CN102095229A

CN102095229A - 蒸发器直接对房间空气制冷的超高层建筑空调系统

Info

Publication number: CN102095229A
Application number: CN2011100249434A
Authority: CN
Inventors: 蒋辉华
Original assignee: SHENZHEN YAERDIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN YAERDIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-06-15

Abstract

一种蒸发器直接对房间空气制冷的超高层建筑制冷空调系统，是通过在制冷空调系统工程中增设由制冷剂泵(B2)及其与之配套的低压储液桶(14)构成的制冷剂加压配送装置(D)，来替换作为传递冷量的中间媒体介质水及其与之配套的水泵(B1)与中间介质热交换器(5)设备的。它解决了现有技术中由于中间冷媒介质(水)介入制冷空调系统后带来的诸多隐患和问题，例如：定期的冷媒输送管道清洗、产生水垢的隐患与由于让水作为中间热量传递环节而造成的制冷空调效率的降低，等等。

Description

蒸发器直接对房间空气制冷的超高层建筑空调系统

技术领域

本发明涉及超高层建筑制冷空调工程设施的无水设计方案技术，尤其是涉及采用制冷剂加压配送装置来实现上述无水设计方案的技术。

背景技术

目前的高层建筑工程，特别是超高层建筑工程中的制冷空调系统设计方案，采用水作为冷媒介质对末端设备(例：风机盘管和水冷风柜等)传递冷量是最佳的技术手段。

这是因为：仅仅依靠制冷空调系统中由压缩机造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量，经过弯弯曲曲的管道，进入几十米、甚至百米以上的超高层建筑中进行房间空调。因此，通常是采用水及其与水配套的水泵来完成：将制冷空调系统制取的冷量配送到需要空调的任何高度的楼层中去。

这类制冷空调系统的优点在于：热容量较大的水传递冷量的效率较高，并且对于所需要的末端冷量便于现场调节。其不足之处在于：对水质的要求很高，为了减缓在配送冷量的管网中结水垢(影响热传导)，每间隔一、二年还要用药剂疏通一次庞大的由水管网络构成的热交换系统。其次，就是整个水管网络中的漏水与补漏的工作量不会少。可以想象，由于水在空调系统中的全面介入，现有技术的维护工作量与维护成本都是相当可观的。

此外，在制冷剂中的冷能传递到被空调的空气的过程当中，增加了通过水作为中间介质进行冷量传递的中间环节，而该中间介质水进行冷量“接力”传递过程当中必然存在“接力”传递的效率问题，因此，该通过水的“接力”传递的中间环节当中必然会造成一定数量的冷能损失。

发明内容

本发明之目的：在制冷空调系统工程中，通过增加主要由制冷剂泵构成的制冷剂加压配送装置，来替换作为二次传递冷量的中间冷媒介质的水及其水泵等配套设施构成的冷媒水配送装置，以此从根本上解决上述维护工作量与维护成本都是相当可观的问题以及必然会造成一定数量的冷能损失的问题。

为了实现上述的本发明之目的，拟采用以下的技术：

本发明至少包括冷凝器、压缩机、蒸发器和节流器四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂，并且：

一.设备配置：上述的制冷空调系统中增加了为它服务的制冷剂加压配送装置，该制冷剂加压配送装置包括由液泵与包围该液泵的金属密封外壳二者构成的制冷剂泵，以及与该制冷剂泵配套使用的低压储液桶，并且，该制冷剂泵的设置高度低于该低压储液桶的底部；

二.管路连接：经过节流器的低压液态制冷剂通过低压管道集中储存在低压储液桶内，然后，由制冷剂泵通过低压管道直接将低压液态制冷剂输送到楼层蒸发器中，而连接蒸发器回气端至压缩机的低压管道必须与低压储液桶和构成制冷剂泵的金属密封外壳的上部连通，以保持上述低压储液桶和上述金属密封外壳二者与上述蒸发器的气体压力平衡；

三.构成制冷剂泵的液泵在超高层建筑空调系统内部的扬程高度至少应该大于在超高层建筑空调系统外部的超高层建筑的高度。——相同功率与相同型号的二台液泵在一个大气压环境下与非一个大气压环境下的扬程是不一样的。

