CN105241130A - 一种冷却机组及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷却机组，所述机组包括由压缩机(1)、冷凝装置、蒸发装置和膨胀阀(10)组成的压缩制冷循环回路；所述机组还包括并联设置在所述压缩机(1)两端的第一支路和并联设置在所述膨胀阀(10)两端的第二支路，在所述第二支路上设置有制冷剂泵(9)和第一电磁阀(7)，在所述膨胀阀(10)的进口或出口管路上设置有第二电磁阀(8)；所述第一支路通过三通阀(12)连接到所述压缩机(1)的进口或出口管路上。本发明通过三通阀、第一支路、第二支路、第一电磁阀和第二电磁阀几者的同时配合调节作用共同实现了压缩机制冷运行模式和制冷剂泵自然冷却运行模式之间的有效切换，使得切换手段便捷、可靠。本发明还涉及该冷却机组的控制方法。
Description
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种冷却机组及其控制方法，尤其涉及一种包括压缩机制冷循环系统和制冷剂泵自然冷却循环系统的机组及其控制方法。
背景技术
风冷冷水机组是中央空调系统的一种主要中央冷源设备，一般适用于夏季制冷，其常规的制冷方式是压缩式机械制冷。然而，冬季室外低温时，若仍然采用压缩式机械制冷，其能耗相对来说是较高的，所以，目前自然冷却式风冷冷水机组已经开始使用。所谓的自然冷却式风冷冷水机组是在超低温下关闭压缩机，通过制冷剂泵回路强制循环制冷实现自然冷却。
对于自然冷却式风冷冷水机组而言，如何进行压缩机运行制冷与制冷剂泵运行制冷模式的可靠切换是一个重要问题。另外，现有的自然冷却式风冷冷水机组在制冷剂运行制冷时会出现制冷剂向油分离器和压缩机迁移的问题，从而使制冷剂泵回路中的制冷剂不足，无法实现正常制冷。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种冷却机组及其控制方法，主要目的在于使得压缩机制冷运行模式与制冷剂泵自然冷却运行模式之间能够实现便捷、且可靠的切换。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一种冷却机组，所述机组包括由压缩机、冷凝装置、蒸发装置和膨胀阀组成的压缩制冷循环回路；其中所述机组还包括并联设置在所述压缩机两端的第一支路和并联设置在所述膨胀阀两端的第二支路，在所述第二支路上设置有制冷剂泵和第一电磁阀，在所述膨胀阀的进口或出口管路上设置有第二电磁阀；且所述第一支路通过三通阀连接到所述压缩机的进口或出口管路上。
优选地，所述冷凝装置、所述制冷剂泵和所述蒸发装置组成自然冷却循环回路。
优选地，在所述压缩机的出口端还设置有第一单向阀。
优选地，在所述压缩机和所述第一单向阀之间还设置有油分离器。
优选地，在所述第一支路上设置有第二单向阀。
优选地，所述第一电磁阀设置在所述制冷剂泵的进口端，且所述第二电磁阀设置在所述膨胀阀的进口端。
优选地，所述冷凝装置包括风冷冷凝器和风机；且所述蒸发装置包括壳管蒸发器，以及所述膨胀阀包括电子膨胀阀。
本发明还提供一种冷却机组的控制方法，其针对前述的冷却机组进行压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换控制。
优选地，通过所述三通阀对所述第一支路和压缩机所在管路进行分别导通或关闭；通过第一电磁阀对所述第二支路进行导通或关闭，通过第二电磁阀对所述膨胀阀所在管路进行导通或关闭，以实现压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换。
优选地，当所述三通阀将所述压缩机所在管路导通时，所述第一支路关闭，且此时第二电磁阀打开使得所述膨胀阀所在管路导通，第一电磁阀关闭使得所述第二支路关闭，实现压缩制冷循环回路导通，进行压缩制冷循环。
优选地，当所述三通阀将所述压缩机所在管路关闭时，所述第一支路导通，且此时第二电磁阀关闭使得所述膨胀阀所在管路关闭，第一电磁阀导通使得所述第二支路导通，实现自然冷却循环回路导通，进行自然冷却循环。
优选地，当在所述压缩机的出口端还设置有第一单向阀时，阻断了制冷剂流回压缩机的路径，防止了制冷剂向压缩机的迁移。
优选地，当在所述压缩机和所述第一单向阀之间还设置有油分离器时，阻断了制冷剂流回油分离器的路径，防止了制冷剂向油分离器的迁移。
优选地，当所述第一支路上设置有第二单向阀时，使制冷剂只能单向流通，防止压缩机运行制冷时制冷剂从压缩机排气口流向吸气口。
