冷站及其防冻方法

文档序号:5308 发布日期:2021-09-17 浏览:59次 英文

冷站及其防冻方法

技术领域

本发明涉及制冷

技术领域

,尤其涉及一种冷站及其防冻方法。

背景技术

集成冷站是一种集成冷水机组、水泵、阀门等管路件于集装箱的一种供冷产品,其功能为向末端提供冷冻水。在寒冷区域,当冷水机组停机时,冷站系统管路内部的水存在结冻风险,进而可能导致冷水机组无法开机运行。

发明内容

本发明的一些实施例提出一种冷站及其防冻方法,用于缓解管路内部结冰问题。

在本发明的一个方面,提供一种冷站,包括:

冷水机组,包括冷凝器和蒸发器;

第一流体循环组件,与所述冷凝器形成冷却水循环路径;

第二流体循环组件,与所述蒸发器形成冷冻水循环路径;以及

蓄放热组件,包括水箱、第一管路和第二管路,所述水箱被配置为对其内预置的水保温;所述第一管路的两端分别连接于所述冷却水循环路径,所述第一管路的两端之间的部分部位设于所述水箱内,所述第二管路的两端分别连接于所述冷冻水循环路径,所述第二管路的两端之间的部分部位设于所述水箱内;

其中,所述蓄放热组件被配置为在所述冷水机组运行时,通过所述水箱吸收储存所述冷却水循环路径中的热量,在所述冷水机组停止运行时,通过所述水箱向所述冷冻水循环路径和所述冷却水循环路径的至少其中之一放热。

在一些实施例中,所述蓄放热组件包括第一开关阀,所述第一开关阀设于所述第一管路,所述第一开关阀被配置为在所述冷水机组运行时,且在所述水箱内的温度低于第一预设值时开启,在所述水箱内的温度等于或高于第一预设值时关闭。

在一些实施例中,所述第一开关阀还被配置为在所述冷水机组停止运行时,在所述冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在所述冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。

在一些实施例中,所述蓄放热组件还包括第二开关阀,所述第二开关阀设于所述第二管路,所述第二开关阀被配置为在所述冷水机组运行时关闭。

在一些实施例中,所述第二开关阀还被配置为在所述冷水机组停止运行时,且在所述冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在所述冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。

在一些实施例中,

所述第一流体循环组件包括第一泵,所述第一泵被配置为在所述冷水机组运行时开启,在所述冷水机组停止运行,且在所述冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在所述冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭;和/或

所述第二流体循环组件包括第二泵,所述第二泵被配置为在所述冷水机组运行时开启,在所述冷水机组停止运行,且在所述冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在所述冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。

在一些实施例中,

所述第一流体循环组件包括第三开关阀,所述第三开关阀设于所述冷却水循环路径与所述第一管路的两个连接处之间,所述第三开关阀被配置为在所述冷水机组运行时开启,在所述冷水机组停止运行,且在所述冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时关闭,在所述冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时开启;和/或

所述第二流体循环组件包括第四开关阀,所述第四开关阀设于所述冷冻水循环路径与所述第二管路的两个连接处之间,所述第四开关阀被配置为在所述冷水机组运行时开启,在所述冷水机组停止运行,且在所述冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时关闭,在所述冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时开启。

在一些实施例中,

所述第一流体循环组件包括第三管路、第四管路和冷却塔,所述第三管路的输入端连接于所述冷凝器,所述第三管路的输出端连接于所述冷却塔,所述第四管路的输入端连接于所述冷却塔,所述第四管路的输出端连接于所述冷凝器;和/或

所述第二流体循环组件包括第五管路、第六管路和末端设备,所述第五管路的输入端连接于所述蒸发器,所述第五管路的输出端连接于所述末端设备,所述第六管路的输入端连接于所述末端设备,所述第六管路的输出端连接于所述蒸发器。

在本发明的一个方面,提供一种上述的冷站的防冻方法,其包括,

在冷水机组运行时,检测水箱内的温度,在水箱内的温度低于第一预设值时,蓄放热组件通过水箱吸收储存冷却水循环路径中的热量;

在冷水机组停止运行时,检测冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度,在冷冻水循环路径和/或冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时,通过蓄放热组件向冷冻水循环路径和/或冷却水循环路径放热。

在一些实施例中,冷站的防冻方法还包括:在冷水机组运行时,检测水箱内的温度,在水箱内的温度等于或高于第一预设值时,蓄放热组件停止吸收储存冷却水循环路径中的热量。

在一些实施例中,冷站的防冻方法还包括:在冷水机组停止运行时,检测冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度,在冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度均等于或高于第二预设值时,蓄放热组件停止向冷冻水循环路径和冷却水循环路径放热。

基于上述技术方案,本发明至少具有以下有益效果:

在一些实施例中,冷站包括冷水机组、第一流体循环组件、第二流体循环组件和蓄放热组件,在冷水机组运行时,蓄放热组件通过水箱从冷却水循环路径中吸收且储存热量;在冷水机组停机时,蓄放热组件通过水箱对冷冻水循环路径和冷却水循环路径中的至少之一的管路进行放热,防止管路内部水结冻。水箱具备回收热量,以及释放热量防止管路结冻的作用,使得冷站无需添加电加热等额外加热设备,就能够避免冷水机组停机后,管路内部工质水因外界低温环境影响导致的结冻,使冷水机组无法运行的问题,具有节能作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为根据本发明一些实施例提供的冷站的部分结构示意图;

图2为根据本发明一些实施例提供的冷站吸收储存热量的流程示意图;

图3为根据本发明一些实施例提供的冷站管路防冻的流程示意图。

附图中标号说明如下:

1-第一流体循环组件;11-第一泵;12-第三开关阀;13-第三管路;14-第四管路;15-冷却塔;16-第二温度传感器;

2-第二流体循环组件;21-第二泵;22-第四开关阀;23-第五管路;24-第六管路;25-末端设备;26-第三温度传感器;

3-蓄放热组件;31-水箱;32-第一管路;33-第二管路;34-第一开关阀;35-第二开关阀;36-第一温度传感器;

4-冷水机组;41-冷凝器;42-蒸发器。

应当明白,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外,相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本发明可以以许多不同的形式实现,不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整,并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。

本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素,并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本发明中,当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时,在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件,也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时,该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件,也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本发明使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同,除非另外特别定义。还应当理解,在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是根据本发明冷站的一些实施例的结构示意图。参考图1,在一些实施例中,冷站包括冷水机组4、第一流体循环组件1、第二流体循环组件2和蓄放热组件3。

冷水机组4包括冷凝器41和蒸发器42。冷水机组4还包括压缩机(图中未示出)等。冷水机组4中压缩机、冷凝器41和蒸发器42的连接采用相关现有技术实现,在此不再赘述。

第一流体循环组件1与冷凝器41形成冷却水循环路径。

第二流体循环组件2与蒸发器42形成冷冻水循环路径。

蓄放热组件3包括水箱31、第一管路32和第二管路33。水箱31被配置为对其内预置的水保温。第一管路32的两端分别连接于冷却水循环路径,第一管路32的两端之间的部分部位设于水箱31内。第二管路33的两端分别连接于冷冻水循环路径,第二管路33的两端之间的部分部位设于水箱31内。

其中,蓄放热组件3被配置为在冷水机组4运行时,通过水箱31吸收且储存冷却水循环路径中的热量,在冷水机组4停止运行时,通过水箱31向冷冻水循环路径和冷却水循环路径的至少其中之一放热。

也就是说,蓄放热组件3被配置为在冷水机组4停止运行时,可以通过水箱31仅向冷冻水循环路径放热,或者也可以通过水箱31仅向冷却水循环路径放热,或者也可以通过水箱31同时向冷冻水循环路径和冷却水循环路径放热。

在冷水机组4运行时,蓄放热组件3通过水箱31吸收且储存冷却水循环路径中的热量。在冷水机组4停机时,蓄放热组件3通过水箱31可以仅对冷冻水循环路径的低温管路放热,或者也可以同时对冷冻水循环路径和冷却水循环路径的低温管路进行放热,以防止管路内部水结冻。水箱31具备回收系统内部热量,以及释放热量防止管路结冻的作用,使得冷站无需添加电加热等额外加热设备,就能够解决冷水机组4停机后,管路内部工质水因外界低温环境影响导致结冻,冷水机组4无法运行的问题,具有节能作用。

在一些实施例中,蓄放热组件3包括第一开关阀34,第一开关阀34设于第一管路32,第一开关阀34被配置为在冷水机组4运行时,且在水箱31内的温度低于第一预设值时开启,在水箱31内的温度等于或高于第一预设值时关闭。通过控制第一开关阀34的开关,控制水箱31是否吸收储存冷却水循环路径中的热量。

在一些实施例中,第一开关阀34还被配置为在冷水机组4停止运行时,在冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。通过控制第一开关阀34的开关,控制水箱31是否向冷却水循环路径中放热。

在一些实施例中,蓄放热组件3还包括第二开关阀35,第二开关阀35设于第二管路33,第二开关阀35被配置为在冷水机组4运行时关闭。

在一些实施例中,第二开关阀35还被配置为在冷水机组4停止运行时,在冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。通过控制第二开关阀35的开关,控制水箱31是否向冷冻水循环路径放热。

