CN110608492A - 一种预冷型蒸发式冷凝空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，包括有预冷器和蒸发式冷凝器，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器通过管道连通，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器的管道连通上还设置有感温处理器，所述预冷器和所述蒸发式冷凝器之间通过管道连通有循环水泵，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器之间通过所述循环水泵形成循环回路该预冷型蒸发式冷凝空调系统，不仅降低蒸发式冷凝器液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保。

Description

一种预冷型蒸发式冷凝空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，特别是涉及一种预冷型蒸发式冷凝空调系统及其控制方法。

背景技术

在制冷系统中，冷凝器的作用是将系统中高温高压气态制冷剂转换为常温高压液态制冷剂，目前，常用冷凝器型式主要包括风冷冷凝器、水冷冷凝器和蒸发式冷凝器，其中，蒸发式冷凝器利用水的汽化潜热且在风机的作用下带走气态制冷剂的热量（常压下50℃水的汽化潜热约为2382.5kJ/kg），而风冷和水冷方式属于利用显热散热，因此，采用蒸发式冷凝器较风冷和水冷方式换热效率高。但是，喷淋水中含有钙、镁离子和酸式碳酸盐，喷淋到换热盘管和翅片表面容易结垢，压缩机排气温度范围通常为45℃-90℃，当冷凝排管温度在60℃以上时，换热表面结垢速度较快，持续时间超过两个小时，水中的碳酸钙等杂质开始由游离态组合沉淀为结晶状态，即形成水垢，冷凝器换热效果下降。

专利号为CN201964816U的专利公开了一种异型管口微通道换热扁管及换热器，提出在蒸发式冷凝器与冷风机之间，设置预冷器，对进入蒸发式冷凝器的过热冷媒气体进行预冷，提高换热效率，减少结垢量，专利号为CN204923933U提出了一种蒸发式冷凝器，制冷剂在进入翅片管之前先通过无翅片换热管预冷，进入翅片管内的制冷剂避开易结垢点，但这两个方案都无法精确控制进入蒸发冷凝盘管温度至60℃以下，且喷淋水从上到下逐渐升高，水的汽化潜热随着水温升高而逐渐降低，因此蒸发式冷凝换热器底部换热能力相对较低，需设计方案控制底部换热器表面液膜温度，提高换热能力。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，该预冷型蒸发式冷凝空调系统，不仅降低蒸发式冷凝器液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，包括有预冷器和蒸发式冷凝器，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器通过管道连通，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器的管道连通上还设置有感温处理器，所述预冷器和所述蒸发式冷凝器之间通过管道连通有循环水泵，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器之间通过所述循环水泵形成循环回路。

进一步的，所述蒸发式冷凝器包括有换热器、喷水组件和储水槽，所述换热器位于所述喷水组件下端，所述储水槽位于所述换热器下端。

进一步的，所述换热器和喷水组件设置有多个，所述换热器采用分段式设置，所述换热器与所述预冷器通过管道连通，两个相邻的所述换热器之间通过管道相互连通，所述喷水组件与所述预冷器通过管道连通。

进一步的，两个相邻的所述换热器与所述喷水组件之间设置有接水盘。

进一步的，所述循环水泵的进水端与所述储水槽连通，所述循环水泵的出水端分别通过管道与所述预冷器和喷水组件连通，所述循环水泵与所述预冷器之间的连通管道上固定有第一阀门，所述循环水泵与所述喷水组件之间的连通管道上固定有第二阀门，所述第一阀门与所述第二阀门分别与所述感温处理器电性连接。

进一步的，所述循环水泵的进水端与所述储水槽连通，所述循环水泵的出水端通过管道与所述预冷器连通，所述水泵与所述感温处理器电性连接。

进一步的，所述储水槽一侧设置有与所述储水槽连通的溢水口。

进一步的，还包括有压缩机和蒸发器，所述压缩机的一端通过管道与所述预冷器连通，另一端通过管道与所述蒸发器连通，所述蒸发器与所述蒸发式冷凝器连通，所述蒸发器与所述蒸发式冷凝器通过管道连通。

进一步的，所述蒸发器与所述蒸发式冷凝器之间还设置有用于控制流经蒸发器内流体流量的节流阀。

有益效果：由于设置有预冷器、蒸发式冷凝器、感温处理器和循环水泵，使得预冷型蒸发式冷凝空调系统在使用的过程当中，不仅可以通过感温处理器对预冷器的配合，有效的提高预冷器的使用性能，大幅降低蒸发式冷凝器液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统的控制方法，该控制方法能够精确控制蒸发式冷凝器进口制冷剂温度至结垢点60℃以下，防止换热器表面结垢。

