CN106642791A - 一种容积式双工况多功能水风冷机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容积式双工况多功能水风冷机组，包括压缩机、四通阀、水冷容积式蒸发器、壳管式热补偿器、储液器、膨胀阀、冷凝器汽液分离器和风冷蒸发器，制冷时采用水槽内置蒸发器水冷方式，制热时采用风冷方式，在制冷时采用改进后水冷容积蒸发器，降低运行耗能及减少保养成本，同时改进机组中壳管式热补偿器，降低压缩机运行功率损耗。

Description

一种容积式双工况多功能水风冷机组

技术领域

本发明涉及容积式双工况水风冷机组领域，具体为一种容积式双工况多功能水风冷机组。

背景技术

空调即空气调节器，调节温度、湿度，中央空调是一种用于给空间区域提供处理空气温度变化的机组，以满足人体舒适或工艺过程的要求；目前市场上中央空调以风冷方式和水冷方式为主，风冷方式即空气与冷媒热交换，通过四通阀的切换可以实现夏天制冷冬天制热的功能，水冷方式即冷媒通过水氟换热器进行热交换，换热后的升高水温通过水泵送到冷却塔散热冷却在回到换热器，夏季制冷时冷媒与水的浸泡换热比风冷接触换热的效率要高70%~80%左右。

风冷方式中央空调是通过压缩冷媒吸收低品位的空气温度源源不断的为所需的空间提供冷热温度，因其施工简单，无需专用机房，得到广泛的应用，但其制冷制热时受外部环境过高或过低的影响导致换热效率低、能耗高，尤其在冬季制热时换热翅片结霜导致换热率下降；水冷方式中央空调是由水氟换热器将压缩冷媒进行水氟热交换，通过冷却泵传送到冷却塔放热或地下和水下管路放热吸热，因其使用过程中会将空气中的粉尘和水体中的矿物质物通过水一同带进冷却塔及换热器内，所以需定期保养、清除冷却塔、换热器或蒸发管上的污垢才能保持良好的换热效率，且施工复杂、需专用机房、保养费用高，但其制冷制热时受外部环境影响小，换热效率高同时其冷却水泵能耗很高。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的中央空调设备换热效率低、耗能高及保养维护成本高这些问题，本发明的目的在于提供一种容积式双工况多功能水风冷机组，实现维护保养简单化、减少耗能和降低运行成本。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种容积式双工况多功能水风冷机组，包括压缩机、四通阀、水冷容积式蒸发器、壳管式热补偿器、储液器、膨胀阀、冷凝器、汽液分离器和风冷蒸发器，所述的四通阀包括四通阀出口a、四通阀出口b、四通阀出口c和四通阀出口d，所述的压缩机上出口连接四通阀出口d，四通阀出口a连接水冷容积式蒸发器和风冷蒸发器，所述的水冷容积式蒸发器和风冷蒸发器连接壳管式热补偿器一端，所述的壳管式热补偿器另一端连接储液器，所述的储液器连接膨胀阀，所述的膨胀阀连接汽液分离器和冷凝管出口b，所述的汽液分离器连接压缩机和四通阀出口b，冷凝器出口a及壳管式热补偿器两端连接分支管，所述的分支管连接四通阀出口c；制冷时采用水槽内置蒸发器水冷方式，制热时采用风冷方式，在制冷时采用改进后水冷容积蒸发器，省去冷却水循环泵减去其耗能，省去壳管式换热器减少专业复杂的定期保养，解决蒸发器及管路的结垢等问题，降低运行耗能及减少保养成本；同时改进机组中壳管式热补偿器，壳管式热补偿器在制热时通过吸收压缩机排气温度可应需求提高机组中冷媒管路温度或通过吸收其它机外热源使机组运行中提高效率，降低压缩机运行功率损耗。

优选地，所述的水冷容积式蒸发器与壳管式热补偿器连接的管道上设置有电磁阀a及单向阀b，所述的风冷蒸发器与壳管式热补偿器连接的管道上设置有电磁阀b，所述的壳管式热补偿器一端与分支管连接的管道上设置有电磁阀d，所述的壳管式热补偿器另一端与分支管连接的管道上设置有单向阀c，壳管式热补偿器一端和分支管的连接处与壳管式热补偿器另一端和分支管的连接处之间的分支管部位上设置有电磁阀c；壳管式热补偿器在制热时通过吸收压缩机排气温度可应需求提高机组中冷媒管路温度或通过其它机外热源，如烟管余热、洗澡排出废水余热、工业废热、锅炉附热或太阳能热水这些使机组运行中提高效率，降低压缩机运行功耗。

