一种高温热水机群 |
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| 申请号 | CN201710314172.X | 申请日 | 2017-05-05 | 公开(公告)号 | CN107477874A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 江苏华兆制冷设备有限公司; | 发明人 | 刘合庆; 田军; 杨友炎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种高温热 水 机群，由多台高温热水机组成，每台高温热水机为一个单独的模 块 ，该高温热水机群通过控制装置，与每个模块之间建立控制关系，可以控制各模块的开启与停止。通过对不同工况的计算，可以计算出开启模块数量的最优值，起到提高使用效率的作用；同时，该控制装置还能够对高温热水机群的工作参数进行实时监控，一旦发现异常，能够及时关闭所有的模块便于检修，或只关闭异常模块，不影响其余模块的正常工作。整个高温热水机群通过智能化的控制，保障了效率与安全性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高温热水机群，其特征在于：包括多台高温热水机，所述各高温热水机至少包括压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（3），每台所述高温热水机为所述高温热水机群的一个模块（10）；所述各模块（10）分别设有热水槽支管（5）、降温槽支管（6），分别被并联到所述高温热水机群的热水槽总管（13）、降温槽总管（16）上，所述热水槽总管（13）连接热水槽（12），所述降温槽总管（16）连接降温槽（15）；所述热水槽总管（13）上设有热水泵（11），所述降温槽总管（16）上设有降温泵（14）；所述各模块（10）内充有可以发生相变的高温冷媒，并设有供所述高温冷媒循环流动的冷媒循环支管（4）；当所述高温冷媒为气态时，所述热水槽（12）中的液体在热水泵（11）的驱动下，通过所述热水槽总管（13）流动至所述模块（10）的热水槽支管（5）内，所述高温冷媒与来自所述热水槽（12）的液体在所述冷凝器（2）中进行第一次热交换，来自所述热水槽（12）的液体被升温，所述高温冷媒在所述第一次热交换后变为液态继续在所述冷媒循环支管（4）内流动；所述降温槽（15）中的液体在所述降温泵（14）的驱动下，通过所述降温槽总管（16）流动至所述模块（10）的降温槽支管（6）内，所述高温冷媒与来自所述降温槽（15）的液体在所述蒸发器（3）中进行第二次热交换，来自所述降温槽（15）的液体被降温，所述高温冷媒再次变为气态，通过压缩机（1）压缩后，循环往复；所述高温热水机群还包括一控制系统（20），所述各模块（10）、热水泵（11）、降温泵（14）与所述控制系统（20）之间均存在信号通讯关系，所述控制系统（20）可以分别控制所述各模块（10）、热水泵（11）、降温泵（14）的启停；当所述高温热水机群工作时，所述控制系统（20）根据当前工况，计算出需要开启的所述模块（10）的数量，并控制相应所述模块（10）开启或关闭。 |
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| 说明书全文 | 一种高温热水机群技术领域背景技术[0002] 高温热水机组在工业领域，尤其是表面处理行业已经得到了广泛的应用。现有技术一般是将待加热的液体从处理槽中抽出，引导至蒸发器中，与冷媒进行热交换；升温后的液体再由管路导回至处理槽中，降温后的冷媒再通过压缩机进行升温，实现循环往复。但是这样的技术方案存在以下几个问题：1、降温后的冷媒需要升温反复利用，升温时的吸热过程被浪费；2、受制于设备结构与冷媒的选择，待加热的液体一般只能加热到75摄氏度；3、对于需要较大制热量的工况来说，需要多台热水机构成的机组群共同工作，现有技术中缺少对这种机组群进行有效控制的方案；4、现有技术中的机组群的控制模式仍不够智能。 