一种极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组的制作方法

本实用新型涉及一种极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组。

背景技术：

常规的风冷单冷机组是由压缩机1、风侧冷凝器2、膨胀阀3、水侧蒸发器4和压缩机1形成致冷回路(见图1)。压缩机1排出的制冷剂高温气体在风侧冷凝器2中冷凝成液体，经节流装置的节流降压，进入水侧蒸发器3，吸收热量蒸发后回到压缩机1，完成一个制冷循环。对于生产制造过程的工艺冷却用风冷机组，全年需要12℃进、7℃出的冷冻水，用于工艺过程冷却。对于环境温度极低的地区，例如中国的北方地区，冬季室外温度低到-30℃左右，甚至更低，室内的生产设备照常需要工艺冷却。在这样的环境下，常规的风冷单冷机组是不可能正常运行的。常规的风冷单冷机组应用于此环境下，会出现两个问题：

1.在环境温度极低时(-30℃)，机组开机后，压缩机刚开始运行，机组很快出现低压警报，若多次重复启动，可能导致压缩机的马达烧毁。这是由于室外环境温度极低，冷凝器盘管中的压力很低，压缩开机后，排到冷凝器盘管中的高温气态冷媒也很快冷凝为液态，冷凝压力无法上升，这样就导致冷媒无法正常连续地通过膨胀阀进入蒸发器；但是，压缩机仍然在不停的从蒸发器中吸取冷媒，使水侧蒸发器的低压侧压力下降很快，导致机组低压警报，不能正常开机。

2.在机组正常开机后，虽然通过减少风侧冷凝器上的风机运行数量或降低风机的转速来控制风侧的冷凝温度，但是在室外环境温度很低的情况下，即使停掉所有的风机，仍然使所需要的冷凝压力失控，从而导致机组低压警报，不能正常运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，它能在温度低至-30℃的环境下正常启动及运行。

本实用新型的目的是这样实现的：一种极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，包括压缩机、风侧冷凝器、膨胀阀、水侧蒸发器，还包括储液器、电加热器、压力开关和压力传感器；其中，

所述储液器的容积大于所述风侧冷凝器的盘管的容积并中存有液态制冷剂；

所述压缩机的排气侧与所述风侧冷凝器的盘管上游连接，该风侧冷凝器的盘管下游连接所述储液器的进口，该储液器的出口连接所述膨胀阀的进口，该膨胀阀的出口连接所述水侧蒸发器的进口，该水侧蒸发器的出口与所述压缩机的吸气侧连接；

所述电加热器安装在所述储液器的表面；

所述压力开关电连接在所述电加热器上并与所述储液器信号连接；

所述压缩机的排气侧和所述储液器之间连接一根管道，该管道上安装一单向阀；

所述压力传感器设置在所述压缩机的排气侧与风侧冷凝器的下游之间。

上述的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，其中，所述风侧冷凝器包括盘管和若干台安装在盘管旁边并由变频控制器控制的风机。

上述的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，其中，所述压力开关与所述储液器之间还连接一个压力表。

上述的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，其中，所述液态制冷剂为氢氯氟烃或氢氟烃。

本实用新型的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组具有以下特点：通过在风侧冷凝器的盘管下游与膨胀阀之间设置一个容积大于风侧冷凝器的冷凝器盘管的容积的储液器，并在储液器上安装一个电加热器，使储液器中的压力上升，该压力足以推动制冷剂快速通过膨胀阀进入水侧蒸发器和压缩机的吸气侧，从而保持冷凝压力不会下降，使机组能在温度低至-30℃的环境下正常启动运行。另外，在压缩机的排气侧和储液器之间连接一根安装单向阀的管道，若机组在运行时，风侧冷凝器中仍然为低压时，则开启单向阀实现从压缩机的排气侧将高温高压气流引入储液器，以维持储液器中的压力，使膨胀阀的进口压力大于出口压力形成一定的压力差，从而使机组能在温度低至-30℃的环境下正常运行。

附图说明

图1是现有技术的风冷单冷机组的结构示意图；

图2是本实用新型的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图2，本实用新型的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组，包括压缩机1、风侧冷凝器2、膨胀阀3、水侧蒸发器4、储液器5、电加热器6、压力开关7、单向阀8和压力传感器10；其中：

风侧冷凝器2包括盘管21和若干台安装在盘管21旁边并由变频控制器控制的风机22；

储液器5的容积大于风侧冷凝器2的冷凝器盘管21的容积并且存有液态制冷剂；液态制冷剂为氢氯氟烃或氢氟烃，具体包括R134a、R22、R407C、R410A、R32；

压缩机1的排气侧与风侧冷凝器2的冷凝器盘管21的上游连接，该冷凝器盘管21的下游连接储液器5的进口，该储液器5的出口连接膨胀阀3的进口，该膨胀阀3的出口连接水侧蒸发器4的进口，该水侧蒸发器4的出口与压缩机1的吸气侧连接；

电加热器6安装在储液器6的表面；

压力开关7电连接在电加热器6上并与储液器5信号连接；压力开关7与储液器5之间还连接一个压力表9；

压缩机1的排气侧和储液器5之间连接一根管道，单向阀8安装在该管道上；

压力传感器10设置在压缩机1的排气侧与风侧冷凝器2的下游之间。

本实用新型的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组的运行方法包括机组启动步骤和机组运行步骤；

进行机组启动步骤时，通过压力开关7开启电加热器6，使储液器5中的压力上升，当储液器5中的压力上升至设定值时，通过压力开关7关闭电加热器6；储液器5中的压力使冷凝压力上升，该冷凝压力足以使机组的致冷回路中的制冷剂循环流动，并快速通过膨胀阀3进入水侧蒸发器4，使压缩机正常启动；

进行机组运行步骤时，通过压力传感器10测量冷凝压力，当环境温度下降至-30℃，冷凝压力小于设定值，通过减少开启风侧冷凝器2的风机22数量或降低风机22的转速来提升冷凝压力，直到停止所有的风机22；若冷凝压力仍然小于设定值时，则开启单向阀8，也即停止使用风侧冷凝器2，将压缩机1的排气侧的高温高压气流引入储液器5，使储液器5中的压力维持在设定值，进而使膨胀阀3的进口压力大于出口压力并形成一定的压力差，使机组的致冷回路中的制冷剂循环流动，并通过膨胀阀3进入水侧蒸发器4，使机组能正常运行。

本实用新型的极低温环境下的工艺冷却用风冷式单冷机组具有以下特点：通过在风侧冷凝器的盘管下游与膨胀阀之间连接一个储液器，为了确保在极低环境温度情况下(-30℃)，储液器中仍然存有液态制冷剂，该储液器的容积要大于冷凝器的盘管的容积，并在储液器上安装一个电加热器，使储液器中的压力上升，该压力足以推动制冷剂快速通过膨胀阀进入水侧蒸发器和压缩机的吸气侧，从而保持冷凝压力不会下降，使机组能在温度低至-30℃的环境下正常启动运行。另外，在压缩机的排气侧和储液器之间连接一根安装单向阀的管道，若机组在运行时，风侧冷凝器中仍然为低压时，则开启单向阀，将压缩机的排气侧的高温高压气流引入储液器，以维持储液器中的压力，使膨胀阀的进口压力大于出口压力形成一定的压力差，从而使机组能在温度低至-30℃的环境下正常运行。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。