一种骨料风冷系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于水利水电及建筑工程领域预冷混凝土生产技术领域，主要适用于混凝土粗骨料预冷，在混凝土骨料搅拌前将粗骨料温度降低到设计值，以实现较低的混凝土出机口温度，提高工程质量。


背景技术：

[0002]
骨料风冷、加片冰和冷水拌和作为混凝土预冷的主要预冷技术，在大型水电站及其它建筑工程大体积混凝土工程的建设中，已经得到广泛应用。
[0003]“骨料风冷”中所指的“骨料”为粗骨料，骨料风冷又可细分为地面风冷和拌和楼风冷。地面风冷需设置风冷料仓（一次风冷料仓），拌和站的配料仓也可以改造成粗骨料地面风冷料仓。
[0004]
目前混凝土粗骨料冷却系统以液氨为制冷剂，采用桶泵供液方式，车间工厂形式。液氨制冷系统如图1所示。设备分三大区域布置：氨压缩机组、冷凝器、储液桶和桶泵机组布置在车间内，冷却塔或蒸发式冷凝器置于紧邻车间外，空气冷却器（蒸发器）需架高紧邻骨料仓壁安装布置。冷媒通过管道往返于车间与空气冷却器，制冷设备的冷却水或制冷剂通过管道往返于车间与冷却塔或蒸发冷。
[0005]
液氨制冷系统工作流程：
[0006]
（1）制冷系统循环：气态制冷剂被螺杆压缩机1-3压缩成高温高压气体后，经冷凝器1-4冷凝成常温高压液态制冷剂并进入高压储液器1-5，常温高压液态制冷剂经过节流阀减压后并进入低压循环储液器1-6，而后低压液态制冷剂通过氨泵1-7输送到空冷器1-8上体部分的盘管内蒸发换热成低温低压的气态制冷剂，然后低温低压的气态制冷剂及未蒸发的液体进入低压循环储液器1-6，低压循环储液器1-6的低温低压的气态制冷剂进入螺杆压缩机1-3再次被压缩并依次循环。
[0007]
从低压循环储液器1-6经氨泵1-7到空冷器1-8再到低压循环储液器1-6最后到螺杆压缩机1-3的管道以及低压循环储液器1-6都要进行保温。
[0008]
（2）制冷系统内冷却水循环：冷却水经过水泵1-2 加压后分二路，一路进入冷凝器1-4 将冷凝器管外的高温高压气体冷凝成常温高压液态制冷剂后冷却水温升高流出冷凝器1-4，一路进入螺杆压缩机1-3的油冷器对冷冻机油进行冷却后流出油冷器，二路冷却水经管道会合后流入冷却塔1-1经冷却降温后到水泵再依次循环。
[0009]
（3）空气系统循环：离心风机6的吸力将骨料仓内回风道15中的热空气通过空冷器进风管进入空冷器1-8，被降温成冷空气，冷空气经过离心风机进风管5进入离心风机6，离心风机6对冷风进行加压，压力风通过离心风机由出风管进入料仓进风道14，冷空气从料仓进风道14与粗骨料进行热交换，升温后的冷空气再进入回风道15，如此周期进行循环。
[0010]
液氨制冷系统存在的问题：液氨制冷系统结构复杂需要专用机房，部件较分散，液氨管道多，设备及管道需要保温工程量大、现场土建及设备管道安装工程工期长。液氨制冷系统采用氨泵供液所使用的压力容器容积大、液氨管道长，压力容器及管道安装过程均需
要由相关部门严格检测验收。工程完工后制冷系统设备需要转运到室内仓库储存设备，转运、储存成本高。制冷剂液氨具有剧毒、易爆性，是一个重大危险源。液氨制冷系统属于特种行业，系统设备运行需要由持特种作业证人员操作，由于水电工程地处山区、生活环境差，很难留住足够的持证人员。


技术实现要素：

[0011]
为了解决液氨制冷系统的结构复杂、安全环保风险大、建设（拆除）及运行成本高等问题。本实用新型提供一种骨料风冷系统。具体技术方案如下。
[0012]
一种骨料风冷系统，用于冷却骨料仓中的骨料，其特征在于，包括冷源模块和空冷模块，所述冷源模块同时与4个以内的所述空冷模块连接；所述冷源模块包括设置于第一集装箱内的依次连接的气液分离器、压缩机、油分离器、蒸发式冷凝器、储液器和制冷剂泵，所述空冷模块包括设置于第二集装箱内的空冷器和离心风机；所述制冷剂泵的输出端与所述空冷器的输入端连接，所述空冷器的输出端与所述气液分离器的输入端连接，所述空冷器的一端通过空冷进风管与所述骨料仓的料仓回风道连通，另一端与所述离心风机的离心风机进风管连通，所述离心风机的离心风机出风管与所述骨料仓的料仓进风道连通。
[0013]
