CN103557674B - 一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，属于制冷技术领域。它解决了现有的冷库融霜缺少有效的安全控制系统而易引发事故的问题。本安全控制系统，包括制冷剂压缩机、油分离器、冷凝器、贮液器、立式低压循环桶、冻结设备，以及设置在冻结设备上的压力控制器和安全阀，油分离器的分离器出口分成两路，一路构成制冷回路，贮液器和立式低压循环桶之间设置有供液电磁阀，另一路构成融霜回路，压力控制器用于检测冻结设备内部压力并能根据检测结果对融霜调压电磁阀及供液电磁阀的通断进行控制，安全阀用于排放冻结设备内的过量制冷剂。它安全性好，能够有效地避免冻结装置融霜时由于液态制冷剂过量而导致的事故。

Description

一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域和安全技术领域，尤其是制冷系统的冻结装置的融霜安全技术，能防止由于融霜误操作导致管道超压引起的安全事故。

背景技术

制冷系统的冻结装置运行一段时间后，其外表面会结一层冰霜，冰霜层的存在会阻碍热交换，并使整个冻结装置的传热性能下降。要保持冻结装置的传热性能，就必须适时除霜。

冻结装置的除霜方式常见的有热制冷剂融霜、水融霜和电融霜。水融霜操作程序烦琐、效率低、融霜不彻底；电融霜能耗大、库温波动大；热制冷剂融霜有操作简单、节能、库温度波动很小的优点。因此，目前正逐渐淘汰水融霜和电融霜。

热制冷剂融霜过程是：从油分离器出来的热制冷剂，由冻结设备的回汽管进入，热制冷剂被冻结设备管外的霜层所冷却、冷凝成液体，冻结设备管外的霜层吸收管内热制冷剂的热量而融化、脱落的过程。

王衍智等的实用新型专利：一种冷风机热氟融霜制冷系统【201020606315.8】是实现两台及以上冷风机全自动交替融霜。

周丹等的实用新型专利：一种排管热氟融霜制冷系统【201020606428.8】采用恒压阀使热氟融霜保证在7Bar～9Bar，热氟融双系统至少有两个融霜单元。

谢晶等的发明专利：一种新型冷库融霜系统【201110351554.2】，采用热氨气内部加热，安装隔离装置的双冷风机，实现双冷风机交替融霜。

以上专利都是针对热制冷剂融霜的工艺流程叙述的，没有述及热制冷剂融霜时需要采取的安全措施，且适用范围有限制。而冻结装置通过热制冷剂融霜时由于误操作很容易出现安全事故，如上海的8.31事故，就是由于冻结装置管内的低温制冷剂液体过多时引进热制冷剂蒸汽而导致的。因为热制冷剂蒸汽进入冻结装置管内时，管内的低温制冷剂液体因温度突然升高而迅速汽化，压力急剧升高，冻结装置很容易发生“液爆”事故。

本发明针对热制冷剂融霜时容易出现的安全问题和目前融霜技术应用的不足，发明了一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，它安全性好，能够有效地避免冻结装置融霜时由于液态制冷剂过量而导致的事故。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，包括制冷剂压缩机、油分离器、冷凝器、贮液器、立式低压循环桶和冻结设备,所述立式低压循环桶和冻结设备相连接，其特征在于，所述油分离器的分离器出口分成两路，一路依次与冷凝器、贮液器、立式低压循环桶、冻结设备和制冷剂压缩机构成制冷回路，所述贮液器和立式低压循环桶之间设置有供液电磁阀，另一路依次与冻结设备、立式低压循环桶和制冷剂压缩机构成融霜回路，所述安全控制系统包括设置在冻结设备上的压力控制器和安全阀，所述压力控制器用于检测冻结设备内部压力并能根据检测结果对融霜调压电磁阀及供液电磁阀的通断进行控制，所述安全阀用于排放冻结设备内的过量制冷剂。