与现有技术相比，本发明的冷却机组及其控制方法，至少具有如下有益效果：
1.本发明通过三通阀并联连接到压缩机两端的第一支路、及并联连接到膨胀阀两端的第二支路、且在第二支路上设置第一电磁阀和制冷剂泵、并且设置在膨胀阀进、或出口管路上的第二电磁阀，几者同时配合调节作用共同实现了压缩机制冷运行模式和制冷剂泵自然冷却运行模式之间的有效切换，并且切换手段便捷、可靠。
2.本发明通过在压缩机出口处设置第一单向阀能够有效地防止低环境温度下制冷剂向压缩机迁移情况的发生，从而确保在制冷剂泵运行制冷模式下，不会出现制冷剂迁移，进而防止出现机组制冷量的衰减甚至消失，确保了冷却机组运行的可靠性。
3.本发明通过在所述压缩机和第一单向阀之间还设置油分离器能够有效地防止低环境温度下制冷剂向油分离器迁移情况的发生，从而确保在制冷剂泵运行制冷模式下，不会出现制冷剂迁移，进而防止出现机组制冷量的衰减甚至消失的情况。
4.本发明通过在第二制冷循环回路上设置有与压缩机并联的第二单向阀，使制冷剂只能单向流通，以防止机组在进行压缩制冷循环模式时，制冷剂从压缩机的排气口回流到吸气口，防止不能实现有效制冷情况的发生。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的冷却机组的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1-压缩机，2-油分离器，3-第一单向阀，4-第二单向阀，5-风冷冷凝器，6-风机，7-第一电磁阀，8-第二电磁阀，9-制冷剂泵，10-膨胀阀，11-壳管蒸发器，12-三通阀，13—冷冻水出水管，14—冷冻水进水管。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本发明提供一种冷却机组，所述机组包括由压缩机1、冷凝装置、蒸发装置和膨胀阀10组成的压缩制冷循环回路；其中所述机组还包括并联设置在所述压缩机1两端的第一支路和并联设置在所述膨胀阀10两端的第二支路，在所述第二支路上设置有制冷剂泵9和第一电磁阀7，在所述膨胀阀10的进口或出口管路上设置有第二电磁阀8；且所述第一支路通过三通阀12连接到所述压缩机1的进口或出口管路上。
通过控制三通阀12换向，使制冷剂能够在压缩机所在的管路和与所述压缩机所在管路并联的第一支路之间进行切换，并且当制冷剂流经压缩机所在管路时，通过控制第一电磁阀7关闭和控制第二电磁阀8打开，使得膨胀阀10所在管路导通且制冷剂泵9所在管路关闭，实现压缩制冷循环；而当通过控制三通阀12换向而使得制冷剂流经与所述压缩机所在管路并联的第一支路上时，通过控制第一电磁阀7打开和控制第二电磁阀8关闭，使得膨胀阀10所在管路关闭且制冷剂泵9所在管路导通，从而实现自然冷却循环。由此通过三通阀、第一支路、第一、第二电磁阀和第二支路组成的结构而共同作用，能够有效、便捷且可靠地实现压缩制冷循环模式与自然冷却运行循环模式之间的切换目的和效果。
优选地，所述冷凝装置、所述制冷剂泵和所述蒸发装置组成自然冷却循环回路。该自然冷却循环回路通常应用在超低温的情况下，此时通过制冷剂泵强制制冷剂循环以在冷凝装置(风冷)和蒸发装置(水冷)处实现自然冷却。
优选地，在所述压缩机1的出口端还设置有第一单向阀3。
通过在压缩机出口处设置一个第一单向阀3，使冷却机组的制冷剂泵制冷(自然冷却)循环模式运行时，制冷剂通过第一支路直接流向冷凝装置时，无法逆向回流到压缩机1中。因为，制冷剂泵制冷循环模式运行的条件是：环境温度很低(一般在0℃以下)。这样的话，在制冷剂泵制冷循环模式(自然冷却循环模式)运行时，压缩机1处在低温环境中，其内部压力会很低，制冷剂的特性就是会向低压侧迁移，如果压缩机1出口端没有单向阀，则在低温情况下，制冷剂就会向压缩机1(低压侧)迁移。长时间以后，系统中的制冷剂就会大量地迁移并储存在压缩机1中，从而使得自然冷却循环回路中的制冷剂量不足，导致自然冷却式(风冷冷水)机组的制冷量出现衰减，甚至衰减到零。因此，本实施例提供的自然冷却式风冷冷水机组在压缩机出口端设置第一单向阀3，从物理结构上阻断了制冷剂流回压缩机的路径，从根本上防止制冷剂向压缩机1迁移的情形发生，从而保证了第二循环制冷回路始终有足够的制冷剂，确保第二循环制冷模式的制冷量不会出现衰减或消失。
优选地，在所述压缩机1和所述第一单向阀3之间还设置有油分离器2。
