CN206094719U - 低温供液变温自控节能制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低温供液变温自控节能制冷系统，包括：制冷机组、冷却循环系统、低温制冷循环系统和调温供液系统；所述制冷机组与冷却循环系统、低温制冷循环系统、调温供液系统连接。本实用新型实现自动调温，制冷机组达到最大化节能30％耗电量，大大延缓了冷水机组易损件的消耗，延长了整个冷水机组的寿命。

Description

低温供液变温自控节能制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种全自动控制制冷系统，能够最大化自动调节降能耗输送冷源的冰水制冷系统。

背景技术

工业生产日益壮大，发展的迅速食品行业对产品品质要求的提高以及自动化高度要求，提倡更精确的保障产品的品质，对于原冰水制冷系统对于人员操作调控工作量和冷机的耗电量，若利用自控节能系统设备可大大减少能耗和实现全自动化系统，将减少运行成本和能耗。

利用全自动控制制冷系统提供冷量已得到业内学者和工程技术人员的关注，并以不同的形式展开工程技术研究。目前的制冷系统主要依靠冷水机组对用户所需的介质进行冷却降温，但是冷水机组的压缩机电功率较大，占整个制冷系统的70％左右，并且在半自动化运行制冷系统，因此耗电量大，工作寿命有限，增加易损件的更换频率，无形中增加了维护保养费用。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种全自动控制制冷系统，能够最大化自动调节降能耗输送冷源，以克服上述的缺陷。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：低温供液变温自控节能制冷系统，包括：制冷机组、冷却循环系统、低温制冷循环系统和调温供液系统；所述制冷机组与冷却循环系统、低温制冷循环系统、调温供液系统连接；所述调温供液系统与冷却循环系统、低温制冷循环系统连接。

所述冷却循环系统包括冷却水塔、冷却水箱和冷却水泵；所述冷却水塔的入口与制冷机组的冷凝器出口连接，冷却水塔的出口与冷却水箱的入口连接，冷却水箱的出口通过冷却泵与制冷机组的冷凝器入口连接。

所述冷却水箱出口并联多个冷却泵。

所述低温制冷循环系统包括高温水箱、冷冻水泵支路；所述冷冻水泵支路包括顺序连接的Y型过滤器、冷冻水泵和止回阀；所述高温水箱的入口用于连接用户端回水，高温水箱出口通过冷冻水泵支路与制冷机组的蒸发器入口连接。

所述冷冻水泵支路为若干条；所述冷冻支路包括顺序连接的Y型过滤器、调温供出水泵和止回阀。

所述调温供液系统包括：低温水箱、调温供出泵管路、板式换热器、电动阀；所述低温水箱经调温供出泵管路后，通过电动阀C与板式换热器的一侧入口连接、还通过电动阀D与板式换热器的一侧出口、用户端供水口连接；板式换热器的二侧出口与制冷机组冷凝器入口连接，冷凝器入口通过电动阀F、电动阀E与板式换热器的二侧入口连接，板式换热器的二侧入口通过电动阀E与冷冻水泵支路连接。

所述调温供出泵管路包括三个泵支路；第一泵支路的输入端、第二泵支路输入端分别与低温水箱出口、高温水箱出口连接，第一、第二泵支路的输出端分别与混水器的两个入口连接；混水器的出口与电动阀C、电动阀D连接；第一泵支路与第二泵支路之间还并联有第三泵支路；第三泵支路输入端与第一、第二泵支路输入端之间均设有蝶阀，第三泵支路输出端与第一、第二泵支路输出端之间均设有蝶阀；低温水箱与混水器第一入口之间、高温水箱与混水器第二入口之间均设有压差平衡阀；所述混水器两个入口分别设有电动阀A、电动阀B。

所述泵支路包括顺序连接的Y型过滤器、调温供出水泵和止回阀。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型能够根据用户需要的冰水温度控制制冷机组工作效率，替代原有制冷机组工作满负荷能耗，每天能够省电20％～30％。