本技术方案在融霜时，压力控制器用于检测冻结设备内的压力，当压力过大时，自动关闭融霜调压电磁阀并开启回汽电磁阀，当冻结设备内的压力继续增大超过安全值时，安全阀打开，将冻结设备中的制冷剂泄出，从而降低冻结设备内的压力，防止冻结设备内制冷剂过量，本系统智能化程度高，且能自动运行，避免人为操作的不规范而导致的事故，有效地提高融霜过程的安全性。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述安全阀上连接有氨水混合器，所述氨水混合器通过水电磁阀和水源相连接。氨水混合器用于将安全阀泄出的氨液与水按设定的比例混合成氨水溶液，便于对冻结设备中过量排放出来的氨液进行存放和后续处理，同时还能避免氨液直接排放对环境造成污染或引发事故。本发明中采用热氨气体进行融霜，热氨融霜快速有效，符合节能减排的需求，而且热氨融霜不仅融霜能耗小，而且对冷库内温度波动影响也小，同时还可借助热氨融霜过程冲刷掉冷冻设备内的油膜热阻，使得下一制冷周期效果更佳。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述安全阀和氨水混合器之间设置有流量传感器，所述水电磁阀上连接有流量控制器。流量传感器用于检测安全阀流出的氨液流量，它将检测到的数据反馈至流量控制器，并通过调节水电磁阀的流量以对氨水溶液的浓度进行控制，使得后续的氨水溶液再利用更加方便。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述贮液器和立式低压循环桶的进液口之间通过供液电磁阀相连，所述立式低压循环桶的供液口和冻结设备的冻结设备进液口之间通过供液电磁阀相连接，所述冻结设备的冻结设备出汽口与立式低压循环桶的回汽口之间通过回汽电磁阀相连接，所述油分离器的分离器出口分成两路，一路与冷凝器相连接，另一路与冻结设备的冻结设备出汽口之间通过融霜调压电磁阀相连接，所述冻结设备的冻结设备进液口和立式低压循环桶的排液口之间通过排液电磁阀相连接。本技术方案在制冷时，融霜电磁阀关闭，排液电磁阀关闭，回汽电磁阀开启，供液电磁阀开启，在融霜时，供液电磁阀关闭，回汽电磁阀关闭，排液电磁阀开启，融霜电磁阀开启，此时，供液电磁阀关闭，融霜调压电磁阀作为从油分离器中出来的热制冷剂进入冻结设备的控制开关，可以对热制冷剂的供应及供应量的大小进行调整，压力控制器用于检测冻结设备内的压力，当压力过大时，自动关闭融霜调压电磁阀并开启回汽电磁阀，由于立式低压循环桶内的压力较低，冻结设备中热气体在压力作用下可回流至立式低压循环桶内。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述融霜调压电磁阀上连接有时间控制器一。融霜时间由时间控制器一控制，当融霜时间达到设定时间后，融霜电磁阀关闭，冻结设备排液电磁阀关闭，供液电磁阀打开，回汽电磁阀开启，系统重新开始制冷循环。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述融霜排液电磁阀上连接有时间控制器二。当供液电磁阀关闭时间达到设定时间，即冻结设备内的液氨蒸发、抽空的时间后，时间控制器二控制排液电磁阀开启，并关闭回汽电磁阀，开启融霜电磁阀。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述立式低压循环桶上设置有液位控制器。液位控制器用于检测立式低压循环桶内的液位，当检测到的液位高于设定值时，液位控制器发出指示，关闭融霜电磁阀。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述冻结设备上设置有用于检测冷库温度并能对供液电磁阀的通断进行控制的温度控制器。当温度控制器检测到的温度高于设定的温度值时，关闭供液电磁阀，延迟关闭回汽电磁阀，并延迟开启融霜电磁阀和冻结设备排液电磁阀。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述温度控制器上连接有语音提示设备。当温度控制器检测到的温度高于设定的温度值时，语音提示设备发出提示音，其与融霜电磁阀上的时间控制器一相配合，使管理人员在听到提示后，有时间检查立式低压循环桶的液位高度，必要时可以手动操作做排液处理，以备容纳更多的融霜排液。

