CN114111023A - 一种带自然冷却的制冷制热双效换热器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带自然冷却的制冷制热双效换热器，包括机壳、风扇和冷却水循环水泵，机壳内设有喷淋装置、冷媒换热翅片换热器、水槽和压缩机，冷媒换热翅片换热器上设有冷媒液管、冷媒气管，机壳上设有排风口和进风口；机壳内设有自然冷却翅片换热器和风阀，机壳内部被分隔为上换热区和下换热区，自然冷却翅片换热器上设有进水管和出水管。包括以下功效：压缩机制冷循环中，作为蒸发式冷凝器；压缩机制热循环中，作为蒸发器吸收空气中的热量；自然冷却中，在温度较低时，利用风机直接将用户侧冷冻水的热量传带走。本发明自然冷却功效能够满足在气温较低但又需要制冷的季节的需要，并且制冷响应速度快，能耗更低，同时兼顾制冷高效与制热功能。

Description

一种带自然冷却的制冷制热双效换热器及其控制方法

技术领域

本发明涉及双效蒸发器技术领域，具体涉及一种带自然冷却的制冷制热双效换热器及其控制方法。

背景技术

空调蒸发器是蒸发器的一种,空调蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。它依靠风机使室内空气流经箱体内的冷却排管进行热交换，使空气冷却，从而达到降低室温的目的。其中，冷媒(制冷剂或载冷剂)在排管内流动，通过管壁冷却管外空气的称为干式冷风机；以喷淋的载冷剂液体直接和空气进行热交换的，称为湿式冷风机；混合式冷风机除冷却排管外，还有载冷剂的喷淋装置。在气温较低但又需要制冷的季节，传统的冷媒制冷方式能耗较大，会浪费过多的电能，并且制冷响应较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种带自然冷却的制冷制热双效换热器及其控制方法，以解决在气温较低但又需要制冷的季节，传统的冷媒制冷方式能耗较大，会浪费过多的电能，并且制冷响应较慢的问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一方面，提供一种带自然冷却的制冷制热双效换热器，包括机壳、风扇和冷却水循环水泵，机壳内设有喷淋装置、冷媒换热翅片换热器、水槽和压缩机，冷媒换热翅片换热器上设有冷媒液管、冷媒气管，机壳上设有排风口和进风口，排风口处设有通过电机驱动的风扇；

所述机壳内设有自然冷却翅片换热器和风阀，机壳内部被自然冷却翅片换热器和风阀分隔为上换热区和下换热区，风阀位于自然冷却翅片换热器一侧，排风口与上换热区连通，进风口与下换热区连通，冷媒换热翅片换热器位于下换热区内，自然冷却翅片换热器上设有用于用户侧冷冻水在其内部循环流通的进水管和出水管，自然冷却翅片换热器位于喷淋装置和冷媒换热翅片换热器之间。

作为优选，所述下换热区内设有温度传感器，温度传感器位于冷媒换热翅片换热器下方，进风口位于温度传感器一侧。

作为优选，所述排风口位于机壳上面，排风口内侧设有与风扇相对应的挡水板。

另一方面，提供一种带自然冷却的制冷制热双效换热器的控制方法，包括以下功效，

S1、压缩机制冷循环中，作为蒸发式冷凝器

风阀向上关闭，电机带动风扇旋转，空气依次流经冷媒换热翅片换热器、自然冷却翅片换热器，将热量与水蒸气带走；冷媒在冷媒换热翅片换热器中从冷媒气管中进入，经冷凝后变为液体从冷媒液管中流出，而后实现制冷功效；冷却水在水槽中经冷却水循环水泵后流经喷淋装置，均匀的洒向自然冷却翅片换热器，在自然冷却翅片换热器与流动的空气进行蒸发冷却降温后，流向冷媒换热翅片换热器与换热器管内的冷媒热交换，吸收冷媒热量后流向水槽实现水的循环；

