CN104019508A - 高温空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温空调系统，用于对操作室进行制冷，其特征在于，包括：制冷装置，对操作室进行制冷；和冷辐射水循环装置，与制冷装置相连，用于降低制冷装置的制冷负荷。其中，冷辐射水循环装置包括：设置在操作室顶部，用于吸收太阳辐射热的冷辐射吊顶；埋设在地下，为冷辐射吊顶提供冷却水的集水箱；分别与集水箱的出口端和入口端相连，将冷却水送入冷辐射吊顶，并将换热后的冷却水送回集水箱的输水管；以及连接在集水箱的出口端，用于抽吸冷却水的水泵。该高温空调系统具有优异的制冷效果，还可以通过降低制冷装置的制冷负载来降低用电量，并降低后期的维修成本，非常适合于在大型起重机械的操作室内使用。

Description

高温空调系统

技术领域

本发明涉及制冷设备，具体涉及一种适用于大型机械的密闭操作室的冷辐射水循环高温空调系统。

背景技术

随着全球经济的持续稳定发展，现代服务业也面临着前所未有的发展机遇。在沿海城市的物流和航运业中，龙门吊、起重机等作为承担装卸作业的重要设备，有着举足轻重的地位。在保证设备安全的基础上，企业逐渐把安全生产的重点转移到改善工作环境和提高劳动效率上，从而提高企业的竞争力。因此，为了改善工人所处的高温工作环境，大型起重机械的操作室内都安装了高温空调机，以达到改善工人的工作环境、提高劳动效率的作用。

然而，由于受到操作室空间大小的限制，操作室内应用的高温空调绝大多数是民用空调，由于夏季太阳辐射强度大，且操作室内空气对流差，因此操作室内使用的民用空调完全不能提供满足人体舒适度要求的冷负荷。同时，由于民用空调在操作室内的负荷过高，导致空调压缩机吸气温度过高，从而造成压缩机内置电机过热，使得空调机组无法安全运行，并由此导致操作室内异常闷热。

因此，研究和发展适用于大型起重机械操作室这样的特殊环境的高温空调非常具有现实意义，对改进工程机械、军用车辆和船舶上使用的空调系统也有借鉴作用。

发明内容

本发明是针对上述课题进行的，目的在于提供一种适用于塔吊操作室这样的高温密闭玻璃空间，制冷效果佳、运行稳定的高温空调系统。

本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：

本发明提供一种高温空调系统，适用于对操作室进行制冷，其特征在于，包括：制冷装置，对操作室内进行制冷；和冷辐射水循环装置，与制冷装置相连，用于降低制冷装置的制冷负荷，其中，制冷装置包括：将制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体的压缩机；入口端与该压缩机的出口端相连，使高温高压的制冷剂气体形成高温高压的制冷剂液体的冷凝器；入口端与该冷凝器的出口端相连，使高温高压的制冷剂液体成为低温高压的制冷剂液体的过冷器；入口端与该过冷器的出口端相连，用于储存低温高压的制冷剂液体的储液器；入口端与该储液器的第一出口端相连，对低温高压的制冷剂液体进行干燥的干燥过滤器；入口端与该干燥过滤器相连，使低温高压的制冷剂液体膨胀形成制冷剂气液混合物的热力膨胀阀；入口端与该热力膨胀阀的出口端相连，使制冷剂气液混合物吸热形成高温制冷剂蒸汽，从而对操作室制冷的蒸发器；入口端与储液器的第二出口端相连，通过节流使低温高压的制冷剂液体变成低温低压的制冷剂液体的节流构件；第一入口端与蒸发器的出口端相连，第二入口端与节流构件的出口端相连，使蒸发器中流出的高温制冷剂蒸汽和节流构件流出的低温低压的制冷剂液体进行换热，形成制冷剂气液混合物的射流器；入口端与该射流器的出口端相连，出口端与压缩机的入口端相连，将制冷剂气液混合物分离，并将分离得到的制冷剂气体送入压缩机的气液分离器；以及分别连接在压缩机的入口端和出口端，用于测定制冷剂气体压力的入口压力表和出口压力表，冷辐射水循环装置包括：设置在操作室顶部，用于吸收太阳辐射热的冷辐射吊顶；埋设在地下，为冷辐射吊顶提供冷却水的集水箱；入口端与该集水箱的出口端相连，出口端与集水箱的入口端相连，将集水箱中的冷却水送入冷辐射吊顶，并通过过冷器，使冷却水吸收高温高压的制冷剂液体的热量，再将换热后的冷却水送回集水箱的输水管；以及连接在集水箱的出口端，用于抽吸冷却水的水泵，冷辐射吊顶包括位于上方，部分阻隔太阳辐射热的空气腔；和位于该空气腔下方，利用冷却水吸收太阳辐射热的盘管。

