CN106440072A - 一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机 - Google Patents

一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，包括机箱，在机箱中设有多个蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，其特征在于：所述蒸发器依次排列设置，第一个蒸发器的进风口与机箱的进风口连通、出风口与第二个蒸发器的进风口连通，第二个蒸发器的出风口与第三个蒸发器的进风口连通，依此类推，最后一个蒸发器的出风口与机箱的送风口连通，形成从高温到低温的多蒸发温度冷风通道结构；任一蒸发器的冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，该压缩机的冷媒输出端依次通过一冷凝器、节流装置连接所述蒸发器的冷媒输入端，构成一条独立式制冷环路。本发明具有使单元式空气调节机高效节能运行和制冷性能系数COP高的特点有有益效果。

Description

一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机
技术领域
本发明涉及一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机。属于暖通空调技术领域
背景技术
建筑物中，空调系统能耗可占建筑总能耗的40％-50％，而在采用单元式空气调节机的空调系统中，由于单元式空气调节机兼做制冷主机和空调末端，既有压缩机提供制冷量，又有风机输送冷量，为该类空调系统的主要设备，其能耗可占空调系统能耗的80％以上，因此单元式空气调节机的节能运行关乎整个空调系统的节能率。
制冷系统的制冷性能系数COP与蒸发器的蒸发温度成正比，蒸发温度越高，则制冷COP越高。
现有技术中单元式空气调节机，根据制冷量大小，一般带有1-4个不等的压缩机。由于一般的带有多个压缩机的单元式空气调节机，各制冷环路的蒸发温度均相等，且为保证较低的出风温度，蒸发器温度也需保持较低值，因此这种结构的单元式空气调节机的节能效果较差，从而限制了制冷系统COP的提升。
而一般单元式空气调节机空调系统，其直接膨胀式蒸发器处理空气的进风温度为27℃左右，出风温度为15℃左右，其蒸发温度一般设计为9℃左右用来保证出风温度，而实际上在进风处，空气温度为27℃，进风处的蒸发器蒸发温度可以适当提高，同样可以保证出风温度处于较低温度、满足使用要求，但此时蒸发器的整体蒸发温度提高，制冷COP将更高。
因此，为提高空调制冷COP，本发明从能源梯级利用角度，提出一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机。
发明内容
本发明的目的，是为解决现有技术单元式空气调节机存在制冷性能系数COP低和节能效果差的问题，提供一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机。本发明具有可获得更高的平均蒸发温度、使单元式空气调节机高效节能运行和制冷性能系数COP高的特点。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，包括机箱，在机箱中设有多个蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，其结构特点在于：所述蒸发器依次排列设置，第一个蒸发器的进风口与机箱的进风口连通、出风口与第二个蒸发器的进风口连通，第二个蒸发器的出风口与第三个蒸发器的进风口连通，依此类推，最后一个蒸发器的出风口与机箱的送风口连通，形成从高温到低温的多蒸发温度冷风通道结构；任一蒸发器的冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，该压缩机的冷媒输出端依次通过一冷凝器、节流装置连接所述蒸发器的冷媒输入端，构成一条独立式制冷环路，其他蒸发器通过同样连接方式与压缩机、冷凝器和节流装置连接，形成多条独立式制冷环路；各制冷环路通过接入不同温度的冷媒，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；机箱中设有进风口和送风口，进风口连通蒸发器的进风端，蒸发器的出风端通过风机连通送风口，形成经过多个独立制冷环路的冷风通道，从而形成具有多个蒸发温度结构的高效单元式空气调节机。
本发明的目的还可以通过采用如下技术方案达到：
进一步地，机箱从下往上依次设置为压缩机段、空气处理段、风机段和出风段，空气处理段的侧壁设有进风口，出风段侧壁设有送风口，空气处理段、风机段和出风段的内腔连通，在风机段中设有风机；所述多台压缩机和多个冷凝器设置在压缩机段中，所述蒸发器设置在空气处理段中，第一个蒸发器的进风端连通进风口10、出风端连通第二个蒸发器的进风端，依此类推，最后一个蒸发器的出风端通过风机段内腔、出风段内腔连通送风口，形成梯级式空气调节通道。
进一步地，各蒸发器在空气处理段中水平放置，形成连续式非串联梯级式空气调节通道结构。
进一步地，在机箱中设有二个蒸发器、二台压缩机和二个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器之一的冷媒进口，蒸发器之一的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二的冷媒进口，蒸发器之二的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱中形成高、低二条制冷环路。
