一种防冻保护装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种防冻保护装置和方法，应用于制冷系统中对满液式蒸发器提供冬季防冻保护，该装置包括有连接于满液式蒸发器的出水口和进水口的连接管道、水泵、加热器和单向阀，与满液式蒸发器内部的换热管共同形成水循环加热系统，当环境温度或者蒸发器中制冷剂饱和温度低于防冻水泵启动设定值时（推荐设定值为３．３℃），启动水泵使换热管内的水循环流动，当满液式蒸发器的出水温度低于加热器启动设定值时（推荐设定值为２０℃），启动加热器对换热管中的水进行加热，并分别利用温度监测信号来控制该水泵和加热器的停止，从而能够有效的防止满液式蒸发器停歇时段其换热管中的水冻结。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是一种应用于制冷系统 中，对满液式蒸发器的进行冬季防冻保护的装置和方法。
技术介绍
制冷系统通常至少包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀以及相应冷 媒管路系统。其中，冷却液体载冷剂的蒸发器有壳管式蒸发器和水箱式蒸 发器，工业中常用的壳管式蒸发器可分为满液式蒸发器和干式蒸发器。图 1为满液式蒸发器的内部结构示意图，该满液式蒸发器的外壳为一筒形壳体1,筒形壳体1下方设有制冷剂的进液口 4,其上方设有出气口 2。进液 口 4和出气口 2通过冷々某管道与外部压缩机、冷凝机、膨胀阀等相连形成 冷媒闭合回路系统。筒形壳体1内部有多个换热管8，换热管8两端连有 管板9,且管板9与筒形壳体1两侧的水室端盖3相连。 一侧的水室端盖3 上设有々某介水的进水口 6和出水口 7。进水口 6和出水口 7通过相应管道 与外部水泵相连形成冷(热)水循环系统。当外部水泵工作时，媒介水通 过满液式蒸发器的进水口 6流入到换热管8的内部，并与通过进液口 4进 入筒形壳体1内的液态的制冷剂进行热交换。热交换后的冷(热)水通过 满液式蒸发器的出水口 7流出，相应的，饱和蒸发的制冷剂以气态的方式 通过筒形壳体上的出气口 2流出进入压缩机。相比于干式蒸发器，满液式蒸发器由于采用制冷剂在壳程、媒介水在 换热管内的结构，具有结构紧凑、液体与传热表面接触好、传热效率高、 维护方便、可靠性高的特点。但是，当外界环境温度低于媒介水的结冰温 度且外部工作泵停止工作时，换热管8内的媒介水停止流动，媒介水温度 会逐步下降到结冰温度，最终在热换管内结水膨胀而损坏换热管。 一旦换 热管8发生破裂，位于壳程1内的制冷剂和位于换热管8内的媒介水最终会相互融合，媒介水慢慢进入蒸发器的壳程内，并且液态制冷剂也会流入 到换热管8内而发生泄漏，这不仅会污染环境，也会最终导致整个满液式 蒸发器乃至整个系统丧失功能。为了克服这个缺点，目前一种已知做法是在满液式蒸发器的筒形壳体 外贴附加热带。当外部水泵停止工作时，如果测定的环境温度值低于设定温度值(例如5摄氏度)时，整个制冷系统的控制器发出指令，加热带开 始对满液式蒸发器的筒形壳体进行加热使得整个满液式蒸发器的内部温度 高于媒介水的结冰温度，从而避免换热管内的媒介水的温度到达媒介水结 水温度而发生冰冻现象。但是，壳体内制冷剂的温度也会随着加热带的加 热而逐步升高，制冷剂不断吸收热量并转换成气态，并逐步迁移到制冷剂 闭合循环回路中温度最低的区域。这将导致满液式蒸发器的壳程最终形成 空腔，使得加热带产生的热量在壳程内无法被及时吸收，导致加热带过热 而损坏；并且该方法采用对满液式蒸发器筒体进行加热的间接加热方法， 导致大部分热量被制冷剂吸收，使得该方法利用效率非常低；而且，由于 制冷剂闭合循环回路中的温度差异比较大，加大了其他元件工作负载，增 加了系统的不稳定性和不可靠性。因此，提供一种利用率高，不易损坏加热器，具有较高稳定性和可靠 性的防冻保护装置，诚为本
所需。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够稳定有效的保护满液式蒸发器防冻的 装置以及控制方法，并且该装置具有结构简单、防冻效率高、维护方便的 特点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的一种防冻保护装置，用于至少一个满液式蒸发器停歇时段的防冻保护， 其包括连接管道，其一端与该至少一个满液式蒸发器的出水口相接，另一端与该至少一个满液式蒸发器的进水口相接，从而与该至少一个满液式蒸发器内部的换热管共同构成水循环管道；水泵，设置在该水循环管道中，使换热管内的水在所述出水口与进水 口之间循环流动；加热装置，设置在该水循环管道中，用于对水循环管道中的水进行加热；控制装置，用于依据测定的温度值来控制水泵和加热装置的启动和停 止，其中，当测定的环境温度或者制冷剂的饱和温度低于防冻水泵启动设定值时，控制装置向水泵发出启动指令，使水泵开始运转；当测定的出水 口的出水温度低于加热器启动设定值时，控制装置向加热装置发出启动指 令，使加热装置对水循环管道中的水进行加热，并在测定的出水温度高于 加热器停歇设定值时停止加热。