在上述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统中，所述融霜排液电磁阀和冻结设备的进口之间设置有液体流量控制器。该液体流量控制器用于检测冻结设备的排液流量，当液态制冷剂流量超过设定流量时，融霜电磁阀若在开启状态，则会自动关闭，融霜电磁阀若在关闭状态，则不会被打开。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：1、适宜于各种制冷剂如氨、氟里昂等；2、适用于各种冻结装置如排管、单体速冻装置等；3、库房设置了温度控制器，并与语音提示设备关联系，配合融霜电磁阀的时间控制器一，使管理人员听到提示后，有时间检查立式低压循环桶液位高度，必要时作排液处理，以备容纳更多的冲霜排液；4、冻结设备冲霜排液集管上的安全阀泄放时能自动打开水阀，按设定的比例混合成氨水溶液；5、冻结装置冲霜排液时，当立式低压循环桶内的液位超上限时，能自动停止融霜，防止低压循环桶过量充装；6、当冻结装置管内的氨液较多时，融霜电磁阀将不被打开或会自动关闭，防止冻结装置冲霜排液集管内液态制冷剂过量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、制冷剂压缩机；1a、压缩机进口；1b、压缩机出口；2、油分离器；2a、分离器进口；2b、分离器出口；3、冷凝器；3a、冷凝进口；3b、冷凝出口；4、贮液器；4a、贮液进口；4b、贮液出口；5、立式低压循环桶；5a、进液口；5b、供液口；5c、排液口；5d、回汽口；5e、循环桶出口；6、冻结设备；6a、冻结设备进液口；6b、冻结设备出汽口；7、融霜调压电磁阀；8、时间控制器一；9、供液电磁阀；10、时间控制器二；11、节流阀；12、冻结设备供液电磁阀；13、冻结设备排液电磁阀；14、回汽电磁阀；15、压力控制器；16、温度控制器；17、语音提示设备；18、安全阀；19、流量传感器；20、氨水混合器；21、水电磁阀；22、流量控制器；23、液位控制器；24、液体流量控制器；25、水源。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1，本发明为一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，该系统包括制冷剂压缩机1、油分离器2、冷凝器3、贮液器4、立式低压循环桶5和冻结设备6,制冷剂压缩机1的进口与立式低压循环桶5的循环桶出口5e相连，制冷剂压缩机1的出口与油分离器2的分离器进口2a相连，油分离器2的分离器出口2b分两路，一路与冷凝器3的冷凝进口3a相连，冷凝器3的冷凝出口3b与贮液器4的贮液进口4a相连，贮液器4的贮液出口4b与立式低压循环桶5的进液口5a之间通过供液电磁阀9和节流阀11相连，立式低压循环桶5的供液口5b和冻结设备6的进口6a之间通过冻结设备供液电磁阀12相连接，冻结设备6的出口6b与立式低压循环桶5的回汽口5d之间通过回汽电磁阀14相连接，油分离器2的分离器出口2b的另一路与冻结设备6的冻结设备出汽口6b之间通过融霜调压电磁阀7相连接，融霜调压电磁阀7上设置有时间控制器一8，冻结设备6的冻结设备进液口6a和立式低压循环桶5的排液口5c之间通过液体流量控制器24及排液电磁阀13相连接，排液电磁阀13上设置有时间控制器二10，冻结设备6上设置有压力控制器15、温度控制器16和安全阀18，温度控制器16上连接有语音提示设备17，安全阀18上连接有氨水混合器20，氨水混合器20通过水电磁阀21和水源25相连接，安全阀18和氨水混合器20之间设置有流量传感器19，水电磁阀21上连接有流量控制器22。本实施例制冷循环时，常温高压制冷剂液体通过节流阀11，由于节流效应变成低温低压制冷剂液体。

本发明在制冷过程中，供液电磁阀9开启，冻结设备供液电磁阀12开启，冻结设备排液电磁阀13关闭，回汽电磁阀14开启，融霜电磁阀7关闭。当冻结设备6上凝结有一层冰霜后，冷冻效果下降，冷库温度上升，通过冷库内设置的温度控制器16检测冷库实时温度，当温度控制器16检测到的冷库温度高于设定的温度值时，语音提示设备17发出提示音，同时关闭供液电磁阀9。等供液电磁阀9关闭时间达到设定时间用于冻结设备管内的液氨蒸发、抽空后，由时间控制器二10控制的冻结设备排液电磁阀13开启，同时关闭冻结设备供液电磁阀12和回汽电磁阀14，开启融霜电磁阀7，从而开始融霜。

为保证融霜的安全性，本发明通过多个安全设备对融霜过程进行检测，具体如下：

1、当设置在冻结设备6的冲霜排液集管上的压力控制器15检测到的压力大于0.7MPa时，关闭融霜电磁阀7、开启回汽电磁阀14。

2、当设置在立式低压循环桶5上的液位控制器23检测到的液位高于80％时，关闭融霜电磁阀7。

3、融霜时间由时间控制器8控制，当融霜时间达到设定时间后，融霜电磁阀7关闭、冻结设备排液电磁阀13关闭、回汽电磁阀14开启、供液电磁阀9打开，系统重新开始制冷循环。

4、安全阀18设置在冻结设备6的冲霜排液集管上，当冻结设备6冲霜排液集管的压力达到安全阀18的开启压力时，安全阀18打开，冻结设备6内的压力降低。安全阀18泄放口后安装有流量传感器19，流量传感器19将检测到的氨液流量信号反馈给流量控制器22和水电磁阀21，使水与氨液的流量按设定的比例混合成氨水溶液。