进一步地，在机箱中设有三个蒸发器、三台压缩机和三个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为中温压缩机，压缩机之三为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器一的冷媒进口，蒸发器之一的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；中温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二的冷媒进口，蒸发器之二的冷媒出口连接中温压缩机的冷媒输入端，形成中温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之三、节流装置之三连接蒸发器之三的冷媒进口，蒸发器之三的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱中形成高、中、低三条制冷环路。
进一步地，同样道理，即在机箱中形成高、次高、中、低四条及四条以上制冷环路，形成多条具有不同温度结构的制冷环路。
本发明针对多机头单元式空气调节机，各压缩机对应的制冷环路按独立环路设计，各环路的蒸发器在空气处理流程中前后串联布置但不串联连接，待处理的空气依此经过各蒸发器，各蒸发器的设定温度按气流方向从高到低设定。其蒸发温度设定原则为结合各压缩机制冷量、蒸发器换热管排数、待处理空气处理要求等因素，尽量保持单元式空气调节机整体的制冷效率最高。
发明具有如下突出的优点及有益效果：
1、本发明由于在机箱中设有多个蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，所述蒸发器依次排列设置，第一个蒸发器的进风口与机箱的进风口连通、出风口与第二个蒸发器的进风口连通，第二个蒸发器的出风口与第三个蒸发器的进风口连通，依此类推，最后一个蒸发器的出风口与机箱的送风口连通，形成从高温到低温的多蒸发温度冷风通道结构；从而形成具有多个蒸发温度结构的高效单元式空气调节机；因此能够解决现有技术单元式空气调节机存在制冷性能系数COP低和节能效果差的问题，具有可获得更高的平均蒸发温度、使单元式空气调节机高效节能运行和制冷性能系数COP高的特点有有益效果。
2、本发明通过多机头单元式空气调节机，各压缩机对应的制冷环路为独立环路，根据能源梯级利用原则，通过设定各制冷环路不同的蒸发温度，各蒸发器的设定温度按待处理空气气流方向从高到低设定，与常规机组相比，可以获得更高的平均蒸发温度，从而使得单元式空气调节机整体的制冷效率更高。
附图说明
图1是本发明具体实施例1的结构示意图。
图2是本发明具体实施例1的原理框图。
图3是本发明具体实施例2的结构示意图。
图4是本发明具体实施例2的原理框图。
具体实施方式
具体实施例1：
参照图1和图2，本实施例1包括机箱30，在机箱30中设有多个蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，所述蒸发器依次排列设置，第一个蒸发器的进风口与机箱的进风口连通、出风口与第二个蒸发器的进风口连通，第二个蒸发器的出风口与第三个蒸发器的进风口连通，依此类推，最后一个蒸发器的出风口与机箱的送风口16连通，形成从高温到低温的多蒸发温度冷风通道结构；任一蒸发器的冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，该压缩机的冷媒输出端依次通过一冷凝器、节流装置连接所述蒸发器的冷媒输入端，构成一条独立式制冷环路，其他蒸发器通过同样连接方式与压缩机、冷凝器和节流装置连接，形成多条独立式制冷环路；各制冷环路通过接入不同温度的冷媒，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；机箱30中设有进风口10和送风口16，进风口14连通蒸发器的进风端，蒸发器的出风端通过风机15连通送风口16或直接连通送风口16，形成经过多个独立制冷环路的冷风通道，从而形成具有多个蒸发温度结构的高效单元式空气调节机。
本实施例中：
机箱30从下往上依次设置为压缩机段30-1、空气处理段30-2、风机段30-3和出风段30-4，空气处理段30-2的侧壁设有进风口10，出风段30-4侧壁设有送风口16，空气处理段30-2、风机段30-3和出风段30-4的内腔连通，在风机段30-3中设有风机15；所述多台压缩机和多个冷凝器设置在压缩机段30-1中，所述蒸发器设置在空气处理段30-2中，第一个蒸发器的进风端连通进风口10、出风端连通第二个蒸发器的进风端，依此类推，最后一个蒸发器的出风端通过风机段30-3内腔、出风段30-4内腔连通送风口16，形成梯级式空气调节通道。
各蒸发器在空气处理段30-2中水平放置，形成连续式非串联梯级式空气调节通道结构。
在机箱30中设有二个蒸发器、二台压缩机和二个冷凝器，压缩机之一1为低温压缩机，压缩机之二8为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器之一4的冷媒进口，蒸发器之一4的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二9的冷媒进口，蒸发器之二9的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱30中形成高、低二条制冷环路。
图1为带二个压缩机的单元式空气调节机设备构造简图。图2为带二个压缩机的单元式空气调节机制冷原理图.