2.本实用新型的调温系统采用混水器，精确调节用户的需求冰水温度，保证恒温供应。

3.本实用新型采用温度控制器检测温度，并通过PLC控制水泵、冷水机组、电动调节阀，实现了全自动化低温供液系统。

附图说明

图1本实用新型的结构原理图；

其中，1制冷机组，2蓄冷水箱，3冷却水箱，4冷却水塔，5冷却水泵，6冷冻水泵，7调温供出泵，8混水器，9蝶阀，10避震喉，11Y型过滤器，12止回阀，13压差平衡阀，14蓄冷水箱温度控制器，15调温系统温度控制器，16板式换热器；A第一电动调节阀,B第二电动调节阀，C第三电动调节阀，D第四电动调节阀,E第五电动调节阀,F第六电动调节阀。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种适用于食品乳品行业处理加工原料温度的系统装置，制冷机组给蓄冷水箱蓄冷通过低温供出调温系统的水泵输送介质(食品级载冷剂，如冰河冷媒)，与用户端设备换热完成一个处理过程。制冷机组通过低温制冷循环系统和冷却循环系统完成介质降温(食品级载冷剂，如冰河冷媒)，由低温循环系统的冷冻水泵输送到蓄冷水箱内储蓄低温介质(食品级载冷剂，如冰河冷媒)。整个系统分为三个区域分别为冷却循环系统、低温制冷循环系统、调温供液系统，还包括制冷机组。

冷却循环系统包括冷却水塔4、冷却水箱3、冷却水泵支路。制冷机组1冷凝器的出口与冷却水塔4入口连接、冷却水塔4出口连接冷却水箱3入口，冷却水箱3出口通过冷却水泵支路与制冷机组1冷凝器的入口连接。冷却水塔4置于室外，其它位于室内。冷却水塔4为紧凑型，占地面积小，省水量冬季不宜结冰，冷却水塔4填料为原生料耐用型。冷却水箱3为普通钢板水箱，作为缓存冷却水及冬季防止管道存水结冰作用。

冷却水塔根据系统大小来选配采用一个或者多个并联。

制冷机组1冷凝器的出口与冷却水塔4的入口通过管路连接；该管路上设有蝶阀9、避震喉10；冷却水塔4的出口通过管路连接冷却水箱3入口；冷却水箱3出口连接两个冷却水泵支路；每个冷却水泵支路从入口至出口依次包括蝶阀9、Y型过滤器11、避震喉10、冷却水泵5、止回阀12、蝶阀9；两个冷却水泵支路出口汇合成一个管路连接制冷机组1冷凝器的入口，其汇合管路上设有电动调节阀F；两个冷却水泵支路是用于当一个支路上的水泵损坏时，另一支路上的水泵可正常运行，保证室外冷却循环系统正常运行。

冷却循环系统工作原理：

当检测水箱温度控制器14检测的蓄冷水箱2低温区内温度T2＞T2set值为2度时(可修改设定)，启动冷却水塔，启动一个水泵支路的水泵5，运行5分钟后开启制冷机组，介质(水)在冷却循环系统中循环，此循环来给制冷机组降温冷却以保证制冷机组1正常使用；当水箱温度控制器14检测的低温区内温度T2≤T2set值为2度时(可修改设定)，制冷机组停机后，延时5分钟后停止运行水泵支路的水泵5、冷却水塔。当水箱温度控制器14温度接近T2set(2度)时，冷却水塔、水泵支路的水泵5变频减载运行。冷却水塔入水温度35℃，出水温度30℃。

低温制冷循环系统包括蓄冷水箱2高温区、水泵支路、蓄冷水箱2低温区、电动调节阀A、B、C、D；蓄冷水箱2的高温区和低温区也可以分别为高温水箱和低温水箱。蓄冷水箱2高温区入口用于输入用户端回水；蓄冷水箱高温区出口连接两个冷冻水泵支路；每个冷冻水泵支路从入口至出口依次包括蝶阀9、Y型过滤器11、避震喉10、冷冻水泵6、止回阀12、蝶阀9；两个冷冻水泵支路出口汇合成一个管路连接制冷机组1蒸发器的入口，两个水泵支路是用于当一个支路上的水泵损坏时，另一支路上的水泵可正常运行，保证低温制冷循环系统正常运行。蓄冷水箱为不锈钢材质，外壳具有100mm以上的保温聚氨酯材料，蓄冷水箱内部用不锈钢板间隔分为两个区域，但隔板高度低于蓄冷水箱高度保证分区后两个水域相对水量平衡值。用户端回水温度和高温区温度为2～19℃，本实施例中制冷机组蒸发器入口介质温度为2℃。

