[發(fā)明專利]一種大型冷庫氣體膨脹制冷系統(tǒng)及其制冷方法

有效

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• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103604239A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 張立峰
• 申請（專利權）人: 杭州錦華氣體設備有限公司
• 主分類號: F25B9/06
• 分類號: F25B9/06;F25B49/02
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本發(fā)明屬于制冷領域，具體涉及一種大型冷庫制冷系統(tǒng)及其制冷方法。

背景技術

氟利昂是幾種氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的總稱。我們生活中常用到的空調(diào)、冰箱、冷氣機等大多采用氟利昂做制冷劑。由于氟利昂化學性質穩(wěn)定，且是有機物，具有不燃、低毒、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化等特性，因而廣泛用作冷凍設備和空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑。

然而氟利昂會大量消耗臭氧物質，是臭氧層破壞的元兇。氟利昂是本世紀20年代合成的，其化學性質穩(wěn)定，不具有可燃性和毒性，被當作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑，廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學品、汽車、消防器材等領域。80年代后期，氟利昂的生產(chǎn)達到了高峰，產(chǎn)量達到了144萬噸。在對氟利昂實行控制之前，全世界向大氣中排放的氟利昂已達到了2000萬噸。由于它們在大氣中的平均壽命達數(shù)百年，所以排放的大部分仍留在大氣層中，其中大部分仍然停留在對流層，一小部分升入平流層。在對流層相當穩(wěn)定的氟利昂，在上升進入平流層后，在一定的氣象條件下，會在強烈紫外線的作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會發(fā)生連鎖反應，不斷破壞臭氧分子。科學家估計一個氯原子可以破壞數(shù)萬個臭氧分子。

根據(jù)資料，2003年臭氧空洞面積已達2500萬平方公里。臭氧層被大量損耗后，吸收紫外線輻射的能力大大減弱，導致到達地球表面的紫外線明顯增加，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來多方面的危害。據(jù)分析，平流層臭氧減少0.01%，全球白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0.6-0.8%，即意味著因此引起失明的人數(shù)將增加1萬到1.5萬人。

為此，我國出臺了一項旨在保護臭氧層的措施，2010年后將全面禁止使用氟利昂。按照有關部門制定的日程表：到2010年，我國將全面禁止生產(chǎn)和使用消耗臭氧層的物質--氟里昂。按照這個日程表，我國將從1999年7月1日開始把氟里昂的生產(chǎn)和消費水平凍結在1995～1997年的平均水平上，以后逐年減少。2010年1月1日，氟利昂被我國禁止使用。然而，由于替代氟利昂的制冷劑價格高，并且制冷效果遠不如氟利昂，所以直至2013年8月1日，我國仍然在使用氟利昂。而且據(jù)有關人員調(diào)查，未來數(shù)年甚至數(shù)十年內(nèi)，我國氟利昂的使用量將仍然會居高不下，保護臭氧層的形勢也將依然十分嚴峻。

常規(guī)的冷庫制冷機，是利用氟利昂作為制冷劑，通過壓縮氟利昂，然后換熱器換熱，降低氟利昂的溫度，使氟利昂液化，然后通過節(jié)流效應，進一步降低氟利昂的溫度，再將低溫的氟利昂與冷庫中的空氣采用間壁式換熱，以降低冷庫中的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種大型冷庫氣體膨脹制冷系統(tǒng)及其制冷方法，解決了現(xiàn)有技術中冷庫在制冷的時候消耗氟利昂的問題。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種大型冷庫氣體膨脹制冷系統(tǒng)，包括氣體進口切換閥，還包括氣體過濾器，氣體進口切換閥依次與氣體壓縮機、氣體換熱器相連，氣體換熱器與透平膨脹機相連，透平膨脹機與冷氣進風管相連，冷氣進風管設置在冷庫內(nèi)，冷庫內(nèi)還設有熱氣出風管，熱氣出風管與氣體換熱器相連，氣體換熱器還與氣體過濾器相連，氣體壓縮機、氣體進口切換閥均與PLC控制模塊相連，PLC控制模塊上連有冷庫溫度探頭。

所述氣體壓縮機和氣體換熱器之間還設有氣體干燥切換閥，氣體干燥切換閥的一個輸出端與氣體干燥器相連，氣體干燥器的輸出端與氣體換熱器相連。

所述熱氣出風管設置在冷氣進風管上方。

氣體換熱器還與氣體排放閥相連，氣體排放閥與PLC控制模塊相連。

一種大型冷庫氣體膨脹制冷系統(tǒng)制冷方法，是按照下述方式進行的：

（1）氣體經(jīng)過氣體過濾器后過濾掉氣體中的顆粒雜質和灰塵；

（2）過濾后的氣體經(jīng)過氣體進口切換閥進入氣體壓縮機，被壓縮后進入氣體換熱器；

（3）氣體換熱器內(nèi)的氣體初步降溫后進入透平膨脹機進行膨脹降溫，之后進入冷氣進風管；

（4）冷氣進風管內(nèi)的冷氣釋放到冷庫當中，而冷庫中的熱氣流通過熱氣出風管收集后送入氣體換熱器，之后再次進入氣體進口切換閥。

步驟（2）中氣體被氣體壓縮機壓縮之后分為兩種形式，第一種形式是干燥度達到要求的氣體經(jīng)過氣體干燥切換閥進入氣體換熱器，第二種形式是干燥度不達標的氣體經(jīng)過氣體干燥切換閥進入氣體干燥器進行干濕度調(diào)節(jié)，之后再進入氣體換熱器。

步驟（4）中從氣體換熱器出來的氣體分為兩種形式，第一種是冷庫內(nèi)的濁氣通過氣體排放閥放掉，第二種是不含濁氣的氣體直接回到氣體進口切換閥，為下一循環(huán)做好準備。

進入氣體過濾器的氣體是空氣或者氮氣。