5、安装在冻结装置6的冻结设备出汽口6b和立式低压循环桶5的排液口5c之间的液体流量传感器24用于检测液态制冷剂的流量，当流量超过设定值时，融霜电磁阀若在开启状态，则会自动关闭，融霜电磁阀若在关闭状态，则不会被打开。

本实施例中，采用氨制冷系统，通过附加氨水混合器20以避免液氨直接排放对外界造成污染，若为氟利昂制冷系统，则无需设置氨水混合器20，而采用贮存容器，将液态制冷剂直接排放至贮存容器内即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了制冷剂压缩机1、压缩机进口1a、压缩机出口1b、油分离器2、分离器进口2a、分离器出口2b、冷凝器3、冷凝进口3a、冷凝出口3b、贮液器4、贮液进口4a、贮液出口4b、立式低压循环桶5、进液口5a、供液口5b、排液口5c、回汽口5d、循环桶出口5e、冻结设备6、冻结设备进液口6a、冻结设备出汽口6b、融霜调压电磁阀7、时间控制器一8、供液电磁阀9、时间控制器二10、节流阀11、冻结设备供液电磁阀12、冻结设备排液电磁阀13、回汽电磁阀14、压力控制器15、温度控制器16、语音提示设备17、安全阀18、流量传感器19、氨水混合器20、水电磁阀21、流量控制器22、液位控制器23、液体流量控制器24、水源25等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，包括制冷剂压缩机(1)、油分离器(2)、冷凝器(3)、贮液器(4)、立式低压循环桶(5)和冻结设备(6),所述立式低压循环桶(5)和冻结设备(6)相连接，其特征在于，所述油分离器(2)的分离器出口(2b)分成两路，一路依次与冷凝器(3)、贮液器(4)、立式低压循环桶(5)、冻结设备(6)和制冷剂压缩机(1)构成制冷回路，所述贮液器(4)和立式低压循环桶(5)之间设置有供液电磁阀(9)，另一路依次与冻结设备(6)、立式低压循环桶(5)和制冷剂压缩机(1)构成融霜回路，所述安全控制系统包括设置在冻结设备(6)上的压力控制器(15)和安全阀(18)，所述压力控制器(15)用于检测冻结设备(6)内部压力并能根据检测结果对融霜调压电磁阀(7)及供液电磁阀(9)的通断进行控制，所述安全阀(18)用于排放冻结设备(6)内的过量制冷剂。

2.根据权利要求1所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述安全阀(18)上连接有氨水混合器(20)，所述氨水混合器(20)通过水电磁阀(21)和水源(25)相连接。

3.根据权利要求2所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述安全阀(18)和氨水混合器(20)之间设置有流量传感器(19)，所述水电磁阀(21)上连接有流量控制器(22)。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述贮液器(4)和立式低压循环桶(5)的进液口(5a)之间通过供液电磁阀(9)相连，所述立式低压循环桶(5)的供液口(5b)和冻结设备(6)的冻结设备进液口(6a)之间通过冻结设备供液电磁阀(12)相连接，所述冻结设备(6)的冻结设备出汽口(6b)与立式低压循环桶(5)的回汽口(5d)之间通过回汽电磁阀(14)相连接，所述油分离器(2)的分离器出口(2b)分成两路，一路与冷凝器(3)相连接，另一路与冻结设备(6)的冻结设备出汽口(6b)之间通过融霜调压电磁阀(7)相连接，所述冻结设备(6)的冻结设备进液口(6a)和立式低压循环桶(5)的排液口(5c)之间通过排液电磁阀(13)相连接。

5.根据权利要求4所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述融霜调压电磁阀(7)上连接有时间控制器一(8)。

6.根据权利要求4所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述融霜排液电磁阀(13)和冻结设备(6)的冻结设备进液口(6a)之间设置有液体流量控制器(24)。

7.根据权利要求4所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述融霜排液电磁阀(13)上连接有时间控制器二(10)。

8.根据权利要求1或2或3所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述冻结设备(6)上设置有用于检测冷库温度并能对供液电磁阀(9)的通断进行控制的温度控制器(16)。

9.根据权利要求8所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述温度控制器(16)上连接有语音提示设备(17)。

10.根据权利要求1或2或3所述的用于冷库热制冷剂融霜的安全控制系统，其特征在于，所述立式低压循环桶(5)上设置有液位控制器(23)。