S2、压缩机制热循环中，作为蒸发器吸收空气中的热量

风阀向下打开，其电机带动风扇旋转，空气流经冷媒换热翅片换热器，低温低压冷媒在冷媒换热翅片换热器中从冷媒液管流入，经与流动空气换热后成为气体从冷媒气管中流出，然后被压缩机吸入，重新循环，此过程中，用户侧冷冻水不循环，自然冷却翅片换热器未工作；

S3、自然冷却中，在温度较低时，利用风机直接将用户侧冷冻水的热量传带走

风阀向上关闭，高温的用户侧冷冻水经自然冷却翅片换热器进水管流入，在换热器内与流经自然冷却翅片换热器的水与空气进行换热降温，然后从自然冷却翅片换热器的出水管流出。

本发明的有益效果为：

1.本发明压缩机循环制冷中，作为蒸发式冷凝器，喷淋装置喷出的冷却水首先经过自然冷却翅片换热器进行蒸发冷却降温，再流向冷媒换热翅片换热器，相对于直接喷淋到冷媒换热翅片换热器的现有蒸发式冷凝器，此时的冷却水温度更低，能够吸收掉冷媒中更多的热量，从而缩短制冷响应时间。

2.本发明自然冷却中，在温度较低时，利用风机直接将用户侧冷冻水的热量传带走，冷媒换热翅片换热器和压缩机未工作，高温的用户侧冷冻水在自然冷却翅片换热器内进行换热降温，能够满足在气温较低但又需要制冷的季节的需要，并且制冷响应速度快，相对于通过冷媒换热翅片换热器和压缩机制冷能耗更低。

附图说明

图1为带自然冷却的制冷制热双效换热器的结构示意图。

其中：1、冷媒换热翅片换热器；2、自然冷却翅片换热器；3、喷淋装置；4、冷却水循环水泵；5、风阀；6、风扇；7、电机；8、压缩机；9、水槽；10、冷媒液管；11、冷媒气管；12、下换热区；13、机壳；14、进水管；15、出水管；16、排风口；17、上换热区；18、挡水板；19、温度传感器。

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。

参考图1，本实施例提供一种带自然冷却的制冷制热双效换热器，包括机壳13、风扇6和冷却水循环水泵，机壳13内设有喷淋装置3、冷媒换热翅片换热器1、水槽9和压缩机8，冷媒换热翅片换热器1上设有冷媒液管10、冷媒气管11，机壳13上设有排风口16和进风口，排风口16处设有通过电机7驱动的风扇6；

所述机壳13内设有自然冷却翅片换热器2和风阀5，机壳13内部被自然冷却翅片换热器2和风阀5分隔为上换热区17和下换热区12，风阀5位于自然冷却翅片换热器2一侧，排风口16与上换热区17连通，进风口与下换热区12连通，冷媒换热翅片换热器1位于下换热区12内，自然冷却翅片换热器2上设有用于用户侧冷冻水在其内部循环流通的进水管14和出水管15，自然冷却翅片换热器2位于喷淋装置3和冷媒换热翅片换热器1之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述下换热区12内设有温度传感器19，温度传感器19位于冷媒换热翅片换热器1下方，进风口位于温度传感器19一侧。

