CN100552310C

CN100552310C - 多冷、热源的空调机组

Info

Publication number: CN100552310C
Application number: CNB2005101235518A
Authority: CN
Inventors: 刘国柱; 黄延明
Original assignee: Fanyu Fast Heating & Cooling Equipment Co Ltd Guangzhou
Current assignee: Fanyu Fast Heating & Cooling Equipment Co Ltd Guangzhou
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: CN1967066A

Abstract

本发明为多冷、热源的空调机组，包括压缩机(8)、冷凝器(14)、贮液器(11)、膨胀阀(15)、I组热交换盘管(1)、风机(5)，其特征是：还包括制冷系统外的II组热交换盘管(2)，II组热交换盘管(2)中流动的工质是冷冻水、热水或蒸汽之一种；I组热交换盘管(1)为蒸发盘管，在蒸发盘管中流动的是制冷工质；I组热交换盘管(1)和II组热交换盘管(2)紧贴地装在一起。在为II组热交换盘管(2)提供工质的各输送管路上装有手动截止阀、电动开关水阀或电磁阀。本发明能充分利用现有能源，以节约能源和降低运行成本，适用于在当地本身就有冷冻水提供和/或有热水/蒸汽提供的场合下的程控交换机房、计算机房、银行、税务中心、资料中心、环境条件要求比较高的工厂等。

Description

多冷、热源的空调机组

技术领域

本发明涉及空调机，特别是一种多冷、热源的空调机组。

背景技术

现在空调机组在许多场合都使用，现有的空调机组一般采用两种制冷方式：压缩机制冷和冷冻水制冷，前者具有独立的制冷系统，包括压缩机、热交换器(冷凝器)、贮液器、膨胀阀、热交换盘管(蒸发器)等。而后者则是利用大楼内集中式空调主机提供的冷冻水，使用冷冻水制冷，包括热交换盘管、电动调节阀及驱动器、风机等。而加热一般采用电加热或热水加热或蒸汽加热。但上述单一控制方式的机组在某种场合存在以下不足之处：

1、当使用场所本身就有集中式空调主机，能够提供冷冻水，但不能昼夜全天候供应，对要求全天候进行温、湿度精确控制的使用场所(如银行的数据控制中心)，只采取单一的单冷冻水型机组是不合适的，若采用单一压缩机制冷型机组虽然能够解决制冷问题，但显然现场提供的冷冻水没有利用，浪费了可利用资源，不节能。

2、当使用场所本身就有集中式供暖设备，能够在冬天提供温度、压力、流量合适的热水或蒸汽热源(尤其是一些废热水、废蒸汽热源)时，只采用单一电加热方式的机组，未能利用这些现有的可利用资源；既不节能，又增加了运行成本。而在某些时候，比如寒冷的冬天，单靠电加热，往往达不到加热供暖的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多冷、热源的空调机组，它能够解决上述不足之处，充分利用现有能源，以节约能源和降低运行成本。

本发明多冷、热源的空调机组，包括构成制冷系统的压缩机、冷凝器、贮液器、膨胀阀、I组热交换盘管、风机，其特征是：还包括所述的制冷系统外的II组热交换盘管，所述的II组热交换盘管中流动的工质是冷冻水、热水或蒸汽之一种；所述的I组热交换盘管为蒸发盘管，在所述的蒸发盘管中流动的是制冷工质；所述的I组热交换盘管和II组热交换盘管紧贴地装在一起。

