CN112503788A - 多冷媒回路制冷系统及空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多冷媒回路制冷系统及空调设备，涉及冷水机组技术领域，解决了现有技术中存在的冷凝器和蒸发器均采用轴向布置方式，造成各个系统的蒸发温度与冷凝温度比较相近，导致机组的制冷能力差且造成机组不紧凑的技术问题。该多冷媒回路制冷系统包括位于同一壳体内的压缩机、冷凝器和蒸发器，且至少为两组，所述压缩机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述蒸发器连通，所述蒸发器与所述压缩机连通，所有的所述冷凝器沿所述冷凝器的径向方向并列布置，所有的所述蒸发器沿所述蒸发器的径向方向并列布置。本发明用于优化压缩机工作工况，提升整机的制冷量。

Description

多冷媒回路制冷系统及空调设备

技术领域

本发明涉及冷水机组技术领域，尤其是涉及一种多冷媒回路制冷系统及空调设备。

背景技术

冷水机组以其较高的舒适性在空调市场所占的份额也越来越大，并且在目前政府推行的减煤换煤工程中，也得到了大量的推广应用。

建筑物夏季45％～50％的电能都用于空调制冷，其中冷水机组能耗又占到空调能耗的40％以上，冷水机组的节能是非常重要的节能方面。对于制冷系统独立的空调系统，在不增加成本的基础上提升机组能效，节约电能是提升性能的关键。

冷水机组作为一种重要中央空调类型,由于高的可靠性,宽广的运行范围,在工程中大量的应用。随着工程制冷量不断增大，机组需要做的越来越大，受限于压缩机排量及体积价格的限制，大冷量单压缩机价格较贵，而且备份的成本偏高，故多压缩机并联成为螺杆水冷冷水机组扩大制冷量范围的重要方式。

多制冷系统冷媒侧独立运行，一个制冷系统出问题，另一个制冷系统仍然可以正常运行，保证空调的系统的正常运行，提高了整个制冷系统的可靠性。一般的方案都为冷凝器蒸发器采用沿着轴向串联布置。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有的冷凝器蒸发器的轴向布置方式，造成各个系统的蒸发温度与冷凝温度比较相近，导致机组的制冷能力差，并且长度太长造成机组不紧凑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多冷媒回路制冷系统及空调设备，以解决现有技术中存在的冷凝器和蒸发器均采用轴向布置方式，造成各个系统的蒸发温度与冷凝温度比较相近，导致机组的制冷能力差且造成机组不紧凑的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的多冷媒回路制冷系统，包括位于同一壳体内的压缩机、冷凝器和蒸发器，且至少为两组，所述压缩机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述蒸发器连通，所述蒸发器与所述压缩机连通，所有的所述冷凝器沿所述冷凝器的径向方向并列布置，所有的所述蒸发器沿所述蒸发器的径向方向并列布置。

优选地，所述压缩机、冷凝器和蒸发器分为三组制冷系统，分别为第一组制冷系统、第二组制冷系统和第三组制冷系统。

优选地，所述第一组制冷系统包括第一压缩机、第一冷凝器和第一蒸发器，所述第一蒸发器的出口与所述第一压缩机的吸气口连通，所述第一压缩机的排气口与所述第一冷凝器的进口连通，所述第一冷凝器的出口通过节流机构与所述第一蒸发器的入口连通。

优选地，所述第二组制冷系统包括第一压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器，所述第二蒸发器的出口与所述第二压缩机的吸气口连通，所述第二压缩机的排气口与所述第二冷凝器的进口连通，所述第二冷凝器的出口通过节流机构与所述第二蒸发器的入口连通。

优选地，所述第三组制冷系统包括第三压缩机、第三冷凝器和第三蒸发器，所述第三蒸发器的出口与所述第三压缩机的吸气口连通，所述第三压缩机的排气口与所述第三冷凝器的进口连通，所述第三冷凝器的出口通过节流机构与所述第三蒸发器的入口连通。

优选地，所述节流机构为电子膨胀阀。

优选地，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器与所述第三冷凝器在所述壳体内沿着水平方向并列设置，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器与所述第三蒸发器在所述壳体内沿着水平方向并列设置。