根据本发明所涉及的高温空调系统，还可以具有这样的特征：其中，操作室是大型起重机械上的位于高空的操作室，输水管是软管，冷辐射水循环装置还包括：连接在软管上，用于输送软管的软管输送构件，软管输送构件包括：固定在地面以下的齿条；与该齿条相啮合，可以在齿条上滚动，连接在软管的入口端的齿轮；一端固定在该齿轮的齿轮轴上，用于支撑软管的曲柄摇块机构；以及连接在软管的出口端的固定导轮。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的高温空调系统，因为低温高压的制冷剂液体从储液器流出后分为两路，一路通过节流阀降压，成为制冷剂气液混合物，然后在蒸发器内等压吸热，对操作室内制冷，另一路通过辅助毛细管节流后与从蒸发器流出的高温制冷剂蒸汽在射流器中混合，将高温制冷剂蒸汽降温后再进入压缩机再一次循环，因此，有效地降低了压缩机的吸气温度，相应地降低压缩机的排气温度，防止压缩机内置电机过热而导致压缩机保护停机，从而保证制冷装置安全稳定地运行。

另外，因为在密闭玻璃空间的顶部安装了冷辐射吊顶，通过空气腔隔离部分太阳辐射热，进而通过盘管中的冷却水吸收辐射热，因此可以阻隔大部分太阳辐射热，从而减少了太阳高强度辐射造成的升温，降低了制冷装置的制冷负荷，节约电力。

该高温空调系统不但具有优异的制冷效果，还可以通过降低制冷装置的制冷负荷来节约电力，还可以降低后期维修成本，非常适合于在大型起重机械的操作室中使用。

附图说明

图1是高温空调系统的结构示意图；

图2是冷辐射吊顶的结构示意图；以及

图3是软管输送构件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明所涉及的高温空调系统作详细阐述。

<实施例>

图1是高温空调系统的结构示意图。

如图1所示，高温空调系统10包括制冷装置11和冷辐射水循环装置12。

制冷装置11用于对大型起重机械的操作室(图中未示出)内进行制冷，包括压缩机13、冷凝器14、过冷器15、储液器16、干燥过滤器17、热力膨胀阀18、蒸发器19、节流构件20、射流器21、气液分离器22、进口压力表23以及出口压力表24。

如图1所示，压缩机13的出口端连接冷凝器14的入口端，冷凝器14的出口端连接过冷器15的入口端。储液器16设有入口端、第一出口端和第二出口端，其中入口端与过冷器15的出口端相连，第一出口端连接干燥过滤器17的入口端，第二出口端连接节流构件20的入口端。在本实施例中，节流构件20是辅助毛细管20。热力膨胀阀18的入口端与干燥过滤器17的出口端相连，出口端与蒸发器19的入口端相连。射流器21具有第一入口端、第二入口端和出口端，其中第一入口端与蒸发器19的出口端相连，第二入口端与辅助毛细管20的出口端相连，出口端与气液分离器22的入口端相连。气液分离器22的出口端与压缩机13的入口端相连。进口压力表23和出口压力表24分别连接在压缩机13的入口端和出口端，用于测量通过压缩机13的制冷剂气体的压力大小。

冷辐射水循环装置12用于降低制冷装置11的制冷负荷。冷辐射水循环装置12包括冷辐射吊顶25、集水箱26、软管27、水泵28以及软管输送构件29。

图2是冷辐射吊顶的结构示意图。

如图2所示，冷辐射吊顶25安装在操作室(图中未示出)的顶部，包括设置在上方的空气腔30和下方的盘管31。空气腔30用于阻隔部分太阳辐射热，盘管31通过冷却水吸收太阳辐射热。

集水箱26埋设在底下，为盘管31提供冷却水。软管27的入口端与集水箱26的出口端相连，将冷却水输送至盘管31，然后通过过冷器15，软管27的出口端与集水箱26的入口端相连，最终将升温后的冷却水送回集水箱26。水泵28安装在软管27的入口端，用于将集水箱26内的水抽吸至盘管31。

