CN102770716A - 用于冷却系统的复合冷凝单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合冷凝系统，该复合冷凝系统通过结合水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机和许多其它控制部件以整合成复合冷凝系统的一个单个的单元，使其运行更加有效。这种特别的布置有助于节约电能，延长压缩机的使用寿命，另外还减少地球变暖。

Description

用于冷却系统的复合冷凝单元
技术领域及本发明的工业实用性
本发明涉及一种复合冷凝单元，该复合冷凝单元具有结合为单个单元的冷却塔、水冷式冷凝器、压缩机和控制部件，在所述单个单元中使用水作为冷却介质比传统上使用空气有效。
发明的领域
用于空调和/或冷却系统的复合冷凝单元。
相关技术的描述
本发明涉及一种复合冷凝系统，使用结合为单个单元的水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机和许多其它控制部件。这有助于节约电能，延长压缩机的使用寿命，另外还减少地球变暖。
背景技术
使用水的空调系统的冷却比使用空气冷却的空调系统的冷却有效。重要的一点是水必须移至冷却塔来冷却。因而，有益的是将水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机和其它控制部件结合为单个单元来使得运行更方便。通过增加水冷却垫的数量来满足水达到露点或接近露点的冷却温度的要求将有助于节约电能，延长压缩机的使用寿命并且减少地球变暖。水的蒸发从空气和水中带走了热量因而降低了空气或水蒸汽或水的温度，能够控制空气或水蒸汽或水的温度低于环境温度。水通过盘管冷凝器而被冷却。随后水蒸汽携带着潜热向更高移动至上层当水气变得足够密集时，它冷凝为液滴并落下，同时在上层向空气或气体放出热量。
发明内容
复合冷凝系统的结合为一个单个的单元的水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机和许多其它控制部件使其运转更加有效。层布置被构造为可以重组或重新布置以给出类似的结果。这也有助于节约电能，延长压缩机的使用寿命，另外还减少地球变暖。
附图说明
图1为示出所有部件的复合冷凝单元。
图2(a)为具有孔洞的圆托盘的顶视图，(b)为圆托盘的立体图，(c)为用于制冷剂流的管道，(d)被放置在圆托盘中的管道；
图3示出了在复合冷凝单元中的部件和部件的布置。
图4示出了将图1的复合冷凝单元的层S1和S2结合为单一层S1.2。
图5为示出了侧视图及各种等距视图的贮水器。
图6示出了两个版本的复合冷凝单元的整体图，比较了具有两层S1、S2的复合冷凝单元和具有一层S1.2的复合冷凝单元。
图7示出了水平布置的复合冷凝单元的前视图。
图8是图7的后视图。
图9是图7的侧视图。
图10是图7的顶视图。
图11示出了将层S3移动至层S5和S6之间位置的重新布置。
图12示出了将部分F2移动至部分F3和F4之间位置的重新布置。
图13示出了移除了层S3的滤网托盘并在层S1的底部处水下面放置制冷剂管道的重新布置。
图14示出了如图8所示的部件的重新布置，其中移除了层F2的滤网托盘并在层F1底部处水的下面放置制冷剂管道。
具体实施方式
现在公开的复合冷凝单元是通过应用操作原理和将图1所示的在圆柱形塔或矩形塔中的所有部件，具有冷凝塔、水冷式冷凝器、压缩机和控制部件结合为一个单个的单元而发明的，其中塔被分为图1和图3中示出的几层，在每层具有如下部件：
