CN104864638B - 一种冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷水机组，对其布管结构进行了优化，连通管至少一侧到壳管换热器的中轴线的最小距离小于壳管换热器的半径，即将连通管的部分或者全部内置于壳管换热器，利用壳管换热器的内部空间安装连通管，能够避免外部连通管结构占用大量机组空间的弊端，节省机组布置空间；且连通管具有隔热结构的双层壳体，又保证了高温高压气态工质在连通管中不至于液化，二级吸气不出现吸气带液等不利影响，保障机组性能。

Description

一种冷水机组

技术领域

本发明涉及制冷暖通技术领域，特别涉及一种冷水机组。

背景技术

目前在工业设备制造、供暖换热领域所使用的离心机组多采用多级压缩串联的形式，如双侧叶轮布置的离心机组，对于这种双侧叶轮布置离心机组，其一级排气与二级吸气之间的连通结构直接影响着机组整体布置和性能。

现有技术常采用壳管外部连通管的布管结构来实现一级排气与二级吸气之间的连通，这种结构是在壳管外部通过钢管、弯头、法兰等直接将一级排气与二级吸气连通。其结构方案可以参照图1所示，双侧叶轮布置压缩机11通过一级吸气15将蒸发器16中的工质吸入一次压缩后，由一级排气14排入外部连通管13，该外部连通管13中为高温高压气态工质，二级吸气12再将外部连通管13中的气态工质吸入双侧叶轮布置压缩机11进行二次压缩，最终排到冷凝器。

在此布管结构中，外部连通管13从壳管外部将一级吸气15与二级吸气12连通，外部连通管13占用大量双侧叶轮布置的离心机组的有限空间，导致机组油箱、闪发器等部件布置空间不足，机组润滑、冷却系统布管也相对困难，导致机组外观不协调，同时外部连通管13整体为悬臂支撑，机组运行过程中易振动超标，长期运行时易导致连通管螺栓松动，对机组可靠性产生影响。

因此，针对上述情况，如何优化双侧叶轮布置离心机组的布管结构，节省机组布置空间，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种冷水机组，相对于现有技术能够在不影响机组性能的情况下节省冷水机组的布置空间，避免机组二级吸气出现吸气带液，保障机组性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冷水机组，包括壳管换热器和安装在所述壳管换热器上的压缩机，所述压缩机的一级排气和二级吸气之间连通有连通管，所述连通管至少一侧到所述壳管换热器的中轴线的最小距离小于所述壳管换热器的半径。

优选的，所述连通管焊接在所述壳管换热器的壳体内壁上，且所述壳管换热器的壳体上开设有进气孔和出气孔，所述连通管的进气端通过所述进气孔连通于所述一级排气，所述连通管的出气端通过所述出气孔连通于所述二级吸气。

优选的，所述壳管换热器的壳体上开设有安装井，所述连通管焊接于所述安装井内。

优选的，所述壳管换热器的壳体外表面向内凹陷形成用于同所述连通管配合的装配槽，所述连通管安装在装配槽内。

优选的，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有双层壳体，所述双层壳体间保持真空或填充隔热材料。

优选的，所述隔热材料为保温棉、发泡材料、纤维材料或气凝胶材料。

优选的，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有由平面和连接在所述平面两侧的斜面构成的U形结构。

优选的，所述平面与其两侧的所述斜面之间的夹角大小均在120°到150°之间。

优选的，所述平面与其两侧的所述斜面之间的夹角大小均为135°。

优选的，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有圆弧面结构，所述圆弧面位于同一个圆柱体的外圆周面上。

优选的，所述圆弧面的中轴线平行于所述壳管换热器壳体的中轴线。

优选的，所述圆弧面的半径等于所述壳管换热器壳体的半径。

优选的，所述冷水机组为离心式冷水机组，所述壳管换热器为所述离心式冷水机组的蒸发器或冷凝器。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的冷水机组，对其布管结构进行了优化，连通管至少一侧到壳管换热器的中轴线的最小距离小于壳管换热器的半径，即将连通管的部分或者全部内置于壳管换热器，能够避免现有外部连通管结构占用大量机组空间的弊端，节省冷水机组的布置空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中双侧叶轮布置离心机组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双侧叶轮布置离心机组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种连通管的截面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种连通管的截面结构示意图。