图3是软管输送构件的结构示意图。

如图3所示，软管输送构件29包括固定齿条32、齿轮33、曲柄摇块机构34以及固定导轮35。固定齿条32固定安装在地面以下。齿轮33与固定齿条32相啮合，可以在固定齿条32上来回滚动，齿轮33安装在靠近软管27入口端的位置，软管27逆时针缠绕在齿轮33的齿轮轴(图中未示出)上。曲柄摇块机构34包括固定轴AC、摇块36、曲轴AB以及曲轴BC。固定轴AC一端固定在齿轮轴(图中未示出)上；摇块36安装在固定轴AC的另一端，并可以绕该端点转动；曲轴AB一端与齿轮轴(图中未示出)相铰接，另一端与齿轮33的边缘相铰接；曲轴BC用于支撑软管27，一端与曲轴AB在齿轮33的边缘处相铰接，另一端穿过摇块36，可以绕摇块36作圆周运动。固定导轮35安装在靠近软管27出口端的位置，软管27顺时针缠绕在固定导轮35上。

在使用高温空调系统10对操作室(图中未示出)内制冷时，制冷装置11中的压缩机13将制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体，该高温高压的制冷剂气体进入冷凝器14后对外放热，形成高温高压的制冷剂液体。高温高压的制冷剂液体进入过冷器15，与冷辐射水循环装置12中的冷却水换热，成为低温高压的制冷剂液体，然后暂时储存在储液器16中。低温高压的制冷剂液体从储液器16的第一出口流出，被干燥过滤器17干燥，进而进入热力膨胀阀18，低温高压的制冷剂液体在热力膨胀阀18中膨胀形成制冷剂气液混合物，然后进入蒸发器19。在蒸发器19中，制冷剂气液混合物吸收周围空气中的热量，蒸发成高温的制冷剂蒸汽，从而对操作室(图中未示出)进行制冷。高温的制冷剂蒸汽经过射流器21，进入气液分离器22后，制冷剂蒸汽中夹杂的润滑油等杂质被分离出来，然后制冷剂蒸汽进入压缩机13，被压缩机13压缩成高温高压的制冷剂气体，进行再一次制冷循环，润滑油等杂质留在气液分离器22内。进口压力表23和出口压力表24用于检测进出压缩机13的制冷剂气体的压力，在压力过大时减小气流量，保护压缩机13的安全。

当压缩机排气温度高压设定值时，打开辅助毛细管20，储液器16内的部分低温高压的制冷剂液体进入辅助毛细管20，在辅助毛细管20的节流作用下变成低温低压的制冷剂液体，该低温低压的制冷剂液体进入射流器21，与蒸发器19内流出的高温制冷剂蒸汽混合，形成温度较低的制冷剂气液混合物，在气液分离器22中分离出气液两相，其中制冷剂气体进入压缩机13，制冷剂液体留在气液分离器22中。因此，蒸发器19内的高温制冷剂蒸汽被低温低压的制冷剂液体降温，使流入压缩机13的制冷剂气体的温度降低，压缩机13压缩后排出的制冷剂气体的温度也相应地降低，从而可以保证压缩机13更加稳定地运行。

使用者可以在气液分离器22底部安装管道，定期将保留在气液分离器22中的制冷剂液体和润滑油排出，进行重复利用。

在制冷装置11对操作室(图中未示出)制冷的同时，冷辐射吊顶25的空气腔30可以隔离部分太阳辐射热，同时采用水泵28将集水箱26中的冷却水通过软管27输送到冷辐射吊顶25的盘管31内，冷却水吸收太阳辐射热，避免操作室(图中未示出)在太阳的辐射下快速升温。然后盘管31内的冷却水经过软管27流出，通过过冷器15，在过冷器15内吸收高温高压的制冷剂液体的热量，降低制冷剂液体的温度，从而进一步降低制冷装置11的制冷负荷。

当起重机械向远离集水箱26的方向移动时，使齿轮33逆时针旋转送线，将软管27送出，齿轮33的齿轮轴(图中未示出)带动曲柄摇块机构34运动，曲轴BC在曲轴AB的带动下绕摇块36转动，将送线后由于重力作用弯曲下垂的软管27支撑起来。同时，使固定导轮35顺时针旋转，进行收线。当起重机械向远离集水箱26的方向移动时，使固定导轮35逆时针旋转送线，齿轮33顺时针旋转收线。从而保证软管27能够顺利地将冷却水送入冷辐射吊顶25。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的高温空调系统10，因为储液器16设有两个出口端，低温高压的制冷剂液体从第一出口端流出，经过干燥过滤器17和热力膨胀阀18后形成制冷剂气液混合物，然后在蒸发器19中吸热，对操作室进行制冷；当压缩机的排气温度过高时，可以打开辅助毛细管20，将部分低温高压的制冷剂液体节流形成低温低压的制冷剂液体，进而在射流器21中对蒸发器19内流出的高温制冷剂蒸汽进行喷液制冷，因此可以有效降低压缩机13的进气温度和排气温度，保证压缩机13稳定运行，同时可以降低后期的维修成本。