所述的I组热交换盘管包括两块盘管，分别和II组热交换盘管包括的两块盘管紧贴地装在一起。

所述的I组热交换盘管的两块盘管装配在一个呈V型或A型的支架上；所述的II组热交换盘管的两块盘管分别紧贴在I组热交换盘管的两块盘管上安装。

在为所述的II组热交换盘管提供工质的各输送管路上装有手动截止阀。

在为所述的II组热交换盘管提供工质的输送管路上，在各手动截止阀的后面，还各装有电动开关水阀或电磁阀。

在所述的II组热交换盘管的流体输入管上，装有电动调节阀。

所述的电动调节阀上装有驱动器。

所述的驱动器是浮点型驱动器或比例调节驱动器。

当所述的II组热交换盘管是蒸汽盘管时，在所述的蒸汽盘管后的蒸汽输出管处加装一个汽水分离器。

本发明多冷、热源空调机组是由多系统组合而成的，包括带压缩机的独立制冷系统及利用大楼内集中式空调主机(或供暖设备)提供的冷冻水(或热水、蒸汽)进行工作的盘管系统。因此，在制冷方面，本机组采用了两种方式，即压缩机制冷方式和冷冻水制冷方式。在本机组的结构上，除了具有常见的I组热交换盘管(蒸发盘管)进行压缩机制冷外，又增加了另一个热交换盘管即多功能的II组热交换盘管，作为冷冻水盘管(兼做热水/蒸汽盘管)。例如在夏季或白天，可充分利用大楼内现有的集中式空调主机提供的冷冻水资源进行制冷，而到了夜晚，大楼停止冷冻水供应时，则启动独立的压缩机制冷系统进行制冷；当其中一种制冷方式有时不能满足负荷要求时，两种制冷方式可同时运行，以辅助单一制冷方式的不足。冬天时，根据取暖要求，本机组可将II组热交换盘管中的流体从冷冻水转换为热水或蒸汽，以充分利用现有的热水或蒸汽热源，进行比例加热供暖，补充或代替电加热。此外，冷冻水盘管和热水/蒸汽加热盘管是用同一组盘管，在夏天和冬天来临时可自动(或人工)转换，使用1台设备兼做多种用途，以节约能源、降低设备造价及减少设备占地面积。

本机组的控制可采用手动或自动来实现，有多种灵活的方式选择，使用方便。综上所述，本发明能充分利用现有能源，以节约能源和降低设备造价及运行成本，且占地面积小、使用寿命高、运行高效。本发明的适用场所为，在当地本身就有冷冻水提供和/或有热水/蒸汽提供的场合；特别适用于上述场合下的程控交换机房、计算机房、银行、税务中心、资料中心、环境条件要求比较高的工厂等。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的主视图。

图3为图2中的右视图。

图4为图2中的左视图。

图5为图2中的A-A剖视图。

图6为图2中的B-B剖视图。

图7为图2中V型或A型支架32示意图。

图中代号

1、I组热交换盘管 2、II组热交换盘管 3、驱动器

4、调节阀 5、风机 6、流体输入管

7、流体输出管 8、压缩机 9、贮液器输出液体管

10、冷凝器输出液体管 11、贮液器 12、电气控制系统

13、压缩机排气管 14、水冷冷凝器 15、膨胀阀

16、液路电磁阀 17、干燥过滤器 18、压缩机吸气管

19、冷冻水输入管 20、冷冻水输入管手动截止阀

21、冷冻水输入管电磁阀 22、热水/蒸汽输入管电磁阀

23、热水/蒸汽输入管手动截止阀 24、热水/蒸汽输入管

25、冷冻水输出管 26、冷冻水输出管手动截止阀

27、冷冻水输出管电磁阀 28、热水/蒸汽输出管电磁阀

29、热水/蒸汽输出管手动截止阀 30、热水/蒸汽输出管

31、汽水分离器 32、V型或A型支架

33、机架

具体实施方式

下面以本发明产品多冷、源的高精度恒温恒湿空调下送风(即经机组处理的空气从机组下部送出)机组(采用水冷双压缩机系统)为例，加以说明。

(注：当为上送风机组时，则风机安装在机组最上部，盘管系统安装在风机的下面，经机组处理的空气从机组上部送出。当采用风冷机组时，图中的水冷冷凝器14将不存在，并由室外风冷冷凝器替代。)

如图1为本发明的原理图，参照图2-7。本空调机组包括构成制冷系统的压缩机8、冷凝器14、贮液器11、膨胀阀15、I组热交换盘管1、风机5，为常规的压缩机制冷系统，如图1左侧的图所示；还包括该制冷系统外的II组热交换盘管2系统，如图1右侧的图所示；所述的II组热交换盘管2中流动的工质是由当地现有的集中式空调主机(或供暖设备)提供的冷冻水、热水或蒸汽之一种；

所述的I组热交换盘管1为蒸发盘管，在所述的蒸发盘管中流动的是制冷工质。

所述的I组热交换盘管1和II组热交换盘管2均装在机架33上部，紧贴地装在一起，如图2、3、4所示为安装成双A型(或双V型，如图7所示)结构，即I组热交换盘管1的两块盘管装配在一个A型(或V型)支架32上，II组热交换盘管2的两块盘管分别紧贴I组热交换盘管1的两块盘管，构成双A型(或双V型)盘管；这种结构使两组盘管在有限的装配空间内获得了更大的传热面积、较低的迎风速度，使机组结构紧凑、噪声低、性能可靠。

参照图5、6，在为所述的II组热交换盘管2提供工质的各输送管路上装有手动截止阀，用于机组检修。如在输入管19、24上，装有手动截止阀20、23；和在各输出管25、30上，装有手动截止阀26、29。

