一种热液化霜系统和化霜方法与流程

1.本发明涉及制冷领域，特别涉及热液化霜系统和化霜方法。


背景技术：

2.目前冷库制冷系统大多采用大温差降温方式，蒸发温度与库温温差在10～15℃，该操作造成末端蒸发器结霜速度快，需要频繁的进行化霜操作。所以低温工况下末端蒸发器的化霜系统和对应的方法以及控制逻辑一直是制冷行业的一大难点。传统的化霜方式有电化霜、热水喷淋化霜、热气化霜三种方式，在安全、节能的技术思路下，热气化霜方式以其高效的化霜效果得到了越来越多的应用。在实际工程应用中，为了使热气化霜安全高效的运行，热气化霜方式有三管制化霜方式和四管制化霜方式，但这两种方式都需要单独设置进热气管路、化霜回液管路及多个控制阀，所用阀件过多，控制复杂，焊口多，故障率高，排障和维修困难。热气化霜时是70～120℃的热气直接进入蒸发器，由于气体比热容小，当管径确定时，就需要很高的气体流速来满足化霜所需的热量，化霜流程控制程序操作不当时，高压高速气体会压着剩余的液体快速冲击管道或阀门，造成管道晃动，声音异常，严重者甚至发生管道泄露、阀芯损坏，液爆或液击现象发生。再者，库内频繁的热气化霜会导致阀体焊口处泄露，反复的热胀冷缩会严重破坏管道与翅片的紧密接触度，造成冷风机效率降低已经库内温度波动大等一系列不良后果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种系统管路简单、控制简单、大幅减少阀件使用数量的一种热液化霜系统和化霜方法。
4.本发明提供的一种热液化霜系统，其技术方案为：
5.一种热液化霜系统，包括通过管道依次连通的压缩机、第一换向阀、冷凝器、储液器、低压循环桶和第二换向阀；低压循环桶连接到循环泵，循环泵连接到气液混合器，气液混合器连接到蒸发器，蒸发器连接到低压循环桶，气液混合器的进气端口与第二换向阀连接。
6.优选地，第一换向阀是四通换向阀。
7.优选地，第二换向阀是三通换向阀。
8.优选地，在冷凝器与储液器之间的管道上并联设置有溢流阀和电子膨胀阀。
9.优选地，在储液器与低压循环桶之间设置电磁阀。
10.优选地，蒸发器是吊顶风机。
11.优选地，蒸发器是换热排管。
12.优选地，气液混合器包括液体制冷剂入口、气体制冷剂入口和气液出口。
13.优选地，冷凝器是闪蒸冷凝器，包括壳体、负压风机和换热单元，负压风机设置在壳体的顶部，用于在壳体内形成负压；多块换热单元叠装的方式设置在壳体内，换热单元包括水雾化器、用于流通制冷剂的多排盘管和用于固定多排盘管的翅片，多排盘管和翅片通
过固定架固定，制冷剂从进口端流入，从出口端排出；多个换热单元的多排盘管相互串联或者并联；水雾化器连接水源，用于将水雾化。
14.一种热液化霜方法，包括以下步骤：通过控制第一换向阀和第二换向阀将压缩机排气端连接到气液混合器的气体制冷剂入口；循环泵将低压循环桶中的制冷剂液体与压缩机排气端产生的高温气体在气液混合器中完成气液混合成中温液体，之后送往各个末端蒸发器换热化霜，化霜完成的低温制冷介质回到低压循环桶中，然后依次经过电磁阀、储液器、电子膨胀阀进入冷凝器中换热，制冷剂再通过第一换向阀进入压缩机进气端，构成化霜循环。
15.本发明的实施包括以下技术效果：
16.本发明的热液化霜系统，只增加一个气液混合器，再通过换向阀实现制冷循环和化霜循环的系统换向，就能够实现化霜，使用气液两相混合输送器，使热气与低压循环桶液体混合成中温液体(10-30℃)后送往各个末端蒸发器换热化霜，该过程无需通过复杂的阀件进行切换，整个过程简单可靠，安全高效。相比较现有的三管制化霜方式和四管制化霜方式，无需增加控制阀件，控制简单，排障和维修容易，故障率低。采用气液混合的热液化霜方式，利用了液体比热容大的优势，化霜的温差小，降低了热胀冷缩破坏管道与翅片紧密接触度的损害，还能降低库内温度的波动。本发明的化霜方式对系统管道或阀门的冲击小，不会发生液爆或液击现象，系统使用安全，使用寿命长。
附图说明
17.图1为本发明实施例的热液化霜系统在制冷模式下的连接系统示意图。
18.图2为本发明实施例的热液化霜系统在化霜模式下的连接系统示意图。
19.图3为闪蒸冷凝器结构示意图。
20.图中：1、压缩机；2、第一换向阀；3、冷凝器；30、壳体；31、负压风机；32、换热单元；33、水雾化器；4、溢流阀；5、电子膨胀阀；6、储液器；7、电磁阀；8、低压循环桶；9、循环泵；10、气液混合器；11、蒸发器；12、第二换向阀。
具体实施方式
21.下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
22.参见图1和图2所示，本实施例提供的一种热液化霜系统，包括通过管道依次连通的压缩机1、第一换向阀2、冷凝器3、储液器6、低压循环桶8和第二换向阀12；低压循环桶8连接到循环泵9，循环泵9连接到气液混合器10，气液混合器10连接到蒸发器11，蒸发器11连接到低压循环桶8，气液混合器10的进气端口与第二换向阀12连接。
