CN1013991B - 组合式制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种制冷系统包括有多个标准组件的组合，各具有一个与另外标准组件的制冷循环回路分离的制冷循环回路。各标准组件包括一机壳，其确定至少一个包括制冷循环回路的蒸发器的第一室，冷凝器或位于机壳的第二室中或位于与之隔离的室中。第一热交换流体借助于集管传导至该室或由该室排出，相邻标准的集管相连形成系统的共同集合管。第二热交换流体循环通过每个标准组件的冷凝器。电路控制安装在每个标准组件上，以控制和监控各制冷循回路的运行。各控制装置相连以便能根据负荷要求整体控制系统每个标准组件。

Description

本发明涉及组合式制冷系统，尤其涉及在空气调节站使用的标准组件组合式制冷系统。

用于现代化建筑，象大的办公楼、厂房组合体、商场等的空气调节站通常包括空气处理系统，水或其它热交换流体被送入该系统，由此空气被冷却（在夏天）或被加热（在冬季）并使其在受调节区域内进行循环、通常用于冷却的热交换流体通过制冷系统的蒸发/冷却器装置进行循环，这种制冷系统将流体的热量散发掉。热量传给通过制冷系统冷凝器循环的第二热交换流体。第二热交换流体也可以是水或其它流体或者是在空气冷却的或蒸发的冷却系统中的空气。这种系统也可设计成按逆循环运行并起热泵作用而把要调节的空气加热。当然该制冷系统的冷却/加热能力应与空气调节站的容量相适应。

对于如在办公楼或公寓中安装的大容量空调站所采用的大冷量制冷系统必须要能应付最大承载。实际上，这种大冷量制冷系统比较小冷量的制冷系统更易于损坏和出毛病。建筑物中装有此系统时常会出现这类损坏和毛病，直至这种损坏和毛病被排除，才能进行空气调节。在大冷量系统中，经常要花几天，有时几周时间进行修理。

另外，在许多现代化建筑物设计和建造中，为了扩建建筑物，所采取的措施是，在一段时间分成几个阶段扩建。由于要扩大预先设计好的空气调节 系统有困难，通常有必要设计和安装其空气调节能力适于整个建筑结构的系统。这意味着系统以低效率运行，在全部建筑阶段完成以前，其冷量小于满负荷时的制冷量。

在另一种情况中，在最初设计和建造后，建筑结构扩建，并且这种扩建经常要求原建筑的空调系统全部由新系统代替，以能应付扩建建筑结构的负荷。

澳大利亚专利申请书218，986以Alden    Irving    McFarlan名义公开的一种空气调节系统，适用于要求加热和冷却具有几个区域的建筑物，该系统把各不同区域独立进行的空气处理装置组合起来。所描述的这种系统将一些单个制冷组件组合在一起，各制冷组件分别包括独立的压缩机、蒸发器和冷凝器。这些组件可以自动地、单独地控制以供压缩机的启动、停止和卸载运行，以保持在略低于最大负载运行时的高效率。然而，由于每个制冷组件的冷凝器，如同蒸发器/冷却器的水循环回路那样为串联连接，因此要求每个制冷组件根据通过各串联连接的单独的冷凝器和蒸发器/冷却器循环水的温度变化而具有单独的设计标准。

理想的是提供一种改进制冷系统，它能克服已知系统的不足之处。

还希望提出一种改进制冷系统，它使空气调节系统的设计和建造适用于建筑物或类似结构，并且使该空气调节系统不象现有的空调系统那样易于损坏和出毛病。

更需要的是提供一种改进的、特别适用于空调的制冷系统，其中部分制冷系统损坏和出毛病不会影响整套空调装置的运行。

此外，要提供一种改进的、采用独立的制冷组件的空调系统，这些制冷组件能被拆卸、修理和/或替换，而不会长时间地中断空调系统的运行。

本发明一个方面是提出一种制冷系统，它由多个标准组件组成，每个标准组件包括至少一个独立制冷循环回路，该循环回路与该其它标准组件或每个其它标准组件的该循环回路或每个循环回路分隔开来;一个机壳，该机壳装有该标准组件的上述循环回路或每个循环回路，上述机壳至少限定一条通道，使至少和该循环回路的一个热交换部件发生热交换关系的热交换流体流通通过，上述流通通道适用于连通该其它标准组件的或每个其它标准组件的相应的流通通道;以及装有用以控制系统机组的运行的控制装置。

