CN111076439A - 补气结构、离心式冷水机组及空调器 - Google Patents

补气结构、离心式冷水机组及空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种补气结构，包括：制冰换热器、制冷换热器；压缩机，制冰换热器、制冷换热器分别与压缩机相连通；制冰换热器与制冰换热器之间连通有二次补气装置，二次补气装置设有连通至压缩机的二次补气通道，二次补气装置能够向压缩机二次补气。本发明在行业中现有的双蒸发器冰蓄冷离心机的系统上，增加一个独立闪发器，配合使用三级离心式压缩机，实现三级压缩、两级补气的结构，提高冰蓄冷离心机的运行压比上限，使冰蓄冷离心机可制取更低温度的冰水，适应更大压比的应用场合。

Description

补气结构、离心式冷水机组及空调器
技术领域
本发明属于离心式冷水机组技术领域，具体涉及一种补气结构、离心式冷水机组及空调器。
背景技术
随着节能减排理念越来越深入人心，作为电力行业移峰填谷的重要设备，冰蓄冷双工况离心机越来越多地应用于大型供冷能源站。为了进一步提高节能效果，双换热器方案被开发应用于双工况离心机系统。
双换热器双级压缩机的离心机系统，虽然能够解决单换热器机组运行于制冷工况时的换热器换热效率低的问题，但是受限于双级叶轮的喘振特性，制冰工况的运行压比有限，无法实现更低的冰水出水温度或高冷却水温度的运行工况。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是双换热器双级压缩机的离心机系统受限于双级叶轮的喘振特性，制冰工况的运行压比有限，无法实现更低的冰水出水温度或高冷却水温度的运行工况，从而提供一种补气结构、离心式冷水机组及空调器。
为了解决上述问题，本发明提供一种补气结构，包括：
制冰换热器、制冷换热器；
压缩机，制冰换热器、制冷换热器分别与压缩机相连通；
制冰换热器与制冰换热器之间连通有二次补气装置，二次补气装置设有连通至压缩机的二次补气通道，二次补气装置能够向压缩机二次补气。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选地，二次补气装置包括闪发器，闪发器设有至少一个闪发入口、至少一个闪发出气口、至少一个闪发出液口。
优选地，闪发出气口为一个，闪发出气口与压缩机通过二次补气通道相连通，向压缩机二次补气。
优选地，压缩机为三级压缩，二次补气通道提供的气体补充至第二级压缩的出口，与经过两级压缩的气体一起参与第三级压缩。
优选地，闪发入口为两个，分别为第一闪发入口、第二闪发入口，第一闪发入口与制冰换热器的液相出口相连通，第二闪发入口与制冷换热器的液相出口相连通。
优选地，闪发出液口为两个，分别为第一闪发出液口、第二闪发出液口，第一闪发出液口与制冰换热器的液相出口相连通，第二闪发出液口与制冷换热器的液相出口相连通。
优选地，制冰换热器的液相出口设有第一液相通道，第一液相通道分别与第一闪发入口、第一闪发出液口相连通；
和/或，制冷换热器的液相出口设有第二液相通道，第二液相通道分别与第二闪发入口、第二闪发出液口相连通。
优选地，第一液相通道连接有第一三通切换阀，第一闪发入口、第一闪发出液口分别通过第一三通切换阀与第一液相通道连通；
和/或，所述第二液相通道连接有第二三通切换阀，所述第二闪发入口、第二闪发出液口分别通过所述第二三通切换阀与所述第二液相通道连通。
优选地，第一闪发入口与第一三通切换阀之间设有第一节流阀，和/或，第一闪发出液口与第一三通切换阀之间设有第二节流阀，和/或，第二闪发入口与第二三通切换阀之间设有第三节流阀，和/或，第二闪发出液口与第二三通切换阀之间设有第四节流阀。
优选地，第一闪发入口的内部端口处设有折弯结构，折弯结构能够避免进入闪发器内的冷媒直接流向闪发出气口；
和/或，第二闪发入口的内部端口设有折弯结构，折弯结构能够避免进入闪发器内的冷媒直接流向闪发出气口。
