CN106196762A - 全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷系统中的应用方法及该液泵的结构 - Google Patents

Abstract

一种全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷系统中的应用方法及该液泵的结构，主要是通过对包括泵体(2)和它的拖动电机二者在内的组合结构上增设了由通过金属焊接工艺实现的全密封型密封壳体(7)，以及增设了由气体压力平衡管(3)和液体压力平衡管(3’)一对与低压储液桶装置(D)连接的管道来实现确保制冷系统能够正常工作的安装方法，本发明的日常运行成本能够达到节能30％左右，若在高层楼房制热系统中也考虑无水输能的形式，即形成无水输能型的高层楼房中央冷暖空调系统，也应该是容易实现的，而且也同样不会存在增加对外界空间泄漏制冷剂的问题。

Description

全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷系统中的应用方法及该 液泵的结构

技术领域

本发明涉及一种绝对不会对大气空间泄漏制冷剂分子的全密封型制冷剂液泵结构及其在高层楼房制冷系统中让制冷剂蒸发吸热制冷(依靠制冷剂相变的潜热直接制冷)来取代水介质输送冷能吸热制冷(依靠水介质非相变的显热间接送冷)的大幅度节能的应用方法，即制冷系统相关管路的连接使用方法。

背景技术

目前，在高层或超高层建筑的制冷空调系统中，由于制冷系统中压缩机所形成的压力难以将低压液态制冷剂压送上去，通常依靠水及其配套的水泵等设备构成的二次冷量传递冷媒介质配送装置协助完成冷量的输送。

——由于液泵的泄漏问题没有解决，采用水泵时水的泄漏量再大，基本上不会影响到该制冷系统的使用成本，尽管增加了让水作为中间过渡介质协助传递冷量这个中间环节，于整个制冷系统的节能不利，然而，现实已经证明了这还是可以承受的；而采用制冷剂泵时，它泄漏的是非常昂贵的空调高温制冷用途的制冷剂，所引起的使用成本的剧增是人们难以承受的，尽管此举(采用制冷剂液泵)可以让制冷剂在蒸发器中通过直接的蒸发吸热对房间的空气进行冷却(减少了一个水的冷量传递中间环节)，有利于节能，然而，它带来的好处与制冷剂泄漏带来的害处相比较，是弊大于利，因此，现在仍然维持着请水介质来协助高层楼房的冷量与热量的二次“显热”性质的输能传递。

目前，高层冷库的低温制冷系统中首先成功地采用了常规的氨泵(制冷剂可以从泵体内部泄漏到大气空间中)为主体的氨制冷剂加压配送装置，实现了高层低温库房中的制冷剂在蒸发器中直接蒸发制冷的过程；其不足是：氨制冷剂液体从氨泵内部往大气空间的泄漏量较大，经常性地定期对制冷系统补充氨制冷剂是在所难免的，尽管如此，还是利大于弊，因为氨制冷剂的成本极低，况且，低于0℃的地方不能使用水作为介质；如果将制冷剂氨水(每公斤约0.2元)改为氟利昂F12(每公斤大于50元)或它的同性质代用品，这势必会成近几百倍地提高冷库的日常运行成本；为此，采用氟利昂或它的同性质代用品作为制冷剂的低温冷库绝大多数都是小型单层(此时不需要制冷剂液泵)的，而中、大型高层冷库中由于采用了氨泵供液，其使用的制冷剂必然是氨液。

一般来说，对于液泵的泄漏问题，国标(主要是针对水而言)的要求是允许泄漏，但是，不允许泄漏超标；然而，对于制冷剂泵来说，符合上述国标要求的水泵，仍然不能充当符合使用昂贵的非氨类的诸如氟利昂制冷剂(取代被禁用的氟利昂的制冷剂价格更高)的日常使用要求。