通过设置油分离器不仅能实现压缩机出口端的油液分离，将油分离器设置在第一单向阀3后端还能通过第一单向阀3防止制冷剂逆流进入油分离器，进而更加无法逆向回流到压缩机1中。因为，制冷剂泵制冷循环模式运行的条件是：环境温度很低(一般在0℃以下)，在制冷剂泵制冷循环模式(自然冷却循环模式)运行时，油分离器2和压缩机1处在低温环境中，其内部压力会很低，且油分离器2作为一个压力容器，内部具有较大的容积，制冷剂的特性就是会向低压侧迁移，如果油分离器2出口没有单向阀，则在低温情况下，制冷剂就会向油分离器2和压缩机1(低压侧)迁移，且油分离器2的容积给制冷剂提供了充足的储存空间。长时间以后，系统中的制冷剂就会大量地迁移并储存在油分离器2和压缩机1中，从而使得第二制冷循环回路中的制冷剂量不足，导致冷却机组的制冷量出现衰减，甚至衰减到零。因此，本实施例提供的冷却机组在油分离口2设置第二单向阀3，从物理结构上阻断了制冷剂流回油分离器2的路径，从根本上防止制冷剂向油分离器2和压缩机1迁移的情形发生，从而保证了第二循环制冷回路始终有足够的制冷剂，确保第二循环制冷模式的制冷量不会出现衰减或消失。
优选地，在所述第一支路上设置有第二单向阀4。这样能够使得制冷剂只能单向流通，以防止在进行压缩制冷循环模式时，制冷剂从压缩机1的排气口回流到吸气口，从而防止不能起到有效制冷的情况发生。
优选地，所述第一电磁阀7设置在所述制冷剂泵9的进口端，且所述第二电磁阀8设置在所述膨胀阀10的进口端。这是一种优选的设置位置和实施方式，能够用于控制制冷剂是否进入制冷剂泵所在的的管路以及是否进入膨胀阀所在的管路中。具体地，第一电磁阀控制制冷剂泵所在管路的通、断，第二电磁阀用于控制膨胀阀所在管路的通、断。
优选地，所述冷凝装置包括风冷冷凝器5和风机6；且所述蒸发装置包括壳管蒸发器11，以及所述膨胀阀10包括电子膨胀阀。以上均是冷凝装置、蒸发装置和膨胀阀的优选结构和实施方式。所述风机起到辅助换热的作用。进一步优选地，壳管蒸发器11连接有冷冻水出水管13和冷冻水进水管14，以对制冷剂通过水冷的方式进行换热。
本发明还提供一种冷却机组的控制方法，其针对前述的冷却机组进行压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换控制。通过三通阀并联连接到压缩机两端的第一支路、及并联连接到膨胀阀两端的第二支路、且在第二支路上设置第一电磁阀和制冷剂泵、并且设置在膨胀阀进、或出口管路上的第二电磁阀，几者同时配合调节作用共同实现了压缩机制冷运行模式和制冷剂泵自然冷却运行模式之间的有效切换，并且切换手段便捷、可靠。
优选地，通过所述三通阀12对所述第一支路和压缩机1所在管路进行分别导通或关闭；通过第一电磁阀7对所述第二支路进行导通或关闭，通过第二电磁阀8对所述膨胀阀10所在管路进行导通或关闭，以实现压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换。
优选地，当所述三通阀12将所述压缩机1所在管路导通时，所述第一支路关闭，且此时第二电磁阀8打开使得所述膨胀阀10所在管路导通，第一电磁阀7关闭使得所述第二支路关闭，实现压缩制冷循环回路导通，进行压缩制冷循环。通过三通阀、第一、第二电磁阀的共同控制实现冷却机组的压缩制冷循环，此时不进行自然冷却的循环。
优选地，当所述三通阀12将所述压缩机1所在管路关闭时，所述第一支路导通，且此时第二电磁阀8关闭使得所述膨胀阀10所在管路关闭，第一电磁阀7导通使得所述第二支路导通，实现自然冷却循环回路导通，进行自然冷却循环。通过三通阀、第一、第二电磁阀的共同控制实现冷却机组自然冷却的循环，此时不进行压缩制冷的循环。
优选地，当在所述压缩机1的出口端还设置有第一单向阀3时，阻断了制冷剂流回压缩机的路径，防止了制冷剂向压缩机的迁移。进而不会出现机组制冷量的衰减甚至消失，确保了冷却机组运行的可靠性。
优选地，当在所述压缩机1和所述第一单向阀3之间还设置有油分离器2时，阻断了制冷剂流回油分离器的路径，防止了制冷剂向油分离器的迁移。设置油分离器不仅能够对压缩机出口端的制冷剂进行油的分离作用，还能够防止制冷剂向油分离器进行迁移，进而防止出现机组制冷量的衰减甚至消失的情况，确保了冷却机组运行的可靠性。
优选地，当所述第一支路上设置有第二单向阀4时，使制冷剂只能单向流通，防止压缩机运行制冷时制冷剂从压缩机1排气口流向吸气口，防止不能实现有效制冷情况的发生。
