本发明涉及冷冻站系统技术领域，尤其是涉及为啤酒、牛奶、饮料等食品工业生产厂提供冷冻工艺水的冷冻站。
背景技术：
目前，在啤酒、牛奶、饮料等食品工业生产中，为其工艺环节提供冷冻工艺水的冷冻站，按照制冷剂来分类，可分为氨液作为制冷剂的氨系统冷冻站和氟利昂作为制冷剂的氟系统冷冻站。现以氟系统冷冻站来说，国内新建和扩建的啤酒项目，均在上规模、上档次，但冷冻站并未形成规模化、系统化，较为分散，对于上规模、上档次的大型啤酒厂，单体生产能力能够达到100万～200万吨，其所需冷冻工艺水的量大，目前的冷冻站还不能一次性直接满足冷冻工艺水的需求量。在投资成本上，冷却塔个数多，冷媒制冷系统台数多，导致设备占地空间大，管路布置复杂且耗材多。在制冷系统方面，冷媒制冷系统采用壳管式蒸发器、壳管式冷凝器、热力膨胀阀等装置，壳管式蒸发器的换热效果不高，热力膨胀阀的控制不精确，导致整个冷媒制冷系统的制冷效率不高。在设备运转方面，设备的电机采用工频运转，如水泵、冷却塔风机电机等，会出现频繁启停的现象。
技术实现要素：
为了跟进现代啤酒等饮料行业的工业发展，一次性满足工厂所需冷量的要求，同时考虑综合成本、方便维护维修及节能等方面的要求，本发明提供一种冷冻站。
发明的技术解决方案如下：
冷冻站主要由冷媒制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统、工艺水系统和站控系统组成。
冷媒制冷系统设置在冷冻水系统与冷却水系统之间。
在冷冻水系统和工艺水系统之间设置有高、低温水罐群，高、低温水罐群的两两水罐之间使用连通管连接，在低温罐中设置温度变送器，检测低温罐中的工艺水温度。
冷媒制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统、工艺水系统都由站控系统集成控制。
冷媒制冷系统包括压缩机、冷凝器、卧式板换蒸发器、电子膨胀阀、二次油分离器、角阀、干燥过滤器、视液镜，冷媒制冷系统使用r134a或r407c、r404a作为制冷剂，载冷剂为水，使用丙三醇作为防冻剂。
所述压缩机采用的能量调节方式为无段式，压缩机可以采用电压为380v或3000v～10000v的高压供电。
所述卧式板换蒸发器是一种氟利昂制冷系统用的新型蒸发器，板片间形成的流道，冷侧走氟利昂制冷剂，热侧走丙三醇水溶液，使氟利昂在卧式板换中蒸发对丙三醇水溶液降温冷却。
冷却水系统包括连体冷却塔、冷却水泵、冷却水管路和相对应的仪表阀门配件，冷却水系统采用一台连体冷却塔，冷却水泵设置在连体冷却塔的出水管路上。
所述连体冷却塔上有多个风机组成的风机群，其风机电机采用变频控制；对于连体冷却塔的补水系统，主要由压力传感器、电磁阀和plc控制器组成，电磁阀安装在补水管路上，压力传感器检测连体冷却塔水盆内水的压力，传递信号给plc控制器，如检测压力值等于设定补水压力值时，plc控制器控制补水管上的电磁阀开启，进行补水，当检测压力值等于设定停止补水的压力值时，plc控制器控制电磁阀关闭，停止补水。
冷冻水系统包括冷冻水泵，高、低温罐群，冷冻水管路及相对应的仪表阀门配件，冷冻水泵设置在高温罐的出水管路上，其高、低温罐群和冷冻水管路均需做保温处理。
所述高、低温罐群，由高温罐和低温罐组成，其个数主要根据工厂所需冷量大小来决定，当所需冷量小，工艺水流量小时，可以分别设置一个高温罐和一个低温罐；当所需冷量大，工艺水流量大时，可以分别设置多个高温罐和低温罐，可根据冷量大小来适当设置高、低温罐的个数。
工艺水系统包括工艺水泵、工艺水管路和相对应的仪表阀门配件。工艺水泵抽取低温罐中的工艺水到各个生产用冷点，换热过后的工艺水再回到高温罐中。
站控系统包括中心控制柜、plc控制器、变频器、电缆、上位机组组态软件以及相应的电控元件。
所述冷冻水泵、冷却水泵、工艺水泵均采用变频控制其电机转速。
所述连体冷却塔风机也采用变频控制其电机转速。
所述管路上的仪表，其中采用温度变送器和压力传感器取代以往的金属式温度计和压力表。
冷冻水系统中，站控系统中的中心控制柜通过温度变送器检测低温罐中工艺水的温度(以所需工艺水温度为-6℃为例)为依据，来控制冷媒制冷系统的开启台数和压缩机能量调节。当低温罐中温度变送器检测到水温由-6℃升高到某一温度时，温度变送器传递信号给中心控制柜，中心控制柜打出信号指令，开启第一台冷媒制冷系统，如果水的温度还继续升高，当升到另一温度点时，中心控制柜在发出信号指令，开启第二台冷媒制冷系统，依次加载，当用冷量大时，各个用冷点全部在运行，则所配置的冷媒制冷系统全部开启运行，对高温罐中的工艺水进行降温；随着制冷时间的延续，温度开始下降，当降低到某一设定的温度值时，最后启动的冷媒制冷系统停止运行，当温度再次下降到另一设定温度值时，倒数第二台启动的冷媒制冷系统停止运行，如此类推，依次减载，当低温罐中的工艺水温度达到-6℃时，所有冷媒制冷系统停止运行。低温罐中的工艺水温度再上升，再重复上述制冷控制流程，这样低温罐中工艺水的温度就始终保持在-6℃这一个动态平衡点上，从而保证了-6℃工艺水的工艺生产需求。
对于冷却水系统，经连体冷却塔冷却降温后的冷却水，通过变频水泵群，这时，当冷媒制冷系统所需冷却水流量较小时，如只有一台冷媒制冷系统开启运行，则水泵群中只需开启小流量的水泵，通过变频器控制水泵电机转速，调节冷却水流量，使冷却水系统恒压稳于设定的压力值，实现恒压变频输送，进入到冷媒制冷系统的冷凝器中进行热交换，出来后冷却水温度升高，再进入连体冷却塔进行降温冷却，对于连体冷却塔风机，其风机转速与冷却水的排热量是对应的，由于所需冷却水流量较小，排热量小，通过变频器变频控制风机的电机转速，使所有电机转速以一个慢速转动，来满足对高温冷却水的降温，降温之后再通过变频水泵进入到冷媒制冷系统中，从而形成一个冷却水循环系统。同理，当冷媒制冷系统所需水流量变大，如冷媒制冷系统开启运行的台数增多，这时，根据冷却水流量的大小情况，通过站控系统控制水泵开启台数和变频控制水泵电机转速，调节冷却水流量，使冷却水系统恒压稳定于设定的压力值。当冷媒制冷系统所需流量达到最大时，如冷媒制冷系统全部开启运行，则水泵均开启工作，做到恒压变频输送。同时，连体冷却塔的风机也相对应的根据冷却水的流量大小和排热量大小，通过变频控制来增大风机电机转速，满足冷却水的降温需求。
对于工艺水系统，工艺水泵抽取低温罐中的工艺水，通过工艺水管路，输送到各个用冷点，这时，当所需工艺水流量小时，即生产所需用冷点少，则通过站控系统中plc控制器，开启小流量水泵，变频控制工艺水泵电机转速，使工艺水恒压稳定于设定压力值，输送到各个用冷点。同理，当所需工艺水流量增大，则plc控制器控制开启相对应流量的水泵和台数，并变频控制水泵电机的转速，使工艺水系统恒压稳定于设定压力值，满足用冷点所需工艺水的流量。
本发明带来的有益效果是：
1、节能。该冷冻站冷媒制冷系统采用卧式板换作为蒸发器，其换热效果显著提高，从而可使得蒸发温度提高，制冷效率也相应提高。同时，对于冷冻水系统、冷却水系统、工艺水系统全部采用变频控制，可防止水泵电机、连体冷却塔风机电机因频繁启停，且电机启动时电流会很大，对电机造成损害。压缩机可以采用电压为380v或3000v～10000v的高压供电，满足一些大规模啤酒厂冷量的要求。
2、安全。该冷冻站冷媒制冷系统使用r134a或r407c，r404a作为制冷剂，该制冷剂属于第一类安全环保制冷剂，可以把冷冻站建在生产车间的附近，即缩短了输送管道，又解决了安全问题；冷冻水使用丙三醇作为防冻剂，对食品不会造成污染。
3、全自动化控制。该冷冻站站控系统为自动化控制，可实现无人看守，降低了运行成本及管理成本；保证工艺水系统的恒温恒压输送，确保生产使用调节方便。
4、综合成本低。该冷冻站使用高、低温罐群，制作低温工艺水时，可以在夜间用电低谷时开启冷媒制冷系统，制取的低温工艺水储存在低温水罐中，从而转移用电负荷，节约使用成本；冷媒制冷系统采用模块化机组，冷却水系统冷却塔采用连体冷却塔，它们结构紧凑，美观，占地面积小，冷媒制冷系统内部集成制冷循环和连体冷却塔管路布置简洁，使得冷冻站更加简洁，减小了冷冻站的占地面积，节约投资成本；冷冻站系统管路简洁，阀件少，不易泄露，机房内干净整洁，机组易损件少，无需大修，只需日常维护和保养，节约维修成本。
附图说明：
图1是冷冻站系统流程图
图中，1、冷媒制冷系统，2、冷冻水泵，3、高温罐，4、低温罐，5、工艺水泵，6、生产线，7、冷却水泵，8、连体冷却塔，9、温度变送器，10、压力传感器，11、中心控制柜。
具体实施方式：
冷冻站包括冷媒制冷系统(1)，冷冻水泵(2)和冷冻水管路、高温罐(3)、低温罐(4)组成的冷冻水系统；冷却水泵(7)和冷却水管路、连体冷却塔(8)组成的冷却水系统；工艺水泵(5)和工艺水管路、工艺水回水到高温罐(3)中组成的工艺水系统；中心控制柜(11)、变频器、plc控制器组成的站控系统；它们共同组成一个冷冻站。
冷冻水系统中，站控系统中的中心控制柜(11)通过温度变送器(9)检测低温罐(4)中工艺水的温度(以所需工艺水温度为-6℃为例)为依据，来控制冷媒制冷系统(1)的开启台数和压缩机能量调节。当低温罐(4)中温度变送器(9)检测到水温由-6℃升高到某一温度时，温度变送器(9)传递信号给中心控制柜(11)，中心控制柜(11)打出信号指令，开启第一台冷媒制冷系统(1)，如果水的温度还继续升高，当升到另一温度点时，中心控制柜(11)在发出信号指令，开启第二台冷媒制冷系统(1)，依次加载，当用冷量大时，各个用冷点全部在运行，则所配置的冷媒制冷系统(1)全部开启运行，对高温罐(3)中的工艺水进行降温；随着制冷时间的延续，温度开始下降，当降低到某一设定的温度值时，最后启动的冷媒制冷系统(1)停止运行，当温度再次下降到另一设定温度值时，倒数第二台启动的冷媒制冷系统(1)停止运行，如此类推，依次减载，当低温罐(4)中的工艺水温度达到-6℃时，所有冷媒制冷系统(1)停止运行。低温罐(4)中的工艺水温度再上升，再重复上述制冷控制流程，这样低温罐(4)中工艺水的温度就始终保持在-6℃这一个动态平衡点上，从而保证了-6℃工艺水的工艺生产需求。
对于冷却水系统，经连体冷却塔(8)冷却降温后的冷却水，通过冷却水泵(7)，这时，当冷媒制冷系统(1)所需冷却水流量较小时，如只有一台冷媒制冷系统(1)开启运行，则冷却水泵(7)中只需开启小流量的水泵，通过变频器控制冷却水泵(7)的电机转速，调节冷却水流量，使冷却水系统恒压稳于设定的压力值，实现恒压变频输送，进入到冷媒制冷系统(1)的冷凝器中进行热交换，出来后冷却水温度升高，再进入连体冷却塔(8)进行降温冷却，对于连体冷却塔(8)风机，其风机转速与冷却水的排热量是对应的，由于所需流量较小，排热量小，通过变频器变频控制风机的电机转速，使所有电机转速以一个慢速转动，来满足对高温冷却水的降温，降温之后再通过变频水泵进入到冷媒制冷系统(1)中，从而形成一个冷却水循环系统。同理，当制冷机组(1)所需水流量变大，如冷媒制冷系统(1)开启运行的台数增多，这时，根据冷却水流量的大小情况，通过站控系统控制冷却水泵(7)开启台数和变频控制水泵电机转速，调节冷却水流量，使冷却水系统恒压稳定于设定的压力值，实现恒压变频输送。同时，连体冷却塔(8)的风机也相对应的根据冷却水流量大小和排热量大小，通过变频控制来增大风机电机转速，满足冷却水的降温需求。
对于工艺水系统，工艺水泵(5)抽取低温罐(4)中的工艺水，通过工艺水管路，输送到各个用冷点，这时，当所需工艺水流量小时，即生产所需用冷点少，则通过中心控制柜(11)中的plc控制器，开启小流量水泵，变频控制工艺水泵电机转速，使工艺水恒压稳定于设定压力值，输送到各个用冷点。同理，当所需工艺水流量主增大，则中心控制柜(11)中的plc控制器控制开启相对应流量的水泵和台数，并变频控制水泵电机的转速，使工艺水系统恒压稳定于设定压力值，满足用冷点所需工艺水的流量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围之内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。