节能型防爆一拖多制冷加热控温系统的制作方法

本实用新型涉及的是节能型防爆一拖多制冷加热控温系统。

背景技术：

对于有控温需要的降温加热系统，需要实时监测载冷介质的温度，这样就需要载冷介质在管道内循环流动，来保持整个管道内温度的均匀性，这种情况下循环泵需要保持工作，由于循环泵本身工作会产生一定的热量，这部分热量会被载冷介质带走，造成温度不断上升，这样就需要制冷机组运行来对抗这部分的热量，而对于大型制冷机组而言，压缩机的制冷功率往往是远大于循环泵运行产生的热量的，需要通过压缩机频繁启停来维持温度的上升，这种方式很不节能，而且频繁的启停对压缩机的寿命有很大的影响，或者也可以通过能量调节的方式来控制制冷机组冷量的输出，这种方式虽然相比于频繁启停压缩机要好很多，但是往往制造成本会高很多，复杂的控制程序也增加了故障出现的频率，同时能量调节一般有一个最低限值，如果低于这个值，温度波动会比较大，在大型制冷系统中往往会出现这样的情况。

对于一拖多的制冷加热系统，通常很难同时满足每一路的控温精度和流量要求。对于有防爆要求的设备，小型的系统通常采用隔离防爆，而大型的系统往往使用正压防爆，就正压防爆而言，将所有电器相关的设备及元器件均放置于正压柜内，通过向正压柜内补充惰性气体，使柜内保持一定的正压，使外界易燃气体无法进入柜内，从而达到防爆的目的，正压柜内的电器元件由于运行时产生的热量，使柜内温度不断升高。传统的循环水冷却方式，冷却效率较低，同时安全性能较差，在冬季气温较低时，循环管路及换热器容易被冻裂。

技术实现要素：

本实用新型提出的是节能型防爆一拖多制冷加热控温系统，其目的旨在克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种节能、高效、安全可靠的一拖多控温系统，实现每一路都采用独立的制冷加热，保证每一路的控温精度和流量的要求。

本实用新型的技术解决方案：节能型防爆一拖多制冷加热控温系统，其结构包括与同一膨胀罐连接的两套相同的循环系统，两套循环系统分别连接相同的制冷系统和小型制冷系统，还包括一套独立的空调系统，

所述的循环系统包括气液分离器、循环泵、蒸发器和电热管，膨胀罐顶部通过带排气截止阀的管道连接气液分离器顶部，膨胀罐底部通过带单向阀的管道连接气液分离器侧面，气液分离器侧面连接导热介质进管，气液分离器底部通过管道依次连接循环泵、蒸发器第一通路和电热管，电热管连接导热油出管，导热介质进管上和电热管上都分别设有温度传感器；

所述的制冷系统包括压缩机、油分离器、同轴换热器、干燥过滤器和过冷器，压缩机通过两路管道分别连接油分离器的顶部和底部，油分离器顶部通过管道连接同轴换热器底部，同轴换热器底部通过管道连接干燥过滤器，同轴换热器底部通过管道分别连接冷却水进管和带流量开关的冷却水出管，干燥过滤器通过管道连接过冷器第一通路，过冷器第一通路通过管道连接第一气液分离器，第一气液分离器顶部通过管道连接第一中间换热器第一通路、底部通过带空调阀的管道连接第一中间换热器第二通路，第一中间换热器第二通路通过管道连接过冷器第二通路，过冷器第二通路通过管道连接压缩机，第一中间换热器第一通路通过管道连接第二气液分离器，第二气液分离器顶部通过管道连接第二中间换热器第一通路、底部通过带第一膨胀阀的管道连接第二中间换热器第二通路，第二中间换热器第二通路通过管道连接第一中间换热器第二通路，第二中间换热器第一通路通过带第二膨胀阀的管道连接蒸发器的第二通路，蒸发器的第二通路通过管道连接第二中间换热器第二通路；

所述的小型制冷系统包括对抗同轴换热器、对抗压缩机、对抗回热器、对抗干燥过滤器、对抗储液罐和对抗蒸发器，对抗同轴换热器底部通过两根管道分别连接冷却水进管和冷却水出管，对抗同轴换热器底部通过管道连接对抗压缩机，对抗压缩机通过管道连接对抗回热器第一通路，对抗回热器第一通路通过管道连接对抗蒸发器第一通路，对抗蒸发器第一通路通过管道连接对抗回热器第二通路，对抗回热器第二通路通过管道连接对抗干燥过滤器，对抗干燥过滤器通过管道连接对抗储液罐，对抗储液罐通过管道连接对抗同轴换热器底部，对抗蒸发器第二通路分别通过管道连接导热介质进管和导热介质出管，对抗蒸发器与导热介质进管之间管道上设电动调节阀，冷却水进管上设温度传感器；