优选地，制冰换热器的气相出口连接有第一气相通道，第一气相通道连通至压缩机的吸气口，第一气相通道上设有第一阀门；
和/或，制冷换热器的气相出口连接有第二气相通道，第二气相通道连通至压缩机的吸气口，第二气相通道上设有第二阀门。
优选地，制冰换热器还设有第一一次补气通道，第一一次补气通道连通至压缩机，第一一次补气通道上设有第三阀门；
和/或，制冷换热器还设有第二一次补气通道，第二一次补气通道连通至压缩机，第二一次补气通道上设有第四阀门。
优选地，压缩机为三级压缩，第一一次补气通道提供的气体补充至第一级压缩的出口，与经过一级压缩的气体一起参与第二级压缩。
优选地，制冰换热器的冷媒入口连接有第一冷媒进管，第一冷媒进管连通至冷凝器的冷媒出口，第一冷媒进管上依次设有第五阀门、第五节流阀；
和/或，制冷换热器的冷媒入口连接有第二冷媒进管，第二冷媒进管连通至冷凝器的冷媒出口，第二冷媒进管上依次设有第六阀门、第六节流阀。
优选地，闪发器的闪发出气口设置在闪发器的顶部，和/或，闪发器的闪发出液口设置在闪发器的底部。
一种离心式冷水机组，采用上述任一的补气结构。
一种空调器，采用上述任一的补气结构。
本发明提供的补气结构、离心式冷水机组及空调器至少具有下列有益效果：
本发明在行业中现有的双蒸发器冰蓄冷离心机的系统上，增加一个独立闪发器，配合使用三级离心式压缩机，实现三级压缩、两级补气的结构，提高冰蓄冷离心机的运行压比上限，使冰蓄冷离心机可制取更低温度的冰水，适应更大压比的应用场合。
附图说明
图1为本发明实施例的补气结构的结构示意图；
图2为本发明实施例的二次补气装置的结构示意图。
附图标记表示为：
1、制冰换热器；2、制冷换热器；3、压缩机；4、二次补气装置；5、二次补气通道；6、闪发器；7、第一闪发入口；8、第二闪发入口；9、闪发出气口；10、第一闪发出液口；11、第二闪发出液口；12、第一液相通道；13、第二液相通道；14、第一三通切换阀；15、第二三通切换阀；16、第一节流阀；17、第二节流阀；18、第三节流阀；19、第四节流阀；20、折弯结构；21、第一气相通道；22、第一阀门；23、第二气相通道；24、第二阀门；25、第一一次补气通道；26、第三阀门；27、第二一次补气通道；28、第四阀门；29、第一冷媒进管；30、冷凝器；31、第五阀门；32、第五节流阀；33、第六阀门；34、第六节流阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
结合图1至图2所示，本发明实施例提供了一种补气结构，包括：制冰换热器1、制冷换热器2；压缩机3，制冰换热器1、制冷换热器2分别与压缩机3相连通；制冰换热器1与制冰换热器1之间连通有二次补气装置4，二次补气装置4设有连通至压缩机3的二次补气通道，二次补气装置4能够向压缩机3二次补气。
针对现有技术中双蒸发器双级压缩机离心机系统，制冰工况运行压比有限的问题，本发明实施例的补气结构，提出一种用于双蒸发器离心机组的多级压缩、二次补气结构，进一步提高制冰工况下机组的设计压比，使机组能够制取更低温度的冰水或能够适应高冷却水温度的运行工况。
优选地，二次补气装置4包括闪发器6，闪发器6设有至少一个闪发入口、至少一个闪发出气口9、至少一个闪发出液口。闪发器又名经济器，闪发器的作用是将液体制冷剂流经节流装置后变成气态的部分分离出来，分离出的气态制冷剂被引流到压缩机内，与上一级叶轮出口制冷剂混合，可降低叶轮出口制冷剂的过热度，使其进行下一级压缩时，节省压缩功。
优选地，闪发出气口9为一个，闪发出气口9与压缩机3通过二次补气通道5相连通，向压缩机3二次补气。压缩机3为三级压缩，二次补气通道5提供的气体补充至第二级压缩的出口，与经过两级压缩的气体一起参与第三级压缩，从而实现了三级压缩，两次补气，增加了压缩机的压缩功。