图1、图2中：1为低温压缩机，2为冷凝器，3为节流装置，4为低温蒸发器，5为冷却水进水，6为冷却水出水，7冷媒管，8为高温压缩机，9为高温蒸发器，10为高温蒸发器进风(即待处理空气进风)，11为低温蒸发器4的进风兼高温蒸发器9的出风，12为低温蒸发器出风，13为冷凝水盘，14为机组进风口，30-3为风机段，15为风机(可1个或多个)，30-4为送风段，16为送风口(可根据需要调整位置)。
图2中左右两侧为单元式空气调节机内的二条独立制冷环路，蒸发器在处理空气气流方向上串联布置。
高蒸发温度制冷冷媒环路：高温压缩机8将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后进入高温蒸发器9，冷媒经吸热蒸发后由压缩机8吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。
低蒸发温度制冷冷媒环路：低蒸发温度制冷环路对应的压缩机1将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后进入低温蒸发器4，冷媒经吸热蒸发后由压缩机1吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。
空气处理环路：被处理的空气从进风口14进入蒸发器高蒸发温度段，然后依次串联流经低温蒸发器4，经过冷却后由低温蒸发器的出风口12排出后，经空气处理段30-2内腔、风机段30-3和送风段30-4岳从送风口16送出，完成空气调节过程。风机15用于调节拓风量和排风速度。
该处理过程可根据实际处理过程，设定蒸发器二个不同的蒸发温度，如10℃和13℃，可以获得比一般设置相同蒸发温度(10℃)的机组更高的平均蒸发温度，从而获得更高的制冷效率。
具体实施例2：
参照图3和图4，本实施例2的特点是：进一步地，在机箱30中设有三个蒸发器、三台压缩机和三个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为中温压缩机，压缩机之三为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器一4的冷媒进口，蒸发器之一4的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；中温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二9的冷媒进口，蒸发器之二9的冷媒出口连接中温压缩机的冷媒输入端，形成中温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之三、节流装置之三连接蒸发器之三20的冷媒进口，蒸发器之三的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱20中形成高、中、低三条制冷环路。
图3为带三个压缩机的单元式空气调节机设备构造简图，图4为带三个压缩机的单元式空气调节机制冷原理图。
图3、图4中，1为低温压缩机，2为冷凝器，3为节流装置，4为低温蒸发器，5为冷却水进水，6为冷却水出水，7冷媒管，8为中温压缩机，9为中温蒸发器，10为中温蒸发器进风兼高温蒸发器20出风，11为低温蒸发器4的进风兼中温蒸发器9的出风，12为低温蒸发器出风，13为冷凝水盘，14为机组进风口，30-3为风机段，15为风机(可1个或多个)，30-4为送风段，16为送风口(可根据需要调整位置)。19为高温压缩机，20为高位蒸发器，21为高温蒸发器进风(即待处理空气进风)。
图4中左、中、右为单元式空气调节机内的3个独立制冷环路，蒸发器在处理空气气流方向上串联布置。
高蒸发温度制冷冷媒环路：高温压缩机19将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后进入高温蒸发器20，冷媒经吸热蒸发后由压缩机19吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。
中蒸发温度制冷冷媒环路：中温压缩机8将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后进入高温蒸发器9，冷媒经吸热蒸发后由压缩机8吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。
低蒸发温度制冷冷媒环路：低蒸发温度制冷环路对应的压缩机1将冷媒压缩后，冷媒进入冷凝器2，经过冷凝器2冷凝放热后进入节流装置3，经节流后进入低温蒸发器4，冷媒经吸热蒸发后由压缩机1吸入至压缩机，完成制冷冷媒环路。
空气处理环路：被处理的空气从进风口21进入蒸发器高蒸发温度段，然后依次串联流经中温蒸发器9、低温蒸发器4，经过冷却后由出口12排出，并从送风口18送出，完成空气调节过程。