所述的空调系统包括正压腔同轴换热器、正压腔压缩机、正压腔恒温蒸发器、正压腔干燥过滤器和正压腔储液罐，正压腔同轴换热器底部通过两根管道分别连接冷却水进管和冷却水出管，正压腔同轴换热器底部通过管道连接正压腔压缩机，正压腔压缩机通过管道连接正压腔恒温蒸发器，正压腔恒温蒸发器通过管道连接正压腔干燥过滤器，正压腔干燥过滤器通过管道连接正压腔储液罐，正压腔储液罐通过管道连接正压腔同轴换热器底部。

优选的，所述的膨胀罐内设液位计、顶部设加液口。

优选的，所述的气液分离器与单向阀之间的管道与膨胀罐底部之间设带有微型散热器的管道，导热油出管上设流量开关和压力传感器。

优选的，所述的第一气液分离器和空调阀之间的管道与第二中间换热器第二通路和蒸发器第二通路之间的管道之间连接有带高温回热电磁阀的管道，第二中间换热器和第二膨胀阀之间的管道与第二膨胀阀和蒸发器之间的管道之间通过带有辅路供液电磁阀和铜球阀的管道连接。

优选的，所述的压缩机和油分离器之间管道上设充油高压表，过冷器和压缩机之间管道上设充油低压表，压缩机和油分离器之间管道、过冷器和压缩机之间管道都连接高低压控制器。

优选的，所述的制冷系统还包括缓冲罐，缓冲罐通过带角阀和节流毛细管的的管道连接过冷器和压缩机之间管道，缓冲罐通过带角阀和卸荷阀的管道连接干燥过滤器和过冷器之间管道。

优选的，所述的加热管为u型光管，加热管连接三相调压器、机械式温度保护开关和载冷介质流量开关。

优选的，所述的对抗同轴换热器与对抗压缩机之间管道上设充油高压表和高压开关，对抗压缩机和对抗回热器之间管道上设充油低压表和低压开关，对抗蒸发器和对抗干燥过滤器之间管道上设对抗用膨胀阀。

优选的，所述的正压腔同轴换热器与正压腔压缩机之间管道上设充油高压表和高压开关，正压腔压缩机和正压腔恒温蒸发器之间管道上设充油低压表和低压开关，正压腔恒温蒸发器和正压腔干燥过滤器之间管道上设正压腔膨胀阀。

本实用新型的优点：1)结构紧凑、合理，操作与使用方便，能使制冷机在高温(-65～200℃)的工况下线性降温到低温段；

2)增加对抗制冷系统，对抗制冷系统主要用于外部无负载或低负载时，利用一套独立的小型制冷系统产生的冷量来保持循环载冷介质温度的恒定，小型制冷系统的压缩机功率很小，工作时间越长，节能的优势越明显；

3)一拖多控温系统每一路都采用独立的制冷加热装置，保证每一路的控温精度和流量均能满足要求；

4)适用于对防爆有要求的场合，采用正压防爆柜保证高度可靠的防爆性能，防爆柜的降温采用一套小型的压缩制冷系统，降温效果好，能效比高；

5)可采用多点运算加无模型自建树算法，专门针对大滞后系统控温，使滞后目标值的温度能恒温的控制在±0.5℃以内。而且不出现上下频发波动。

附图说明

图1是本实用新型节能型防爆一拖多制冷加热控温系统的结构示意图。

图中的1是膨胀罐、101是微型散热器、2是气液分离器、201是循环泵、3是蒸发器、4是电热管、5是压缩机、6是油分离器、7是同轴换热器、8是干燥过滤器、9是过冷器、10是第一中间换热器、10’是第二中间换热器、11是第一气液分离器、11’是第二气液分离器、12是空调阀、12’是第一膨胀阀、13是第二膨胀阀、14是辅路供液电磁阀、141是铜球阀、15是对抗同轴换热器、16是对抗压缩机、17是对抗回热器、18是对抗干燥过滤器、19是对抗储液罐、20是对抗蒸发器、21是正压腔同轴换热器、22是正压腔压缩机、23是正压腔恒温蒸发器、24是正压腔干燥过滤器、25是正压腔储液罐、26是缓冲罐。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，节能型防爆一拖多制冷加热控温系统，其结构包括与同一膨胀罐1连接的两套相同的循环系统，两套循环系统分别连接相同的制冷系统和小型制冷系统，还包括一套独立的空调系统。