显然，解决上述问题的前提是：必须解决液泵，即制冷剂液泵的泄漏问题，其次，还有一个就是接下来的采用了制冷剂液泵之后在制冷系统中的技术可靠性问题。

发明内容

本发明之目的：

从其结构上解决制冷剂液泵的泄漏问题入手，同时又采用了技术上绝对可靠的辅助举措来实现在高层楼房中直接利用制冷剂在蒸发器中进行蒸发制冷的全过程。

本发明的关键在于：

利用绝对不会泄漏的制冷剂液泵以及又以绝对可靠的安装格局(方法)来实现上述的本发明之目的。

本发明的特点：

一.由于在制冷剂液泵的结构上采用了全密封型金属密封壳体，这就为彻底解决了高效率液泵对外界空间泄漏制冷剂的问题创造了条件，即进而为在高层或超高层楼房制冷空调系统中省略了水这个输能低效率的上述二次冷量传递冷媒介质也创造了条件。

二.由于安装时让制冷剂液泵的下底部高于配用的低压储液桶装置内制冷剂液面的位置，即前后两者之间的距离存在高度差距，这就为工作中的制冷剂液泵内部绝对不会存在制冷剂的积液、并进而通过接触电机转子最终损坏制冷剂液泵内部的拖动电机创造了条件，即进而为绝对确保了制冷剂液泵的正常工作创造了条件。

三.由于能够存在上述的“一”与“二”两个特点(要素)，这就为让制冷系统能够成功地实现：在制冷方式上由直接的“制冷剂通过潜热制冷”取代现有技术中由间接的“水介质通过显热传递冷能”创造了条件，即进而为可以在制冷空调系统的使用过程中(在制冷量一定时：由输送极大量的水介质来完成变更为输送极少量的制冷剂来完成)实现30％左右的节能量又创造了条件。

附图说明

图1示意了全密封型制冷剂液泵的结构形式。

图2示意了全密封型制冷剂液泵与配用的低压储液桶装置而组成的制冷剂加压配送装置系统中的相关管道连接状态。

B：制冷剂液泵；D：低压储液桶装置(与中型与大型高层低温冷库中所采用的该装置雷同)；P：低压储液桶装置内的制冷剂液面；H：制冷剂液泵下底部高出制冷剂液面之间的高度差距；1：进液管；2：泵体(可以位于拖动电机的下部或上部)；3：气体压力平衡管；4：电机转子；5：定子绕组；6：传动轴；7：金属密封壳体；8：出液管；9：压缩机；10：冷凝器；11：节流阀；12：绝热层；13：低压储液桶壳体；14：液态制冷剂；15：位于高层楼房制冷系统中的蒸发器。

具体实施方式

结合本发明附图的示意，为了实现本发明上述之目的，拟采用以下的技术：

本发明中的全密封型制冷剂液泵B在高层楼房制冷系统中的应用方法，即该制冷剂液泵B的安装要求：

一.制冷剂液泵B在设置上需要满足以下的条件：

构成制冷剂液泵B的密封壳体7的下底部位于：配用的低压储液桶装置D内的制冷剂液面P与低压储液桶装置D顶部之间的位置；

二.构成制冷剂液泵B的密封壳体7上的管接口对外管道连接的方法，即制冷剂液泵B上的管接口对外管道连的方法如下：

气体压力平衡管3的管接口连接在配用的低压储液桶装置D的制冷剂液面P以上的位置；

液体压力平衡管3’的管接口连接在配用的低压储液桶装置D的下底部位置或该装置D内制冷剂液面P以下的位置；

低压进液管1的管接口连接在配用的低压储液桶装置D的下底部位置或该装置D内制冷剂液面P以下的位置；

高压出液管8的管接口连接在制冷系统中蒸发器15的进口端位置。

本发明中的全密封型制冷剂液泵B在结构上包括：

泵体2和由电机转子4与定子绕组5构成的拖动电机，上述泵体2和由电机转子4与定子绕组5构成的拖动电机是被密闭在一个密封壳体7中的，并且，该构成制冷剂液泵B的密封壳体7上还设置有管道接口：