最好每个标准组件的机壳中有一个与机壳中冷凝器循环回路彼此分隔开的蒸发器循环回路。按这种布置，机壳限定一条与蒸发器循环回路处于热交换关系的热交换流体流通通道及一条与冷凝器循环回路处于热交换关系的第二热交换流体流通的第二通道。

本发明一特殊形式中，集管安放或组装于机壳上或机壳中，以把热交换流体送至机壳中的流通通道，或从通道中流出来。每个机壳的集管相应地连在其相邻的标准组件或每个相邻的标准组件的集管上。

理想的是，控制装置操纵各标准组件，使其随增加的负荷需要而依次顺序地启动，在一段时间间隔中动作时间顺序自动进行变化，过了一段时间后，使所有标准组件基本上被平等地利用。在特别理想的实施例中，其中一个标准组件设计成主组件并装有电控制装置，其它从动标准组件也与该电控装置相连，从而使所有标准组件的运行由主组件控制。控制装置安装成万一一个标准组件出了毛病，该组件运行电路便中断，并给出相应的警告信号指示，为此目的，每个标准组件都装有适当的传感器以监测各相应组件的运行。

本发明另一方面是提出一种制冷系统，其包括多个制冷组件，每个制冷组件有压缩机、与冷凝器成一体的制冷剂冷凝循环回路，与蒸发器成一体的制冷剂蒸发循环回路、使第一热交换流体循环通过蒸发器的装置和使第二热交换流体循环通过冷凝器的装置，其特征在于每个组件还包括装有各自的蒸发器和各自的冷凝器的标准机壳;该机壳限定至少一条供与蒸发器发生热交换关系的第一热交换流体通过的流通通道;用以在机壳上安装压缩机装置、供应第一热交换流体至上述至少一条流通通道及由此通道传送上述流体的集管装置及用以传送第二热交换流体流通通过冷凝器的装置。

最理想形式中，每个标准机壳有几个面，它们和邻近组件对置面相邻，相邻组件的集管装置相连形成共同集合管，以便各热交换流体的供应和回行。最好每个组件包括具有分离的冷凝器和蒸发器循环回路的两个制冷压缩机。标准机壳在一个室中容纳两个蒸发器，该室限定用以第一热交换流体流 通的单一流通通道。每个组件的标准机壳在第二个室中也容纳两个冷凝器，该第二室限定用以第二热交换流体流通通过的单一流通通道。

每个上述集管装置也包括一流体供应管和流体回行管，它们和相应的流通通道相连，每个组件的供应管和回行管具有用以连接相邻组件的两相应管的联接装置。

图1是本发明多个相连的制冷组件的透视图。

图2是本发明一个标准制冷组件的切面透视图。

图3是图2标准组件部分断面的侧视图。

图4是图2标准组件去掉前面镶板的正视图。

图5本发明几个相连的标准组件的横切平面图。

图6本发明进一步改进的实施例的一部分横切侧视图。

参考制冷图1，在空气调节站，特别是大容量调节站所使用制冷系统，包括一系列面对面安放的标准组件12。如图2至图5所示，每个标准组件包括一个机壳14，其上安装两个密封组件的制冷压缩机16。机壳14由底板42、侧面板41、前面板38、后面板39和顶板43组成。机壳14由隔板22分成两个室19和21。室19装有一对蒸发器盘带17，每个盘管用于每个压缩机16，而室21装有两个冷凝器盘管18，合适的制冷剂膨胀装置（未示出）用已知方式连在每个制冷回路相应的蒸发器和冷凝器之间。室19和21确定出不同流体流通通道，这些通道用以输送分立的与蒸发器盘管17和冷凝器盘管18发生热交换关系的热交换流体，例如水。

折流板以20表示，它的作用是引导热交换流体的流动，使之和蒸发器盘管18密切接触，而室21中类似的折流板25以类似方式作用于冷凝器的流体流上。

热交换流体，也就是水，被蒸发器盘管17冷却，然后由集管23输送至室19，集管23用一支架24安装在机壳14的前面板38上。集管23具有一开口26，该开口与由室19来的入水管27连通。