层S1：具有压缩机1和控制部件；
层S2：是圆柱形的贮水器4，在池的底部具有使水在系统内循环而用于冷却的水泵2，用于控制贮水器内水位的浮动水位开关10，通过打开和关闭电动阀11来将水填充至设定的水位；其中贮水器4可以为与图5所示不同的设计。
层S3：是制冷剂管道5，如图2(a)、(b)、(c)和(d)所示，该制冷剂管道5用作水冷式冷凝器占据具有孔洞的圆滤网9的底部全部区域，以允许水流过；
层S4：是具有足够高度的中空圆柱体，沿其设有允许空气流过的空气过滤器的壁具有许多孔8；
层S5：包括填充在整个空间的冷却垫7，向增加的表面区域喷水以使水蒸发；
层S6：包括喷洒器6，该喷洒器6在整个冷却垫7上喷水；
层S7：包括风扇3，从层S4抽吸空气以使其相对水滴的方向向上流动，水滴落入层5中冷却并使水温降低至露点，其中空气被风扇吸出到该复合冷凝单元塔的顶部。
复合冷凝单元如下运行：
如图3所示，阀V1打开以允许水填充贮水器4，通过水位开关L1控制打开和关闭阀V1来控制水位。一旦空调打开，压缩机1、水泵2和风扇3同时打开。压缩机1压缩制冷剂使其流入到管道5中而引起制冷剂温度的升高，同时水泵2将来自贮水器4的水泵送到喷洒器6来喷水以覆盖冷却垫7，水相对空气流的方向向下滴落，空气流通过风扇3的抽吸动作向上通过孔8而排出塔的顶部。这在特定的时间点将水温降低至露点。然后水滴滴落来冷却制冷剂管道5，在制冷剂管道处水滴变为温水并且流动通过滤网9返回贮水器4而完成整个循环。水泵2然后将水向上泵送至喷洒器6来启动下一循环。
图4示出了图1中的层S1、S2是如何结合形成为层S1.2来降低塔的高度。如图5所示，通过将贮水器设计为下部为半圆柱形、上部为约2-3英寸高的全圆柱形使其能够接收到滴落的所有水滴。下部的半圆柱形空间安装压缩机和所有其它控制装置。层S1.2的高度比层S1、S2的总高度低，因而如图6中所示，有助于降低复合冷凝单元的高度。
本发明在低温(即在露点)使用水冷却热的制冷剂的特点和操作比使用空气冷却有效。因而没有必要使用翅片盘管制冷剂管道。能够使用短得多的普通铜盘管。这降低了制造成本。另外，水处于露点的低温度远低于空气环境温度，这允许降低系统中制冷剂的压力。压缩机在较低的载荷下运行，因而可减少电能消耗，这延长了压缩机的使用寿命，还增大了冷却系统的效率。
图7、8、9、10示出了水平放置的构建为矩形箱的复合冷凝单元。图7是装有风扇的冷凝单元的前视图，风扇左边是安装有压缩机和控制部件的室。图8是该单元的后视图。所有部件如下布置和运行：
层F1为托盘，该托盘的横截面积(宽度×长度)足以接收从层F2滴落的所有水滴，并且该托盘的高度足以容纳系统循环需要的所有水，左边端部延伸到具有相同宽度和高度的前部，但前部的长度刚好够安装水泵、水位开关和进水口，进水口由电动阀控制，电动阀由图9、图10所示的水位开关控制。
层F2包括用作水冷式冷凝器的制冷剂管道，该制冷剂管道位于滤网底部的矩形盘内，矩形盘具有足够大的区域来接收从层F3滴落的所有水滴，并且具有足够的高度使水不溅出，因而水能够流动穿过滤网托盘的底部的孔。
层F3包括填充整个区域的冷却垫，整个区域足够大以完全冷却从层F4滴落的温水，使其在到达层F2之前温度降低至露点。因而复合冷凝单元的截面积与冷却垫的截面积相等。
层F4包括喷洒器，该喷洒器安装为喷洒水以覆盖冷却垫的整个区域。
图9是复合冷凝单元的左视图，示出了如何通过风扇抽吸空气来冷却水滴，其中托盘的延伸区域用以容纳层F1的水并安装水泵、水位开关和进水口。还示出了水是如何通过水泵泵送到在层F4的喷洒器，每层的厚度(宽度)和高度以及安装在复合冷凝单元侧边的部件的位置。