采用上述的技术方案，整个骨料风冷系统的各个设备和连接管路均设置于集装箱内，一个冷源模块可以为多个（4个以内）空冷模块提供制冷剂，多个（4个以内）空冷模块就可以分别对多个（4个以内）骨料仓进行冷却；冷源模块和空冷模块通过管道进行连接进行制冷剂的输送，空冷进风管和离心风机出风管与骨料仓进行连接即可实现系统的运行；整个风冷系统出厂检测后，集装箱内的管道不需要再次检测，相比于现有技术，极大地提高了集成度和投产效率。
[0014]
进一步地，所述冷源模块包括2台（或2台以上）并列的压缩机，2台（或2台以上）所述压缩机的输入端均与气液分离器的输出端连接，2台（或2台以上）所述压缩机的输出端均与所述油分离器的输入端连接。采用并列设置的2台（或2台以上）压缩机可以提升冷源模块的制冷能力调节，结合制冷剂泵的使用，可以实现一个冷源模块服务于1-4个空冷模块。
[0015]
进一步地，所述冷源模块包括2台并列的蒸发式冷凝器，2台所述蒸发式冷凝器的输入端均与所述油分离器的输出端连接，2台所述蒸发式冷凝器的输出端均与所述储液器的输入端连接。采用并列设置的2台蒸发式冷凝器可以提升冷源模块的制冷能力。
[0016]
进一步地，所述空冷器包括上部空冷器和下部空冷器，所述上部空冷器和下部空冷器上下连接，所述上部空冷器的顶端与所述空冷进风管连接，所述下部空冷器的下端与所述离心风机进风管连接；所述储液器的输出端分别与所述上部空冷器上端和下部空冷器上端的输入端连接；所述上部空冷器下端和下部空冷器下端的输出端分别与所述气液分离器的输入端连接。
[0017]
进一步地，所述第一集装箱包括第一下方集装箱和第一上方集装箱，所述第一上方集装箱位于所述第一下方集装箱的上方，所述蒸发式冷凝器位于所述第一上方集装箱内，所述制冷剂泵、气液分离器、压缩机和油分离器位于所述第一下方集装箱内。通过这种合理的布局设置，能够有效防止各个设备之间的干涉，合理的利用了空间，减小了占地面积。通常使用的集装箱刚好可以并列容纳两个蒸发式冷凝器。
[0018]
进一步地，所述第二集装箱包括第二下方集装箱和第二上方集装箱，所述第二上
方集装箱位于所述第二下方集装箱的上方，所述上部空冷器位于所述第二上方集装箱内，所述下部空冷器、离心风机位于所述第二下方集装箱内。通过这种合理的布局设置，能够有效防止各个设备之间的干涉，合理的利用了空间，减小了占地面积。
[0019]
进一步地，所述冷源模块采用的制冷剂为r507a。
[0020]
进一步地，所述压缩机为螺杆压缩机。
[0021]
进一步地，所述第一下方集装箱和第一上方集装箱之间的连接管道采用法兰连接；所述第二下方集装箱和第二上方集装箱之间的连接管道采用法兰连接。连接用的法兰在出厂前全部配好，现场只需连接并锁紧相关法兰即可快速地完成上下集装箱内设备的连接，所以工程现场安装方便快捷、工期短且再利用率高。
[0022]
本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果。
[0023]
（1）本实用新型的风冷系统所有设备均安装固定在集装箱内，使系统结构简单，整个安装好制冷设备的集装箱可直接露天布置，不需要额外搭建机房。大部分管道在集装箱内，设备出厂检测后，集装箱内的管道不需要再次检测。设备是模块化型式所以工程现场安装方便快捷、工期短且再利用率高。
[0024]
（2）整个系统是以设备型式出现在工地，压力容器安装在集装箱内，集装箱内的设备及管道已经按相关规定进行出厂检测，不再需要相关部门特检。现场只需要连接（焊接或法兰连接）冷源模块与终端蒸发器模块（空冷器）之间的管道，管道做压力试验、气密性试验，试验各项性能指标合格即可。该系统现场安装的管道远少于液氨制冷系统。
[0025]
（3）本实用新型一个冷源模块通过制冷剂泵可向1-4个空冷模块（或1-4个终端蒸发器）提供冷源，可根据制冷系统制冷量的大小确定一个冷源模块供几个（4个以内）空冷模块（或终端蒸发器模块）的冷媒。
[0026]
（4）本实用新型采用泵供制冷剂一个冷源模块通过泵可向1-4个终端蒸发器模块提供冷源，将主要设备集中布置在一个集装箱内，整个系统的电气控制在该集装箱内便于系统的操作管理。但受集装箱内制冷装机容量的限制，只适合于拌和楼上风冷（二次风冷）以及小型粗骨料风冷中的地面风冷（一次风冷）。
[0027]