低温制冷循环系统工作原理：

当检测水箱温度控制器14检测的蓄冷水箱2低温区内温度T2＞T2set值为2度时(可修改设定)，启动一个水泵支路的水泵6，延时5分钟后，启动制冷机组1，介质(食品级载冷剂)在低温制冷循环系统中循环，此循环通过制冷机组工作将介质降温，如此循环将蓄冷水箱2低温区温度保持一个恒定温度(如-3℃)；当水箱温度控制器14检测的温度T2＞T2set设定值1度时(可修改设定)，制冷机组1进行无极调节减载100％～25％运行，当水箱温度控制器14检测的温度T2＝T2set设定值2时，制冷机组1停止运行，延时5分钟后停止运行水泵支路的水泵6。

调温供液循环系统包括蓄冷水箱低温区(或低温水箱)、水泵支路、混水器、板式换热器、电动调节阀、温度控制器14-15；蓄冷水箱2低温区、高温区各一个出口分别连接两个水泵支路，每个水泵支路的入口、出口处设有旁通管路，旁通管路上设有压差平衡阀；每个水泵支路出口连接混水器8两个入口，入口连接管路上设有止回阀12、电动调节阀(A/B)；混水器8出口通过管路连接用户端供水，其管路上设有电动调节阀D、温度控制器15(检测温度为T1)；蓄冷水箱高温区入口通过管路与用户端连接形成系统回路；电动调节阀D前后两端各有一个支路，第一支路连接板式换热器16一侧入口，其连接管路上设有电动调节阀C，第二支路连接板式换热器16一侧出口；板式换热器16二侧出口、入口分别连接冷却循环系统中制冷机组冷凝器入口前端，两个支路之间设有电动调节阀F，板式换热器16二侧入口管路上设有电动调节阀E。混水器为导流式均匀混合保证混合水温均匀，所有连接阀门间的垫片采用硬密封防冻四氟聚乙烯垫片。温度控制器15为嵌入式，其温度信号精度高达99％。用户端供水温度为-5～12℃，本实施例中制冷机组蒸发器出口介质温度为-3℃。

水泵7所在支路的两个水泵支路入口、出口管路上分别设旁通管路，其旁通管路设有蝶阀9，两个水泵支路入口、出口旁通管路中间另设置一套水泵支路，当其中一个水泵支路损坏时，该水泵支路可以作为备用使用。

调温供液循环系统工作原理：

由用户输入需要温度设定值，设定温度信号传给温度控制器15作为介质温度设定值T1set；如设定温度为2度时，开启蓄冷水箱低温区的调温供水泵7供出低温介质(食品级载冷剂)，当温度控制器15接收检测的介质温度信号T1＝2度时，则由调温供水泵7持续供应；当温度控制器15接收检测的介质温度信号T1＜2度时，则开启设置在蓄冷水箱高温区的调温供出泵7，通过电动调节阀A、B的开启度调节供水温度，因为电动调节阀A、B阀门可能不是全开启状态，为了保证水泵无过载运行避免损坏水泵，水泵出口多余的压力通过旁通的压差平衡阀泄掉。

当系统运行时用户改变温度设定值时(温度T1set高于上一次T1set)，电动调节阀D开启度减小、电动调节阀C微微开启；电动调节阀F开启度减小、电动调节阀E微微开启,通过板式换热器16进行调节温度。

当系统运行时用户改变温度设定值时(温度T1set低于上一次T1set)，电动调节阀B开启度减小、电动调节阀A开启度增大；电动调节阀D完全开启、电动调节阀C完全关闭。

上述电动调节阀的开/闭幅度为温度差为0.1度时，阀开/闭3.3％。

具体实施如下：

用户通过设定要求的产品温度来设定温度控制器目标值(可以通过PLC面板也可以通过上位机或手机设定)。系统启动时运行冷却循环系统、低温制冷循环系统，5分后启动机组，将蓄冷水箱低温区温度降温低于设定目标值(T1)1～2度记录在蓄冷水箱温度控制14中(作为记录温度值，即T2set＝T1-2)，其蓄冷水箱高温区与低温区温差在3～5度之间。当蓄冷水箱温度控制器14检测温度T2≤记录温度值T2set时，冷却机组停止，冷却循环系统、低温制冷循环系统空载运行3分钟后停止工作；当蓄冷水箱温度控制器14检测温度T2＞记录温度值T2set时，制冷机组逐步增载运行，进行无级调节加载或卸载，机组运行启动从25％起至满载100％，避免消耗不必要的电能或者出现惯性过冷现象。