在一些实施例中,第一流体循环组件1包括第一泵11,第一泵11被配置为在冷水机组4运行时开启,在冷水机组4停止运行,且在冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。第一泵11用于在冷却水循环路径中提供使冷却水流动的动力。

在一些实施例中,第二流体循环组件2包括第二泵21,第二泵21被配置为在冷水机组4运行时开启,在冷水机组4停止运行,且在冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时开启,在冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时关闭。第二泵21用于在冷冻水循环路径中提供使冷冻水流动的动力。

在一些实施例中,第一流体循环组件1包括第三开关阀12,第三开关阀12设于冷却水循环路径与第一管路32的两个连接处之间,第三开关阀12被配置为在冷水机组4运行时开启,在冷水机组4停止运行,且在冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时关闭,在冷却水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时开启。

在一些实施例中,第二流体循环组件2包括第四开关阀22,第四开关阀22设于冷冻水循环路径与第二管路33的两个连接处之间,第四开关阀22被配置为在冷水机组4运行时开启,在冷水机组4停止运行,且在冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时关闭,在冷冻水循环路径中的温度等于或高于第二预设值时开启。

在一些实施例中,第一流体循环组件1包括第三管路13、第四管路14和冷却塔15,第三管路13的输入端连接于冷凝器41,第三管路13的输出端连接于冷却塔15,第四管路14的输入端连接于冷却塔15,第四管路14的输出端连接于冷凝器41。

冷水机组4运行过程中,冷却水循环路径中的冷却水温度较高,当水箱31内的温度低于第一预设值时,冷却水循环路径中的冷却水流过水箱31,冷却水与水箱31内的水进行热量传递,蓄放热组件3通过水箱31吸收储存冷却水循环路径中的热量,该过程中,同时也利用了水箱31中的水对冷却水循环路径中的冷却水进行了一次冷却,降低了冷却水的温度,冷却水循环路径中的冷却水还通过冷却塔15二次降温,提高冷却水冷却效率。

冷水机组4运行过程中,冷凝器41排出的水先经过水箱31进行一次降温,后经过冷却塔15进行二次降温,提高冷水机组4能效。

在一些实施例中,第二流体循环组件2包括第五管路23、第六管路24和末端设备25,第五管路23的输入端连接于蒸发器42,第五管路23的输出端连接于末端设备25,第六管路24的输入端连接于末端设备25,第六管路24的输出端连接于蒸发器42。

一些实施例还提供了一种上述的冷站的防冻方法,其包括,

在冷水机组4运行时,检测水箱31内的温度,在水箱31内的温度低于第一预设值时,蓄放热组件3通过水箱31内的水吸收储存冷却水循环路径中的热量。

在冷水机组4停止运行时,检测冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度,在冷冻水循环路径和/或冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时,通过蓄放热组件3向冷冻水循环路径和/或冷却水循环路径放热。

具体为:在仅有冷冻水循环路径中的温度低于第二预设值时,蓄放热组件3仅向冷冻水循环路径放热;或者,在仅有冷却水循环路径中的温度低于第二预设值时,蓄放热组件3仅向冷却水循环路径放热;或者,在冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度均低于第二预设值时,蓄放热组件3同时向冷冻水循环路径和冷却水循环路径放热。

在一些实施例中,冷站的防冻方法还包括:在冷水机组4运行时,检测水箱31内的温度,在水箱31内的温度等于或高于第一预设值时,蓄放热组件3停止吸收储存冷却水循环路径中的热量。

在一些实施例中,冷站的防冻方法还包括:在冷水机组4停止运行时,检测冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度,在冷却水循环路径中的温度以及冷冻水循环路径中的温度均等于或高于第二预设值时,蓄放热组件3停止向冷冻水循环路径和冷却水循环路径放热。

如图1所示,在一些优选或可选实施例中,冷站包括冷水机组4、第一流体循环组件1、第二流体循环组件2和蓄放热组件3。

其中,冷水机组4包括冷凝器41、蒸发器42以及压缩机(图中未示出)等。冷水机组4被配置为形成制冷剂循环路径。冷水机组4中各个部件的连接可以采用相关现有技术实现,在此不再赘述。

第一流体循环组件1包括第一泵11、第三节流阀12、第三管路13、第四管路14、冷却塔15和第二温度传感器16。

第三管路13的输入端连接于冷凝器41,第三管路13的输出端连接于冷却塔15。第四管路14的输入端连接于冷却塔15,第四管路14的输出端连接于冷凝器41。第一泵11设于第四管路14。第三节流阀12和第二温度传感器16设于第三管路13。第二温度传感器16靠近第三管路13的输入端,用于检测第三管路13内的温度。

