CN103234298A

CN103234298A - 一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路

Info

Publication number: CN103234298A
Application number: CN2013101580391A
Authority: CN
Inventors: 张忠斌; 黄虎; 鹿世化; 李克成; 张敬坤; 袁祎; 刘晓露
Original assignee: Nanjing Canatal Air Condition Elect & Mech Co Ltd; Nanjing Normal University
Current assignee: Nanjing Normal University
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-04-28
Also published as: CN103234298B

Abstract

本发明公开了一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路，包括蒸发器和并联设置的三组压缩冷凝机组，压缩冷凝机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和分液器，三组压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口分别与蒸发器的制冷剂出口连接，分液器的制冷剂出口分别与蒸发器的制冷剂进口连接。本发明蒸发器采用混排方式实现三组制冷系统蒸发盘管的并联，在现有空气处理机组蒸发器仅能实现制冷工质和空气进行热量交换的基础上，实现制冷子系统之间的工质的交换，从而消除制冷系统运行时工质热力性质之间的差异，减弱空气处理的不均匀性，处理后的空气温度和湿度的均匀性能达到较高的要求。

Description

一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路

技术领域

本发明涉及空调制冷设备技术领域，具体涉及一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路。

背景技术

蒸发器是空气处理机组的核心部件，蒸发器的换热能力直接影响经空气处理机组处理后的空气温湿度和均匀性。

现有空气处理机组的蒸发器由上、中、下三组部分组成（见附图2），每个部分独立连接一个压缩冷凝机组。这种并联方式的缺陷是：当空气处理机组低负荷运行时，只有部分压缩冷凝机组运行，这时处理后的空气温度和湿度不均匀；当空气处理机组低负荷运行时，只能利用蒸发器的一部分，蒸发器的利用率很低；由于三组系统独立运行，不能保证处理后空气的均匀性，尤其是当进入空气处理机组的空气不均匀时三组系统很难有效协调，处理后空气的不均匀性会进一步增加。

发明专利CN200810106853.8多蒸发器并联式能量调节节能空调机，蒸发器由n个蒸发器模块组成，每个蒸发器模块配备一个膨胀阀，并由n-1个电磁阀控制，在不同的负荷时开启相应的蒸发器模块数，从而有效地解决了压缩机回油不利造成的干摩擦，提高了压缩机的使用寿命。

所述发明采用一套制冷系统仅将蒸发器分割成n个蒸发器模块，通过改变不同负荷时开启的蒸发器模块数解决压缩机回油不利造成的干摩擦的问题，空调工作时空气依次通过开启的m（m≤n）个蒸发器模块，虽然能够达到制冷要求，但并不能保证处理后空气温度和湿度的均匀性。由于所述专利采用一套制冷系统，制冷工质在制冷系统内运行时分成m份分别进入m个开启的蒸发器模块，进入每个蒸发器模块的制冷工质热力性质相同，运行时对空气的处理效果仅由进风侧1到2个蒸发器模块决定，后面蒸发器模块的处理效果远不及前1到2个蒸发器模块，因而所述专利制冷能力有限。其次，在进行工况调节时，开启的m个蒸发器模块同时调节，因而所述发明的灵活性不强。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种可以提高处理后空气温度和湿度的均匀性，增加蒸发器的利用率和提高换热效率的用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路。

技术方案：本发明的用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路，包括蒸发器和并联设置的三组压缩冷凝机组，压缩冷凝机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和分液器，三组压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口分别与蒸发器的制冷剂出口连接，分液器的制冷剂出口分别与蒸发器的制冷剂进口连接。

蒸发器包括相互连接的蛇形管束和同步过热集气装置，蛇形管束的进口即为蒸发器的制冷剂进口，每组压缩冷凝机组的分液器的制冷剂出口设置有n条毛细管，蛇形管束上相应设置有n个制冷剂进口单元，每个制冷剂进口单元由三个依次排列的制冷剂进口组成，第一分液器的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第一个制冷剂进口连接，第二分液器的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第二个制冷剂进口连接，第三分液器的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第三个制冷剂进口连接。

同步过热集气装置包括内管和套在内管外部的外管，内管与外管之间的空隙为静压层，内管的管壁上均匀分布有与静压层连通的排气孔口，内管与蛇形管束的出口连接，外管上设置的三个制冷剂出口即为蒸发器的制冷剂出口，外管的三个制冷剂出口分别与一个压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口连接。