本发明的目的之二通过以下技术方案实现：

一种预冷型蒸发式冷凝空调系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）开启预冷型蒸发式冷凝空调系统；

（2）通过感温处理器测得蒸发式冷凝器进口温度为T1，当T1-60℃≥t时，预冷器中的水流量增大，将预冷器中的热量带走，使得蒸发式冷凝器的进气管道温度降低；当T1-60℃＜t时，预冷器中的水流量不变；所述感温处理器测得蒸发式冷凝器进口温度t的范围为：-5℃≤t≤-2℃；

（3）关闭预冷型蒸发式冷凝空调系统。

有益效果：该控制方法能够精确控制蒸发式冷凝器进口制冷剂温度至结垢点60℃以下，防止换热器表面结垢。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一的整体结构示意图。

图2是本发明实施例二的整体结构示意图。

图中包括有：压缩机1、蒸发器2、预冷器3、蒸发式冷凝器4、换热器41、第一换热器411、第二换热器412、第三换热器413、喷水组件42、第一喷水组件421、第二喷水组件422、第三喷水组件423、储水槽43、循环水泵5、感温处理器6、第一阀门7、第二阀门8、相变材料9、溢水口10、节流阀11、补水口12。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，包括有压缩机1、蒸发器2、预冷器3和蒸发式冷凝器4，压缩机1的一端通过管道与预冷器3连通，另一端通过管道与蒸发器2连通，蒸发器2与蒸发式冷凝器4通过管道连通，预冷器3与蒸发式冷凝器4通过管道连通，预冷器3与蒸发式冷凝器4的管道连通上还设置有用于监测蒸发式冷凝器4的制冷剂进口温度的感温处理器6，预冷器3和蒸发式冷凝器4之间通过管道连通有循环水泵5，预冷器3与蒸发式冷凝器4之间通过循环水泵5形成循环回路，蒸发式冷凝器4包括有换热器41、喷水组件42和储水槽43，换热器41位于喷水组件42下端，储水槽43位于换热器41下端，不仅降低蒸发式冷凝器4液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保。

如图1所示，在优选实施例中，换热器41设置有三个，包括有第一换热器411、第二换热器412和第三换热器413，三个换热器41采用分段式设置于蒸发式冷凝器4；喷水组件42设置有三个，包括有第一喷水组件421、第二喷水组件422和第三喷水组件423；三个喷水组件42对应设置于三个换热器41上端，两个相邻的换热器41之间通过管道相互连通；第一换热器411与预冷器3通过管道连通，第一换热器411与第二换热器412通过管道连通，第二换热器412通过管道与第三换热器413连通，第一喷水组件421与预冷器3通过管道连通，第二喷水组件422通过管道与循环水泵5的出水端连通，第三喷水组件423通过管道与补水口12连通，由于蒸发式冷凝器4内的换热器41采用分段式，梯级利用不同水温的循环水，并且每一段喷水组件42的喷淋水互不影响，最终使得所有的喷淋水汇集到储水槽43中，循环往复，同时第一换热器411主要对进入蒸发式冷凝器4的制冷剂气体进行冷却，冷却后进入换第二热器412主要发生冷凝，然后进入第三换热器413进行过冷，补水口12的进水温度一般低于环境温度，因此，第三喷淋组件423在第三换热器413上利于蒸发式冷凝器4出口制冷剂过冷度的产生，有效的降低蒸发式冷凝器4液膜温度，提高换热能力。

循环水泵5的进水端与储水槽43连通，循环水泵5的出水端分别通过管道与预冷器3和喷水组件42连通，用于将储水槽43内部的水通过循环水泵5传递到预冷器3和喷水组件42内，进行水循环，循环水泵5与预冷器3之间的连通管道上固定有第一阀门7，进一步的，第一阀门7固定于第二喷水组件422与循环水泵5之间的连通管道上且用于控制第二喷水组件422内部水流量；循环水泵5与喷水组件42之间的连通管道上固定有第二阀门8，进一步的，第二阀门8固定于预冷器3与循环水泵5之间的连通管道上且用于控制预冷器3内部水流量，第一阀门7与第二阀门8分别与感温处理器6电性连接，且通过感温处理器6能够控制第一阀门7与第二阀门8的开合大小；由于蒸发式冷凝器4的循环水流经循环水泵5后，分为两路，其中一路与预冷器3换热，降低蒸发式冷凝器4的进口温度至结垢点60℃以下，防止换热器41表面结垢，另外一路直接去对换热器41进行喷淋。

如图1所示，在优选实施例中，两个相邻的换热器41与喷水组件42之间设置有接水盘44，进一步的，所示接水盘44呈倾斜设置，保证三个换热器4之间的每一段的喷淋水互不影响，最终所有的喷淋水汇集到储水槽43中，循环往复。

如图1所示，在优选实施例中，预冷器3内部设置有与预冷器3固定连接的相变材料9，进一步的，所述相变材料9为石蜡，能够有效的提高预冷效果。

如图1所示，在优选实施例中，储水槽43一侧设置有与储水槽43连通的溢水口10，避免储水槽43内水量储存过多，影响蒸发式冷凝器4的正常使用。

如图1所示，在优选实施例中，蒸发器2与蒸发式冷凝器4之间还设置有用于控制流经蒸发器2内流体流量的节流阀11，有效的控制蒸发器2与蒸发式冷凝器4之间的流量大小，实用性高。

本实施例还提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）开启预冷型蒸发式冷凝空调系统，第一阀门7和第二阀门8保持开度一致；

（2）通过感温处理器6测得蒸发式冷凝器4进口温度为T1，阀1和阀2保持开度一致，当T1-60℃≥t时，第一阀门7开大，第二阀门8减少，第一阀门7支路上的水流量增大，从预冷器3中带走热量，蒸发式冷凝器4进气管温度降低；当T1-60℃＜t时，第一阀门7和第二阀门8保持开度不变；感温处理器6测得蒸发式冷凝器4进口温度t的范围为：-5℃≤t≤-2℃，其中t小于-5℃，所需水量较大，t大于-2℃，热惯性的存在容易导致蒸发式冷凝器4进口温度高于结垢点60℃；

（3）关闭预冷型蒸发式冷凝空调系统，第一阀门7和第二阀门8复位，保持开度一致。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，包括有压缩机1、蒸发器2、预冷器3和蒸发式冷凝器4，压缩机1的一端通过管道与预冷器3连通，另一端通过管道与蒸发器2连通，蒸发器2与蒸发式冷凝器4通过管道连通，预冷器3与蒸发式冷凝器4通过管道连通，预冷器3与蒸发式冷凝器4的管道连通上还设置有用于监测蒸发式冷凝器4的制冷剂进口温度的感温处理器6，预冷器3和蒸发式冷凝器4之间通过管道连通有循环水泵5，预冷器3与蒸发式冷凝器4之间通过循环水泵5形成循环回路，蒸发式冷凝器4包括有换热器41、喷水组件42和储水槽43，换热器41位于喷水组件42下端，储水槽43位于换热器41下端，不仅降低蒸发式冷凝器4液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保。

如图2所示，在优选实施例中，换热器41设置有二个，包括有第一换热器411和第二换热器412，二个换热器41采用两段式设置于蒸发式冷凝器4；喷水组件42设置有二个，包括有第一喷水组件42和第二喷水组件422；二个喷水组件42对应设置于二个换热器41上端，两个相邻的换热器41之间通过管道相互连通；第一换热器411与预冷器3通过管道连通，第一换热器411与第二换热器412通过管道连通，第一喷水组件421与预冷器3通过管道连通，第二喷水组件423通过管道与补水口12连通。

循环水泵5的进水端与储水槽43连通，循环水泵5的出水端通过管道与预冷器3连通，用于将储水槽43内部的水通过循环水泵5传递到预冷器3内，循环水泵5与感温处理器6电性连接，感温处理器6能够控制循环水泵5的转速，控制预冷器3进水量，有效的降低蒸发式冷凝器4液膜温度，提高换热能力，同时通过感温处理器6可精确控制蒸发式冷凝器4进口制冷剂温度至结垢点60℃以下，防止换热器表面结垢。

如图2所示，在优选实施例中，两个相邻的换热器41与喷水组件42之间设置有接水盘44，进一步的，所示接水盘44呈倾斜设置，保证三个换热器4之间的每一段的喷淋水互不影响，最终所有的喷淋水汇集到储水槽43中，循环往复。

如图2所示，在优选实施例中，预冷器3内部设置有与预冷器3固定连接的相变材料9，进一步的，所述相变材料9为石蜡，能够有效的提高预冷效果。

如图2所示，在优选实施例中，储水槽43一侧设置有与储水槽43连通的溢水口10，避免储水槽43内水量储存过多，影响蒸发式冷凝器4的正常使用。

如图2所示，在优选实施例中，蒸发器2与蒸发式冷凝器4之间还设置有用于控制流经蒸发器2内流体流量的节流阀11，有效的控制蒸发器2与蒸发式冷凝器4之间的流量大小，实用性高。

本实施例还提供一种预冷型蒸发式冷凝空调系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）开启预冷型蒸发式冷凝空调系统，循环水泵5转速保持稳定；

（2）通过感温处理器6测得蒸发式冷凝器4进口温度为T1，当T1-60℃≥t时，循环水泵4转速变大，水流量增大，将预冷器3中的热量带走，使得蒸发式冷凝器4的进气管道温度降低；当T1-60℃＜t时，循环水泵4转速不变，预冷器3中的水流量不变；感温处理器6测得蒸发式冷凝器4进口温度t的范围为：-5℃≤t≤-2℃，其中t小于-5℃，所需水量较大，t大于-2℃，热惯性的存在容易导致蒸发式冷凝器4进口温度高于结垢点60℃；

（3）关闭预冷型蒸发式冷凝空调系统，循环水泵4停止工作。

有益效果：由于设置有预冷器、蒸发式冷凝器、感温处理器和循环水泵，使得预冷型蒸发式冷凝空调系统在使用的过程当中，不仅可以通过感温处理器对预冷器的配合，有效的提高预冷器的使用性能，大幅降低蒸发式冷凝器液膜温度，提高换热能力，同时还能通过水循环，提高水的利用率，节能环保，同时该控制方法能够精确控制蒸发式冷凝器进口制冷剂温度至结垢点60℃以下，防止换热器表面结垢。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：包括有预冷器和蒸发式冷凝器，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器通过管道连通，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器的管道连通上还设置有感温处理器，所述预冷器和所述蒸发式冷凝器之间通过管道连通有循环水泵，所述预冷器与所述蒸发式冷凝器之间通过所述循环水泵形成循环回路。

2.如权利要求1所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述蒸发式冷凝器包括有换热器、喷水组件和储水槽，所述换热器位于所述喷水组件下端，所述储水槽位于所述换热器下端。

3.如权利要求2所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述换热器和喷水组件均设置有，所述换热器采用分段式设置，所述换热器与所述预冷器通过管道连通，两个相邻的所述换热器之间通过管道相互连通，所述喷水组件与所述预冷器通过管道连通。

4.如权利要求3所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：两个相邻的所述换热器与所述喷水组件之间设置有接水盘。

5.如权利要求2所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述循环水泵的进水端与所述储水槽连通，所述循环水泵的出水端分别通过管道与所述预冷器和喷水组件连通，所述循环水泵与所述预冷器之间的连通管道上固定有第一阀门，所述循环水泵与所述喷水组件之间的连通管道上固定有第二阀门，所述第一阀门与所述第二阀门分别与所述感温处理器电性连接。

6.如权利要求2所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述循环水泵的进水端与所述储水槽连通，所述循环水泵的出水端通过管道与所述预冷器连通，所述循环水泵与所述感温处理器电性连接。

7.如权利要求1所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述储水槽一侧设置有与所述储水槽连通的溢水口。

8.如权利要求1所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：还包括有压缩机和蒸发器，所述压缩机的一端通过管道与所述预冷器连通，另一端通过管道与所述蒸发器连通，所述蒸发器与所述蒸发式冷凝器通过管道连通。

9.如权利要求1所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统，其特征在于：所述蒸发器与所述蒸发式冷凝器之间还设置有用于控制流经蒸发器内流体流量的节流阀。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的一种预冷型蒸发式冷凝空调系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）开启预冷型蒸发式冷凝空调系统；

（2）通过感温处理器测得蒸发式冷凝器进口温度为T1，当T1-60℃≥t时，预冷器中的水流量增大，将预冷器中的热量带走，使得蒸发式冷凝器的进气管道温度降低；当T1-60℃＜t时，预冷器中的水流量不变；所述感温处理器测得蒸发式冷凝器进口温度t的范围为：-5℃≤t≤-2℃；

（3）关闭预冷型蒸发式冷凝空调系统。