四.构成制冷剂泵的金属密封外壳是通过金属焊接来完成接缝拼接的。——其目的在于：允许构成制冷剂泵的液泵中的制冷剂通过其轴封等部位向该液泵的外部泄漏，而不允许该泄漏的制冷剂有可能穿透包围在该液泵周围的金属密封外壳。

本发明与现有技术比较的特点：

一.由于本发明在制冷空调系统中通过引入了泵对液态制冷剂的加压配送装置，并以此来替换原来由包括水在内的作为冷媒中间介质的介入可能，为彻底避免了水在空调系统中引起的种种问题和隐患创造了条件，同时，也进而为降低超高层制冷空调系统的工程成本与降低日常维护工作量(维护成本)均创造了条件。

二.由于本发明让制冷空调系统蒸发器中的制冷剂能够通过它直接对房间内的空气进行制冷空调(省略了常规的中间冷量传递介质)，这就为提高整个的制冷空调系统的工作效率又创造了条件。——能够实现该举措的前提是：允许制冷剂从构成制冷剂泵的液泵中泄漏，但是，该制冷剂无法穿透构成制冷剂泵的金属密封外壳。

附图说明

图1示意了通常采用的让水充分介入的制冷空调系统现有技术实施原理。

图2示意了本发明的一个实施例原理。

P：蒸发器；W：冷媒水配送系统；B1：水泵；D：制冷剂加压配送装置；a：液泵；b：外包绝热层的金属密封外壳；B 2：由液泵与外包绝热层的金属密封外壳二者构成的制冷剂泵；1：冷凝器；2：压缩机；3：外包绝热层的低压管道；4：外包绝热层的水管；5：中间介质热交换器；6：高压管道；7：干燥过滤器；8：节流器；9：水冷式冷风输出机组；10：冷风机；11：冷水盘管；12：水冷式冷凝装置；13：冷凝风机；14：外包绝热层的低压储液桶；15：制冷剂直接蒸发式冷风输出机组。

具体实施方式

由图1示意：

由于仅仅依靠制冷空调系统中由压缩机2造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量经过弯弯曲曲的管道(流阻较大)后，再进入几十米、甚至百米以上的超高层建筑中进行相关房间的制冷空调。

因此，通过节流器8处于低压状态的制冷剂，在进入并且经过中间介质热交换器5中的蒸发器P时，将液态制冷剂蒸发过程中产生的制冷量，传导给由水泵驱动的作为冷媒介质的水，由水进行二次冷量传递。为此：

在常规的制冷空调系统中，额外增加了由中间介质热交换器5和水泵B1构成的冷媒水配送系统W，及其配套的由冷风机10与冷水盘管11构成的水冷式冷风输出机组9，即俗称的风机盘管(小容量)和水冷式风柜(大容量)等末端设备。

事物总是一分为二的，解决了制冷空调首要的正常工作的问题，但由于水的全面介入，而造成的制冷空调使用过程中前述的种种问题和隐患又产生了。

为了避免前述的种种问题和隐患，国外已经研发出能够替换水来传递冷量的并对空调系统无不良作用的专用化学流体物质，——目的在于：可以解决在管道构成的冷媒热交换系统中结“垢”(降低传热系数)的问题，这是一件好事，但是，由它替代水来作为传递冷量的冷媒介质，这将会大大提高制冷空调系统工程的总成成本，而且，在制冷剂通过中间介质对空气进行制冷的过程当中，仍然无法撤销这一影响制冷空调效率的由中间介质所形成的不利环节，即本发明视为多余的环节。

本发明的技术关键是：在上述的制冷空调系统的现有方案中介入了“制冷剂泵B2”技术及其与之配套的技术设施，即撤消了水或其他化学物质在能量传递过程中的这一原先不可少的多余环节。显然，该多余环节的撤销不仅仅能够消除水所带来的各种问题与隐患，而且，于提高制冷空调系统的效率也是很有利的。

图2示意了采用制冷剂泵B 2替换水泵B 1技术的本发明制冷空调系统：

通过节流器8的低压液态制冷剂暂时集中储存在低压储液桶14中，然后，由制冷剂泵B2将低压液态制冷剂输送到几十层，甚至更高的楼层蒸发器P中，通过配套的冷风机10，迫使空气与蒸发器P进行热交换后形成的冷风，通过所在层次的主干大风洞送出，最后再分送到各个需要制冷空调的房间，整个空调冷量的输送过程，无需如现有技术那样需要借助于作为中间冷媒介质的水，及其配套的水泵B1与中间介质热交换器5构成的冷媒水配送装置W。由于不借助水二次来传递冷量，那么，末端的水冷式冷风输出机组9也同时不必要了，也可以省略。