气体压力平衡管3和液体压力平衡管3’以及低压进液管1和高压出液管8；

所述的气体压力平衡管3的管接口是与由密封壳体7与泵体2以及拖动电机之间形成的腔体空间的上部接通的；

所述的液体压力平衡管3’的管接口是与由密封壳体7与泵体2以及拖动电机之间形成的腔体空间的下底部连通的；

所述的低压进液管1的管接口是穿过密封壳体7内的腔体空间与泵体2的进液管口接通的；

所述的高压出液管8的管接口是穿过密封壳体7内的腔体空间与泵体2的出液管口接通的；

所述的密封壳体7是指由金属形成的与外界空气完全隔绝的且通过金属焊接工艺实施缝隙焊接的金属密闭容器。

本发明在具体实施中涉及的相关问题说明如下：

一.通过制冷系统冷凝器10后变为高压液态制冷剂，在经过了节流阀11降压进入低压储液桶装置D储存后，由于该装置D外包绝热层，低压液态制冷剂不会在这个中间过度容器中吸热蒸发，只有当它被制冷剂液泵B泵入高层楼房蒸发器10之后，才会通过与外界的热交换进行正常的吸热沸腾直接进行的蒸发制冷工作，即形成直接对楼房内部制冷的过程。

图1中示意的关键部位(部件)是本发明制冷剂液泵B的结构中，存在一圈由全密封型金属密封壳体7形成的阻止制冷剂分子对外界大气空间泄漏的一道立体防线，该立体防线不能够由常规的高分子塑料或橡胶构成，以下会专题说明该问题。

图2中示意的低压储液桶装置D内的制冷剂液面P是本发明中的一个关键，它会随着楼房中的制冷负荷发生有限的变化，当制冷负荷较小时，比方说楼房中每个房间不一定都需要制冷，制冷剂液面P的位置会偏高一些，而当制冷负荷较大时，比方说楼房中每个房间都需要制冷，制冷剂液面P的位置会偏高一些，为此：

在设置制冷剂液泵B的高度位置时，不宜太高，其下底部应该高出该制冷剂液面P的位置偏大一些为妥(最好以实验的数据为准)，例如：至少使得前述两者的高度差距H足够大，稍大于5公分或10公分即可。

二.由于本发明的结构中存在构成制冷剂液泵B的金属密封壳体7，就制止了泵体2内部的高压液态制冷剂从传动轴6的轴封处强行泄漏(渗漏)后进入大气空间所造成浪费的可能性：

上述的强行泄漏现象对于任何泵体2来说都是难以避免的，然而，由于本发明结构中存在通过焊接工艺形成的金属密封壳体7并恰好又完全地罩住了从泵体2内部外泄的液态制冷剂，使得上述制冷剂的外泄成为整个制冷系统内部部件的泄漏，又由于金属分子之间的间隙小于液态制冷剂分子直径，被罩住的外泄液态制冷剂分子是无法继续穿越以立体型式罩住它们的由金属密封壳体7形成的立体防线。

这就如：由自行车车胎或汽车车胎长期(例如：一年)不打气是不行的一样，因为以橡胶为主体的高分子材料本身的分子之间的间隙就大于空气的分子直径，只是空气分子穿越橡胶类高分子材料的分子之间间隙的速率不快而已。

——显然：本发明中通过金属焊接方式形成的全密封型(针对物质分子的量级而言)金属密封壳体7的结构，是造成本发明中全密封型制冷剂液泵B在制冷系统中能够可靠工作的第一个关键要素。

三.上述的本发明结构中通过气体压力平衡管3和液体压力平衡管3’一对管道与低压储液桶装置D的相关部位相连举措，其目的在于：一旦构成全密封型制冷剂液泵B的泵体2从其内部外泄液态制冷剂时，无论其外泄的数量如何，都会通过在位于该制冷剂液泵B下底部的液体压力平衡管3’即刻回流到相同压力的低压储液桶装置D内被全部回收，等待以后被再次使用。