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中还包括设置于水循环管道中的单 向阀，以使水循环管道中的水只能从满液式蒸发器的出水口经过水泵、加 热器和单向阀向进水口单向流动。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中，当测定的环境温度或者蒸发器 中制冷剂的饱和温度达到水泵停歇设定值时，控制装置向水泵发出停止指 令，使水泵停止运转。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中，水泵、加热装置和单向阀是设 置于所述连接管道上。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中，加热装置是设置在相邻的两个 满液式蒸发器的出水口与进水口之间的连接管道上。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中，加热装置和单向阀是设置于水 泵上，构成一加热式单向水泵。本专利技术所提供的防冻保护装置，其中，水泵停歇设定值为水泵启动设定值+0.5。C，加热器启动设定值可设为20°C，加热器停歇设定值可设为30 °C。本专利技术还提供 一 种防冻保护方法，用于满液式蒸发器停歇时段的防冻 保护，包括利用连接管道分别连接于满液式蒸发器的出水口和进水口 ，从而与满 液式蒸发器内部的换热管共同形成一水循环管道；将水泵串接于水循环管道上，使换热管内的水能够在出水口与进水口 之间循环流动；将加热装置设置在水循环管道上；利用控制装置依据测定的温度值来控制水泵和加热装置的启动和停 止，其中当测定的环境温度或者蒸发器中制冷剂的饱和温度低于防冻水泵启动 设定值时，启动水泵，使水循环管道中的水在出水口与进水口之间循环流动；当测定的出水口的出水温度加热器启动设定值时，启动加热装置，对水循环管道中的水进行加热；当测定的出水口的出水温度高于加热器停歇设定值时，停止加热。本专利技术提供的防冻保护方法，其中进一步在水循环管道上串接一单向 阀，使水循环管道中的水只能从出水口向进水口单向流动。本专利技术提供的防冻保护方法，其中当测定的环境温度或者制冷剂的饱 和温度达到防冻水泵停歇设定值时，停止水泵的运转。本专利技术提供的防冻保护方法，其中水泵停歇设定值为水泵启动设定值 十0.5。C，加热器启动设定值可设为20°C，加热器停歇设定值可设为30°C。与现有技术相比，该防冻保护装置由于采用了对满液式蒸发器内的媒介水进行加热的反馈循环系统，也就是说，通过温度传感器测定系统环境 温度或者通过压力变送器测定制冷剂饱和温度启动该媒介水加热循环系统 直接对媒介水进行加热，以及测量满液式蒸发器出水温度并及时反馈给系 统控制器停止该媒介水加热循环系统，使得整个装置能够有效的防止媒介 水的结冻，并具有非常好的稳定性和可靠性，整个系统结构简单、成本低 且维护方便。附图说明图1是常见的满液式蒸发器的结构示意图。图2是本专利技术的满液式蒸发器的防冻保护装置的结构示意图。 图3是本专利技术一个实施例中的加热器结构示意图。 图4是本专利技术的防冻保护装置的控制流程图。 图5是本专利技术另一个实施例的防冻保护装置的结构示意图。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情 况下，本领域的 一般技术人员可以提出本专利技术的防冻保护装置及其控制方 法的多个实现方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术案的限制或限定。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防冻保护装置，用于至少一个满液式蒸发器停歇时段的防冻保护，其特征在于，所述防冻保护装置包括：　连接管道，其一端与所述至少一个满液式蒸发器的出水口相接，另一端与所述至少一个满液式蒸发器的进水口相接，从而与所述至少一个满液式蒸发器内部 的换热管共同构成水循环管道；　水泵，设置在所述水循环管道中，使换热管内的水在所述出水口与进水口之间循环流动；　加热装置，设置在所述水循环管道中，用于对所述水循环管道中的水进行加热；　控制装置，用于依据测定的温度值来控制所述 水泵和加热装置的启动和停止，其中，当测定的环境温度或者满液式蒸发器中制冷剂的饱和温度低于防冻水泵启动设定值时，所述控制装置向水泵发出启动指令，使水泵开始运转；当测定的出水口的出水温度低于加热器启动设定值时，控制装置向所述加热装置发出启动指令，使加热装置对水循环管道中的水进行加热，并在测定的出水温度高于加热器停歇设定值时停止加热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：J李，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]