23.参见图1所示，在制冷模式下，通过第一换向阀2将压缩机1排气端与冷凝器3导通，冷凝器3将高温制冷剂冷凝为液体，液体制冷剂通过溢流阀4流到储液器6中，储液器6中的液体制冷剂通过电磁阀7流到低压循环桶8中，低压循环桶8中的液态制冷剂通过循环泵9、气液混合器10流经蒸发器11，蒸发制冷后制冷剂回到低压循环桶8中，低压循环桶8中的制冷剂气体经第二换向阀12和第一换向阀2后回到压缩机1吸气端，形成制冷循环。在制冷模式下，气液混合器10与第二换向阀12的连接不导通，即气液混合器10不进气，仅起到流通液
体制冷剂的作用。
24.参见图2所示，在化霜模式下，通过第一换向阀2和第二换向阀12将压缩机1排气端与气液混合器10导通，循环泵9将制冷剂液体与压缩机1排气端产生的高温气体在气液混合器10中气液混合成中温液体(10-30℃)后送往各个末端蒸发器11换热化霜，化霜完成的低温制冷介质回到低压循环桶8中，然后依次经过电磁阀7、储液器6、电子膨胀阀5进入冷凝器3中换热，之后通过第一换向阀2进入压缩机1进气端，构成化霜循环。
25.具体地，第一换向阀2是四通换向阀，在制冷循环切换为化霜循环时实现换向。第二换向阀12是三通换向阀，在制冷循环切换为化霜循环时实现换向。在冷凝器3与储液器6之间的管道上并联设置有溢流阀4和电子膨胀阀5，溢流阀4的作用是在设定的压力条件下，将冷凝器3冷凝的制冷剂液体导入储液器6中。在制冷循环模式下，电子膨胀阀5可以打开也可以关闭，但是在化霜循环模式下电子膨胀阀5打开，保证化霜循环。溢流阀4只能够单向流通，具有压力调节作用，可使系统中的压力始终保持在适宜的范围内，确保系统高效运行。电子膨胀阀5具有节流降压作用。在储液器6与低压循环桶8之间设置电磁阀7，用于控制储液器6与低压循环桶8之间的流通。蒸发器11是吊顶风机或者换热排管。参见图2所示，气液混合器10包括液体制冷剂入口、气体制冷剂入口和气液出口，高压气体和低温液体在压力的作用下快速完成气液混合，得到相应温度的气液混合体，可以提高气液制取效率、简化制取装置、节省场地、大幅降低投资、节省运行成本及维护费用。
26.本发明的热液化霜系统，只增加一个气液混合器10，再通过换向阀实现制冷循环和化霜循环的系统换向，就能够实现化霜，使用气液两相混合输送器，使热气与低压循环桶8液体混合成中温液体(10-30℃)后送往各个末端蒸发器11换热化霜，该过程无需通过复杂的阀件进行切换，整个过程简单可靠，安全高效。相比较现有的三管制化霜方式和四管制化霜方式，无需增加过多控制阀件，控制简单，排障和维修容易，故障率低。采用气液混合的热液化霜方式，利用了液体比热容大的优势，化霜的温差小，降低了热胀冷缩破坏管道与翅片紧密接触度的损害，还能降低库内温度的波动。本发明的化霜方式对系统管道或阀门的冲击小，不会发生液爆或液击现象，系统使用安全，使用寿命长。
27.作为一种示例，参见图3所示，冷凝器3是闪蒸冷凝器，包括壳体30、负压风机31和换热单元32，负压风机31设置在壳体30的顶部，用于在壳体30内形成负压；多块换热单元32叠装的方式设置在壳体30内，换热单元32包括水雾化器33、用于流通制冷剂的多排盘管和用于固定多排盘管的翅片，多排盘管和翅片通过固定架固定，制冷剂从进口端流入，从出口端排出；多个换热单元32的多排盘管相互串联或者并联；水雾化器33连接水源，用于将水雾化。雾化水弥漫在壳体30内腔中，在负压的作用下，液体微团与多排盘管内的制冷剂完成辐射换热后被负压风机31抽出壳体30。制冷时，腔体内的水微团吸收多排盘管内流通的制冷剂的辐射热时由大微团逐渐分解为小微团将热量带走，将制冷剂冷凝液化。水微团动态连续的分解为小水微团，带走热量。换热完成的水汽不循环，不回收，直接排放到大气中，由于水微团分解过程中，主要将热量转换为内能，排出的水汽温度不高，不会产生热岛效应。将多个换热单元32叠装的方式，方便安装和维修，当某个换热单元32坏了，可以将坏了的维修单拆卸下来维修或者更换。相比较现有的风冷换热器，该闪蒸冷凝器在壳体30内进行换热，几乎不进风，当外界温度和湿度都较高时，换热效果不会受到外界自然风的温湿度的影响。在化霜时，冷凝器起到制热的作用。
28.本实施例还提供了一种热液化霜方法，包括以下步骤：通过控制第一换向阀2和第二换向阀12将压缩机1排气端连接到气液混合器10的气体制冷剂入口；循环泵9将低压循环桶8中的制冷剂液体与压缩机1排气端产生的高温气体在气液混合器10中完成气液混合成中温液体，之后送往各个末端蒸发器11换热化霜，化霜完成的低温制冷介质回到低压循环桶8中，然后依次经过电磁阀7、储液器6、电子膨胀阀5进入冷凝器3中换热，制冷剂再通过第一换向阀2进入压缩机1进气端，构成化霜循环。
29.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。