（5）本实用新型采用了蒸发式冷凝器进行制冷剂的冷凝，蒸发式冷凝器取代了液氨系统的冷却塔和冷凝器，将冷凝和冷却的功能合在一起做成蒸发式冷凝器一个模块式设备，减少了设备的数量和连接管道。
[0028]
（6）本实用新型采用集装箱模块式设计，产品运输、安装、检修非常便捷。混凝土预冷系统生产完成拆除后、不需要建专门仓库储存，可露天储存。
[0029]
（7）本实用新型制冷系统选用无色、无味、无毒，不具燃爆性，且不会破坏大气臭氧层的r507a为制冷剂，r507a为一般化学品非危险化学品。相对于液氨制冷系统为混凝土施工现场消除了一个重大危险源。
[0030]
（8）本实用新型制冷系统的制冷剂基本无毒、不具燃爆性（不存在重大危险源），不在现场安装大型压力容器及管道，不属于特种行业，系统设备运行人员不需要持特种作业证上岗，具有一定机电专业和上岗培训即可。
附图说明
[0031]
图1是现有技术中液氨制冷系统的示意图；
[0032]
图2是本实用新型实施例1的立面布置示意图（仅示意出一个空冷模块）；
[0033]
图3是本实用新型实施例1的平面布置示意图；
[0034]
图4是本实用新型实施例2的正视图；
[0035]
图5是本实用新型实施例2的侧视图；
[0036]
图6是本实用新型实施例3的正视图；
[0037]
图7是本实用新型实施例3的侧视图。
[0038]
图中：1-第一下方集装箱；2-第一上方集装箱；3-下部空冷器；4-上部空冷器；5-离心风机进风管；6-离心风机；7-离心风机出风管；8-储液器；9-气液分离器；10-蒸发式冷凝器；11-压缩机；12-油分离器；13-空冷进风管；14-料仓进风道；15-料仓回风道；16-骨料仓；17-冷源模块；18-空冷模块；19-第二下方集装箱；20-第二上方集装箱；21-集装箱风机冷源；22-集装箱冷风机；23-冷剂泵；1-1冷却塔；1-2水泵；1-3螺杆压缩机；1-4冷凝器；1-5高压储液器；1-6低压循环储液器；1-7氨泵；1-8空冷器。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
[0040]
实施例1
[0041]
小型拌和站的粗骨料风冷
[0042]
参见图2-3，应用于小型拌和站的骨料风冷系统（1供3）包括一个冷源模块17和三个空冷模块18，包括3个第二下方集装箱19、3个第二上方集装箱20、1个第一下方集装箱1、1个第一上方集装箱2、管道及风管。
[0043]
第二上方集装箱20为加强型标准的20尺集装箱：总长6058mm、总宽 2438mm、总高2591mm，第二上方集装箱20内并列安装了2个上部空冷器4。
[0044]
第二下方集装箱19为加强型标准的20尺集装箱：总长6058mm、总宽 2438mm、总高2591mm，第二下方集装箱19内并列安装了2个下部空冷器3和2个离心风机6。
[0045]
第一上方集装箱2为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内并列安装了2台蒸发式冷凝器10。
[0046]
第一下方集装箱1为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内安装了电气控制柜（未图示）、集装箱风机冷源21（水冷制冷机组）、集装箱冷风机22（空调）、油分离器12 、两台压缩机11、气液分离器9、储液器8及制冷剂泵23等主要设备。
[0047]
冷源模块17包括设置于依次连接的气液分离器9、压缩机11、油分离器12、蒸发式冷凝器10、储液器8和制冷剂泵23，空冷模块18包括上部空冷器3、下部空冷器4和离心风机6；
[0048]
上部空冷器4和下部空冷器3上下连接，上部空冷器4的顶端与空冷进风管13连接，下部空冷器3的下端与离心风机进风管5连接，离心风机6的离心风机出风管7与骨料仓的料仓进风道14连通；制冷剂泵23的输出端分别与上部空冷器上端和下部空冷器上端的输入端连接；上部空冷器下端和下部空冷器下端的输出端分别与气液分离器9的输入端连接。
[0049]
其中，骨料冷却模块采用制冷剂为r507a。
[0050]
压缩机11为螺杆压缩机。
[0051]
第一下方集装箱3和第一上方集装箱4之间的连接管道采用法兰（未图示）连接；第二下方集装箱19和第二上方集装箱20之间的连接管道采用法兰（未图示）连接.