发明内容[0003] 有鉴于此，本发明的内容是提供一种高温热水机群，其特征在于包括多台高温热水机，所述各高温热水机至少包括压缩机、冷凝器、蒸发器，每台所述高温热水机为所述高温热水机群的一个模块；所述各模块分别设有热水槽支管、降温槽支管，分别被并联到所述高温热水机群的热水槽总管、降温槽总管上，所述热水槽总管连接热水槽，所述降温槽总管连接降温槽；所述热水槽总管上设有热水泵，所述降温槽总管上设有降温泵；所述各模块内充有可以发生相变的高温冷媒，并设有供所述高温冷媒循环流动的冷媒循环支管；当所述高温冷媒为气态时，所述热水槽中的液体在热水泵的驱动下，通过所述热水槽总管流动至所述模块的热水槽支管内，所述高温冷媒与来自所述热水槽的液体在所述冷凝器中进行第一次热交换，来自所述热水槽的液体被升温，所述高温冷媒在所述第一次热交换后变为液态继续在所述冷媒循环支管内流动；所述降温槽中的液体在所述降温泵的驱动下，通过所述降温槽总管流动至所述模块的降温槽支管内，所述高温冷媒与来自所述降温槽的液体在所述蒸发器中进行第二次热交换，来自所述降温槽的液体被降温，所述高温冷媒再次变为气态，通过压缩机压缩后，循环往复；所述高温热水机群还包括一控制系统，所述各模块、热水泵、降温泵与所述控制系统之间均存在信号通讯关系，所述控制系统可以分别控制所述各模块、热水泵、降温泵的启停；当所述高温热水机群工作时，所述控制系统根据当前工况，计算出需要开启的所述模块的数量，并控制相应所述模块开启或关闭。 [0004] 优选地，所述高温冷媒的冷凝温度在80-90摄氏度之间。 [0005] 进一步优选地，当所述高温冷媒的冷凝温度在85摄氏度时，其对应的冷凝压力不超过3.0Mpa。 [0006] 优选地，所述热水泵、降温泵、热水槽总管、热水槽支管、降温槽总管、降温槽支管均由耐腐蚀材料制成。 [0007] 优选地，所述各模块中均设有传感装置，所述传感装置用于感应所述各模块在工作时的工作参数，并将所述工作参数传送至所述控制系统。 [0009] 进一步优选地，所述控制系统内预设有所述工作参数的正常区间范围，当所述传感装置传送的任一所述模块的任一项所述工作参数不在所述正常区间范围内时，所述控制系统控制所述高温热水机群的全部所述模块停止工作。 [0010] 进一步优选地，当所述全部模块停止工作时，控制系统控制所述热水泵、降温泵停止工作。 [0011] 或者，进一步优选地，所述控制系统内预设有所述工作参数的正常区间范围，当所述传感装置传送的任一所述模块的任一项所述工作参数不在所述正常区间范围内时，所述控制系统仅控制所述工作参数不在所述正常区间范围内的模块停止工作。 [0012] 进一步优选地，所述高温热水机群还设有报警装置，当所述传感装置传送的任一所述模块的任一项所述工作参数不在所述正常区间范围内时，所述报警装置发出报警信号。 [0013] 进一步优选地，所述控制系统与所述各模块、热水泵、降温泵间通过无线通讯装置传送信号。 [0014] 进一步优选地，所述控制系统与所述各模块、热水泵、降温泵间通过信号线连接并传送信号。 [0015] 优选地，多个所述模块中有一个主模块，其余为从模块，所述控制系统设于所述主模块上。 [0016] 优选地，所述各模块都各自具有多个不同的制热量档位，所述控制系统在计算需要开启的所述模块的数量时，还会计算各所述模块需要开启的制热量档位。 [0017] 优选地，所述各模块的最大制热量相同。 [0018] 优选地，所述模块的总数为16。 [0019] 本发明提供的热水机组能够将待加热液体加热至85-90摄氏度而不影响机组的运行，并通过将多台这种热水机组构成热水机组群，能够实现模块化控制，既可以通过输入当前工况下所需要的制热量，计算出开启热水机组的最优值，使效率达到最高，也可以在任何一个模块出现故障时及时将其关闭，使用者可以选择是否将其他模块一并关闭或仅仅关闭故障模块，适用于不同的使用环境。附图说明 [0020] 附图1为本发明热水机组的总体示意图；附图2为本发明热水机组群的模块分布方式及总体结构图。 [0021] 其中：1-压缩机，2-冷凝器，3-蒸发器，4-冷媒循环支管，5-热水槽支管，6-降温槽支管，7-膨胀阀；10-模块，11-热水泵，12-热水槽，13-热水槽总管，14-降温泵，15-降温槽，16-降温槽总管；20-控制系统，21-控制中枢，22-控制信号路径。 具体实施方式[0022] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。 [0023] 附图1绘示了本发明单个高温热水机模块10的结构图、附图2绘示了本发明热水机组群的模块分布方式及总体结构图。从附图1中可以看出，每个模块包括了压缩机1、冷凝器2、蒸发器3，三者之间通过制冷剂循环支管4进行连接。冷媒循环支管4中充填有特定的高温冷媒，该高温冷媒的特点是在冷凝温度为80-90摄氏度时，其换热效率最高，特别是在冷凝温度为85摄氏度时，冷凝压力不会超过3.0Mpa。冷媒循环支管4上设有膨胀阀7，用于控制支管内冷媒的流动。 [0024] 压缩机1将液态的高温冷媒压缩成高温、高压的气态冷媒后，通过冷媒循环支管4将其引导至工业热水侧（对应热水槽12）的冷凝器2中，热水槽12中容纳有待加热的液体，在热水泵11的驱动下，通过热水槽总管13、热水槽支管5，同样被引导至冷凝器2中。