——显然：本发明中通过在结构安装上让上述的气体压力平衡管3和液体压力平衡管3’一对与低压储液桶装置D相连接的管道存在，是造成本发明中全密封型制冷剂液泵B在制冷系统中能够可靠工作的第二个关键要素。

四.关于全密封型制冷剂液泵B的一次性使用寿命问题：

由于可以考察一下家用冰箱与家用空调器中使用的压缩机，它们的一次性使用寿命一般会超过15年，世界名牌超过30年；它们坏损时的原因与驱动水体转动的洗衣机一样，完全取决于其中的拖动电机是否还损，即受到拖动电机的使用寿命影响极大；本发明中的全密封型制冷剂液泵B的结构也属于最简单的如同上述压缩机那样的不可拆卸的机电产品，显然，其一次性使用寿命总是可以使得它超过上述的15年或30年。

综上所述：

不难看出，形成本发明中以上的两个关键要素，即：绝对地确保“全密封型”以及绝对地确保“让从泵体2内部外泄的液态制冷剂全数在制冷系统内部被回收后再利用”是“缺一不可”的，然而又是容易实现的。——实施本发明的全套制冷系统成本与现有技术相当，然而，其日常的运行成本却能够达到节能30％左右的效果(楼房层次越高节能效果就越大)；若在高层楼房制热系统中也考虑无水输能的形式，即形成无水输能型的高层楼房中央冷暖空调系统，也应该是容易实现的，而且也不会存在增加对外界空间泄漏制冷剂的问题。

Claims (2)

1.一种全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷系统中的应用方法，即该制冷剂液泵的安装要求：

一.制冷剂液泵(B)在设置上需要满足以下的条件：

构成制冷剂液泵(B)的密封壳体(7)的下底部高于：配用的低压储液桶装置(D)内的制冷剂液面(P)的位置；

二.构成制冷剂液泵(B)的密封壳体(7)上的管接口对外管道连接的方法，即制冷剂液泵(B)上的管接口对外管道连接的方法如下：

气体压力平衡管(3)的管接口连接在配用的低压储液桶装置(D)的制冷剂液面(P)以上的位置；

液体压力平衡管(3’)的管接口连接在配用的低压储液桶装置(D)的下底部位置或该低压储液桶装置(D)内制冷剂液面(P)以下的位置；

低压进液管(1)的管接口连接在配用的低压储液桶装置(D)的下底部位置或该低压储液桶装置(D)内制冷剂液面(P)以下的位置；

高压出液管(8)的管接口连接在制冷系统中蒸发器(15)的进口端位置。

2.一种如权利要求1所述的全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷系统中的应用方法的执行者该制冷剂液泵(B)在结构上包括：

泵体(2)和由电机转子(4)与定子绕组(5)构成的拖动电机，上述泵体(2)和由电机转子(4)与定子绕组(5)构成的拖动电机是被密闭在一个密封壳体(7)中的，并且，该构成制冷剂液泵(B)的密封壳体(7)上还设置有管道接口：

气体压力平衡管(3)和液体压力平衡管(3’)以及低压进液管(1)和高压出液管(8)；

所述的气体压力平衡管(3)的管接口是与由密封壳体(7)与泵体(2)以及拖动电机之间形成的腔体空间的上部接通的；

所述的液体压力平衡管(3’)的管接口是与由密封壳体(7)与泵体(2)以及拖动电机之间形成的腔体空间的下底部连通的；

所述的低压进液管(1)的管接口是穿过密封壳体(7)内的腔体空间与泵体(2)的进液管口接通的；

所述的高压出液管(8)的管接口是穿过密封壳体(7)内的腔体空间与泵体(2)的出液管口接通的；

所述的密封壳体(7)是指由金属形成的与外界空气完全隔绝的且通过金属焊接工艺实施缝隙焊接的金属密闭容器。