在由制冷剂泵B 2和低压储液桶14构成的制冷剂加压配送装置D当中：

连接蒸发器P回气端至压缩机2的低压管道3必须与低压储液桶14和构成制冷剂泵B2的金属密封外壳b二者连通，以保持低压储液桶14和金属密封外壳b二者与蒸发器P的气体压力平衡：

1.如果没有上述的气体压力平衡，制冷剂泵B2就无法将低压液态制冷剂泵送到高处的蒸发器P那里让制冷剂直接完成房间内的制冷空调。

2.制冷剂泵B2工作时，其中液泵a的泵轴与轴封处会有不少的制冷剂从其旋转工作时的缝隙当中渗流出来，并沉积在金属密封外壳b的底部，如果没有上述的气体压力平衡，压缩机2在吸气工作时就不会促进沉积在金属密封外壳b底部的液态制冷剂汽化，并将其吸走。

——显然，本发明的一个关键在于：如果说，图1中所示意的水泵B1中的廉价水是允许从该水泵B1的轴封等位置泄漏到大气空间的，那么，图2中所示意的制冷剂泵B2中昂贵的制冷剂是绝对不允许穿透构成该制冷剂泵B2的金属密封外壳b部件泄漏到大气空间的。为此，作为本发明的一个关键，制冷剂泵B2的组成部件金属密封外壳b必须采用焊接工艺进行其缝隙的拼接，对金属密封外壳b内部的制冷剂形成全密封的立体金属防线，因为，制冷剂分子无法穿透由金属分子排列所构成的防线，却能够穿透诸如橡胶与塑料一类的由高分子非金属材料形成的防线。

为了能够充分发挥作用的制冷剂泵B 2的作用，一般应该将它设置在低压储液桶14的下部为妥。

为了阻止外部的热量进入低压储液桶14、制冷剂泵B2和与压缩机2吸气端相连接的低压管道3的内部而造成冷量的损失，应该让该三者低压低温部件外包绝热层，该外包绝热层可以取用约5公分厚度的常用泡沫塑料(例如：最常见的那种白色泡沫塑料)即可，并且，最好在该泡沫塑料外表面再包扎一层常规的防潮层，它可以由最常见的聚乙烯塑料薄膜来充当。

综上所述，哪怕是超过百层的特高建筑物，只要采用的制冷剂泵B2在制冷空调系统内部的扬程能够到达，就能让蒸发器P直接对位于最高处房间内的空气实施直接的、没有任何中间介质(现有技术中采用的水或其他中间介质在这里被省略了)协助冷量传递的制冷空调，显然，此举对于提高整个制冷空调系统的效率是有利的。

Claims

1.一种蒸发器直接对房间空气制冷的超高层建筑空调系统，

它至少包括：冷凝器(1)、压缩机(2)、蒸发器(P)和节流器(8)四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂；

并且：

一.设备配置：上述的制冷空调系统中增加了为它服务的制冷剂加压配送装置(D)，该制冷剂加压配送装置(D)包括由液泵(a)与包围该液泵(a)的金属密封外壳(b)二者构成的制冷剂泵(B2)，以及与该制冷剂泵(B2)配套使用的低压储液桶(14)，该制冷剂泵(B2)的设置高度低于该低压储液桶(14)的底部；

二.管路连接：经过节流器(8)的低压液态制冷剂通过低压管道(3)集中储存在低压储液桶(14)内，然后，由制冷剂泵(B2)通过低压管道(3)直接将低压液态制冷剂输送到楼层蒸发器(P)中，而连接蒸发器(P)回气端至压缩机(2)的低压管道(3)必须与低压储液桶(14)和构成制冷剂泵(B 2)的金属密封外壳(b)的上部连通，以保持上述低压储液桶(14)和上述金属密封外壳(b)二者与上述蒸发器(P)的气体压力平衡；

三.上述的构成制冷剂泵(B2)的液泵(a)在超高层建筑空调系统内部的扬程高度至少应该大于在超高层建筑空调系统外部的超高层建筑的高度；

四.上述的构成制冷剂泵(B2)的金属密封外壳(b)是通过金属焊接来完成接缝拼接的。