优选地，由于制冷工况和制热工况下，冷媒流过制冰换热器1和制冷换热器2的顺序不同，因此，需要同时考虑两个换热器的排液都可以优先流入闪发器6的需求。闪发入口为两个，分别为第一闪发入口7、第二闪发入口8，第一闪发入口7与制冰换热器1的液相出口相连通，第二闪发入口8与制冷换热器2的液相出口相连通。
同理的，闪发出液口为两个，分别为第一闪发出液口10、第二闪发出液口11，第一闪发出液口10与制冰换热器1的液相出口相连通，第二闪发出液口11与制冷换热器2的液相出口相连通。闪发器6内的液态冷媒可以分别通过第一闪发出液口10、第二闪发出液口11进入制冰换热器1、制冷换热器2。
优选地，制冰换热器1的液相出口设有第一液相通道12，第一液相通道12分别与第一闪发入口7、第一闪发出液口10相连通。在制冰换热器1内气液分离的冷媒，其中液态冷媒可以通过第一闪发入口7进入闪发器6，而闪发器6内产生的液态冷媒也可以通过第一闪发出液口10达到制冰换热器1。
和/或，制冷换热器2的液相出口设有第二液相通道13，第二液相通道13分别与第二闪发入口8、第二闪发出液口11相连通。制冷换热器2内气液分离的冷媒，其中液态冷媒可以通过第二闪发入口8进入闪发器6，而闪发器6内产生的液态冷媒也可以通过第二闪发出液口11达到制冷换热器2。
优选地，第一液相通道12连接有第一三通切换阀14，第一闪发入口7、第一闪发出液口10分别通过第一三通切换阀14与第一液相通道12连通，通过第一三通切换阀14可以实现第一闪发入口7与制冰换热器1或者第一闪发出液口10与制冰换热器1的通路切换，满足制冷、制冰两种工况下的功能切换。
和/或，所述第二液相通道13连接有第二三通切换阀15，所述第二闪发入口8、第二闪发出液口11分别通过所述第二三通切换阀15与所述第二液相通道13连通，通过第二三通切换阀15可以实现第二闪发入口8与制冷换热器2或者第二闪发出液口11与制冷换热器2的通路切换，满足制冷、制冰两种工况下的功能切换。
优选地，第一闪发入口7与第一三通切换阀14之间设有第一节流阀16，和/或，第一闪发出液口10与第一三通切换阀14之间设有第二节流阀17，和/或，第二闪发入口8与第二三通切换阀15之间设有第三节流阀18，和/或，第二闪发出液口11与第二三通切换阀15之间设有第四节流阀19。
优选地，第一闪发入口7的内部端口处设有折弯结构20，折弯结构20能够避免进入闪发器6内的冷媒直接流向闪发出气口9；第二闪发入口8的内部端口设有折弯结构20，折弯结构20能够避免进入闪发器6内的冷媒直接流向闪发出气口9。闪发器6的闪发出气口设置在闪发器6的顶部，和/或，闪发器6的闪发出液口设置在闪发器6的底部。折弯结构20能够有效避免冷媒液体笔直朝上流动而形成喷泉效应，导致闪发器6顶部出口的气体冷媒携带液体；同时闪发出液口设置到闪发器6的底部，第二节流阀17、第四节流阀19位于闪发器6的正下发，保证两种运行模式下，第二节流阀17、第四节流阀19前形成有效的液封，加强节流效果。
优选地，制冰换热器1的气相出口连接有第一气相通道21，第一气相通道21连通至压缩机3的吸气口，第一气相通道21上设有第一阀门22；制冷换热器2的气相出口连接有第二气相通道23，第二气相通道23连通至压缩机3的吸气口，第二气相通道23上设有第二阀门24。
优选地，制冰换热器1还设有第一一次补气通道25，第一一次补气通道25连通至压缩机3，第一一次补气通道25上设有第三阀门26；制冷换热器2还设有第二一次补气通道27，第二一次补气通道27连通至压缩机3，第二一次补气通道27上设有第四阀门28。压缩机3为三级压缩，第一一次补气通道25提供的气体补充至第一级压缩的出口，与经过一级压缩的气体一起参与第二级压缩。
优选地，制冰换热器1的冷媒入口连接有第一冷媒进管29，第一冷媒进管29连通至冷凝器30的冷媒出口，第一冷媒进管29上依次设有第五阀门31、第五节流阀32；制冷换热器2的冷媒入口连接有第二冷媒进管，第二冷媒进管连通至冷凝器30的冷媒出口，第二冷媒进管上依次设有第六阀门33、第六节流阀34。