所述的循环系统包括气液分离器2、循环泵201、蒸发器3和电热管4，膨胀罐1顶部通过带排气截止阀的管道连接气液分离器2顶部，膨胀罐1底部通过带单向阀的管道连接气液分离器2侧面，气液分离器2侧面连接导热介质进管，气液分离器2底部通过管道依次连接循环泵201、蒸发器3第一通路和电热管4，电热管4连接导热油出管，导热介质进管上和电热管4上都分别设有温度传感器。

所述的膨胀罐1内设液位计、顶部设加液口。

所述的气液分离器2与单向阀之间的管道与膨胀罐1底部之间设带有微型散热器11的管道，导热油出管上设流量开关和压力传感器。

所述的循环系统为全密闭系统，高温时不会有油雾，低温不吸收空气中的水份，系统在运行中不会因为高温使压力上升，低温自动补充导热介质。

所述的循环系统的导热油加注：将导热油加注到膨胀罐1中，开启排气阀门，打开内循环泵201，从膨胀罐1中抽导热油到系统中，同时将系统中的空气排出，通过不断的加注导热油使系统中的空气不断的排出，直到系统中绝大部分的空气排出，关闭排气阀门。使构成一个不与空气接触的循环系统。(第一次排气可能系统中有少许残留空气，通过几次升降温过程会顺着膨胀过程将残留空气带出.)

设备开机后循环201会一直运行，通过安装在循环管道上的温度传感器来检测介质出口的温度，从而控制制冷压缩机的运行，同时通过三相调压器调整电热管4的输出比例，实现精确控温。

所述的制冷系统包括压缩机5、油分离器6、同轴换热器7、干燥过滤器8和过冷器9，压缩机5通过两路管道分别连接油分离器6的顶部和底部，油分离器6顶部通过管道连接同轴换热器7底部，同轴换热器7底部通过管道连接干燥过滤器8，同轴换热器7底部通过管道分别连接冷却水进管和带流量开关的冷却水出管，干燥过滤器8通过管道连接过冷器9第一通路，过冷器9第一通路通过管道连接第一气液分离器11，第一气液分离器11顶部通过管道连接第一中间换热器10第一通路、底部通过带空调阀12的管道连接第一中间换热器10第二通路，第一中间换热器10第二通路通过管道连接过冷器9第二通路，过冷器9第二通路通过管道连接压缩机5，第一中间换热器10第一通路通过管道连接第二气液分离器11’，第二气液分离器11’顶部通过管道连接第二中间换热器10’第一通路、底部通过带第一膨胀阀12’的管道连接第二中间换热器10’第二通路，第二中间换热器10’第二通路通过管道连接第一中间换热器10第二通路，第二中间换热器10’第一通路通过带第二膨胀阀13的管道连接蒸发器3的第二通路，蒸发器3的第二通路通过管道连接第二中间换热器10’第二通路。

所述的第一气液分离器11和空调阀12之间的管道与第二中间换热器10’第二通路和蒸发器3第二通路之间的管道之间连接有带高温回热电磁阀15的管道，第二中间换热器10’和第二膨胀阀13之间的管道与第二膨胀阀13和蒸发器3之间的管道之间通过带有辅路供液电磁阀14和铜球阀141的管道连接。

所述的压缩机5和油分离器6之间管道上设充油高压表，过冷器9和压缩机5之间管道上设充油低压表，压缩机5和油分离器6之间管道、过冷器9和压缩机5之间管道都连接高低压控制器。

制冷模式，由于需要实现一个较低的蒸发温度，制冷系统采用自复叠形式，充注两种及以上的不同沸点的制冷剂到系统内，压缩机5运行，将气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂，经过油分离器6将制冷剂蒸汽中携带的冷冻油分离出来，通过回油管回到压缩机5中，然后经过同轴换热器7后，高沸点的制冷剂被冷凝成高压液态制冷剂，低沸点的制冷剂仍然以气态形式存在，气液两相的混合制冷剂经过干燥过滤器8将杂质和水份过滤掉，然后进入过冷器9，过冷器9的作用是提高回气温度，同时使即将进入第一中间换热器10的高沸点液态制冷剂一定的过冷度，从而获得较低的蒸发温度，过冷后的混合气液两相制冷剂经过制冷系统上的第一气液分离器11进行分离，气态制冷剂从上部出来，进入第一中间换热器10，液态制冷剂由于重力作用，从底部分离出来，经过空调阀12节流后，进入第二中间换热器10’蒸发吸热，将低沸点的气态低温级制冷剂冷凝成液态，低温液态制冷剂通过第一膨胀阀12’节流降压，最终进入到蒸发器3内，完成低温制冷。当从高温直接制冷时，辅路供液电磁阀14打开，和主路同时向蒸发器3内供液，当温度降至某一设定值，辅路供液电磁阀14关闭。制冷系统配有高温回热电磁阀15，用于高温制冷时，该阀与辅路供液电磁阀14同时打开，向蒸发器3出口处喷液，与蒸发器3出来的高温气态制冷剂混合，瞬间蒸发来降低回气的温度，防止回气过热而造成压缩机5工作环境恶劣烧毁。