冷却了的水通过机壳14前面板38上的低位集管28离开室19。低位集管28具有一开口29，其类似于开口26，与出水管31连通。

集管32和33安装在机壳14的后面板39的支架30上，并借助于类似的开口及管34和36分别与室21连通。集管33把冷却水传导至室21的冷凝器盘管18，并通过集管32将冷却水排出。

每根集管23，28，32和33具有一定长度，使相邻标准组件12的相应集管能对接以形成一列公共的流体集合管。管接头以35表示，可为如那种商标为VICTAULIC的已知接头，用来在管终端之间形成流体密封连接。端盖40用于密封系统中的最后标准组件12的集管终端，同时相应流体供应和回行管线（未示出）连在第一标准组件12的集管上。

分别在压缩机16和冷凝器盘管18及压缩机16和蒸发器盘17间输送制冷剂的管道37向下延伸，并通过机壳14的前面板38和后面板39到达各对应的盘管。

机壳14每一侧面的侧板41是可拆卸的，以给予进入室19和21通路。侧面板相对于机壳底板42、装有压缩机16的顶板43、隔板22以及前面板38和后面板39是密封的，以保证室19和21流体不泄漏。然而应当理解，蒸发器盘管17和冷却水流通通道可安放在一系列热交换板中，这些热交换板对于相应的流体确定分立的通道，这样就不需要提供流体密封室。这样的交换板在现有技术中是已知的，在此不作详述了。

机壳14的顶板43沿着其后边安装一条汇电板46，压缩机16与此板电连接。汇电板46一端有相应引线47，能使相邻标准组件的汇电板相连通，以对每个标准组件连续供电。

虽然安装在机壳14的顶板43上的压缩机16可以暴露出来，但理想的是用顶盖51盖住压缩机16。可将顶盖51拆卸而不必从机组中拆卸相应的标准组件12，从而方便了操作和维修。可拆卸的前盖板56和后盖板57则装在机壳14上。

如上所述，每个标准组件12有独立的制冷组件，每个组件包括两个制冷循环回路。每个组件的制冷循环回路基本上独立于其它组合件的每个组件的制冷循环回路，每个回路具有自己的控制装置，以便在该组件中出现超负荷运行或其它故障情况下使制冷组件停止运行。控制装置包括一电气控制面板48，是装在机壳14的顶板43上。控制面板48接受来自与制冷组件运行有关的传感器（未示出） 信号，并且把这些信号通过机壳14前面电路引线44传送到系统中位于其中一个组件12上的主控制面板上，最好是在终端组件12A上。主控制面板装有根据空气调节站所要求的运行或控制来控制具有若干标准组件12的机组的电气控制回路。因此系统的制冷作用（或如果制冷单元以逆循环模式运行时为加热作用）可满足空气调节站瞬时需要。在部分负荷的条件下，控制回路操作驱动一台或几台标准组件12（取决于负荷），当负荷增加时，其它标准组件也会投入运行。有利的是，控制回路在预先确定时间间隔中有效地自动切换，切换之中指令一些组件12投入运行，以使各组件在一段长时间运行后基本上处于平衡使用状态。控制回路可以包括贮存线路，它保持每个标准组件12运行小时的恒定的记录，该信息基本上用以确保各单个组件经一段长时间后的平等地利用。

简单的微处理机可用于控制程序开关作用并调整制冷系统运行以适应与系统所连的空调站的负荷要求。

所叙述标准件结构允许附加从动标准组件12加入机组中，以便由于空气调节站负荷指标改变，制冷系统的制冷量有所增加。在其中一个标准组件12出故障情况下，借助于控制回路可使该标准组件停止运转，同时要求其它标准组件继续运转。根据故障所在，有毛病的标准组件可以就地修理，同时系统处在运行中，或者出毛病的标准组件可从机组中拆卸下来送去修理，备用标准组件投入机组中取代拆除了的出毛病的标准组件或者机组仍可投入运行而不需要替换该标准组件。当然，如一标准组件由机组中撤换下来送去修理或维修，在被撤换的标准组件12的每个侧面上的集管23、28、32和33要用临时管接头连在一起，以保持热交换流体循环回路。同样电路上也要采用临时电路连接。