当机组运行于制冰模式的时候，流经制冷换热器2的冷冻水进出水路关闭，流经制冰换热器1的乙二醇进出水接通。第一阀门22、第四阀门28、第六阀门33打开，第二阀门24、第三阀门26、第五阀门31关闭；第一三通切换阀14的a、b端接通，c端阻断，即第一液相通道12与第一闪发入口7连通，第一闪发出口阻断，而第二三通切换阀15的a、c端接通，b端阻断，即第二液相通道13与第二闪发出液口11连通，第二闪发入口8阻断。此时制冷蒸发器作为一级闪发器6使用，液态制冷剂由冷凝器30底部出来后，经第六阀门33及第六节流阀34后，进入制冷蒸发器，在此气体和液体分离，气体经第四阀门28，由第二一次补气通道27补气，进入压缩机3，与一级叶轮出口的气体一起参与二级压缩，液体从制冷蒸发器底部出来后，经第一三通切换阀14、第一节流阀16进入闪发器6，再次进行气体和液体的分离，分离得出的气体经闪发器6顶部的闪发出气口9、二次补气通道5进入压缩机3，与二级叶轮出口的气体一起参与三级压缩，液体从闪发器6底部流出，经第四节流阀19、第二三通切换阀15后进入制冰蒸发器，吸收乙二醇水的热量后蒸发成气体，再经第一阀门22进入压缩机3的吸气口，被一级叶轮压缩；经压缩机3三级压缩后的高温气体通过排气管进入冷凝器30，向冷却水排出热量后凝结成液体，完成制冷循环。
相似的，当机组运行于制冷模式的时候，流经制冷换热器2的冷冻水进出水路接通，流经制冰换热器1的乙二醇进出水关闭。第二阀门24、第三阀门26、第五阀门31打开，第一阀门22、第四阀门28、第六阀门33关闭；第二三通切换阀15的a、b端接通，c端阻断，即第二液相通道13与第二闪发入口8接通，第二闪发出液口11阻断。而第一三通切换阀14的a、c端接通，b端阻断，即第一液相通道12与第一闪发出液口10接通，第一闪发入口7阻断。此时制冰蒸发器作为一级闪发器6使用，液态制冷剂由冷凝器30底部出来后，经第五阀门31及第五节流阀32后，进入制冰蒸发器，在此气体和液体分离，气体经第三阀门26，由第一一次补气通道25补气，进入压缩机3，与一级叶轮出口的气体一起参与二级压缩，液体从制冰蒸发器底部出来后，经第二三通切换阀15、第二节流阀17进入闪发器6，再次进行气体和液体的分离，分离得出的气体经闪发器6顶部的闪发出气口9、二次补气通道5进入压缩机3，与二级叶轮出口的气体一起参与三级压缩，液体从闪发器6底部流出，经第二节流阀17、第一三通切换阀14后进入制冷蒸发器，吸收冷冻水的热量后蒸发成气体，再经第一阀门22进入压缩机3的吸气口，被一级叶轮压缩；经压缩机3三级压缩后的高温气体通过排气管进入冷凝器30，向冷却水排出热量后凝结成液体，完成制冷循环。
本申请中出现的节流阀可以是电子膨胀阀、电动可调节孔板或固定孔板，甚至是以上三种节流装置的任意组合形式。同理，阀门也可以是电动阀门或其它类型阀门。
本发明的补气结构在行业中现有的双蒸发器冰蓄冷离心机的系统上，增加一个独立闪发器，配合使用三级离心式压缩机，实现三级压缩、两级补气的结构，提高冰蓄冷离心机的运行压比上限，使冰蓄冷离心机可制取更低温度的冰水，适应更大压比的应用场合。
一种离心式冷水机组，采用上述任一的补气结构。
一种空调器，采用上述任一的补气结构。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种补气结构，其特征在于，包括：
制冰换热器、制冷换热器；
压缩机，所述制冰换热器、制冷换热器分别与所述压缩机相连通；
所述制冰换热器与所述制冰换热器之间连通有二次补气装置，所述二次补气装置设有连通至所述压缩机的二次补气通道，所述二次补气装置能够向所述压缩机二次补气。
2.根据权利要求1所述的补气结构，其特征在于，所述二次补气装置包括闪发器，所述闪发器设有至少一个闪发入口、至少一个闪发出气口、至少一个闪发出液口。
