本实施例的控制方法中设置时间T，每时间T统计一次焓差值，并计算冷库2的流量。

在本实施例的控制方法中，测量比焓器5包括第一测量比焓器51和第二测量比焓器52，第一测量比焓器51用于测量冷库2进口处流体的比焓h1，第二测量比焓器52用于测量冷库2出口处流体的比焓h2；焓差值h_差的计算方法为：h_差=h2-h1。在冷库2冷媒进口处设置第一测量比焓器51，冷库2出口处设置第二测量比焓器52。第一测量比焓器51记录进入冷库2前冷媒的比焓，记录比焓值为h1；第二测量比焓器52记录从冷库2中流出的冷媒的比焓，记录比焓值为h2，通过控制器程序计算二者的焓差值h_差。

在本实施例的控制方法中，一拖多冷库分液系统以三个冷库2为例，具体控制方法如下：

从冷凝机组1出来的液态冷媒分为三条分路，每个分路的后面均有一个分液装置4，经分液装置4的冷媒流量流经第一测量比焓器51，记录比焓值为h1，第二测量比焓器52记录从冷库中流出的冷媒的比焓，记录比焓值为h2，通过控制器程序计算二者的焓差值h_差，以及设定的冷库2所需的冷量Q。利用公式V=Q/h_差计算出每个冷库2所需的冷媒流量V，通过各路的分液装置4控制冷媒流量来提供各冷库2所需的冷量。冷库2中的冷媒蒸发温度随冷库温度变化而变化，测量比焓器5的数据也在变化，冷库分液系统设置时间T为10秒，每10秒检测一次，计算新的焓差值，得到此分液流路中所需的冷媒流量。

在每一路的储液器61中加灌注了匹配冷库2时冷媒量的1.5倍，但在系统运行过程中难免会出现冷媒偏移的情况导致某一路冷媒偏少，制冷效果不明显。在相邻两路的储液器61中加入旁通管路7及第二阀门71。通过每个冷库2的制冷量设置最小液位Lmin,并且Lmin=1.5*（Q/h_差S），例如当第一个储液器61达到最低液位为L1，L1＜Lmin时，检测第二个储液器61的液位为L2，当L2＞Lmin时，开启第一个储液器61和第二个储液器61的第二阀门71，使第二个储液器61中的冷媒流入第一个储液器61中；当检测到两个储液器的最低液位L1=L2时关闭第二阀门71，或当L1＞Lmin时关闭第二阀门71。每10秒检测一次，当三个储液器61均达到最低液位时，第二液位仪63传递信号给控制器，控制器反馈冷媒缺失信号。

储液器61和供液器41中间设置第一阀门45，供液器41中设置第一液位仪44，通过本流路中冷库2的冷量计算所需流量。通过计算公式得到供液器41内冷媒的流量L=V/S，其中，S为供液器41的底面积，当第一液位仪44达到L时，第一阀门45关闭，出液阀47开启，活塞46开启，将供液器41中的冷媒完全压入出液管43中，流入冷库分液系统中。

在一拖多冷库制冷系统中经常会出现冷媒分配不合理及冷媒量不足的问题导致冷库库温出现波动，达不到冷库要求的时候，而本实施例的冷库分液系统实现均匀分液和补充冷媒的效果，使机组可在不同对应库温时也能正常运行，可自动通过库温设置调节冷媒流量，自动控制各分液装置4,保证库温稳定。采用补充冷媒的装置解决了制冷系统中由于冷媒泄露，导致制冷量不足的问题。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种冷库分液系统，其特征在于，包括：

冷凝机组（1）和多个冷库（2），所述冷凝机组（1）分别和各个所述冷库（2）连接，所述冷凝机组（1）分别向各个所述冷库（2）提供换热流体；

多个分液装置（4），各个所述分液装置（4）与各个所述冷库（2）一一对应地连接，各个所述分液装置（4）均与所述冷凝机组（1）连接，各个所述分液装置（4）均用于控制通入相应的所述冷库（2）内流体的流量；