参考图6，在此实例中采用单个压缩机16，机壳14有一个容纳蒸发器盘管17的单室19，同时冷凝器盘管18装在位于压缩机16上方的空气冷却室52中，风扇53通过室52抽气以冷却带翅片的冷凝器盘管18。

在一些空调站中，只采用一个蒸发冷凝器，在这种场合，水喷嘴54（图中用虚线表示）将水喷到冷凝器盘管18上。

本发明将一些标准组件12组合在一起形成单一机组，其整体可靠性有赖于单个标准组件12的可靠性，这明显优于相同输出下单个制冷组件的可靠性。根据本发明，如果一个标准出了故障送支修理或维修，机组其它组件继续运行可靠性还可进一步提高。按照本发明如由于建筑物规模等扩大必须考虑增加负荷时，只要简单地增加附加标准组件就可获得增加制冷量的系统。

使用集管形成共同的集合管来供应和回行热交换流体以使各分立制冷组件相连更为方便，而且可成批生产相同单元的标准组件结构而成本比装配式单元则较低。标准组件容易组装成任何所需容量的完整系统。

正如上述，如果需要，制冷循环可以改为逆循环运行。

可以认识到，本发明制冷系统可用于与空气调节站不同的其它多种目的。这种标准组件系统特别在食物加工和处理工业及任何要求使用相对大容量制冷地方的冷库、冷藏室和冰室中显示其优越性。

Claims (26)

1、一种用来将热量从一流体传递到另一流体的制冷系统，包括一由多个基本相同的标准制冷组件构成的机组，每个制冷组件包括至少一个具有压缩机装置、蒸发器装置和冷凝器装置的制冷循环回路，每个该制冷组件还有一个第一流体流通通道装置，供与蒸发器发生热交换关系的第一流体通过，以及一个分立的第二流体流能通道装置，供与冷凝器发生热交换关系的第二流体通过，其特征在于：该制冷循环回路装附在一机壳中，该机壳中还安装着：与第一流体流通通道装置成流体连通的第一流体供应装置，以向该第一流体流通通道装置供应第一热交换流体；与第二流体流通通道装置成流体连通的第二流体供应装置，以向该第二流体流通通道装置供应第二热交换流体；与机组中至少相邻的标准组件的第一流体供应装置互连的可解开的联接装置，以形成并联连接各标准组件的第一流体流通通道装置的第一流体供应集合管；以及用以根据系统负荷需要对标准组件机组中各标准组件操作进行控制的控制装置。

2、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于该控制装置包括由传感器促动并与系统中的每个标准组件相连的控制装置，根据负荷需要的变化按预定的顺序依次起动相应的组件。

3、根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于该各标准组件的预定起动顺序按一时间间隔自动改变，以实现一段预定时间中所有标准组件基本同等使用。

4、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于至少该第一和第二流体供应装置中之一包括一对装在该机壳上的集管。

5、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件的机壳中安装了第二热交换流体的进口集合管装置和出口集合管装置。

6、根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于该集合管装置具有装在机壳上的集管，相邻机壳的该集管可解开地连接在一起。

7、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于该控制装置包括在每个标准组件上安装的传感器，以检测其过负荷或其故障;以及用来根据检测到的故障终止机组中任何单个标准组件的操作或根据检测到的过负荷起动机组中未运行的一个标准组件的装置。

8、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于该第二流体是水。

9、根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于该第一流体是液体，而该第二流体是空气。

10、根据前述权利要求中任何一项所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件具有两个制冷循环回路，该第一流体流通通道装置引导第一流体流与该两个制冷循环回路的两个蒸发器进行热交换接触。

11、根据权利要求1至9中任一项所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件具有两上制冷循环回路，该第二流体流通通道引导第二流体流与该两个制冷循环回路的两个冷凝器进行热交换接触。

12、根据权利要求11所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件的两个制冷循环回路中的分立的冷凝器在第二流体流通通道中并联连接。