综上所述，本发明提供一种冷却机组及其控制方法，能够实现自然冷却循环和压缩制冷循环，并且通过在蒸发器、压缩机吸气管路及第二单向阀所在的第一支路的交接处设置三通阀，以及在制冷剂泵所在管路设置第一电磁阀和在膨胀阀所在管路设置第二电磁阀，有效地实现了制冷剂泵制冷循环模式与压缩机制冷循环模式之间的可靠便捷切换。另外，优选在油分离器出口处设置第一单向阀来防止低环境温度下制冷剂向油分离器和压缩机迁移的情形发生，从而确保制冷剂泵运行制冷模式下不会出现制冷剂迁移，进而不会出现制冷量的衰减甚至消失，大大确保了冷却机组运行的可靠性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (14)
1.一种冷却机组，所述机组包括由压缩机(1)、冷凝装置、蒸发装置和膨胀阀(10)组成的压缩制冷循环回路；其特征在于：所述机组还包括并联设置在所述压缩机(1)两端的第一支路和并联设置在所述膨胀阀(10)两端的第二支路，在所述第二支路上设置有制冷剂泵(9)和第一电磁阀(7)，在所述膨胀阀(10)的进口或出口管路上设置有第二电磁阀(8)；且所述第一支路通过三通阀(12)连接到所述压缩机(1)的进口或出口管路上。
2.根据权利要求1所述的冷却机组，其特征在于：所述冷凝装置、所述制冷剂泵和所述蒸发装置组成自然冷却循环回路。
3.根据权利要求1-2之一所述的冷却机组，其特征在于：在所述压缩机(1)的出口端还设置有第一单向阀(3)。
4.根据权利要求3所述的冷却机组，其特征在于：在所述压缩机(1)和所述第一单向阀(3)之间还设置有油分离器(2)。
5.根据权利要求1-4之一所述的冷却机组，其特征在于：在所述第一支路上设置有第二单向阀(4)。
6.根据权利要求1-5之一所述的冷却机组，其特征在于：所述第一电磁阀(7)设置在所述制冷剂泵(9)的进口端，且所述第二电磁阀(8)设置在所述膨胀阀(10)的进口端。
7.根据权利要求1-6之一所述的冷却机组，其特征在于：所述冷凝装置包括风冷冷凝器(5)和风机(6)；且所述蒸发装置包括壳管蒸发器(11)，以及所述膨胀阀(10)包括电子膨胀阀。
8.一种冷却机组的控制方法，其特征在于：针对权利要求1-7之一所述的冷却机组进行压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换控制。
9.根据权利要求8所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：通过所述三通阀(12)对所述第一支路和压缩机(1)所在管路进行分别导通或关闭；通过第一电磁阀(7)对所述第二支路进行导通或关闭，通过第二电磁阀(8)对所述膨胀阀(10)所在管路进行导通或关闭，以实现压缩制冷循环回路和自然冷却循环回路之间的切换。
10.据权利要求9所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：当所述三通阀(12)将所述压缩机(1)所在管路导通时，所述第一支路关闭，且此时第二电磁阀(8)打开使得所述膨胀阀(10)所在管路导通，第一电磁阀(7)关闭使得所述第二支路关闭，实现压缩制冷循环回路导通，进行压缩制冷循环。
11.据权利要求9所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：当所述三通阀(12)将所述压缩机(1)所在管路关闭时，所述第一支路导通，且此时第二电磁阀(8)关闭使得所述膨胀阀(10)所在管路关闭，第一电磁阀(7)导通使得所述第二支路导通，实现自然冷却循环回路导通，进行自然冷却循环。
12.据权利要求8-11之一所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：当在所述压缩机(1)的出口端还设置有第一单向阀(3)时，阻断了制冷剂流回压缩机的路径，防止了制冷剂向压缩机的迁移。
13.据权利要求8-12之一所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：当在所述压缩机(1)和所述第一单向阀(3)之间还设置有油分离器(2)时，阻断了制冷剂流回油分离器的路径，防止了制冷剂向油分离器的迁移。
14.据权利要求13所述的冷却机组的控制方法，其特征在于：当所述第一支路上设置有第二单向阀(4)时，使制冷剂只能单向流通，防止压缩机运行制冷时制冷剂从压缩机(1)排气口流向吸气口。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |