CN104697227A - 带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组 - Google Patents

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章立标
王红燕
杭炳炳
白新成
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Abstract

本发明公开了一种带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,属于制冷机械,现有提高过冷度的技术存在降低机组运行效率等缺陷,本发明包括压缩机﹑蒸发式冷凝器﹑储液器﹑节流装置、蒸发器,所述蒸发器的出口侧与所述压缩机的进口侧连接,其特征是:所述的储液器与节流装置之间的循环制冷剂回路中连接有深度过冷装置,所述蒸发式冷凝器的底部具有集水池,所述的深度过冷装置中引入用于与循环制冷剂进行热量交换的冷却水管并通向所述的蒸发式冷凝器。液态制冷剂与常温的自来水在深度过冷装置内进行充分热交换,实现将高压液体制冷剂释放热量给冷却水,在不影响冷凝器换热效果的前提下,大幅降低进入节流装置制冷剂的温度,即深度过冷。

Description

带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组
技术领域
[0001] 本发明属于制冷机械技术领域,具体是一种带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组。
背景技术
[0002] 随着城镇化进程加速和居民生活水平的提高,空调系统的能源消耗占我国总能耗的比重也日益增加。提高空调系统的能效水平对于节能减排和实现可持续发展具有重要意义。过冷节流前的制冷剂液体,可使单位质量制冷剂的制冷量增大,并可减少节流后产生的闪发气体,进入蒸发器的制冷剂分配均匀,提高制冷系数,足够的过冷度更是制冷系统稳定运行的必要条件。通常采用以下方法提高制冷剂过冷度。
[0003] 一:设计增大冷凝器的换热面积,利用其换热能力,达到过冷的目的,这样的过冷方式不但管板布管麻烦增加材料成本且得到的过冷度不易控制,制冷剂从冷凝器出来后所经过的管段,以及进入储液器后,均会温升,进一步减小过冷度。这在一定程度上会减少蒸发器侧的制冷量,降低机组的运行效率。
[0004] 二:传统的经济器兼具制冷剂过冷器,来自冷凝器的高压液体通过经济器,其中一小部分液体经辅助节流阀在经济器内蒸发而吸收大部分高压液体热量以使其过冷,过冷液体经主节流阀进入蒸发器蒸发。经济器内需要始终维持一个中间压力,经济器内产生的制冷剂蒸发则从补气口进入压缩机。这种增加过冷度的方式因压缩机补气口的尺寸限定而限制了经济器高压侧的过冷度,只有在压缩比较大时才对提高制冷量和制冷系数有效果。
[0005] 三:液体管路带回热器的制冷循环
在系统中增加一个回热器,使节流前的液体和来自蒸发器的低温气体进行内部热交换,热交换的结果是制冷剂液体过冷,低温蒸气有效过热。这样,不仅可增加单位制冷量,而且可以减少蒸气与环境空气之间的传热温差,减少甚至消除吸气管中的有害过热,增加回热器的制冷循环,单位制冷量随之增加,但排气温度也随之升高。
发明内容
[0006] 本发明的目的是综合现有多种提高过冷度技术的各自优点,改进其不足之处,提供一种带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组。
[0007] 为达到上述目的,本发明的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机、蒸发式冷凝器、储液器、节流装置、蒸发器,所述蒸发器的出口侧与所述压缩机的进口侧连接,其特征是:所述的储液器与节流装置之间的循环制冷剂回路中连接有深度过冷装置,所述蒸发式冷凝器的底部具有集水池,所述的深度过冷装置中引入用于与循环制冷剂进行热量交换的冷却水管并通向所述的蒸发式冷凝器。
[0008] 作为优选技术手段:所述储液器的出口安装了干燥过滤器,所述的干燥过滤器位于所述储液器与深度过冷装置之间。具体的,所述深度过冷装置安装在所述节流装置的进口上,所述深度过冷装置的制冷剂进口连接所述干燥过滤器的出口。
[0009] 作为优选技术手段:所述蒸发式冷凝器的上部设有喷淋系统,所述的集水池位于所述蒸发式冷凝器的底部,一水泵经水管连接在所述集水池与喷淋系统之间,所述的循环制冷剂回路在所述蒸发式冷凝器内为冷凝盘管并位于所述喷淋系统与集水池之间。进一步的,位于所述水泵与喷淋系统之间的水管上连接有电子除垢仪。所述喷淋系统的上侧设有用于向所述蒸发式冷凝器的外部排风的风机。所述喷淋系统与风机之间设有挡水板。
[0010] 作为优选技术手段:所述的冷却水管连接在所述蒸发式冷凝器上的位置高于所述的集水池。
[0011] 作为优选技术手段:所述蒸发式冷凝器设有高于所述集水池的侧向空气进口。
[0012] 本发明的有益效果是:液态制冷剂与常温的自来水在深度过冷装置内进行充分热交换,实现将高压液体制冷剂释放热量给冷却水,在不影响冷凝器换热效果的前提下,大幅降低进入节流装置制冷剂的温度,即深度过冷。使分配到蒸发器各个回路的制冷剂为液相状态。不但增大机组制冷量,提高制冷系数,同时保证了节流装置不会处在两相流的工作状态,保证了节流装置的工作稳定。
附图说明
[0013]图1为本发明带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组的系统流程示意图;图中标号说明:1-压缩机、2-蒸发器、3-节流装置、4-深度过冷装置、5-干燥过滤器、
6-储液器、7-集水池、8-水泵、9-电子除垢仪、10-喷淋系统、11-蒸发式冷凝器、12-风机、13-挡水板、14-冷凝盘管。
具体实施方式
[0014] 以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。
[0015] 如图1所示,本发明的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机1、蒸发式冷凝器11、储液器6、节流装置3 (膨胀阀)、蒸发器2,蒸发器2的出口侧与压缩机I的进口侧连接,储液器6与节流装置3之间的循环制冷剂回路中连接有深度过冷装置4,蒸发式冷凝器11的底部具有集水池7,深度过冷装置4中引入用于与循环制冷剂进行热量交换的冷却水管并通向所述的蒸发式冷凝器11。
[0016] 具体的,储液器6的出口安装了干燥过滤器5,干燥过滤器5位于储液器6与深度过冷装置4之间。深度过冷装置4安装在节流装置3的进口上,深度过冷装置4的制冷剂进口连接干燥过滤器5的出口。
[0017] 蒸发式冷凝器11的上部设有喷淋系统10,集水池7位于所述蒸发式冷凝器11的底部,水泵8经水管连接在集水池7与喷淋系统10之间,循环制冷剂回路在蒸发式冷凝器11内为冷凝盘管14并位于喷淋系统10与集水池7之间。位于水泵8与喷淋系统10之间的水管上连接有电子除垢仪9。喷淋系统10的上侧设有用于向蒸发式冷凝器11的外部排风的轴流式风机12。喷淋系统10与风机12之间设有挡水板13。
[0018] 冷却水管连接在蒸发式冷凝器11上的位置高于集水池7以便水流淋入集水池7。
[0019] 蒸发式冷凝器11设有高于集水池7的侧向空气进口,用于冷却水流。
[0020]图1所示的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组的工作原理为:压缩机I吸入来自蒸发器2的低温低压制冷剂蒸气,对低温低压的蒸汽压缩作功后变成高温高压的过热蒸汽,进入蒸发式冷凝器11,高温制冷剂与冷凝盘管14外的喷淋水、空气进行热交换,冷却水和空气吸热后温度急剧升高,部分冷却水气化形成水蒸气,蒸发带走大量的热量由风机12吸走排入大气。同时,热空气中的水分被挡水板13截止集水池7中,没有被气化的高温冷却水在流入集水池7中被流经的空气带走热量使其冷却,经充分冷却后的冷却水流回集水池7中供水泵8经过电子除垢仪9重新送入喷淋系统10继续工作。而气态制冷剂从盘管上部进入,被冷凝的液态制冷剂从盘管14底部流出进入储液器6,再经过干燥过滤器5后,进入深度过冷装置4,在深度过冷装置4中,液态制冷剂与自来水(20°C左右)进行充分热交换,以使主回路中的制冷剂进行深度冷却,以使进入节流装置3的制冷剂具有很大过冷度的液相,其出口仍为液相,一旦制冷剂为单相,其分配进入蒸发器2的效果将大大提高,以至于制冷剂经过节流装置3后呈液相分配到蒸发器2各个回路,增大制冷量,提高制冷系数,同时保证了节流装置3不会处在两相流的工作状态,保证了节流装置3的工作稳定。另一方面,自来水与深度过冷装置4进行热交换后,由于吸热作用,温度升高回流入蒸发式冷凝器11内,通过被流经的空气带走热量使其冷却,经充分冷却后的冷却水流回集水池7中,再流回深度过冷装置4中(如通过图中未予示出的水泵),如此循环。而蒸发器2内的制冷剂与温度相对较高的冷冻水发生热量交换,制冷剂液体将发生气化,吸收冷冻水的热量后变成低温低压制冷剂蒸气,从而降低了冷冻水的温度达到制冷目的。气化后的制冷剂蒸气将被吸入压缩机1,如此往复循环。