测量比焓器（5），所述测量比焓器（5）为多个，各个所述测量比焓器（5）与各个所述冷库（2）一一对应地设置，各个所述测量比焓器（5）均用于测量流体在各个所述冷库（2）内换热前后的焓差值；

控制器，所述控制器分别与各个所述测量比焓器（5）和各个所述分液装置（4）信号连接，所述控制器通过所述焓差值计算各个所述冷库（2）所需流体的流量，并将信号传递给各个所述分液装置（4）；

所述分液装置（4）包括：

供液器（41），所述供液器（41）内容纳有与所述冷库（2）进行换热的流体，所述供液器（41）上设置有通入流体的供液管（42）和流出流体的出液管（43），所述出液管（43）上设置有出液阀（47），所述出液阀（47）用于打开或闭合所述出液管（43）；

第一液位仪（44），所述第一液位仪（44）设置在所述供液器（41）内，所述第一液位仪（44）用于测量所述供液器（41）内流体的体积，所述第一液位仪（44）和所述出液阀（47）分别与所述控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的冷库分液系统，其特征在于，所述供液管（42）上设置有第一阀门（45），所述控制器与所述第一阀门（45）信号连接，以控制所述第一阀门（45）打开或闭合所述供液管（42）；所述供液器（41）内设置有活塞（46），所述活塞（46）相对于所述供液器（41）可移动地设置，所述控制器与所述活塞（46）信号连接，以控制所述活塞（46）在所述供液器（41）内上下移动。

3.根据权利要求2所述的冷库分液系统，其特征在于，所述分液装置（4）还包括：

储液器（61），所述储液器（61）通过所述供液管（42）与所述供液器（41）连接；

第一储液管（62），所述第一储液管（62）的一端与所述储液器（61）连接，所述第一储液管（62）的另一端与所述冷凝机组（1）连接。

4.根据权利要求3所述的冷库分液系统，其特征在于，所述储液器（61）上还设置有第二液位仪（63），所述第二液位仪（63）用于检测所述储液器（61）内流体的体积，所述第二液位仪（63）与所述控制器信号连接。

5.根据权利要求4所述的冷库分液系统，其特征在于，所述储液器（61）上还设置有第二储液管（64），通过所述第二储液管（64）向所述储液器（61）内通入流体。

6.根据权利要求5所述的冷库分液系统，其特征在于，所述冷库分液系统还包括旁通管路（7），所述旁通管路（7）为多个，各个所述旁通管路（7）均连接两个相邻的所述储液器（61）。

7.根据权利要求6所述的冷库分液系统，其特征在于，各个所述旁通管路（7）上均设置有第二阀门（71），所述第二阀门（71）与所述控制器信号连接，以使所述控制器控制所述第二阀门（71）打开或闭合所述旁通管路（7）。

8.根据权利要求1所述的冷库分液系统，其特征在于，所述冷库分液系统还包括回流管路（3），所述回流管路（3）的一端分别与各个所述冷库（2）的流体出口连接，所述回流管路（3）的另一端与所述冷凝机组（1）连接，所述回流管路（3）用于将各个所述冷库（2）换热后的流体收集至所述冷凝机组（1）内。

9.一种控制方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的冷库分液系统，其特征在于，所述控制方法包括：

各个所述测量比焓器（5）测量流体在各个所述冷库（2）内换热前后的焓差值，再通过各个所述冷库（2）设定的冷量计算所需流体的流量；

根据各个所述冷库（2）所需流体的流量控制各个所述分液装置（4）流向相应所述冷库（2）的流体的流量。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所需流体的流量计算方法为：V=Q/h_差，其中，h_差为焓差值，Q为冷量。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述测量比焓器（5）包括第一测量比焓器（51）和第二测量比焓器（52），所述第一测量比焓器（51）用于测量所述冷库（2）进口处流体的比焓h1，所述第二测量比焓器（52）用于测量所述冷库（2）出口处流体的比焓h2；

所述焓差值h_差的计算方法为：h_差=h2-h1。