这样气态的高温冷媒遇到温度相对较低的待加热液体发生放热，高温冷媒发生相变，由气态变为了液态，与此同时待加热液体吸收热量，达到了80-90摄氏度的温度区间。被加热后的液体又通过热水槽支管5、热水槽总管13，最终被引流回热水槽12中。 [0025] 而此时，冷凝后的冷媒沿着冷媒循环支管4继续流动，到了工业降温侧（对应降温槽15）的蒸发器3中后，又与从降温槽15引出的待冷却的液体发生热交换，这里的待冷却液体可以是经过了氧化、电镀等工序后的液体，温度较高，在降温泵14的驱动下，通过降温槽总管16、降温槽支管6流入蒸发器3中。液态冷媒在与待冷却液体充分热交换后再次吸热变为气态，而待冷却液体放热后经由降温槽支管6、降温槽总管16，再次被引导至降温槽15中；气态的高温冷媒，进入压缩机1，进行下一轮循环。 [0027] 以上阐述了单个模块10的工作循环，但在面临较为复杂的工况时，单个模块10显然不能够胜任，需要将多个模块10进行组合，形成高温热水机群。因此，本发明提供了一种将多个模块10组成高温热水机群的方案，包括了多个模块10，每个模块10都具有一最大制热量，将这些模块10的热水槽支管5并联后，形成热水槽总管13，与热水槽12连接成回路；将这些模块的降温槽支管6并联后，形成降温槽总管16，与降温槽15连接成回路。控制系统20可以用控制柜的形式出现，用于控制各模块10、热水泵11、降温泵14的开启与停止；控制系统20具有控制中枢21，通常可以使用预先输入软件的控制芯片，控制中枢21分别与各模块10、热水泵11、降温泵14之间产生控制信号，可以在控制中枢21、各模块10、热水泵11、降温泵14上安装无线通讯装置，由控制中枢21通过无线通讯形式向各模块10、热水泵11、降温泵 14发出控制信号，以达到总体控制的目的，也可以采用有线的形式，即用信号线将控制中枢 21与各模块10、热水泵11、降温泵14连接，同样可以起到总体控制的作用；无论是上述哪一种方案，都存在控制信号的传送路径，附图2中的控制信号路径22绘示了一部分传送路径，这些信号传送路径与控制中枢21共同组成了本发明中的控制系统20。工作人员可以在控制系统20中输入当前工况所需要的最大制热量，控制系统20就可以计算出需要开启的模块10的数量，并将这些模块开启。考虑到采购的便利，每个模块10通常情况下是同一型号的热水机，因此最大制热量都是相同的；而根据统计与计算，当模块10的总数为16时，可以适用目前国内绝大部分的工况。 [0028] 另一种稍作改变方案是，各模块10的最大制热量不完全相同，这会提供更多的制热量组合；各模块甚至可以有多种不同的制热量档位，控制系统20可以精确地计算出当前工况下应当开启哪些模块，分别调至什么档位，进一步丰富可供选择的方案。 [0029] 另一个方面，这种高温热水机群也具有更加安全、智能的控制方式。在各模块10中均设有感应装置用于检测各模块的工作参数，具体来说，这种感应装置可以是压力传感器、温度传感器、电流传感器等，用于实时检测各模块相应位置在工作时的压力、温度、电流；进一步地，针对以上参数，还可以进行细化，例如温度可以包括蒸发温度、冰点温度、溶霜温度、冷凝温度，压力可以包括压缩机进气压力、压缩机排气压力、蒸发器进气压力、蒸发器排气压力等；以上参数的区间范围均可以通过控制系统20人为地设置。这些传感器分别装在相应的待检测位置，采集相应的数据并反馈给控制系统20。控制系统20中预设有正常工作的参数区间，当检测到的数值不在参数区间范围内时，控制系统20可以直接控制模块10、热水泵11、降温泵14按照一定的顺序与逻辑停止工作，例如：控制的顺序可以是一旦发现任何异常，就将全部模块10停机，同时热水泵11、降温泵14也相应地停止工作，便于工作人员整体排查故障；也可以是发现异常后，只将出现异常的模块停机，这样不影响其他模块的正常工作。这些控制的顺序与逻辑都可以在控制系统20中设置。 [0030] 进一步地，当部分模块10出现异常时，为了更好地提醒工作人员，还可以在高温热水机群上设置诸如蜂鸣器等报警装置，当出现前述异常时，能够发出报警声提醒工作人员注意。 [0031] 本发明相较于现有技术，加热温度与能量使用率更高，模块化控制能够进一步节约消耗，保持机组及机组群的高效率使用的同时，使得整体系统的安全性更好。 [0032] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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