一种极近零度出水的防冻型蒸发器及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种极近零度出水的防冻型蒸发器及其控制方法，采用不锈钢或钛合金的材质的换热管，更加抗冰撑、抗挤压；采用大管间距设计，有效避免冻损坏换热管道的风险；折流板加支撑板交叉导流无流动死区设计杜绝流动死区结冰隐患，折流板边缘设置挡水胶条，减少旁通损失，提高传热效率；整体式制冷剂均液装置确保制冷剂分配均匀，提高综合传热效率；多点温度采集监控防止局部结冰；通过组合监控方法（端差监控、过热度及端差监控和压差监控），并且结合采用超声波强化传热并防止结冰、除冰措施及控制方法，使换热管实现防结冰、防冻坏、并始终维持较高能效运行，大大降低制冷系统能耗，并保证可靠性和安全性。并保证可靠性和安全性。并保证可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种极近零度出水的防冻型蒸发器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及制冷
，具体的是一种极近零度出水的防冻型蒸发器及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在很多食品行业的肉质产品生产企业和一些工艺场合，需要接近零摄氏度的卫生淡水（一般为0℃~3℃），当前这种需求往往通过低于零摄氏度的载冷剂与淡水进行热交换从而制取接近零摄氏度的淡水，载冷剂一般采用盐水或醇类水溶液等。一般技术解决方案是先由制冷主机蒸发器制取低于零摄氏度的载冷剂，低于零摄氏度的载冷剂再通过中间换热器与淡水进行换热，之所以采用这种技术方案，主要是为了避免淡水直接进入蒸发器带来的风险，由于淡水温度较低，接近零摄氏度，一旦制冷机组负荷不稳定或工况不稳定，淡水很容易在换热管表面结冰，结冰会导致换热性能下降，制冷剂蒸发温度降低从而制冷量衰减，由于结冰也会导致冰撑从而挤伤换热管进一步导致制冷主机瘫痪，为了避免这种风险的只有采取二次换热的技术方案，但二次换热会导致一定的能量损失，同时会增加水泵的能耗，整个系统的能效较低，在当前节能减排、双碳政策的大背景下，急需一种更节能的技术方案来提升该类制冷系统的能效并保证其可靠性和安全性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种极近零度出水的防冻型蒸发器及其控制方法用以解决
技术介绍
中提出的技术问题。
[0004]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种极近零度出水的防冻型蒸发器，包括壳体以及设置在壳体两端的第一管板、第二管板，其特征在于，所述第一管板上连接有第一端盖，所述第二管板上连接有第二端盖；所述第一端盖上突出设置有制冷剂出气口接管、制冷剂进液口接管；其中，所述制冷剂出气口接管与第一端盖的上部分腔体连通，所述制冷剂进液口接管与第一端盖的下部分腔体连通。
[0005]所述壳体呈圆筒状，上端靠近第一管板位置突出设置有淡水进口接管，靠近第二管板位置突出设置有淡水出口接管，所述淡水进口接管、淡水出口接管上均设置有压力传感器接头座、温度传感器接头盲管组件；所述壳体内安装有若干换热管，两端分别固定在第一管板和第二管板上，并连通第一端盖和第二端盖内腔体，相邻换热管中心间距大于等于换热管外径的1.5倍；所述第一端盖上于换热管之间还设置有整体式制冷剂均液装置。
[0006]所述壳体内设置有折流板、支撑板，所述折流板、支撑板的表面上均设置有多个可供换热管穿过的圆形孔；所述支撑板包括设置在淡水进口接管下端的淡水进口支撑板、设置在淡水出口接管下端的淡水出口支撑板；所述折流板包括若干上折流板、下折流板，交叉且间隔均匀的设置在淡水进口支撑板、淡水出口支撑板之间；所述上折流板、下折流板、淡水进口支撑板和淡水出口支撑板均为尺寸与壳体适配的圆缺型挡板；其中，上折流板为下
圆缺型挡板，下折流板为上圆缺型挡板，淡水进口支撑板、淡水出口支撑板为上下圆缺型挡板；所述壳体上于上折流板、下折流板的圆缺处安装有多个淡水监控温度传感器接头座。
[0007]进一步地，还包括有拉杆，所述淡水进口支撑板、淡水出口支撑板、折流板上均设置有对称的拉杆孔；所述拉杆两端设有外螺纹，拉杆一端固定在第一管板上的内螺纹孔内，另一端依次穿过淡水进口支撑板、折流板、淡水出口支撑板的拉杆孔。