调温供液循环系统：

由用户输入需要温度设定值，设定温度信号T1传给温度控制器15；如设定温度为2度时，开启蓄冷水箱低温区的调温供水泵7供出低温介质(食品级载冷剂)，当温度控制器15接收温度信号T1＝2度时，则由调温供水泵7持续供应；当温度控制器15接收温度信号T1＜2度时，则开启设置在蓄冷水箱高温区的调温供出泵7，通过电动调节阀A、B的开启度调节供水温度，因为电动调节阀A、B阀门可能不是全开启状态，为了保证水泵无过载运行避免损坏水泵，水泵出口多余的压力通过旁通的压差平衡阀泄掉。

当系统运行时用户改变温度设定值T1set时(温度T1set高于原设定值上一次T1set)，电动调节阀D开启度减小、电动调节阀C微微开启；电动调节阀F开启度减小、电动调节阀E微微开启,通过板式换热器16进行调节温度。

当系统运行时用户改变温度设定值T1set时(温度T1set低于原设定值上一次T1set)，电动调节阀B开启度减小、电动调节阀A开启度增大；电动调节阀D完全开启、电动调节阀C完全关闭。

上述电动调节阀的开/闭幅度为温度差为0.1度时，阀开/闭3.3％。

Claims (8)

1.低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于，包括：制冷机组、冷却循环系统、低温制冷循环系统和调温供液系统；所述制冷机组与冷却循环系统、低温制冷循环系统、调温供液系统连接；所述调温供液系统与冷却循环系统、低温制冷循环系统连接。

2.根据权利要求1所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述冷却循环系统包括冷却水塔(4)、冷却水箱(3)和冷却水泵(5)；所述冷却水塔(4)的入口与制冷机组的冷凝器出口连接，冷却水塔(4)的出口与冷却水箱(3)的入口连接，冷却水箱(3)的出口通过冷却泵(5)与制冷机组的冷凝器入口连接。

3.根据权利要求2所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述冷却水箱(3)出口并联多个冷却泵(5)。

4.根据权利要求1所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述低温制冷循环系统包括高温水箱、冷冻水泵支路；所述冷冻水泵支路包括顺序连接的Y型过滤器(11)、冷冻水泵(6)和止回阀(12)；所述高温水箱的入口用于连接用户端回水，高温水箱出口通过冷冻水泵支路与制冷机组的蒸发器入口连接。

5.根据权利要求4所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述冷冻水泵支路为若干条；所述冷冻支路包括顺序连接的Y型过滤器(11)、调温供出水泵(6)和止回阀(12)。

6.根据权利要求1所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述调温供液系统包括：低温水箱、调温供出泵管路、板式换热器、电动阀；所述低温水箱经调温供出泵管路后，通过电动阀C与板式换热器的一侧入口连接、还通过电动阀D与板式换热器的一侧出口、用户端供水口连接；板式换热器的二侧出口与制冷机组冷凝器入口连接，冷凝器入口通过电动阀F、电动阀E与板式换热器的二侧入口连接，板式换热器的二侧入口通过电动阀E与冷冻水泵支路连接。

7.根据权利要求6所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述调温供出泵管路包括三个泵支路；第一泵支路的输入端、第二泵支路输入端分别与低温水箱出口、高温水箱出口连接，第一、第二泵支路的输出端分别与混水器(8)的两个入口连接；混水器(8)的出口与电动阀C、电动阀D连接；第一泵支路与第二泵支路之间还并联有第三泵支路；第三泵支路输入端与第一、第二泵支路输入端之间均设有蝶阀，第三泵支路输出端与第一、第二泵支路输出端之间均设有蝶阀；低温水箱与混水器(8)第一入口之间、高温水箱与混水器(8)第二入口之间均设有压差平衡阀(13)；所述混水器(8)两个入口分别设有电动阀A、电动阀B。

8.根据权利要求7所述的低温供液变温自控节能制冷系统，其特征在于所述泵支路包括顺序连接的Y型过滤器、调温供出水泵(7)和止回阀。