优选地，所述蒸发器和所述冷凝器均为管壳式换热器。

优选地，所述第一冷凝器的冷却水进水端、所述第三冷凝器的冷却水出水端、所述第三蒸发器的冷冻水进水端和所述第一蒸发器的冷冻水出水端均设置有温度传感器。

一种空调设备，包括所述的多冷媒回路制冷系统。

本发明提供的多冷媒回路制冷系统，包括位于同一壳体内的压缩机、冷凝器和蒸发器，且至少为两组，压缩机与冷凝器连通，冷凝器与蒸发器连通，蒸发器与压缩机连通，所有的冷凝器沿冷凝器的径向方向并列布置，所有的蒸发器沿蒸发器的径向方向并列布置，本发明的结构设计优化了制冷系统蒸发器、冷凝器的布置方式，合理利用机组壳体内空间，在相同的冷冻水、冷却水进水工况下，在保证一个制冷系统的蒸发温度、冷凝温度不变的情况下，提高其余制冷系统的蒸发温度、降低冷凝温度从而优化了压缩机的工况，提升整机的性能。另外，在成本几乎不变的情况下，能够显著的提升机组的制冷量与性能系数，从而节约了能源,间接降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多冷媒回路制冷系统的结构示意图。

附图标记：1、第一冷凝器；2、第一压缩机；3、第一蒸发器；4、第二冷凝器；5、第二压缩机；6、第二蒸发器；7、第三冷凝器；8、第三压缩机；9、第三蒸发器；10、节流机构；11、冷却水进水端；12、冷却水出水端；13、冷冻水进水端；14、冷冻水出水端。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1，本发明提供了一种多冷媒回路制冷系统，包括位于同一壳体内的压缩机、冷凝器和蒸发器，且至少为两组，压缩机与冷凝器连通，冷凝器与蒸发器连通，蒸发器与压缩机连通，所有的冷凝器沿冷凝器的径向方向并列布置，所有的蒸发器沿蒸发器的径向方向并列布置。本发明的结构设计优化了制冷系统蒸发器、冷凝器的布置方式，合理利用机组壳体内空间，在相同的冷冻水、冷却水进水工况下，在保证一个制冷系统的蒸发温度、冷凝温度不变的情况下，提高其余制冷系统的蒸发温度、降低冷凝温度从而优化了压缩机的工况，提升整机的性能。另外，在成本几乎不变的情况下，能够显著的提升机组的制冷量与性能系数，从而节约了能源,间接降低了成本。

压缩机、冷凝器和蒸发器的数量均相通，作为本发明实施例可选地实施方式，本实施例中的压缩机、冷凝器和蒸发器的个数分为三组制冷系统，如图1所示，分别为第一组制冷系统、第二组制冷系统和第三组制冷系统，当然，压缩机的数量、冷凝器的数量和蒸发器的数量在此不作限定，只要三者数量相同，每个压缩机、蒸发器和冷凝器组成独立的制冷系统。

本实施例中的第一组制冷系统包括第一压缩机2、第一冷凝器1和第一蒸发器3，第一蒸发器3的出口与第一压缩机2的吸气口连通，第一压缩机2的排气口与第一冷凝器1的进口连通，第一冷凝器1的出口通过节流机构10与第一蒸发器3的入口连通。第二组制冷系统包括第一压缩机2、第二冷凝器4和第二蒸发器6，第二蒸发器6的出口与第二压缩机5的吸气口连通，第二压缩机5的排气口与第二冷凝器4的进口连通，第二冷凝器4的出口通过节流机构10与第二蒸发器6的入口连通。第三组制冷系统包括第三压缩机8、第三冷凝器7和第三蒸发器9，第三蒸发器9的出口与第三压缩机8的吸气口连通，第三压缩机8的排气口与第三冷凝器7的进口连通，第三冷凝器7的出口通过节流机构10与第三蒸发器9的入口连通。进一步的，本实施例中的节流机构10可以采用电子膨胀阀。

本实施例中的蒸发器和冷凝器均为管壳式换热器。第一冷凝器1、第二冷凝器4与第三冷凝器7在壳体内沿着水平方向并列设置，第一蒸发器3、第二蒸发器6与第三蒸发器9在壳体内沿着水平方向并列设置。

本发明提供的多冷媒回路制冷系统是在保证机组在硬件配置不变的情况,通过优化冷凝器的管路布置以及蒸发器的管路布置,在相同的冷冻水、冷却水进水工况下，在保证一个系统的蒸发温度、冷凝温度不变的情况下，提高另几个系统的蒸发温度、降低冷凝温度，从而优化压缩机的工况，提升整机的性能。此优化布置结构在成本几乎不变的情况下，能够显著的提升冷水机组的制冷量与性能系数。