在为所述的II组热交换盘管2提供工质的输送管路上，在各手动截止阀的后面，还各装有电磁阀(或电动开关水阀)。如在输入管19、24上，装有电磁阀21、22；和在各输出管25、30上，装有电磁阀27、28。

在所述的II组热交换盘管2的流体输入管6上，装有电动调节阀4。

所述的电动调节阀4上装有驱动器3。

所述的驱动器3是浮点型驱动器或比例调节驱动器。

电磁阀、电动调节阀、驱动器用于自动控制。

当所述的II组热交换盘管2是蒸汽盘管时，在所述的蒸汽盘管后的蒸汽输出管30处加装一个汽水分离器31。

本发明机组中的压缩机制冷回路的工作过程为，制冷工质由压缩机8送出，经压缩机排气管13、冷凝器14、冷凝器输出液体管10、贮液器11、贮液器输出液体管9、I组热交换盘管1、压缩机吸气管18回到压缩机8，形成封闭循环，为常规压缩机制冷回路。另一路为流体输入管6、电动调节阀4、II组热交换盘管2等组成的冷冻水/热水或蒸汽制冷/加热回路。当为冷冻水时(热水/蒸汽输入、出管关闭)，冷冻水经冷冻水输入管19输入、流经流体输入管6、电动调节阀4、II组热交换盘管2、流体输出管7、经冷冻水输出管25输出回冷冻水系统，为冷冻水制冷回路。当为热水/蒸汽时(冷冻水输入、出管关闭)，热水/蒸汽经热水/蒸汽输入管24输入、流经流体输入管6、电动调节阀4、II组热交换盘管2、流体输出管7、经热水/蒸汽输出管30输出，为热水/蒸汽加热回路。在电动调节阀4上装有驱动器3，用于比例控制系统中冷冻水/热水/蒸汽的流量。在冷冻水输入管19与流体输入管6之间装有冷冻水输入管电磁阀21，用于自动开关冷冻水输入。在热水/蒸汽输入管24与流体输入管6之间装热水/蒸汽输入管电磁阀22，用于自动开关热水/蒸汽的输入。在冷冻水输出管25与流体输出管7之间装有冷冻水输出管电磁阀27，用于自动开关冷冻水的输出。在热水/蒸汽输出管30与流体输出管7之间装有热水/蒸汽输出管电磁阀28，用于自动开关热水/蒸汽的输出，当流体是蒸汽时，在蒸汽输出管30上还需装上汽水分离器31，用于汽水分离。

本发明机组的电气控制系统12中装有控制电脑及人机界面。本机组操作方式举例：

制冷：

1、当在人机界面上选择为冷冻水方式时，冷冻水输入管电磁阀21和冷冻水输出管电磁阀27打开，而热水/蒸汽输入管电磁阀22和热水/蒸汽输出管电磁阀28关闭，通过流体输入管6输入到II组热交换盘管2的流体是冷冻水。

2、当在人机界面上选择全自动制冷方式时下，冷冻水管上的水流开关(未示出)指示冷冻水充足，且冷冻水管上的水温传感器(未示出)指示的水温低于最高可用温度(比如20℃)时，根据比例积分控制原理，控制电脑通过一系列的开阀和闭阀指令给驱动器3，以控制电动调节阀(比例阀)4的开度。

3、当冷冻水管上无冷冻水流或水温高于最高可用温度(比如20℃)时，控制电脑发出闭阀指令给驱动器3，电动调节阀(比例阀)4完全关闭，自动启动由压缩机8、冷凝器14、贮液器11、膨胀阀15、I组热交换盘管1等组成的压缩机制冷系统进行制冷；当冷冻水恢复正常供应后，控制电脑则停止上述压缩机制冷系统的运行，重新恢复上述冷冻水系统的运行。

4、当电动调节阀(比例阀)4完全打开后，控制场所的温度仍达不到要求时，机组自动启动由压缩机8、冷凝器14、贮液器11、膨胀阀15、I组热交换盘管1等组成的压缩机制冷系统进行制冷，以辅助冷冻水制冷的不足。

5、当选择DX(纯压缩机)制冷方式，机组仅有由压缩机8、冷凝器14、贮液器11、膨胀阀15、I组热交换盘管1等组成的制冷系统参与制冷。

6、当在人机界面上选择CW(纯冷冻水)制冷方式，机组仅有由II组热交换盘管2、驱动器3、调节阀4、流体输入管6、流体输出管7等组成的冷冻水系统参与制冷。

制热

7、当选择为热水/蒸汽方式时，热水/蒸汽输入管电磁阀22和热水/蒸汽输出管电磁阀28打开，而冷冻水输入管电磁阀21和冷冻水输出管电磁阀27关闭，通过流体输入管6输入II组热交换盘管2的流体是热水/或蒸汽。