优选地，所述的四通阀出口a与水冷容积式蒸发器连接的管道上设置有单向阀a，可以防止高温高压冷媒流向水冷容积式蒸发器时发生逆流。

优选地，所述的储液器与膨胀阀连接的管道上设置有过滤器a，防止储液器长期使用可能产生有害物质，过滤其中流向膨胀阀的液体。

优选地，所述的膨胀阀与冷凝器出口b连接的管道上设置有过滤器b，对流向冷凝器中的液体二次过滤，通过对机组中液体多次过滤，减少反复制冷制热过程中可能产生的危害。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案的容积式双工况多功能水风冷机组与传统的空调水系统相比，制冷时采用水槽内置蒸发器水冷方式，制热时采用风冷方式，在制冷时采用改进后水冷容积式蒸发器，省去冷却水循环泵减去其耗能，省去壳管式换热器减少专业复杂的定期保养，解决蒸发器及管路的结垢等问题，降低运行耗能及减少保养成本；同时改进机组中壳管式热补偿器，壳管式热补偿器在制热时通过吸收压缩机排气温度可应需求提高机组中冷媒管路温度或通过吸收其它机外热源使机组运行中提高效率，降低压缩机运行功率损耗。

（2）本发明中通过对不同位置的管道上设置电磁阀，可以控制机组中电器的通电状况，制热时，当风冷蒸发器温度过低时电磁阀d开启、电磁阀c关闭，进行管温热补偿，以解决冬天制热时风冷蒸发器结霜所导致的效率下降问题，同时如有能源塔或其他热源，可通过壳管式热补偿器热回收大大提高制热效率；制冷时，电磁阀a开启、电磁阀b关闭，冷媒进入水冷容积式蒸发器进行换热，当水冷容积式蒸发器进行保养或维修时，系统可手动或自动切换到风冷模式工作以确保在清洗保养水冷容积式蒸发器时，系统可以进行正常的工作。

（3）本发明中在四通阀出口a与水冷容积式蒸发器间的管道上设置单向阀a，可以防止高温高压冷媒流向水冷容积式蒸发器时发生逆流。

（4）本发明中在储液器与膨胀阀间的管道上设置过滤器a，防止储液器长期使用可能产生有害物质，过滤其中流向膨胀阀的液体。

（5）本发明中在膨胀阀与冷凝器间的管道上设置过滤器b，对流向冷凝器中的液体二次过滤，通过对机组中液体多次过滤，减少反复制冷制热过程中可能产生的危害。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中水冷容积式蒸发器的结构示意图；

图3为本发明中水冷容积式蒸发器的俯视图；

图4为本发明中壳管式热补偿器的结构示意图；

图5为本发明中壳管式热补偿器的俯视图；

图6为本发明中补偿器的结构示意图。

图中标号说明：

1、压缩机，2、四通阀，201、四通阀出口a，202、四通阀出口b，203、四通阀出口c，204、四通阀出口d，3、水冷容积式蒸发器，301、钢制壳体，302、散热风机，303、喷淋器，304、喷淋管，305、散热片，306、容积水槽，307、板管式换热器，308、喷淋水泵，309、水位检测器，310、补水及水软化过滤系统，311、感温探头，312、电气控制仓，313、自动排污阀，314、底座，315、100目过滤网，4、壳管式热补偿器，401、壳体，402、内螺纹铜管，403、补偿器，404、冷媒进口c，405、冷媒出口d，406、冷媒出口a，407、冷媒进口b，408、进水口，409、出水口，5、储液器，6、膨胀阀，7、冷凝器，701、冷凝器出口a，702、冷凝器出口b，8、汽液分离器，9、风冷蒸发器，10、单向阀a，11、单向阀b，12单向阀c，13、电磁阀a，14、电磁阀b，15、电磁阀c，16、电磁阀d，17、过滤器a，18、过滤器b，19、分支管。

具体实施方式

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。

实施例：

请参阅图1-6，一种容积式双工况多功能水风冷机组，包括压缩机1、四通阀2、水冷容积式蒸发器3、壳管式热补偿器4、储液器5、膨胀阀6、冷凝器7、汽液分离器8和风冷蒸发器9，四通阀2包括四通阀出口a201、四通阀出口b202、四通阀出口c203和四通阀出口d204，压缩机1上出口连接四通阀出口d204，四通阀出口a201连接水冷容积式蒸发器3和风冷蒸发器9，水冷容积式蒸发器3和风冷蒸发器9连接壳管式热补偿器4一端的冷媒出口a406，壳管式热补偿器4另一端的冷媒进口b407连接储液器5，储液器5连接膨胀阀6，膨胀阀6连接汽液分离器8和冷凝管出口b702，汽液分离器8连接压缩机1和四通阀出口b202，冷凝器出口a701及壳管式热补偿器4两端的冷媒进口c404和冷媒出口d405连接分支管19，分支管19连接四通阀出口c203；制冷时采用水槽内置蒸发器水冷方式，制热时采用风冷方式，在制冷时采用改进后水冷容积蒸发器3，省去冷却水循环泵减去其耗能，省去壳管式换热器减少专业复杂的定期保养，解决蒸发器及管路的结垢等问题，降低运行耗能及减少保养成本；同时改进机组中壳管式热补偿器4，壳管式热补偿器4在制热时通过吸收压缩机1排气温度可应需求提高机组中冷媒管路温度或通过吸收其它机外热源使机组运行中提高效率，降低压缩机1运行功率损耗。