[0008]进一步地，第一管板与淡水进水口支撑板之间、淡水进水口支撑板与折流板之间、折流板与折流板之间的拉杆外均套有定距管；所述定距管内径大于拉杆外径，定距管外径大于拉杆孔直径；通过拉杆端头锁紧螺母将折流板、支撑板固定为一个整体，并保证它们之间的间距。
[0009]进一步地，所述第一管板、第二管板上均设置有超声波振子。
[0010]进一步地，所述第一管板与第一端盖之间设置有第一密封垫，所述第二管板与第二端盖之间设置有第二密封垫。
[0011]进一步地，所述换热管的材质为不锈钢和/或钛合金。
[0012]进一步地，所述下折流板和上折流板的圆形端边缘位置设置有挡水胶条，所述挡水胶条设置在挡水胶条金属固定板与折流板之间，并用铆钉将其固定在折流板上。
[0013]进一步地，所述折流板的圆缺位置布置换热管，则圆缺位置布管不得布满，留出不低于缺口高度的1/3空白区域，以避免换热管设置在水流动死区里；每个折流板与折流板中间再设置一块支撑板，起到加强对缺口里换热管的支撑作用和对水的导流作用。
[0014]一种极近零度出水的防冻型蒸发器的控制方法，包括制冷机组，具体步骤如下：S1. 端差监控：S1
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1. 通过制冷剂出气口接管上的压力传感器实时采集制冷剂出气口的压力，经过制冷机组的控制器计算出该压力对应的制冷剂饱和温度即蒸发温度；通过淡水出口接管上的压力传感器实时采集淡水出口处的温度信号；其中，淡水出口处的温度与蒸发温度的差值为端差。
[0015]S1
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2. 在制冷机组的控制器中预先设定端差控制的上限值和下限值：上限值设定为8℃，下限值设定为4℃。
[0016]S1
‑
3. 当检测的端差的大于8℃时，制冷机组的控制器发出制冷压缩机减载信号，以降低压缩机输出负荷，使水温上升，防止换热管外冰冻并解冻。
[0017]S1
‑
4. 随着水温上升和冰的融化，当检测的端差小于4℃，且出口水温高于3℃时，制冷机组的控制器发出制冷压缩机加载信号，水温维持在工艺所需要的温度范围内。
[0018]S2. 过热度及端差监控：S2
‑
1. 通过制冷剂出气口接管上的压力传感器实时采集制冷剂出气口的压力，经过制冷机组的控制器计算出该压力对应的制冷剂饱和温度即蒸发温度；通过制冷剂出气口接管上的温度传感器实时采集制冷剂出口温度；其中，制冷剂出口温度与蒸发温度的差值为过热度。
[0019]S2
‑
2. 在制冷机组的控制器中预先设定过热度控制的上限值、中限值和下限值：过热度上限值设置为10℃，过热度中限值设置为5℃，过热度下限值设置为0℃。
[0020]S2
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3. 当检测的过热度小于0℃时，制冷机组的控制器发出制冷压缩机减载信号，使用电子膨胀阀的制冷机组同时需要关小电子膨胀阀开度，以降低压缩机输出负荷，使水
温上升，防止换热管外冰冻并解冻。
[0021]S2
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4. 随着水温上升和冰的融化，当检测的过热度回升至5℃以上并且端差小于4℃，且出口水温高于3℃时，制冷机组的控制器发出制冷压缩机加载信号，水温维持在工艺所需要的温度范围内。
[0022]S3. 压差监控：S3
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1. 通过淡水进口接管和淡水出口接管上的压力传感器实时采集进出水口处的压力，经过制冷机组的控制器计算出进出水口处的压力差。
[0023]S3
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2. 在制冷机组的控制器中预先设定压力差控制上限值和下限值：压力差上限值设置为100KPa，压力差下限值设置为70KPa。
[0024]S3