8、当在人机界面上选择全自动加热方式，由水流开关(未示出)指示热水/蒸汽充足并且热水的温度传感器(未示出)指示的水温高于最低可用温度(比如50℃)时，根据比例积分控制原理，控制电脑通过一系列的开阀和闭阀指令给驱动器3，电动调节阀(比例阀)4的开度由此进行控制。

9、当水流开关(未示出)指示无热水/蒸汽或温度传感器(未示出)指示的水温低于最低可用温度(比如50℃)时，控制电脑立刻发出闭阀指令将驱动器3，电动调节阀(比例阀)4完全关闭，自动启动电加热系统(未示出)进行加热，当热水/蒸汽恢复正常供应后，机组则停止上述电加热系统的运行，重新恢复上述热水/蒸汽系统的运行。

10、当比例阀4完全打开后，控制场所的温度仍达不到要求时，这时，机组自动启动电加热系统(未示出)进行加热，以辅助热水/蒸汽加热的不足。

11、当在人机界面上选择为HE(纯电加热)加热方式，机组仅有电加热系统(未示出)参与加热，

12、当在人机界面上选择为HW(纯热水/蒸汽)加热方式，机组仅有由II组热交换盘管2、驱动器3、调节阀4、流体输入管6、流体输出管7等组成的热水/蒸汽加热系统参与加热。

综上所述，本发明多冷、热源高精度恒温恒湿空调机组，其制冷/加热回路能够进行能量调节，由软件进行比例积分控制，当一种制冷/加热方式能力达不到负荷要求时，机组能够启动另一种制冷/加热方式进行辅助，同时制冷/加热工作模式可自由选择，同时，机组还具有手动控制功能，更重要的一点，冷冻水盘管与热水盘管/蒸汽盘管为同一盘管，根据不同条件，承担不同的作用。本发明能够节约能源，减少压缩机的工作时间，延长机组的使用寿命，制冷方式灵活，高效，操作简单。本发明的适用场所为，在当地本身就有冷冻水提供和/或有热水/蒸汽提供的场合下；适用于程控交换机房、计算机房、资料中心、环境条件要求比较高的工厂等。上述实施例仅作为说明本发明用，但不限于此，凡依据本设计技术实质对上述实施例做任何简单的修改、变更与等效控制系统变化者均仍属于本发明范围之内。

Claims

1、多冷、热源的空调机组，包括构成制冷系统的压缩机(8)、冷凝器(14)、贮液器(11)、膨胀阀(15)、I组热交换盘管(1)、风机(5)，其特征是：还包括所述的制冷系统外的II组热交换盘管(2)，所述的II组热交换盘管(2)中流动的工质是冷冻水、热水或蒸汽之一种；所述的I组热交换盘管(1)为蒸发盘管，在所述的蒸发盘管中流动的是制冷工质；所述的I组热交换盘管(1)和II组热交换盘管(2)紧贴地装在一起。

2、根据权利要求1所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：所述的I组热交换盘管(1)包括两块盘管，分别和II组热交换盘管(2)包括的两块盘管紧贴地装在一起。

3、根据权利要求2所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：

所述的I组热交换盘管(1)的两块盘管装配在一个呈V型或A型的支架上；所述的II组热交换盘管(2)的两块盘管分别紧贴在I组热交换盘管(1)的两块盘管上安装。

4、根据权利要求1或2或3所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：在为所述的II组热交换盘管(2)提供工质的各输送管路上装有手动截止阀。

5、根据权利要求4所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：在为所述的II组热交换盘管(2)提供工质的输送管路上，在各手动截止阀的后面，还各装有电动开关水阀或电磁阀。

6、根据权利要求5所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：在所述的II组热交换盘管(2)的流体输入管(6)上，装有电动调节阀(4)。

7、根据权利要求6所述的多冷或热源的空调机组，其特征是：所述的电动调节阀(4)上装有驱动器(3)。

8、根据权利要求7所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：所述的驱动器(3)是浮点型驱动器或比例调节驱动器。

9、根据权利要求1所述的多冷、热源的空调机组，其特征是：当所述的II组热交换盘管(2)是蒸汽盘管时，在所述的蒸汽盘管后的蒸汽输出管(30)处加装一个汽水分离器(31)。