其中，在实际应用中，水冷容积式蒸发器3包括钢制壳体301、散热风机302、散热层、容积水槽306和底座314，水冷容积式蒸发器3外部为钢制壳体301，内部从上至下分别为散热风机302、散热层、容积水槽306和底座314，散热层包括喷淋器303、喷淋管304和散热片305，水冷容积式蒸发器3内部顶端安装散热风机302，散热风机302下方一层设置有喷淋器303，喷淋管304设置在水冷容积式蒸发器3内部的四周及中心轴上，散热片305设置在钢制壳体301内部，散热层与容积水槽306中间设置有100目过滤网315；水冷容积式蒸发器3可以提高换热效率，减少辅助设备功率损耗，降低运行成本及维护设备。

容积水槽306包括板管式换热器307、喷淋水泵308、水位检测器309、补水及水软化过滤系统310、感温探头311、电气控制仓312和自动排污阀313，板管式换热器307水平设置在容积水槽306内部上方，水位检测器309设置在容积水槽306中间内壁上方，感温探头311设置在水位检测器309下方，补水及水软化过滤系统310设置在容积水槽306边缘一侧上方，电气控制仓312设置在补水及水软化过滤系统310正下方，喷淋水泵308设置在容积水槽306边缘另一侧下方，喷淋水泵308连接喷淋管304，自动排污阀313设置在容积水槽306中间下方最低处；水冷容积式蒸发器3设有水位检测器309、喷淋水泵308和感温探头311，感温探头311检测容积水槽306水温，水位检测器309检测水位不要过低，喷淋水泵308根据温度及水位调节喷淋水量，当高温冷媒流经板管式换热器307时感温探头311检测到水温的高低，喷淋水泵308根据温度变化调节喷淋水量，当水温过高或水位低于板管式换热器307时，机组将自动切换到风冷方式并通过通讯系统报警提示工作故障点异常，本换热系统关闭，当机组检测到水质硬度过高时自动启动补水及水软化过滤系统310进行容积水槽306内的软水循环处理，通过这种工作方式节省水冷容积式蒸发器3的冷却水使用时间，减少水资源的浪费，风冷方式的配合使用，降低由故障点引起的系统停机所造成损失。

壳管式热补偿器4包括壳体401、内螺纹铜管402、补偿器403、冷媒出口a406、冷媒进口b407、进水口408和出水口409，壳管式热补偿器4从外到内依次为壳体401、内螺纹铜管402及补偿器403，冷媒出口a406设置在壳管式热补偿器4顶端，冷媒进口b407设置在壳管式热补偿器4底部，补偿器403一侧设置有冷媒进口c404和冷媒出口d405，壳管式热补偿器4一侧设置有进水口408和出水口409；壳管式热补偿器4在制热时通过吸收压缩机1排气温度可应需求提高机组中冷媒管路温度或通过其它机外热源，如烟管余热、洗澡排出废水余热、工业废热、锅炉附热或太阳能热水这些使机组运行中提高效率，降低压缩机1运行功耗。

水冷容积式蒸发器3与壳管式热补偿器4连接的管道上设置有电磁阀a13及单向阀b11，风冷蒸发器9与壳管式热补偿器4连接的管道上设置有电磁阀b14，壳管式热补偿器4一端与分支管19连接的管道上设置有电磁阀d16，壳管式热补偿器4另一端与分支管19连接的管道上设置有单向阀c12，壳管式热补偿器4一端和分支管19的连接处与壳管式热补偿器4另一端和分支管19的连接处之间的分支管19部位上设置有电磁阀c15；通过对不同位置的管道上设置电磁阀，可以控制机组中电器的通电状况，制热时，当风冷蒸发器9温度过低时电磁阀d16开启、电磁阀c15关闭，进行管温热补偿，以解决冬天制热时风冷蒸发器9结霜所导致的效率下降问题，同时如有能源塔或其他热源，可通过壳管式热补偿器4热回收大大提高制热效率；制冷时，电磁阀a13开启、电磁阀b14关闭，冷媒进入水冷容积式蒸发器3进行换热，当水冷容积式蒸发器3进行保养或维修时，系统可手动或自动切换到风冷模式工作以确保在清洗保养水冷容积式蒸发器3时，系统可以进行正常的工作。