其中，在图1的现有技术中，11为双侧叶轮布置压缩机，12为二级吸气，13为外部连通管，14为一级排气，15为一级吸气，16为蒸发器；

在图2-图4的本方案实施例中，21为双侧叶轮布置压缩机，22为二级吸气，23为连通管，24为一级排气，25为一级吸气，26为蒸发器，27为双层壳体，28为隔热材料。

具体实施方式

本发明公开了一种冷水机组，相对于现有技术能够在不影响机组性能的情况下节省冷水机组的布置空间，避免机组二级吸气出现吸气带液，保障机组性能。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-图4，图2为本发明实施例提供的双侧叶轮布置离心机组的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种连通管的截面结构示意图；图4为本发明实施例提供的另一种连通管的截面结构示意图。

本发明实施例提供的冷水机组，包括圆柱形的壳管换热器和安装在壳管换热器上的压缩机（在此以双侧叶轮布置压缩机21为例），该压缩机的一级排气24和二级吸气22之间连通有连通管23，其核心改进点在于，连通管23至少一侧到壳管换热器的中轴线的最小距离小于壳管换热器的半径，即将连通管23的部分或者全部内置于壳管换热器，其结构可以参照图2所示。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的冷水机组，对其布管结构进行了优化，利用壳管换热器的内部空间安装连通管，能够避免现有外部连通管结构占用大量机组空间的弊端，节省冷水机组的布置空间。

需要说明的是，本方案中的壳管换热器可以为冷凝器或者蒸发器，一般根据压缩机的位置选择。对于将连通管嵌在冷凝器上的方式，适用于压缩机在冷凝器上的结构，但由于二级排气都要排入冷凝器，因此这种结构不易实现，并不常用；鉴于本领域的离心机组的压缩机通常都放在蒸发器上，因此连通管开在蒸发器内部的布管结构更为简洁和实用，本发明也是以蒸发器为例进行说明，如图2中的蒸发器26所示。

在本方案提供的第一个实施例中，将连通管23焊接在壳管换热器内侧，将该壳管换热器隔出一部分空间，并在其壳体上设置开口，形成流通管道。具体的，连通管23焊接在壳管换热器的壳体内壁上，且壳管换热器的壳体上开设有进气孔和出气孔，连通管23的进气端通过进气孔连通于一级排气24，连通管23的出气端通过出气孔连通于二级吸气25。

上述的连通管23可以采用完整的管。作为优选，还可以直接在壳管内侧焊接分隔板，该分隔板与壳管换热器的壳体管壁围成连通管23的流通管道。

以上的实施方式适用于直径较大的壳管换热器，在需要进行焊接时，直接从其两端的开口操作就可以。

针对于壳管换热器直径较小，不便于从内部焊接的情况，在本方案提供的第二个具体实施例中，壳管换热器的壳体上开设有安装井，连通管23焊接于安装井内，这样就可以在壳体外部进行焊接操作。在本方案提供的第三个具体实施例中，壳管换热器的壳体外表面向内凹陷形成用于同连通管23配合的装配槽，连通管23安装在该装配槽内。

为了连通管23在蒸发器26上的安装更加牢固和稳定，在本方案提供的进一步实施例中，装配槽具有用于同连通管23外周面配合的形状。作为优选，如图2所示，装配槽的尺寸能够完全容纳连通管23。

为了进一步优化上述的技术方案，连通管23靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有双层壳体27，该双层壳体27间保持真空或填充隔热材料28。作为优选，可选隔热材料28有保温棉、发泡材料、纤维材料或气凝胶材料等。这样一来，就保证了连通管23作为独立的密闭腔体，与蒸发器26不进行热交换，能够确保由一级排气24排入的高温高压气态工质不通过管壁与蒸发器26进行热交换，使得高温高压气态工质在连通管23中不至于液化，确保二级吸气22不出现吸气带液体，从而保证机组性能不受内置连通管结构的影响。