3.根据权利要求2所述的补气结构，其特征在于，所述闪发出气口为一个，所述闪发出气口与所述压缩机通过所述二次补气通道相连通，向所述压缩机二次补气。
4.根据权利要求3所述的补气结构，其特征在于，所述压缩机为三级压缩，所述二次补气通道提供的气体补充至第二级压缩的出口，与经过两级压缩的气体一起参与第三级压缩。
5.根据权利要求2所述的补气结构，其特征在于，所述闪发入口为两个，分别为第一闪发入口、第二闪发入口，所述第一闪发入口与所述制冰换热器的液相出口相连通，所述第二闪发入口与所述制冷换热器的液相出口相连通。
6.根据权利要求5所述的补气结构，其特征在于，所述闪发出液口为两个，分别为第一闪发出液口、第二闪发出液口，所述第一闪发出液口与所述制冰换热器的液相出口相连通，所述第二闪发出液口与所述制冷换热器的液相出口相连通。
7.根据权利要求6所述的补气结构，其特征在于，所述制冰换热器的液相出口设有第一液相通道，所述第一液相通道分别与所述第一闪发入口、第一闪发出液口相连通；
和/或，所述制冷换热器的液相出口设有第二液相通道，所述第二液相通道分别与所述第二闪发入口、第二闪发出液口相连通。
8.根据权利要求7所述的补气结构，其特征在于，所述第一液相通道连接有第一三通切换阀，所述第一闪发入口、第一闪发出液口分别通过所述第一三通切换阀与所述第一液相通道连通；
和/或，所述第二液相通道连接有第二三通切换阀，所述第二闪发入口、第二闪发出液口分别通过所述第二三通切换阀与所述第二液相通道连通。
9.根据权利要求8所述的补气结构，其特征在于，所述第一闪发入口与所述第一三通切换阀之间设有第一节流阀，和/或，所述第一闪发出液口与所述第一三通切换阀之间设有第二节流阀，和/或，所述第二闪发入口与所述第二三通切换阀之间设有第三节流阀，和/或，所述第二闪发出液口与所述第二三通切换阀之间设有第四节流阀。
10.根据权利要求6所述的补气结构，其特征在于，所述第一闪发入口的内部端口处设有折弯结构，所述折弯结构能够避免进入所述闪发器内的冷媒直接流向所述闪发出气口；
和/或，所述第二闪发入口的内部端口设有折弯结构，所述折弯结构能够避免进入所述闪发器内的冷媒直接流向所述闪发出气口。
11.根据权利要求1-10任一所述的补气结构，其特征在于，所述制冰换热器的气相出口连接有第一气相通道，所述第一气相通道连通至所述压缩机的吸气口，所述第一气相通道上设有第一阀门；
和/或，所述制冷换热器的气相出口连接有第二气相通道，所述第二气相通道连通至所述压缩机的吸气口，所述第二气相通道上设有第二阀门。
12.根据权利要求11所述的补气结构，其特征在于，所述制冰换热器还设有第一一次补气通道，所述第一一次补气通道连通至所述压缩机，所述第一一次补气通道上设有第三阀门；
和/或，所述制冷换热器还设有第二一次补气通道，所述第二一次补气通道连通至所述压缩机，所述第二一次补气通道上设有第四阀门。
13.根据权利要求12所述的补气结构，其特征在于，所述压缩机为三级压缩，所述第一一次补气通道提供的气体补充至第一级压缩的出口，与经过一级压缩的气体一起参与第二级压缩。
14.根据权利要求11所述的补气结构，其特征在于，所述制冰换热器的冷媒入口连接有第一冷媒进管，所述第一冷媒进管连通至冷凝器的冷媒出口，所述第一冷媒进管上依次设有第五阀门、第五节流阀；
和/或，所述制冷换热器的冷媒入口连接有第二冷媒进管，所述第二冷媒进管连通至冷凝器的冷媒出口，所述第二冷媒进管上依次设有第六阀门、第六节流阀。
15.根据权利要求2-14任一所述的补气结构，其特征在于，所述闪发器的闪发出气口设置在所述闪发器的顶部，和/或，所述闪发器的闪发出液口设置在所述闪发器的底部。
16.一种离心式冷水机组，其特征在于，采用权利要求1-15任一所述的补气结构。
17.一种空调器，其特征在于，采用权利要求1-15任一所述的补气结构。
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