[0052]
需要说明的是：本领域技术人员可以根据实际的情况，将第一下方集装箱1和第一上方集装箱2合并成单个集装箱（第一集装箱的示例），将第二下方集装箱19和第二上方集装箱20合并成单个集装箱（第二集装箱的示例），将下部空冷器3和上部空冷器4合并成单个整体的空冷器，只要能够达到设计的制冷能力即可，但是优选采用上述的上下集装箱形式，各个设备的布局更加合理规范。
[0053]
骨料冷却系统的工作流程：
[0054]
（1）制冷系统循环：气态制冷剂被压缩机11压缩成高温高压气体后，经由油分离器12将制冷剂携带的冷冻油分离出来，制冷剂高压气体再排向蒸发式冷凝器10，被蒸发式冷凝器10冷凝成常温高压液态制冷剂并进入储液器8，然后液态制冷剂经过下部空冷器3和上部空冷器4前各自的膨胀阀节流后变成低温低压的雾状液态制冷剂，而后分别进入下部空冷器3和上部空冷器4的盘管内蒸发换热成低温低压的气态制冷剂，而后被气液分离器9将气态制冷剂中携带的未蒸发的液体分离出来后，气态制冷剂最终回到压缩机11，如此周期进行循环。
[0055]
（2）空气系统循环：离心风机6的吸力将料仓回风道15中的热空气通过空冷进风管13进入空冷器上体部分4及空冷器下体部分3盘管的外侧，经与盘管内的制冷剂热交换，被降温成冷空气，冷空气经过离心风机进风管5进入离心风机6，离心风机6对冷风进行加压，压力风通过离心风机由出风管7进入料仓进风道14，冷空气从料仓进风道14流出通过骨料仓16内的粗骨料之间的间隙进入料仓回风道15之前与粗骨料进行热交换，升温后的冷空气再进入料仓回风道15，如此周期进行循环。
[0056]
（3）空调系统：布置压缩机、储液容器及制冷剂泵等制冷设备和电气控制柜的第二下方集装箱19设置1台集装箱冷风机22，集装箱冷风机冷源13选用水冷制冷机组，制冷机组的冷却水由蒸发式冷凝器冷却。集装箱冷风机14的设置主要是保障集装箱内的运行人员在适合的温度正常工作和设备在适合的环境温度内稳定运行。
[0057]
实施例2
[0058]
大型拌和楼上的粗骨料风冷
[0059]
参见图4-5，应用于大型拌和楼hl240-4f3000l、hl360-2s6000l的骨料风冷系统（1供1）包括一个冷源模块17和一个空冷模块18，大型拌和楼的两侧分别布置一套骨料风冷系统，冷源模块17位于对应的空冷模块18的下方。
[0060]
第二上方集装箱20为加强型的30尺集装箱：总长9142mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内并列安装了2个上部空冷器4。
[0061]
第二下方集装箱19为加强型的30尺集装箱：总长9142mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内并列安装了2个下部空冷器3和2个离心风机6。
[0062]
第一上方集装箱2为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内安装了1台蒸发式冷凝器10。
[0063]
第一下方集装箱1为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内安装了电气控制柜、集装箱风机冷源21、集装箱冷风机22、油分离器 12、两台压缩机11 、气液分离器9、储液器8及制冷剂泵23等主要设备。
[0064]
实施例3
[0065]
小型拌和楼上的粗骨料风冷
[0066]
参见图6-7，应用于小型拌和楼hl120-3f1500l、hl120-2s1500l的骨料风冷系统（1供2）包括一个冷源模块17和两个空冷模块18，小型拌和楼的两侧分别布置一个空冷模块18，冷源模块17位于其中一个空冷模块18的下方。
[0067]
第二上方集装箱20为加强型的20尺集装箱：总长6058mm、总宽 2438mm、总高2591mm，其内并列安装了2个上部空冷器4。
[0068]
第二下方集装箱19为加强型的20尺集装箱：总长6058mm、总宽 2438mm、总高2591mm，其内并列安装了2个下部空冷器3和2个离心风机6。
[0069]
第一上方集装箱2为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内并列安装了2台蒸发式冷凝器10。
[0070]
第一下方集装箱1为加强型标准的40尺集装箱：总长12192mm、总宽 2438mm、总高2896mm，其内安装了电气控制柜、集装箱风机冷源21、集装箱冷风机22、油分离器 12、两台压缩机11 、气液分离器9、储液器8及制冷剂泵23等主要设备。
[0071]
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。