图10示出了冷凝单元的顶部视图，示出了层F1的托盘的长度，该托盘具有延伸部用以安装水泵、水位开关、进水口和水阀，这些部件的布局作为公开的复合冷凝单元的一个整体。
水平布置的矩形复合冷凝单元的操作原理，与垂直布置的圆柱形或矩形复合冷凝单元的操作原理相似。
图11是图1或图6中的复合冷凝单元的部件的重新布置，通过将层S3移动至层S5和S6之间的位置，运行由首先冷却水的温度，然后降低制冷剂的温度，转换为，首先冷却制冷剂，然后冷却水。然而，结果是类似的。
类似地，如图8所示的层F2能够被移动至层F3和F4之间的位置，图12所示与图11中所描绘具有类似的结果。
如图13所示，通过去除S3的滤网托盘以及将制冷剂管道5移动至层S2的贮水器底部的水下方，图1中的部件被重新布置，其中与层S2、S3相同的操作被结合为层S2.3。
图14示出了如何去除层F2以及将制冷剂管道5放置在层F1的贮水器底部的水下方，其中与层F1、F2相同的操作被结合为层F1.2。
可以理解，所附权利要求将覆盖此处作为语言描绘的本发明的所有普通和具体特征，以及本发明范围的所有陈述。

Claims (5)

1.一种用于构造冷却系统的复合冷凝单元的方法，包括：
将水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机、控制部件结合安装成为一个单个的单元，所述单个的单元具有从最下至最上具有如下布置的层的层布置：
最下层，所述最下层包括压缩机和控制部件；
第二层，所述第二层具有内部安装有水泵的贮水器、水位开关及具有电动水阀的入水口；
第三层，所述第三层具有制冷剂管道，所述制冷剂管道被放置在带有滤网底部的托盘中；
作为具有多孔壁的室的第四层，所述第四层沿着所述壁的所有区域具有空气过滤器；
第五层，所述第五层具有冷却垫，所述冷却垫覆盖整个层空间；
第六层，所述第六层具有洒水器；
作为最上层的第七层，所述第七层具有风扇。
2.一种用于操作根据权利要求1所述的冷却系统的复合冷凝单元的方法，包括步骤：
将水填充到贮水器中，其中水位由水位开关控制；
同时打开压缩机、水泵，和风扇；
将水泵送至喷洒器以喷洒到第五层的冷却垫上，并且水作为水滴在与由最上层处的所述风扇向上抽吸的空气流相反的方向上滴落；
使冷却的水滴滴落以覆盖制冷剂管道并冷却制冷剂；
使水穿过所述滤网托盘返回至贮水器以在下一个循环中被泵送回去。
3.一种冷却系统的复合冷凝单元，包括：
水冷式冷凝器、冷却塔、压缩机、控制部件，这些部件被安装成一个单个的单元，所述单个的单元具有从最下至最上具有如下布置的层的层布置：
最下层，所述最下层包括压缩机和控制部件；
第二层，所述第二层包括内部安装有水泵的贮水器、水位开关及具有电动水阀的入水口；
第三层，所述第三层具有制冷剂管道，所述制冷剂管道被放置在带有滤网底部的托盘中；
具有多孔的壁的第四层，所述第四层沿着所述壁的所有区域具有空气过滤器；
第五层，所述第五层具有冷却垫，所述冷却垫覆盖整个层区域；
第六层，所述第六层具有洒水器；
作为最上层的第七层，所述第七层具有风扇。
4.根据权利要求3所述的冷却系统的复合冷凝单元，其中
最下层和第二层能够被结合或重新布置以类似地起作用。
5.根据权利要求3所述的冷却系统的复合冷凝单元，其中
层布置能够被重组或重新定位，只要所述单元起作用以导致相同的结果。
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