CN109751796A - 具有自然冷却功能的风冷冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有自然冷却功能的风冷冷水机组，包括：压缩机制冷回路和自然制冷回路，压缩机制冷回路中的冷媒在压缩机、冷凝器组、节流装置和蒸发器之间循环，自然制冷回路中的冷媒在制冷剂泵、冷凝器组和蒸发器之间循环，冷凝器组包含至少两个冷凝器，压缩机制冷回路和/或自然制冷回路中参与冷媒循环的冷凝器数量可调节。本发明能调节冷媒循环回路中的冷凝器数量，灵活程度更高，适用范围广。

Description

具有自然冷却功能的风冷冷水机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及具有自然冷却功能的风冷冷水机组。

背景技术

众所周知，对于工艺厂房、数据中心、核电站厂房等特殊领域需要全年运行制冷，满足全年运行制冷会采用风冷冷水机组。我国北方地区冬季和春、秋季节时间长，夏季炎热时间短，室外年平均气温低，以东北地区为例，全年约75%以上的时间室外气温低于18℃，最低气温到达-40℃，如此之低温的室外空气中蕴含着大量的自然冷量。

现有技术中已出现了能够能有效利用这种自然冷量的制冷系统，例如公告号为CN206377872U的实用新型，其设计由制冷压缩机、冷凝器、储液器、电子膨胀阀和蒸发器组成风冷冷水机组制冷循环系统，冷凝器、储液器、制冷剂循环泵和蒸发器组成自然冷源制冷循环系统，这种方案的缺陷是两种制冷循环中所有冷凝器都必须同时参加，不能根据实际情况切换减少冷凝器数量，使用局限性非常大，适用范围小。

因此，如何设计能调节循环回路中冷凝器数量的风冷冷水机组是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在冷凝器数量不能调节的缺陷，本发明提出风冷冷水机组，其不仅具有自然冷却功能，还能调节冷媒循环回路中的冷凝器数量。

本发明采用的技术方案是，设计风冷冷水机组，包括：压缩机制冷回路和自然制冷回路，压缩机制冷回路中的冷媒在压缩机、冷凝器组、节流装置和蒸发器之间循环，自然制冷回路中的冷媒在制冷剂泵、冷凝器组和蒸发器之间循环，冷凝器组包含至少两个冷凝器，压缩机制冷回路和/或自然制冷回路中参与冷媒循环的冷凝器数量可调节。

优选的，压缩机制冷回路和自然制冷回路可单独使用或同时开启。

优选的，自然制冷回路包括：全部自然制冷回路，冷凝器组中所有冷凝器全部参与自然制冷回路形成全部自然制冷回路。

优选的，自然制冷回路包括：部分自然制冷回路，冷凝器组中至少有一个冷凝器退出自然制冷回路形成部分自然制冷回路。

优选的，风冷冷水机组还包括控制系统，控制系统控制压缩机制冷回路和自然制冷回路的通断状态并调节冷凝器数量。

优选的，控制系统包括：串联在压缩机的进气口和蒸发器的冷媒出口之间的第一控制阀、串联在冷凝器组的冷媒进口和蒸发器的冷媒出口之间的第二控制阀。第一控制阀、压缩机和节流装置均打开时，压缩机制冷回路接通；第二控制阀和制冷剂泵均打开时，自然制冷回路接通。

优选的，压缩机制冷回路单独开启时，第二控制阀和制冷剂泵均关闭；自然制冷回路单独开启时，第一控制阀和压缩机均关闭。

优选的，控制系统还包括：第三控制阀和第四控制阀，冷凝器组中的冷凝器分为一类冷凝器和二类冷凝器。一类冷凝器的冷媒进口串联第三控制阀后与二类冷凝器的冷媒进口并联接压缩机的排气口，一类冷凝器的冷媒出口串联第四控制阀后与二类冷凝器的冷媒出口并联接节流装置。

在压缩机制冷回路接通的状态下，第三控制阀和第四控制阀均关闭时，一类冷凝器退出压缩机制冷回路；第三控制阀和第四控制阀均打开时，所有冷凝器均参与压缩机制冷回路。

优选的，蒸发器的冷媒出口通过第二控制阀接在一类冷凝器的冷媒进口和第三控制阀之间，制冷剂泵的冷媒进口接在一类冷凝器的冷媒出口和第四控制阀之间。

在自然制冷回路接通的状态下，第三控制阀和所述第四控制阀均关闭时，二类冷凝器退出自然制冷回路；第三控制阀和第四控制阀均打开时，所有冷凝器均参与自然制冷回路。

优选的，每个冷凝器的冷媒出口均连接有仅允许冷媒流出的单向阀。

优选的，控制系统中的控制阀采用电磁阀。

优选的，节流装置采用电子膨胀阀。

优选的，蒸发器采用壳管式换热器。

优选的，冷凝器采用翅片式换热器。

与现有技术相比，本发明中压缩机制冷回路和/或自然制冷回路中参与冷媒循环的冷凝器数量可调节，使用时能根据实际情况切换冷凝器全部参与循环回路或部分参与循环回路，实现了机组在过渡季节和冬季制冷季节的高效可靠运行，灵活程度更高，适用范围更广。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中风冷冷水机组的系统连接示意图；