与现有结构类似的，工质由一级吸气25吸入经过双侧叶轮布置压缩机21一次压缩后由一级排气24排出，此结构方案中，工质由一级排气24排入到具有双层壳体的连通管23中，该连通管23中充满高温高压的气态工质，由二级吸气22再将连通管23中的气态工质吸入双侧叶轮布置压缩机21中进行二次压缩，最终通过二级排气排入冷凝器，一级排气24以及二级吸气22与连通管23的连接形式可为法兰连接、焊接等。

针对于现有连通管的圆管结构，关于连通管23靠近壳管换热器的一侧的管壁，本发明提供了两种具体结构：

第一种的截面结构可以参照图3所示，该管壁具有由平面和连接在平面两侧的斜面构成的U形结构。

进一步的，平面与其两侧的斜面之间的夹角，即图3中的图中夹角α大小均控制在120°到150°之间，连通管23的直径越大，该夹角α越大。

作为优选，平面与其两侧的斜面之间的夹角大小均为135°。当然，本领域技术人员能够根据连通管23的实际尺寸对以上夹角做出适当的调整，以使装配槽能与其更加贴合，在此不再赘述。

第二种的截面结构为圆弧形，可以参照图4所示，该管壁具有圆弧面结构，其圆弧面均位于同一个圆柱体的外圆周面上。

为了进一步优化上述的技术方案，圆弧面的中轴线平行于壳管换热器壳体的中轴线，即连通管23沿蒸发器26的中轴线方向设置。

这种结构的圆弧半径应根据实际蒸发器筒体直径而定。在本方案提供的具体实施例中，圆弧面的半径等于壳管换热器（即蒸发器26）的外壳体半径。需要说明的是，图3和图4中给出的两种连通管23的通流面积需应与一级排气24通流面积相当。

针对于现有结构中压缩机安装在蒸发器顶部的形式，在本方案提供的优选实施例中，连通管23部分或者全部内置于壳管换热器的壳体的顶部。

本方案中的冷水机组特别适用于离心式冷水机组，壳管换热器为离心式冷水机组的蒸发器或冷凝器。

综上所述，本发明提供的冷水机组，对其布管结构进行了优化，连通管至少一侧到壳管换热器的中轴线的最小距离小于壳管换热器的半径，即将连通管的部分或者全部内置于壳管换热器，利用壳管换热器的内部空间安装连通管，能够避免外部连通管结构占用大量机组空间的弊端，节省机组布置空间；且连通管具有隔热结构的双层壳体，又保证了高温高压气态工质在连通管中不至于液化，二级吸气不出现吸气带液等不利影响，保障机组性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种冷水机组，包括壳管换热器和安装在所述壳管换热器上的压缩机，所述压缩机的一级排气和二级吸气之间连通有连通管，其特征在于，所述连通管至少一侧到所述壳管换热器的中轴线的最小距离小于所述壳管换热器的半径；所述冷水机组为离心式冷水机组，所述壳管换热器为所述离心式冷水机组的蒸发器或冷凝器；

所述连通管焊接在所述壳管换热器的壳体内壁上，且所述壳管换热器的壳体上开设有进气孔和出气孔，所述连通管的进气端通过所述进气孔连通于所述一级排气，所述连通管的出气端通过所述出气孔连通于所述二级吸气；

或者所述壳管换热器的壳体上开设有安装井，所述连通管焊接于所述安装井内；

或者所述壳管换热器的壳体外表面向内凹陷形成用于同所述连通管配合的装配槽，所述连通管安装在装配槽内。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有双层壳体，所述双层壳体间保持真空或填充隔热材料。

3.根据权利要求2所述的冷水机组，其特征在于，所述隔热材料为保温棉、发泡材料、纤维材料或气凝胶材料。

4.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有由平面和连接在所述平面两侧的斜面构成的U形结构。

5.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，所述平面与其两侧的所述斜面之间的夹角大小均在120°到150°之间。

6.根据权利要求4所述的冷水机组，其特征在于，所述平面与其两侧的所述斜面之间的夹角大小均为135°。

7.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述连通管靠近所述壳管换热器的一侧的管壁具有圆弧面结构，所述圆弧面位于同一个圆柱体的外圆周面上。

8.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，所述圆弧面的中轴线平行于所述壳管换热器壳体的中轴线。

9.根据权利要求7所述的冷水机组，其特征在于，所述圆弧面的半径等于所述壳管换热器壳体的半径。