所述的制冷系统还包括缓冲罐26，缓冲罐26通过带角阀和节流毛细管的的管道连接过冷器9和压缩机5之间管道，缓冲罐26通过带角阀和卸荷阀的管道连接干燥过滤器8和过冷器9之间管道。

由于低温级的制冷剂压力比较高，制冷系统内配有缓冲罐26和卸荷阀，当压力超过卸荷阀开启压力时，制冷系统从过冷器前将高压气态的低温级制冷释放到缓冲罐26内，保证系统的安全性，进入到缓冲罐26的高压气体经过节流毛细管减压后，连接到压缩机5的回气管上，补充压缩机5的吸气量，提高设备的制冷能力。

所述的加热管4为u型光管，加热管4连接三相调压器、机械式温度保护开关和载冷介质流量开关。

加热模式，加热管4采用u型光管置于储液罐内，根据设定的温度值，通过三相调压器，调节加热功率的输出比例，配有机械式温度保护开关和载冷介质流量开关，有效的防止加热管4干烧。

所述的小型制冷系统包括对抗同轴换热器15、对抗压缩机16、对抗回热器17、对抗干燥过滤器18、对抗储液罐19和对抗蒸发器20，对抗同轴换热器15底部通过两根管道分别连接冷却水进管和冷却水出管，对抗同轴换热器15底部通过管道连接对抗压缩机16，对抗压缩机16通过管道连接对抗回热器17第一通路，对抗回热器17第一通路通过管道连接对抗蒸发器20第一通路，对抗蒸发器20第一通路通过管道连接对抗回热器17第二通路，对抗回热器17第二通路通过管道连接对抗干燥过滤器18，对抗干燥过滤器18通过管道连接对抗储液罐19，对抗储液罐19通过管道连接对抗同轴换热器15底部，对抗蒸发器20第二通路分别通过管道连接导热介质进管和导热介质出管，对抗蒸发器20与导热介质进管之间管道上设电动调节阀，冷却水进管上设温度传感器。

所述的对抗同轴换热器15与对抗压缩机16之间管道上设充油高压表和高压开关，对抗压缩机16和对抗回热器17之间管道上设充油低压表和低压开关，对抗蒸发器20和对抗干燥过滤器18之间管道上设对抗用膨胀阀。

对抗模式，当外部无负载或低负载时，利用一套独立的小型制冷系统产生的冷量来保持循环载冷介质温度的恒定，小型制冷系统的对抗压缩机16功率很小，制冷原理较为简单，主压缩机5一旦停机，立刻进入对抗模式，对抗压缩机16启动，通过电动调节阀来控制进入对抗蒸发器20的介质流量，从而精确的控制对抗所需要的制冷量。

所述的空调系统包括正压腔同轴换热器21、正压腔压缩机22、正压腔恒温蒸发器23、正压腔干燥过滤器24和正压腔储液罐25，正压腔同轴换热器21底部通过两根管道分别连接冷却水进管和冷却水出管，正压腔同轴换热器21底部通过管道连接正压腔压缩机22，正压腔压缩机22通过管道连接正压腔恒温蒸发器23，正压腔恒温蒸发器23通过管道连接正压腔干燥过滤器24，正压腔干燥过滤器24通过管道连接正压腔储液罐25，正压腔储液罐25通过管道连接正压腔同轴换热器21底部。

所述的正压腔同轴换热器21与正压腔压缩机22之间管道上设充油高压表和高压开关，正压腔压缩机22和正压腔恒温蒸发器23之间管道上设充油低压表和低压开关，正压腔恒温蒸发器23和正压腔干燥过滤器24之间管道上设正压腔膨胀阀。

空调模式，正压柜的冷却采用一套独立的空调系统，通过检测柜内的温度自动控制空调压缩机的运行，从而保持柜内温度的恒定，使柜内的电器元件可以长期在理想的温度下工作。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。