本发明同步过热集气装置采用内外双层管结构，内外管中间的静压层起混合和稳压作用，内管与蛇形管束出口连接，外管引出三个制冷剂出口，分别与三组压缩冷凝机组的压缩机连接。为了保证同步过热集气装置混合效果，同步过热集气装置外管内径d_w和内管外径d_n比值d_w/d_n应为2.5~3.5。比值过小，起不到混合与稳压作用，且阻力过大；随着比值增大，混合和稳压效果相应增加，但增加幅度逐渐下降，经济性也随之下降，因而最优比值应在2.5~3.5之间。内管均匀布置排气孔口，使制冷剂均匀的从同步过热集气装置内管扩散到静压层，为保证扩散的均匀性和合适大小的阻力，排气孔口直径应为5mm。

蒸发器的三组压缩冷凝机组制冷剂循环如下：制冷剂分别从三个分液器制冷剂出口通过毛细管进入蛇形管束；在蛇形管束内制冷剂与空气换热由液态蒸发成气态；从蛇形管束出口流出的制冷剂进入同步过热集气装置的内管；制冷剂通过均匀分布在内管上的排气孔口进入静压层；制冷剂在静压层内充分混合后通过外管上的制冷剂出口流出同步过热集气装置分别进入三组压缩冷凝机组压缩机的制冷剂进口。在三组压缩冷凝机组内，制冷剂依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀后进入分液器完成循环。以第一组为例，具体循环如下：制冷剂通过第一压缩机进入第一冷凝器，在第一冷凝器内制冷剂冷凝放热由气态变成液态，制冷剂从第一冷凝器进入第一膨胀阀，制冷剂通过第一膨胀阀节流后进入第一分液器完成循环。

本发明蒸发器三组制压缩冷凝机组的蒸发器采用混排集总的方式实现并联，在现有空气处理机组蒸发器仅能实现制冷工质和空气进行热量交换的基础上，实现制冷子系统之间的工质的交换。工质交换不仅能够消除三组制冷系统运行时工质热力性质之间的差异实现制冷工质之间的热力性质的互补，同时很大程度上缓解空气处理后的温度和湿度的不均匀性，提高空气处理的效果。

有益效果：与现有空气处理机组的蒸发器相比，本发明有以下优点：

（1）蒸发器由三组压缩冷凝机组的蒸发盘管采用先分再总的形式并联而成，在现有空气处理机组蒸发器仅能实现制冷工质和空气进行热量交换的基础上，实现制冷剂之间的工质的交换，从而消除了制冷系统运行时工质热力性质之间的差异实现制冷工质之间的热力性质的互补，在很大程度上缓解了空气处理后的温度和湿度的不均匀性。

（2）蒸发器由三组压缩冷凝机组的蒸发盘管采用先分再总的形式并联而成，在只有部分压缩冷凝机组运行的低负荷情况下，制冷剂也能够充分利用整个蒸发器，提高蒸发器的利用效率，提高换热效率，同时增加部分压缩冷凝机组运行时的出力。

（3）蒸发器由三组压缩冷凝机组的蒸发盘管采用先分再总的形式并联而成，可以根据空气处理机组的负荷调整各压缩冷凝机组的出力或者系统运行的个数，从而扩大空气处理机组的出力调节范围，能够根据进入空气处理机组的空气实时调整，提高系统的灵活性进一步消除处理后空气温湿度的不均匀性。

（4）同步过热集气装置采用内管和套在内管外部的外管的双层结构，内管均匀分布排气孔口，内管和外管之间的间隙为静压层，静压层起混合和稳压作用，从而提高同步过热集气装置的混合效果，降低因混合不均而导致的制冷剂热力性质的不均匀，减轻通过同步过热集气装置后的压力波动，使制冷剂出口压力和制冷剂热力性质均一稳定。

附图说明

图1是本发明空气处理机组蒸发器三组压缩冷凝机组并联方式图；

图2是现有空气处理机组蒸发器三组压缩冷凝机组并联方式图；

图中：1-蒸发器；11-蛇形管束；12-同步过热集气装置；121-内管；122-外管；123-静压层；124-排气孔口；20-第一压缩机；21-第一冷凝器；22-第一膨胀阀；23-第一分液器；30-第二压缩机；31-第二冷凝器；32-第二膨胀阀；33-第二分液器；40-第三压缩机；41-第三冷凝器；42-第三膨胀阀；43-第三分液器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明的用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路，包括蒸发器1和并联设置的三组压缩冷凝机组，每组压缩冷凝机组均包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和分液器。每组压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口分别与蒸发器1的制冷剂出口连接，分液器的制冷剂出口分别与蒸发器1的制冷剂进口连接；