图2是本发明中压缩机制冷回路单独开启时的冷媒流向示意图；

图3是本发明中压缩机制冷回路和自然制冷回路同时开启时的冷媒流向示意图；

图4是本发明中部分自然制冷回路开启时的冷媒流向示意图；

图5是本发明中全部自然制冷回路开启时的冷媒流向示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的风冷冷水机组，包括：压缩机1、冷凝器组、节流装置9、制冷剂泵10和蒸发器11。压缩机1、冷凝器组、节流装置9和蒸发器11组成压缩机制冷回路，冷媒在压缩机1、冷凝器组、节流装置9和蒸发器11之间循环，制冷剂泵10、冷凝器组和蒸发器11组成自然制冷回路，冷媒在制冷剂泵10、冷凝器组和蒸发器11之间循环，压缩机制冷回路和自然制冷回路可单独使用或同时开启。

冷凝器组包含至少两个冷凝器，压缩机制冷回路和/或自然制冷回路中参与冷媒循环的冷凝器数量可调节。自然制冷回路包括：全部自然制冷回路和部分自然制冷回路，冷凝器组的所有冷凝器全部参与自然制冷回路形成全部自然制冷回路，冷凝器组中至少有一个冷凝器退出自然制冷回路形成部分自然制冷回路。

较优的，风冷冷水机组还包括控制系统，控制系统控制压缩机制冷回路和自然制冷回路的通断状态，并调节各回路中的冷凝器数量。控制系统包括：串联在压缩机1的进气口和蒸发器11的冷媒出口之间的第一控制阀12、串联在冷凝器组的冷媒进口和蒸发器11的冷媒出口之间的第二控制阀13。第一控制阀12、压缩机1和节流装置9均打开时，压缩机制冷回路接通，压缩机制冷回路单独开启时，第二控制阀12和制冷剂泵10均关闭；第二控制阀13和制冷剂泵10均打开时，自然制冷回路接通，自然制冷回路单独开启时，第一控制阀12和压缩机1均关闭。

控制系统还包括：第三控制阀2和第四控制阀7，冷凝器组中的一部分冷凝器为一类冷凝器、剩余冷凝器为二类冷凝器，在优选实施例中，冷凝器组中设有第一冷凝器3、第二冷凝器4和第三冷凝器5，第一冷凝器3和第二冷凝器4为二类冷凝器，第三冷凝器5为一类冷凝器。

压缩机1的排气口接有接出公共管，节流装置9的冷媒进口接有接入公共管，一类冷凝器的冷媒进口串联第三控制阀2后与二类冷凝器的冷媒进口并联接在排气公共管上，蒸发器11的冷媒出口通过第二控制阀13接在一类冷凝器的冷媒进口和第三控制阀2之间，第三控制阀2开时，一类冷凝器的冷媒进口和二类冷凝器的冷媒进口连通。一类冷凝器的冷媒出口串联第四控制阀7后与二类冷凝器的冷媒出口并联接在接入公共管上，制冷剂泵10的冷媒进口接在一类冷凝器的冷媒出口和第四控制阀7之间，第四控制阀7打开时，一类冷凝器的冷媒出口和二类冷凝器的冷媒出口连通。

为防止冷媒迁移到冷凝器中，每个冷凝器的冷媒出口均连接有仅允许冷媒流出的单向阀，一类冷凝器的冷媒出口串联第二单向阀6和第四控制阀7接在接入公共上，二类冷凝器的冷媒出口串联第一单向阀8接在接入公共管上。需要说明的是，控制系统中的控制阀采用电磁阀，以便于电动控制切换通断，当然也可以采用电动阀或手动阀等可调节开关的阀门。节流装置9采用电子膨胀阀，机组中可设置其他辅助器件，比如油分离器、过滤器、储液罐、气液分离器、球阀等元器件。蒸发器11优选采用壳管式换热器，也可以是满液式蒸发器、降膜式蒸发器和干式蒸发器，冷凝器优选采用翅片式换热器。

下面详细列举实例。

如图1所示，压缩机制冷回路单独开启、且部分冷凝器参与冷媒循环，此时第一控制阀12、压缩机1和节流装置9均打开，第二控制阀13和制冷剂泵10均关闭，第三控制阀2和第四控制阀7均关闭，一类冷凝器退出压缩机制冷回路，二类冷凝器参与压缩机制冷回路。

如图2所示，压缩机制冷回路单独开启、且全部冷凝器参与冷媒循环，此时第一控制阀12、压缩机1和节流装置9均打开，第二控制阀13和制冷剂泵10均关闭，第三控制阀2和第四控制阀7均打开，一类冷凝器和二类冷凝器均参与压缩机制冷回路。