四通阀出口a201与水冷容积式蒸发器3连接的管道上设置有单向阀a10，可以防止高温高压冷媒流向水冷容积式蒸发器3时发生逆流。

储液器5与膨胀阀6连接的管道上设置有过滤器a17，防止储液器5长期使用可能产生有害物质，过滤其中流向膨胀阀6的液体。

膨胀阀6与冷凝器出口b702连接的管道上设置有过滤器b18，对流向冷凝器7中的液体二次过滤，通过对机组中液体多次过滤，减少反复制冷制热过程中可能产生的危害。

一种容积式双工况多功能水风冷机组的工作原理：本发明在制冷时采用水冷方式，制热时采用风冷方式；制冷时，经压缩机1压缩后的高温高压的冷媒通过四通阀2出，经单向阀a10进入水冷容积式蒸发器3，从水冷容积式蒸发器3出后经过电磁阀a13、单向阀b11、壳管式补偿器4、储液器5、过滤器a17、膨胀阀6，从膨胀阀6节流后的低温高压冷媒通过过滤器b18进入冷凝器出口b702进行换热，换热后冷媒从冷凝器出口a701出后经过电磁阀c15回到四通阀2，经四通阀2出进入汽液分离器8，汽液分离器8出后进入压缩机1完成制冷过程，反复此过程为制冷；制冷时，电磁阀a13开启、电磁阀b14关闭，冷媒进入水冷容积式蒸发器3进行换热，当水冷容积式蒸发器3进行保养或维修时，系统可手动或自动切换到风冷模式工作以确保在清洗保养水冷容积式蒸发器3时，系统可以进行正常的工作；制热时，经压缩机1排气后的高温高压冷媒通过四通阀2出去，经过电磁阀c15进入冷凝器出口a701，从冷凝器出口b702出去，经过滤器b18、膨胀阀6、过滤器a17、储液器5、壳管式热补偿器4，经过电磁阀b14进入风冷蒸发器9进行吸热，吸热后的冷媒经四通阀2到汽液分离器8再回到压缩机1，如此反复为制热；制热时，当风冷蒸发器9温度过低时电磁阀d16开启、电磁阀c15关闭，进行管温热补偿，以解决冬天制热时风冷蒸发器9结霜所导致的效率下降问题，同时如有能源塔或其他热源，可通过壳管式热补偿器4热回收大大提高制热效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种容积式双工况多功能水风冷机组，包括压缩机（1）、四通阀（2）、水冷容积式蒸发器（3）、壳管式热补偿器（4）、储液器（5）、膨胀阀（6）、冷凝器（7）、汽液分离器（8）和风冷蒸发器（9），所述的四通阀（2）包括四通阀出口a（201）、四通阀出口b（202）、四通阀出口c（203）和四通阀出口d（204），其特征在于：所述的压缩机（1）上出口连接四通阀出口d（204），四通阀出口a（201）连接水冷容积式蒸发器（3）和风冷蒸发器（9），所述的水冷容积式蒸发器（3）和风冷蒸发器（9）连接壳管式热补偿器（4）一端，所述的壳管式热补偿器（4）另一端连接储液器（5），所述的储液器（5）连接膨胀阀（6），所述的膨胀阀（6）连接汽液分离器（8）和冷凝管出口b（702），所述的汽液分离器（8）连接压缩机（1）和四通阀出口b（202），冷凝器出口a（701）及壳管式热补偿器（4）两端连接分支管（19），所述的分支管（19）连接四通阀出口c（203）。

2.根据权利要求1所述的一种容积式双工况多功能水风冷机组，其特征在于：所述的水冷容积式蒸发器（3）与壳管式热补偿器（4）连接的管道上设置有电磁阀a（13）及单向阀b（11），所述的风冷蒸发器（9）与壳管式热补偿器（4）连接的管道上设置有电磁阀b（14），所述的壳管式热补偿器（4）一端与分支管（19）连接的管道上设置有电磁阀d（16），所述的壳管式热补偿器（4）另一端与分支管（19）连接的管道上设置有单向阀c（12），壳管式热补偿器（4）一端和分支管（19）的连接处与壳管式热补偿器（4）另一端和分支管（19）的连接处之间的分支管（19）部位上设置有电磁阀c（15）。

3.根据权利要求1所述的一种容积式双工况多功能水风冷机组，其特征在于：所述的四通阀出口a（201）与水冷容积式蒸发器（3）连接的管道上设置有单向阀a（10）。

4.根据权利要求1所述的一种容积式双工况多功能水风冷机组，其特征在于：所述的储液器（5）与膨胀阀（6）连接的管道上设置有过滤器a（17）。

5.根据权利要求1所述的一种容积式双工况多功能水风冷机组，其特征在于：所述的膨胀阀（6）与冷凝器出口b（702）连接的管道上设置有过滤器b（18）。