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3. 当检测的压力差大于100KPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极近零度出水的防冻型蒸发器，包括壳体以及设置在壳体两端的第一管板、第二管板，其特征在于，所述第一管板上连接有第一端盖，所述第二管板上连接有第二端盖；所述第一端盖上突出设置有制冷剂出气口接管、制冷剂进液口接管；其中，所述制冷剂出气口接管与第一端盖的上部分腔体连通，所述制冷剂进液口接管与第一端盖的下部分腔体连通；所述壳体呈圆筒状，上端靠近第一管板位置突出设置有淡水进口接管，靠近第二管板位置突出设置有淡水出口接管，所述淡水进口接管、淡水出口接管上均设置有压力传感器接头座、温度传感器接头盲管组件；所述壳体内安装有若干换热管，两端分别固定在第一管板和第二管板上，并连通第一管板和第二管板内腔体，相邻换热管中心间距大于等于换热管外径的1.5倍；所述第一端盖上于换热管之间还设置有整体式制冷剂均液装置；所述壳体内设置有折流板、支撑板，所述折流板、支撑板的表面上均设置有多个可供换热管穿过的圆形孔；所述支撑板包括设置在淡水进口接管下端的淡水进口支撑板、设置在淡水出口接管下端的淡水出口支撑板；所述折流板包括若干上折流板、下折流板，交叉且间隔均匀的设置在淡水进口支撑板、淡水出口支撑板之间；所述上折流板、下折流板、淡水进口支撑板和淡水出口支撑板均为尺寸与壳体适配的圆缺型挡板；其中，上折流板为下圆缺型挡板，下折流板为上圆缺型挡板，淡水进口支撑板、淡水出口支撑板为上下圆缺型挡板；所述壳体上于上折流板、下折流板的圆缺处安装有多个淡水监控温度传感器接头座。2.根据权利要求1所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，还包括有拉杆，所述淡水进口支撑板、淡水出口支撑板、折流板上均设置有对称的拉杆孔；所述拉杆两端设有外螺纹，拉杆一端固定在第一管板上的内螺纹孔内，另一端依次穿过淡水进口支撑板、折流板、淡水出口支撑板的拉杆孔。3.根据权利要求2所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，所述第一管板与淡水进水口支撑板之间、淡水进水口支撑板与折流板之间、折流板与折流板之间的拉杆外均套有定距管；所述定距管内径大于拉杆外径，定距管外径大于拉杆孔直径；通过栏杆端头锁紧螺母将折流板、支撑板固定为一个整体。4.根据权利要求3所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，所述第一管板、第二管板上均设置有超声波振子。5.根据权利要求4所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，所述第一管板与第一端盖之间设置有第一密封垫，所述第二管板与第二端盖之间设置有第二密封垫。6.根据权利要求1所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，所述换热管的材质为不锈钢和/或钛合金。7.根据权利要求1所述的一种极近零度出水的防冻型蒸发器，所述下折流板和上折流板的圆形端边缘设置有挡水胶条金属固定板并连接有挡水胶条。8.一种极近零度出水的防冻型蒸发器的控制方法，包括制冷机组，该制冷机组具备如权利要求1
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7所述的任意一种极近零度出水的防冻型蒸发器，其特征在于，包括如下几个步骤：S1. 端差监控：S1
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1. 通过制冷剂出气口接管上的压力传感器实时采集制冷剂出气口的压力，经过制冷机组的控制器计算出该压力对应的制冷剂饱和温度即蒸发温度；通过淡水出口接管上的
压力传感器实时采集淡水出口处的温度信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，赵鹏，薛渝，赵丰荣，张玉政，张忠政，嵇大园，
申请(专利权)人：南京冷德节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：