另外，因为在操作室顶部安装冷辐射吊顶25，空气腔30和盘管31中的冷却水能够吸收大部分的太阳辐射热，使操作室内的温度不至于升得过高，因此可以降低制冷装置11的制冷负荷，节约制冷用电量；同时，软管27内的冷却水经过过冷器15，吸收过冷器15内的制冷剂液体的热量，降低制冷剂液体的温度，从而可以提高制冷系数，相应地可以减小蒸发器19的尺寸，方便于蒸发器19的安装。

因此，该高温空调系统10非常适合对大型起重机械的高空操作室进行制冷，不但可以满足高空操作室的制冷负荷，还可以降低用电量和维修成本。

当然，本发明所涉及的高温空调系统，并不仅仅限定于以上实施例中所述的结构。以上仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

在本实施例中，节流构件20选择辅助毛细管20，还可以选择其他具有节流作用的构件，使制冷剂液体的压力降低。辅助毛细管20的横截面尺寸较小，因此，制冷剂液体从辅助毛细管20流出后，在射流器21中喷射，可以使制冷剂液体迅速膨胀吸热，从而有效地降低高温制冷剂蒸汽的温度。

Claims (2)

1.一种高温空调系统，适用于对操作室进行制冷，其特征在于，包括：

制冷装置，对所述操作室内进行制冷；和

冷辐射水循环装置，与所述制冷装置相连，用于降低所述制冷装置的制冷负荷，

其中，所述制冷装置包括：将制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体的压缩机；入口端与该压缩机的出口端相连，使所述高温高压的制冷剂气体形成高温高压的制冷剂液体的冷凝器；入口端与该冷凝器的出口端相连，使所述高温高压的制冷剂液体成为低温高压的制冷剂液体的过冷器；入口端与该过冷器的出口端相连，用于储存所述低温高压的制冷剂液体的储液器；入口端与该储液器的第一出口端相连，对所述低温高压的制冷剂液体进行干燥的干燥过滤器；入口端与该干燥过滤器相连，使所述低温高压的制冷剂液体膨胀形成制冷剂气液混合物的热力膨胀阀；入口端与该热力膨胀阀的出口端相连，使所述制冷剂气液混合物吸热形成高温制冷剂蒸汽，从而对所述操作室制冷的蒸发器；入口端与所述储液器的第二出口端相连，通过节流使所述低温高压的制冷剂液体变成低温低压的制冷剂液体的节流构件；第一入口端与所述蒸发器的出口端相连，第二入口端与所述节流构件的出口端相连，使所述蒸发器中流出的所述高温制冷剂蒸汽和所述节流构件流出的所述低温低压的制冷剂液体进行换热，形成制冷剂气液混合物的射流器；入口端与该射流器的出口端相连，出口端与所述压缩机的入口端相连，将所述制冷剂气液混合物分离，并将分离得到的所述制冷剂气体送入所述压缩机的气液分离器；以及分别连接在所述压缩机的所述入口端和所述出口端，用于测定所述制冷剂气体压力的入口压力表和出口压力表，

所述冷辐射水循环装置包括：设置在所述操作室顶部，用于吸收太阳辐射热的冷辐射吊顶；埋设在地下，为所述冷辐射吊顶提供冷却水的集水箱；入口端与该集水箱的出口端相连，出口端与所述集水箱的入口端相连，将所述集水箱中的所述冷却水送入所述冷辐射吊顶，并通过所述过冷器，使所述冷却水吸收所述高温高压的制冷剂液体的热量，再将换热后的冷却水送回所述集水箱的输水管；以及连接在所述集水箱的所述出口端，用于抽吸所述冷却水的水泵，

所述冷辐射吊顶包括位于上方，部分阻隔所述太阳辐射热的空气腔；和位于该空气腔下方，利用所述冷却水吸收所述太阳辐射热的盘管。

2.根据权利要求1所述的高温空调系统，其特征在于：

其中，所述操作室是大型起重机械上的位于高空的操作室，

所述输水管是软管，

所述冷辐射水循环装置还包括：连接在所述软管上，用于输送所述软管的软管输送构件，

所述软管输送构件包括：固定在地面以下的齿条；与该齿条相啮合，可以在所述齿条上滚动，连接在所述软管的所述入口端的齿轮；一端固定在该齿轮的齿轮轴上，用于支撑所述软管的曲柄摇块机构；以及连接在所述软管的所述出口端的固定导轮。