第一冷凝器1的冷却水进水端11、第三冷凝器7的冷却水出水端12、第三蒸发器9的冷冻水进水端13和第一蒸发器3的冷冻水出水端14均设置有温度传感器。其中，测得的第一冷凝器1的冷却水进水端11的温度为T1，第三冷凝器7的冷却水出水端12的温度为T2，第三蒸发器9的冷冻水进水端13的温度为T3，第一蒸发器3的冷冻水出水端14的温度为T4。

如图1所示，此系统的冷凝器的布置方式在保证，当冷冻水的进出水温度不变的情况下,冷却水进水温度为T1,冷却水出水温度为T2(T2>T1),则第一组制冷系统的工况水温为(T1/2+T2/4)；按照传统的轴向设置的话，第一组制冷系统的冷却水工况水温为(T1/2+T2/2)，明显的(T1/2+T2/4)<(T1/2+T2/2)，这样在保证换热温差△Ta不变的情况，(T1/2+T2/4)+△Ta<(T1/2+T2/2)+△Ta，第一组制冷系统的冷凝温度就会有较低的冷凝温度。在蒸汽制冷系统中冷凝温度越低，机组的制冷量越大，机组的性能系数越高从而提高制冷量与性能。

同理的话，当冷却水的进出水温度不变的情况下,当冷冻进水温度为T3,冷却水出水温度为T4(T3＜T4),则第一组制冷系统的冷水工况水温为(T3/2+3T4/4)。按照传统的轴向设置的第一组制冷系统的工况水温为(T3/2+T4/2)，明显的(T3/2+3T4/4)＞(T3/2+T4/2)。这样在保证换热温差△Tb不变的情况，(T3/2+3T4/4)+△Tb＞(T3/2+T4/2)+△Tb，本实施例中第一组制冷系统的蒸发温度就会有较高的蒸发温度。在蒸汽制冷系统中蒸发温度越高，机组的制冷量越大，机组的性能系数越高，再次提高了制冷量与性能，通过从冷凝器与蒸发器侧双重作用保证的机组的制冷量与性能的提升。

此外，本发明还提供了一种空调设备，包括上述的多冷媒回路制冷系统。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多冷媒回路制冷系统，其特征在于，包括位于同一壳体内的压缩机、冷凝器和蒸发器，且至少为两组，所述压缩机与所述冷凝器连通，所述冷凝器与所述蒸发器连通，所述蒸发器与所述压缩机连通，所有的所述冷凝器沿所述冷凝器的径向方向并列布置，所有的所述蒸发器沿所述蒸发器的径向方向并列布置。

2.根据权利要求1所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述压缩机、冷凝器和蒸发器分为三组制冷系统，分别为第一组制冷系统、第二组制冷系统和第三组制冷系统。

3.根据权利要求2所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述第一组制冷系统包括第一压缩机、第一冷凝器和第一蒸发器，所述第一蒸发器的出口与所述第一压缩机的吸气口连通，所述第一压缩机的排气口与所述第一冷凝器的进口连通，所述第一冷凝器的出口通过节流机构与所述第一蒸发器的入口连通。

4.根据权利要求3所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述第二组制冷系统包括第二压缩机、第二冷凝器和第二蒸发器，所述第二蒸发器的出口与所述第二压缩机的吸气口连通，所述第二压缩机的排气口与所述第二冷凝器的进口连通，所述第二冷凝器的出口通过节流机构与所述第二蒸发器的入口连通。

5.根据权利要求4所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述第三组制冷系统包括第三压缩机、第三冷凝器和第三蒸发器，所述第三蒸发器的出口与所述第三压缩机的吸气口连通，所述第三压缩机的排气口与所述第三冷凝器的进口连通，所述第三冷凝器的出口通过节流机构与所述第三蒸发器的入口连通。

6.根据权利要求5所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述节流机构为电子膨胀阀。

7.根据权利要求5所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器与所述第三冷凝器在所述壳体内沿着水平方向并列设置，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器与所述第三蒸发器在所述壳体内沿着水平方向并列设置。

8.根据权利要求1所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器均为管壳式换热器。

9.根据权利要求5所述的多冷媒回路制冷系统，其特征在于，所述第一冷凝器的冷却水进水端、所述第三冷凝器的冷却水出水端、所述第三蒸发器的冷冻水进水端和所述第一蒸发器的冷冻水出水端均设置有温度传感器。

10.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的多冷媒回路制冷系统。

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