蒸发器1包括相互连接的蛇形管束11和同步过热集气装置12，蛇形管束11的进口即为蒸发器1的制冷剂进口，每组压缩冷凝机组的分液器的制冷剂出口设置有n条毛细管，蛇形管束11上相应设置有n个制冷剂进口单元，每个制冷剂进口单元由三个依次排列的制冷剂进口组成，第一分液器23的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第一个制冷剂进口连接，第二分液器33的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第二个制冷剂进口连接，第三分液器43的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第三个制冷剂进口连接；

同步过热集气装置12包括内管121和套在内管121外部的外管122，内管121与外管122之间的空隙为静压层123，内管121的管壁上均匀分布有与静压层123连通的排气孔口124，内管121与蛇形管束11的出口连接，外管122上设置的三个制冷剂出口即为蒸发器1的制冷剂出口，外管122的三个制冷剂出口分别与三组压缩冷凝机组中第一压缩机20、第二压缩机30和第三压缩机40的制冷剂进口连接。

蒸发器1的三组压缩冷凝机组制冷剂循环如下：制冷剂分别从第一分液器23、第二分液器33和第三分液器43制冷剂出口通过毛细管进入蛇形管束11；在蛇形管束11内制冷剂与空气换热由液态蒸发成气态；从蛇形管束11出口流出的制冷剂进入同步过热集气装置12的内管121；制冷剂通过均匀分布在内管121上的排气孔口124进入静压层123；制冷剂在静压层123内充分混合后通过外管122上的制冷剂出口流出同步过热集气装置12，分别进入三组压缩冷凝机组的第一压缩机20、第二压缩机30和第三压缩机40的制冷剂进口。在三组压缩冷凝机组内，制冷剂依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀后进入分液器完成循环。以第一组为例，具体循环如下：制冷剂依次通过第一压缩机20进入第一冷凝器21，在第一冷凝器21内制冷剂冷凝放热由气态变成液态，制冷剂从第一冷凝器21进入第一膨胀阀22，制冷剂通过第一膨胀阀22节流后进入第一分液器完成循环。

本发明具体实施例，在低负荷运行时，只有两组压缩冷凝机组运行，具体如下：制冷剂分别从第一分液器23和第二分液器33制冷剂出口通过毛细管进入蛇形管束11；在蛇形管束11内制冷剂与空气换热由液态蒸发成气态；从蛇形管束11出口流出的制冷剂进入同步过热集气装置12的内管121；制冷剂通过均匀分布在内管121上的排气孔口124进入静压层123；制冷剂在静压层123内充分混合后通过外管122上的制冷剂出口流出同步过热集气装置12分别进入三组压缩冷凝机组的第一压缩机20和第二压缩机30的制冷剂进口；在这两组压缩冷凝机组内，制冷剂依次通过压缩机、冷凝器和膨胀阀后，进入分液器完成循环。

本发明装置中，蒸发器由三组压缩冷凝机组的蒸发盘管采用混排的方式实现并联，可根据空气处理机组的负荷实时调整，提高了处理的效果，有效缓解了空气处理后的温度和湿度的不均匀性，提高了低负荷下蒸发器的利用效率，增加了换热面积，提高了部分机组运行时的制冷量。

Claims

1.一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路，其特征在于，该制冷回路包括蒸发器（1）和并联设置的三组压缩冷凝机组，所述压缩冷凝机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和分液器，三组压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口分别与蒸发器（1）的制冷剂出口连接，分液器的制冷剂出口分别与蒸发器（1）的制冷剂进口连接；

蒸发器（1）包括相互连接的蛇形管束（11）和同步过热集气装置（12），蛇形管束（11）的进口即为蒸发器（1）的制冷剂进口，每组压缩冷凝机组的分液器的制冷剂出口设置有n条毛细管，蛇形管束（11）上相应设置有n个制冷剂进口单元，每个所述制冷剂进口单元由三个依次排列的制冷剂进口组成，第一分液器（23）的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第一个制冷剂进口连接，第二分液器（33）的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第二个制冷剂进口连接，第三分液器（43）的n条毛细管分别与n个制冷剂进口单元中的第三个制冷剂进口连接；

同步过热集气装置（12）包括内管（121）和套在所述内管（121）外部的外管（122），内管（121）与外管（122）之间的空隙为静压层（123），内管（121）的管壁上均匀分布有与静压层（123）连通的排气孔口（124），内管（121）与蛇形管束（11）的出口连接，所述外管（122）上设置的三个制冷剂出口即为蒸发器（1）的制冷剂出口，外管（122）的三个制冷剂出口分别与一个压缩冷凝机组中压缩机的制冷剂进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于空调制冷设备性能测试装置的制冷回路，其特征在于，所述外管（122）内径d_w和内管（121）外径d_n的比值d_w/d_n为2.5~3.5。