13、一种制冷系统，包括一由多个基本相同的标准组件构成的机组，每个标准组件具有含有冷凝器装置和蒸发器装置的一个或多个制冷循环回路，其特征在于：每个标准组件的该一个或多个制冷循环回路安装在一机壳中;安装在机壳上还有：集合管装置，该集合管装置将第一热交换流体传送至和传送出流通通道装置，该流通通道装置构成与该蒸发器装置发生热交换关系的该第一热交换流体的一个流通通道，由此实现循环通过蒸发器装置的制冷剂和第一热交换流体之间的热交换，该集合管装置可解开地连接到相邻标准组件的集合管装置上，由此用于各相邻组件的蒸发器装置的流通通道被并联;及用以根据系统负荷需要对该组件机组中各组件的操作进行控制的装置。

14、根据权利要求13所述的制冷系统，其特征在于该机壳包含至少另外一个为与冷凝器发生热交换关系的第二热交换流体而设的流通通道。

15、根据权利要求14所述的制冷系统，其特征在于设有集合管装置，将第二热交换流体提供至该另外一个流通通道并将该流体从其传送出。

16、根据权利要求15所述的制冷系统，其特征在于每个该集合管装置包括一个流体供应管和一个流体回行管，分别与相应的流通通道连通，各组件的供应管和回行管具有可解开的联接装置，以与相邻组件的相应的管连接。

17、根据权利要求13所述的制冷系统，其特征在于每个标准的机壳具有侧面，与相邻标准组件的相对侧面贴靠，互相贴靠的标准组件的集合管装置互连形成共同的集合管，用于相应的热交换流体的供应和回行。

18、根据权利要求13所述的制冷系统，其特征在于每个组件包括两个带有分立的冷凝器和蒸发器回路的制冷压缩机，该标准机壳在一个隔室内同时容装两上蒸发器，该隔室构成一用于第一热交换流体的单一流通通道。

19、根据权利要求18所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件的标准机壳还在一第二隔室内容装两个冷凝器，该第二隔室构成一用于第二热交换流体的单一流通通道。

20、一种用来将热量从一流体传递到另一流体的制冷系统，包括一由多个易于互联的，基本相同的，标准制冷组件构成的机组，每个制冷组件包括至少一个制冷循环回路，该制冷循环回路则具有压缩机装置、蒸发器装置和冷凝器装置;还具有一个第一流体流通通道装置，供与蒸发器发生热交换关系的第一流体通过;以及具有一个分立的第二流体流通通道装置，供与冷凝器发生热交换关系的第二流体通过，其特征在于：该每个组件的制冷循环回路装附在一机壳中，该机壳还安装着：一个与第一流体流通通道装置形成流体连通的第一流体供应装置，以向该第一流体流通通道装置供应第一热交换流体，及一个与第一流体流通通道装置形成流体连通的第一流体回行装置，用来将该热交换流体从该第一流体流通通道装置移出;一个与第二流体流通通道装置形成流体连通的第二流体供应装置，以向该第二流体流通通道装置供应第二热交换流体，该第一流体供应装置和该第一流体回行装置包括沿所述机壳装置横向延伸的集管，和可解开的联接装置，该联接装置将相邻标准组件的集管的相邻端互连，以形成机组的一个整体的流体供应集合管和一个整体的流体回行集合管，从而将相应的各组件的第一流通通道并联接;以及由传感器促动的控制装置，与系统中的每个组件相连，根据负荷需要的变化按预定的顺序依次起动相应的组件。

21、根据权利要求20所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件具有两个制冷循环回路，该第一流通通道装置引导第一流体与该两个制冷循环回路的两个蒸发器进行热交换接触。

22、根据权利要求21所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件具有两个制冷循环回路，该第二流通通道引导第二流体与该两个制冷循环回路的两个冷凝器进行热交换接触。

23、根据权利要求21所述的制冷系统，其特征在于每个标准组件的两个制冷循环回路中的分立的冷凝器在第二流通通道中并联连接。

24、根据权利要求20所述的制冷系统，其特征在于该第一流体是水。

25、根据权利要求20所述的制冷系统，其特征在于该第二流体是水。

26、根据权利要求20所述的制冷系统，其特征在于该第二流体是空气。

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