第二流体循环组件2包括第二泵21、第四开关阀22、第五管路23、第六管路24、末端设备25和第三温度传感器26。

第五管路23的输入端连接于蒸发器42,第五管路23的输出端连接于末端设备25。第六管路24的输入端连接于末端设备25,第六管路24的输出端连接于蒸发器42。第二泵21和第三温度传感器26设于第六管路24。第三温度传感器26靠近第六管路24的输入端,用于检测第六管路24内的温度。第四节流阀22设于第五管路23。

蓄放热组件包括水箱31、第一管路32、第二管路33、第一开关阀34、第二开关阀35和第一温度传感器36。

第一管路32的两端分别连接于第三管路13。第三节流阀12位于第三管路13与第一管路32的两个连接处之间。第一管路32的两端之间的部分部位设于水箱31内。第一开关阀34设于第一管路32,第一开关阀34靠近第一管路32的第一端,第一管路32的第一端位于第一管路32的第二端的上游。

第二管路33的两端分别连接于第五管路23。第四开关阀22位于第五管路23与第二管路33的两个连接处之间。第二管路33的两端之间的部分部位设于水箱31内。第二开关阀35设于第二管路33,第二开关阀35靠近第二管路33的第一端,第二管路33的第一端位于第二管路33的第二端的上游。

第一温度传感器36设于水箱31,用于检测水箱31内的温度。

冷水机组4运行时(参考图2):

第一泵11和第二泵12启动,第三开关阀12和第四开关阀22打开,第二开关阀35关闭。

通过第一温度传感器36检测水箱31的温度T,并将水箱31的温度T与第一预设温度Ta进行比较。当水箱31的温度T低于第一预设温度Ta,第一开关阀34打开,使冷却水循环路径中的第三管路13中的冷却水通过第一管路32,通过第一管路32内的冷却水与水箱31中的水进行换热,提高水箱31中的水温,通过水箱31内的水吸收储存热量。当水箱31的温度T等于或大于第一预设温度Ta,第一开关阀34关闭。

冷水机组4停机时(参考图3):

通过第二温度传感器16检测冷却水循环路径中的第三管路13内的温度T1,通过第三温度传感器26检测冷冻水循环路径中的第六管路24内的温度T2,且将温度T1、温度T2与第二预设温度Tb进行比较。

当温度T1和温度T2均低于第二预设温度Tb时,第一开关阀34、第二开关阀35、第一泵11、第二泵21开启;第三开关阀12、第四开关阀22关闭;通过第一泵11和第二泵21提供动力,使冷却水循环路径中的冷却水通过第一管路32循环流动,冷冻水循环路径中的冷冻水通过第二管路22循环流动,冷却水在第一管路32中与水箱31内的水换热,冷冻水在第二管路33中与水箱31内的水换热,从而实现水箱31放热,提高冷却水循环路径和冷冻水循环路径中的温度,防止管路结冻。

当温度T1和温度T2均等于或高于第二预设温度Tb时,第三开关阀12、第四开关阀22开启,第一开关阀34、第二开关阀35、第一泵11、第二泵21关闭。

当温度T1和温度T2中的某一个低于第二预设温度Tb时,一般会存在温度T1等于或高于第二预设温度Tb,温度T2低于第二预设温度Tb,此时,第二开关阀35、第二泵21开启;第四开关阀22关闭;冷冻水循环路径中的冷冻水通过第二管路22循环流动,冷冻水在第二管路33中与水箱31内的水换热,从而实现水箱31放热,提高冷冻水循环路径中的温度,防止管路结冻。在上述过程中,第一泵11、第一开关阀34、第三开关阀12关闭。

在冷水机组4停机后,由于环境温度较低会造成管路结冻,而水箱31具有保温功能,能够使水箱31内的水保持温度,因此,在冷水机组4停机后,可以通过水箱31放热提升冷却水循环路径和冷冻水循环路径中的温度,防止管路结冻。

第二预设温度Tb的选取以管路结冻温度为参考依据。第二预设温度Tb一般大于管路结冻温度,小于水箱31内的温度。

第一预设温度Ta小于冷水机组4运行时,从冷凝器41出来的冷却水的水温。第一预设温度Ta大于第二预设温度Tb。

在一些实施例中,冷水机组4运行时,冷凝器41排出的冷却水的温度高,通过水箱31时,就可以加热水箱31里面的水,由于水箱31具有保温功能,因此能够回收储存冷却水循环路径中的热量。在冷水机组4停机时,如果环境温度较低,存在管路结冻的情况时,可以利用水箱31储存的热量对冷却水循环路径和冷冻水循环路径加热,防止管路冰冻;无需添加其他辅助设备进行额外供热,具有节能减排的有益效果。

基于上述本发明的各实施例,在没有明确否定的情况下,其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本发明的范围由所附权利要求来限定。

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