该处理过程可根据实际处理过程，设定蒸发器3个不同的蒸发温度，如10℃、12.5℃、15℃等，可以获得比一般设置相同蒸发温度(10℃)的机组更高的平均蒸发温度，从而获得更高的制冷效率。
其他具体实施例：
本发明基础实施例的特点在于：即在机箱30中形成高、次高、中、低四条及四条以上制冷环路，形成多条具有不同温度结构的制冷环路。其余同具体实施例1。

Claims (6)

1.一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，包括机箱(93)，在机箱(30)中设有多个蒸发器、多台压缩机和多个冷凝器，其特征在于：所述蒸发器依次排列设置，第一个蒸发器的进风口与机箱的进风口连通、出风口与第二个蒸发器的进风口连通，第二个蒸发器的出风口与第三个蒸发器的进风口连通，依此类推，最后一个蒸发器的出风口与机箱的送风口(16)连通，形成从高温到低温的多蒸发温度冷风通道结构；任一蒸发器的冷媒输出端连接一台压缩机的冷媒输入端，该压缩机的冷媒输出端依次通过一冷凝器、节流装置连接所述蒸发器的冷媒输入端，构成一条独立式制冷环路，其他蒸发器通过同样连接方式与压缩机、冷凝器和节流装置连接，形成多条独立式制冷环路；各制冷环路通过接入不同温度的冷媒，形成多蒸发温度的独立式制冷环路结构；机箱(30)中设有进风口(10)和送风口(16)，进风口(14)连通蒸发器的进风端，蒸发器的出风端通过风机(15)连通送风口(16)或直接连通送风口(16)，形成经过多个独立制冷环路的冷风通道，从而形成具有多个蒸发温度结构的高效单元式空气调节机。
2.根据权利要求1所述的一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，其特征在于：机箱(30)从下往上依次设置为压缩机段(30-1)、空气处理段(30-2)、风机段(30-3)和出风段(30-4)，空气处理段(30-2)的侧壁设有进风口(10)，出风段(30-4)侧壁设有送风口(16)，空气处理段(30-2)、风机段(30-3)和出风段(30-4)的内腔连通，在风机段(30-3)中设有风机(15)；所述多台压缩机和多个冷凝器设置在压缩机段(30-1)中，所述蒸发器设置在空气处理段(30-2)中，第一个蒸发器的进风端连通进风口(10)、出风端连通第二个蒸发器的进风端，依此类推，最后一个蒸发器的出风端通过风机段(30-3)内腔、出风段(30-4)内腔连通送风口(16)，形成梯级式空气调节通道。
3.根据权利要求2所述的一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，其特征在于：各蒸发器在空气处理段(30-2)中水平放置，形成连续式非串联梯级式空气调节通道结构。
4.根据权利要求2或3所述的一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，其特征在于：在机箱(30)中设有二个蒸发器、二台压缩机和二个冷凝器，压缩机之一(1)为低温压缩机，压缩机之二(8)为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器之一(4)的冷媒进口，蒸发器之一(4)的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二(9)的冷媒进口，蒸发器之二(9)的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱(30)中形成高、低二条制冷环路。
5.根据权利要求2或3所述的一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，其特征在于：在机箱(30)中设有三个蒸发器、三台压缩机和三个冷凝器，压缩机之一为低温压缩机，压缩机之二为中温压缩机，压缩机之三为高温压缩机；低温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之一、节流装置之一连接蒸发器一(4)的冷媒进口，蒸发器之一(4)的冷媒出口连接低温压缩机的冷媒输入端，形成低温制冷环路；中温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之二、节流装置之二连接蒸发器之二(9)的冷媒进口，蒸发器之二(9)的冷媒出口连接中温压缩机的冷媒输入端，形成中温制冷环路；高温压缩机的冷媒输出端依次通过冷凝器之三、节流装置之三连接蒸发器之三(20)的冷媒进口，蒸发器之三的冷媒出口连接高温压缩机的冷媒输入端，形成高温制冷环路；即在机箱(20)中形成高、中、低三条制冷环路。
6.根据权利要求2或3所述的一种多蒸发温度的高效单元式空气调节机，其特征在于：在机箱(30)中形成高、次高、中、低四条及四条以上制冷环路，形成多条具有不同温度结构的制冷环路。
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