如图3所示，压缩机制冷回路和自然冷却回路同时开启，此时第一控制阀12、压缩机1、节流装置9均打开，第二控制阀13和制冷剂泵10均打开，若第三控制阀2和第四控制阀7均关闭，则二类冷凝器仅参与压缩机制冷回路、一类冷凝器仅参与自然制冷回路，若第三控制阀2打开、第四控制阀7关闭，则二类冷凝器仅参与压缩机制冷回路，压缩机1排出的冷媒一部分从一类冷凝器经过自然制冷回路循环。

如图4所示，自然冷却回路单独开启、且部分冷凝器参与冷媒循环，此时第一控制阀12、压缩机1和节流装置9均关闭，第二控制阀13和制冷剂泵10均打开，第三控制阀2和第四控制阀7均关闭，一类冷凝器参与自然制冷回路，二类冷凝器退出自然制冷回路。

如图5所示，自然冷却回路单独开启、且全部冷凝器参与冷媒循环，此时第一控制阀12、压缩机1和节流装置9均关闭，第二控制阀13和制冷剂泵10均打开，第三控制阀2和第四控制阀7均打开，一类冷凝器和二类冷凝器均参与自然制冷回路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种空调机组，包括：压缩机制冷回路和自然制冷回路，所述压缩机制冷回路中的冷媒在压缩机、冷凝器组、节流装置和蒸发器之间循环，所述自然制冷回路中的冷媒在制冷剂泵、所述冷凝器组和所述蒸发器之间循环，其特征在于，所述冷凝器组包含至少两个冷凝器，所述压缩机制冷回路和/或所述自然制冷回路中参与冷媒循环的冷凝器数量可调节。

2.如权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述压缩机制冷回路和所述自然制冷回路可单独使用或同时开启。

3.如权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述自然制冷回路包括：全部自然制冷回路，所述冷凝器组中所有所述冷凝器全部参与所述自然制冷回路形成所述全部自然制冷回路。

4.如权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述自然制冷回路包括：部分自然制冷回路，所述冷凝器组中至少有一个所述冷凝器退出所述自然制冷回路形成所述部分自然制冷回路。

5.如权利要求1所述的空调机组，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统控制所述压缩机制冷回路和所述自然制冷回路的通断状态并调节所述冷凝器数量。

6.如权利要求5所述的空调机组，其特征在于，所述控制系统包括：串联在所述压缩机的进气口和所述蒸发器的冷媒出口之间的第一控制阀、串联在所述冷凝器组的冷媒进口和所述蒸发器的冷媒出口之间的第二控制阀；

所述第一控制阀、所述压缩机和所述节流装置均打开时，所述压缩机制冷回路接通；

所述第二控制阀和所述制冷剂泵均打开时，所述自然制冷回路接通。

7.如权利要求6所述的空调机组，其特征在于，所述压缩机制冷回路单独开启时，所述第二控制阀和所述制冷剂泵均关闭；所述自然制冷回路单独开启时，所述第一控制阀、所述压缩机和所述节流装置均关闭。

8.如权利要求6所述的空调机组，其特征在于，所述控制系统还包括：第三控制阀和第四控制阀，所述冷凝器组中的冷凝器分为一类冷凝器和二类冷凝器；

所述一类冷凝器的冷媒进口串联所述第三控制阀后与所述二类冷凝器的冷媒进口并联接所述压缩机的排气口，所述一类冷凝器的冷媒出口串联所述第四控制阀后与所述二类冷凝器的冷媒出口并联接所述节流装置。

9.如权利要求8所述的空调机组，其特征在于，在所述压缩机制冷回路接通的状态下，所述第三控制阀和所述第四控制阀均打开时，所述一类冷凝器和所述二类冷凝器均参与所述压缩机制冷回路。

10.如权利要求8所述的空调机组，其特征在于，在所述压缩机制冷回路接通的状态下，所述第三控制阀和所述第四控制阀均关闭时，所述一类冷凝器退出所述压缩机制冷回路。

11.如权利要求8所述的空调机组，其特征在于，所述蒸发器的冷媒出口通过所述第二控制阀接在所述一类冷凝器的冷媒进口和所述第三控制阀之间，所述制冷剂泵的冷媒进口接在所述一类冷凝器的冷媒出口和所述第四控制阀之间。

12.如权利要求11所述的空调机组，其特征在于，在所述自然制冷回路接通的状态下，所述第三控制阀和所述第四控制阀均打开时，所述一类冷凝器和所述二类冷凝器均参与所述自然制冷回路。

13.如权利要求11所述的空调机组，其特征在于，在所述自然制冷回路接通的状态下，所述第三控制阀和所述第四控制阀均关闭时，所述二类冷凝器退出所述自然制冷回路。

14.如权利要求1所述的空调机组，其特征在于，每个所述冷凝器的冷媒出口均连接有仅允许冷媒流出的单向阀。

15.如权利要求6至14任一项所述的空调机组，其特征在于，所述控制系统中的控制阀采用电磁阀。

16.如权利要求1至14任一项所述的空调机组，其特征在于，所述节流装置采用电子膨胀阀。

17.如权利要求1至14任一项所述的空调机组，其特征在于，所述蒸发器采用壳管式换热器。

18.如权利要求1至14任一项所述的空调机组，其特征在于，所述冷凝器采用翅片式换热器。