Claims (9)

1.带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机(I)、蒸发式冷凝器(11)、储液器(6)、节流装置(3)、蒸发器(2 ),所述蒸发器(2 )的出口侧与所述压缩机(I)的进口侧连接,其特征是:所述的储液器(6)与节流装置(3)之间的循环制冷剂回路中连接有深度过冷装置(4),所述蒸发式冷凝器(11)的底部具有集水池(7),所述的深度过冷装置(4)中引入用于与循环制冷剂进行热量交换的冷却水管并通向所述的蒸发式冷凝器(11)。
2.根据权利要求1所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述储液器(6 )的出口安装了干燥过滤器(5 ),所述的干燥过滤器(5 )位于所述储液器(6 )与深度过冷装置(4)之间。
3.根据权利要求2所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述深度过冷装置(4 )安装在所述节流装置(3 )的进口上,所述深度过冷装置(4 )的制冷剂进口连接所述干燥过滤器(5 )的出口。
4.根据权利要求1所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述蒸发式冷凝器(11)的上部设有喷淋系统(10 ),所述的集水池(7 )位于所述蒸发式冷凝器(11)的底部,一水泵(8)经水管连接在所述集水池(7)与喷淋系统(10)之间,所述的循环制冷剂回路在所述蒸发式冷凝器(11)内为冷凝盘管(14)并位于所述喷淋系统(10)与集水池(7)之间。
5.根据权利要求4所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:位于所述水泵(8)与喷淋系统(10)之间的水管上连接有电子除垢仪(9)。
6.根据权利要求4所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述喷淋系统(10)的上侧设有用于向所述蒸发式冷凝器(11)的外部排风的风机(12)。
7.根据权利要求6所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述喷淋系统(10)与风机(12)之间设有挡水板(13)。
8.根据权利要求1所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述的冷却水管连接在所述蒸发式冷凝器(11)上的位置高于所述的集水池(7)。
9.根据权利要求4或8所述的带深度过冷装置的蒸发冷凝高效螺杆冷水机组,其特征是:所述蒸发式冷凝器(11)设有高于所述集水池(7)的侧向空气进口。
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