[发明专利]一种基于低温冷媒交换站的制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及制冷系统，特别涉及一种基于低温冷媒交换站的制冷系统。

背景技术

目前我国冷链食品加工企业广泛采用液氨作为制冷剂的制冷系统，其蒸发器直接安装在人员比较密集的生产操作区如冷藏库、冷风库、速冻加工车间，由于氨有极强的毒性并易发生燃烧爆炸，因此氨气在冷库蒸发器内的防漏一直是一个被重点关注的话题，由于液氨的气化压力很大，如果蒸发器产生气孔或裂缝，氨气会迅速泄露。近年来接连发生安全事故：如2012年10月22日22时40分左右，湖北省洪湖市德炎水产公司发生氨气泄漏事故。中毒患者高达479人；2013年6月3日6时6分，吉林省德惠市吉林宝源禽业公司，因液氨泄漏引发爆炸火灾事故，造成120人遇难，70人受伤；2013年8月31日上午11时许，上海翁牌冷藏实业有限公司，发生液氨泄漏事故。造成15人死亡，8人重伤，17人轻伤， 仅一天后，浦东新区宏丰冷冻厂再次发生氨气泄漏责任事故，幸无人员伤亡；2013年9月10日浙江舟山冷库氨气泄露；也所幸未有人员伤亡；2013年11月28日17时13分山东乳山合和食品有限公司发生液氨泄漏事故，造成13人中毒，其中7人经抢救无效死亡。   

针对上述问题，人们进行了许多探索：如采用无毒、不能燃烧的制冷剂，例如氟利昂，但由于这种制冷剂成本较高，改造原有的制冷系统动辄需要上千万元，企业进行技术改造的能力和动力不足。加之氟利昂会对臭氧层产生破坏，不利于环境保护，实质上是一种技术倒退。另外从管理制度、加强监控等措施入手。事实上企业和政府没少在这方面下功夫，但仍然事故频出，是由于这种非技术手段未能直指事故的技术核心，人为的控制只能治标不能治本；还有人从技术层面的智能控制入手，如公开号CN 202074762 U的中国实用新型专利提出一种智能氨气防漏型果蔬冷库制冷系统，在蒸发器上固定安装氨气检测传感器，用于检测泄漏的氨气并通过控制器可切断压缩机电源，停止工作，通过控制器控制阀门，可切断输入管道和输出管道氨气流动，防止泄漏更多氨气，但这种技术方案的蒸发器仍然是安装在人员比较密集的生产操作区，仍然存在安全隐患。

公开号为CN101968241A的中国发明专利公开了一种使用可燃制冷剂的空调器及其控制方法，通过增加中间换热器,使进入室内换热器内的制冷剂为不可燃且无毒害的液体载冷剂，可以防止房间内因制冷剂泄露造成的燃烧和爆炸风险。同时，由于制冷、制热过程中，流经房间的载冷剂为不凝结且对人体无害的液体，故房间中不存在制冷剂燃烧和爆炸的风险。这种中间换热器如图1所示，包括不可燃且无毒害的液体盘管和套于该盘管内的可燃制冷剂盘管，不可燃且无毒害的液体盘管带有载冷剂进口601’和载冷剂出口602’ 、可燃制冷剂的盘管带有制冷剂进口611’和制冷剂出口612’。但由于这种可燃制冷剂盘管为金属管，用于小型家用空调尚可，在用于大型工业制冷行业时可燃制冷剂和不可燃的载冷剂体量很大，如果操作不当，在载冷剂温度较高的情况下，可燃制冷剂盘管内与其内部的可燃制冷剂盘管进行热交换时，可燃性液体在可燃制冷剂盘管内迅速蒸发，产生极大的压力，而可燃制冷剂盘管为刚性金属管，没有缓冲的余地，在压力突破可燃制冷剂盘管的抗压极限时，可燃制冷剂盘仍然存在爆炸的风险。

同样地，目前大型工业制冷行业普遍使用如图2所示的换热器，其分为三个腔室，中部为载冷剂腔室，带有载冷剂进口601’和载冷剂出口602’ ，左腔室和右腔室分别带有制冷剂进口611’和出口制冷剂612’，中部腔室内设置若干根连通左腔室和右腔室但与中部腔室密蔽的连通管。这种结构的腔壁仍然由刚性金属制成，没有缓冲的余地，在制冷剂和载冷剂进行热交换时如果操作不当，在载冷剂温度较高的情况下，可燃性液体在连通管内迅速蒸发产生极大的压力，压力会迅速传递到左腔室和右腔室，突破腔壁或腔壁之间连接结构的抗压极限时，仍然存在泄露甚至爆炸的风险。2013年9月18日山东荣成一水产加工厂就发生了这种真实的案例。

发明内容

本发明的目的正是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种大大减少制冷剂的使用量，降低制冷剂泄漏对环境的影响程度，还能将危害源进行集中管控，远离人群集中的场所，彻底杜绝因制冷剂泄漏而导致的群死群伤事件发生的制冷系统，该系统既能适用于传统制冷系统的技术改造，降低现有食品加工厂的改造成本，实现资源的有效利用，缩短设备改造周期，降低食品厂因停工而造成的损失，又能适用于多种冷链食品加工企业的安全化设备投资，且造价低廉，最重要的是最大限度降低制冷剂泄露或产生爆炸的风险。

为实现该目的，本发明提供的技术方案是：