[發(fā)明專利]一種低負(fù)荷無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法及制冷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010146307.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN111336704B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸勇;郭兵兵;高紅玉;華秀鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 郭兵兵;樸勇
• 主分類號(hào): F25B1/10
• 分類號(hào): F25B1/10;F25B31/00;F25B45/00
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發(fā)明公開了一種低負(fù)荷無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法及制冷系統(tǒng)，一種低負(fù)荷下無故障連續(xù)運(yùn)行的制冷方法，至少包括兩級(jí)制冷系統(tǒng)，所述高溫原料依次經(jīng)過上一級(jí)制冷系統(tǒng)和下一級(jí)制冷系統(tǒng)，逐級(jí)降低所述高溫料的溫度，當(dāng)下一級(jí)的制冷系統(tǒng)的溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，所述下一級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑攜帶冷量泄放至上一級(jí)制冷系統(tǒng)，上一級(jí)的載冷劑溢流至下一級(jí)的制冷系統(tǒng)；當(dāng)下一級(jí)制冷系統(tǒng)的溫度達(dá)到目標(biāo)溫度時(shí)，停止冷量泄放，且各級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑均能夠達(dá)到各自的目標(biāo)溫度，最低冷量負(fù)荷可達(dá)零，適應(yīng)被冷卻物料工況大幅度的頻繁波動(dòng)情況，二級(jí)以上的制冷系統(tǒng)冷卻介質(zhì)為上一級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑，從而可極大提高壓縮機(jī)的壓縮比，節(jié)能顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)深度冷凝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低負(fù)荷無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法及制冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，機(jī)械制冷技術(shù)在-80℃～-100℃的深度冷凝過程中均采用復(fù)疊機(jī)組才能實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際應(yīng)用中故障較多，主要體現(xiàn)在當(dāng)被冷卻對(duì)象的流量、溫度等條件處于波動(dòng)狀態(tài)時(shí)，制冷機(jī)組冷量過剩時(shí)需要待機(jī)或停機(jī)，冷量不足時(shí)，又需要加大功率運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，為了保護(hù)制冷機(jī)組使用壽命，控制系統(tǒng)設(shè)置的壓縮機(jī)兩次運(yùn)行的時(shí)間間隔均在10分鐘以上，根據(jù)這樣的設(shè)定，當(dāng)制冷機(jī)組停機(jī)后在10分鐘內(nèi)無法再次啟動(dòng)，制冷量為零，這會(huì)導(dǎo)致這段時(shí)間內(nèi)工藝參數(shù)發(fā)生不可控的劇烈波動(dòng)；同時(shí)制冷機(jī)組頻繁待機(jī)、停機(jī)、啟動(dòng)，易導(dǎo)致制冷機(jī)組潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)跑油故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)螺桿抱軸，電機(jī)燒毀情況，為此提出一種低負(fù)荷無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法及制冷系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將解決現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)在被冷卻原料熱量波動(dòng)大、波動(dòng)頻率高的制冷狀況下不能夠穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，原料流量頻繁從0到最大值波動(dòng)，消除機(jī)組缺油故障的技術(shù)問題，提供一種低負(fù)荷無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法及制冷系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種低負(fù)荷下無故障連續(xù)運(yùn)行的嵌套式制冷方法，至少包括兩級(jí)制冷系統(tǒng)，高溫原料依次經(jīng)過上一級(jí)制冷系統(tǒng)和下一級(jí)制冷系統(tǒng)，逐級(jí)降低所述高溫原料的溫度，所述高溫原料依次與上一級(jí)制冷系統(tǒng)和下一級(jí)制冷系中的載冷劑換熱，下一級(jí)制冷系統(tǒng)的目標(biāo)溫度比上一級(jí)制冷系統(tǒng)的目標(biāo)溫度低；

當(dāng)下一級(jí)的制冷系統(tǒng)的溫度低于其目標(biāo)溫度時(shí)，所述下一級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑攜帶冷量泄放至上一級(jí)制冷系統(tǒng)的載冷循環(huán)管路中，上一級(jí)的載冷劑溢流至下一級(jí)的制冷系統(tǒng)的載冷循環(huán)管路中；

當(dāng)下一級(jí)制冷系統(tǒng)的溫度達(dá)到其目標(biāo)溫度時(shí)，停止載冷劑的泄放；通過外界冷卻液流經(jīng)最初一級(jí)制冷系統(tǒng)中的制冷機(jī)組，以給最初一級(jí)制冷系統(tǒng)中的制冷機(jī)組降溫，所述最初一級(jí)制冷系統(tǒng)中冷量過剩時(shí)，通過外界冷卻液進(jìn)行熱交換將多余冷量輸送至制冷系統(tǒng)外；且各級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑均能夠達(dá)到各自的目標(biāo)溫度，以使高溫原料經(jīng)過各級(jí)制冷系統(tǒng)時(shí)，所述高溫原料的溫度降至各級(jí)制冷系統(tǒng)所要求的溫度。

在本技術(shù)方案中，將載冷劑作為冷量載體，通過壓縮機(jī)做功制冷產(chǎn)生的冷量賦予制冷劑，并將此載冷劑作為其他工況制冷壓縮機(jī)高壓冷卻段的冷卻介質(zhì)，由于載冷劑的溫度遠(yuǎn)低于普通冷卻介質(zhì)，如空氣，循環(huán)水系統(tǒng)等，將其作為冷卻介質(zhì)，與現(xiàn)有工況相比，可以有效降低壓縮比以及功率；

當(dāng)下一級(jí)制冷系統(tǒng)中冷量過剩時(shí)，下一級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑泄放至上一級(jí)制冷系統(tǒng)中，使得冷量進(jìn)入到上一級(jí)制冷系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，這樣就能很快將上一級(jí)的溫度降至目標(biāo)溫度，上一級(jí)制冷系統(tǒng)中的載冷劑就會(huì)溢流至下一級(jí)制冷系統(tǒng)中，以維持各級(jí)制冷系統(tǒng)中載冷劑的平衡，同時(shí)上一級(jí)制冷系統(tǒng)中的較高溫度的載冷劑溢流到下一級(jí)制冷系統(tǒng)時(shí)，能夠很快使得下一級(jí)制冷系統(tǒng)中的溫度上升至目標(biāo)溫度，這樣不僅在制冷系統(tǒng)中冷量過剩或者過低時(shí)不需要制冷機(jī)組頻繁的待機(jī)、停機(jī)啟動(dòng)，使得整個(gè)制冷系統(tǒng)中的制冷機(jī)組一直在運(yùn)行，而且通過溢流和泄放的平衡，使得各級(jí)制冷系統(tǒng)中載冷劑的溫度能夠很快達(dá)到目標(biāo)溫度，這樣就能將流經(jīng)各級(jí)制冷系統(tǒng)中的高溫原料很快的降低至各級(jí)制冷系統(tǒng)所需溫度。

優(yōu)選地，所述上一級(jí)制冷系統(tǒng)中的部分載冷劑攜帶冷量與所述下一級(jí)制冷系統(tǒng)中的制冷機(jī)組中的制冷劑進(jìn)行換熱，并給所述下一級(jí)制冷機(jī)組降溫。