本发明将温度传感器19设置在进风口处，这样便于准确监测环境温度，能够为该双效换热器的运行提供准确的监测数据。

在本发明的一个优选实施例中，所述排风口16位于机壳13上面，排风口16内侧设有与风扇6相对应的挡水板18。

本发明在排风口16内侧设设置挡水板18，挡水板18能够有效减少该双效换热器内部用于循环的冷却水的散失。

本实施例提供一种带自然冷却的制冷制热双效换热器的控制方法，包括以下功效，

S1、压缩机8制冷循环中，作为蒸发式冷凝器

风阀5向上关闭，电机7带动风扇6旋转，空气依次流经冷媒换热翅片换热器1、自然冷却翅片换热器2，将热量与水蒸气带走；冷媒在冷媒换热翅片换热器1中从冷媒气管11中进入，经冷凝后变为液体从冷媒液管10中流出，而后实现制冷功效；冷却水在水槽9中经冷却水循环水泵后流经喷淋装置3，均匀的洒向自然冷却翅片换热器2，在自然冷却翅片换热器2与流动的空气进行蒸发冷却降温后，流向冷媒换热翅片换热器1与换热器管内的冷媒热交换，吸收冷媒热量后流向水槽9实现水的循环。在此过程中，自然冷却翅片换热器2的换热实现了现有蒸发式冷凝器PVC填料的冷却水在表面蒸发的功能，该功效中喷淋装置3喷出的冷却水首先经过自然冷却翅片换热器2进行蒸发冷却降温，再流向冷媒换热翅片换热器1，相对于直接喷淋到冷媒换热翅片换热器1的现有蒸发式冷凝器，此时的冷却水温度更低，能够吸收掉冷媒中更多的热量，从而缩短制冷响应时间。

S2、压缩机8制热循环中，作为蒸发器吸收空气中的热量

风阀5向下打开，其电机7带动风扇6旋转，空气流经冷媒换热翅片换热器1，低温低压冷媒在冷媒换热翅片换热器1中从冷媒液管10流入，经与流动空气换热后成为气体从冷媒气管11中流出，然后被压缩机8吸入，重新循环，此过程中，用户侧冷冻水不循环，自然冷却翅片换热器2未工作。

S3、自然冷却中，在温度较低时，利用风机直接将用户侧冷冻水的热量传带走

风阀5向上关闭，高温的用户侧冷冻水经自然冷却翅片换热器2进水管14流入，在换热器内与流经自然冷却翅片换热器2的水与空气进行换热降温，然后从自然冷却翅片换热器2的出水管15流出。在此过程中，自然冷却翅片换热器2的换热实现了现有蒸发式冷凝器PVC填料的用户侧冷冻水在表面蒸发功能，冷媒换热翅片换热器1和压缩机8未工作，同样，在环境温度足够低时，可以关闭冷却水循环水泵，只让空气流经自然冷却翅片换热器2与用户侧冷冻水进行换热。该功效为自然冷却，高温的用户侧冷冻水在自然冷却翅片换热器2内进行换热降温，能够满足在气温较低但又需要制冷的季节的需要，并且制冷响应速度快，相对于通过冷媒换热翅片换热器1和压缩机8制冷能耗更低。

对上述实施例的说明：

本发明的控制方法的三个功效中的决定因素为用户所需冷量还是热量。

当用户需要冷量时，其运行功效S1、S2的决定因素是所需用户侧冷冻水温度与环境温度差值。当环境温度低于设定温度A值以上时，作为功效S2运行。当环境温度不低于设定温度值时，作为功效S1运行。

当作为功效S2运行时，其冷却水循环水泵是否运行的决定因素在于所需用户侧冷冻水温度与环境温度差值。当环境温度低于设定温度B值以上时，作为功效S2运行，其冷却水循环水泵停止运转，否则冷却水循环水泵运转，自然冷却翅片换热器2上做蒸发冷却换热。

需要说明的是，冷媒换热翅片换热器1和自然冷却翅片换热器2可以互换位置，同样能够实现与本发明类似的相近的功效。

上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带自然冷却的制冷制热双效换热器，包括机壳(13)、风扇(6)和冷却水循环水泵，机壳(13)内设有喷淋装置(3)、冷媒换热翅片换热器(1)、水槽(9)和压缩机(8)，冷媒换热翅片换热器(1)上设有冷媒液管(10)、冷媒气管(11)，机壳(13)上设有排风口(16)和进风口，排风口(16)处设有通过电机(7)驱动的风扇(6)，其特征在于，

所述机壳(13)内设有自然冷却翅片换热器(2)和风阀(5)，机壳(13)内部被自然冷却翅片换热器(2)和风阀(5)分隔为上换热区(17)和下换热区(12)，风阀(5)位于自然冷却翅片换热器(2)一侧，排风口(16)与上换热区(17)连通，进风口与下换热区(12)连通，冷媒换热翅片换热器(1)位于下换热区(12)内，自然冷却翅片换热器(2)上设有用于用户侧冷冻水在其内部循环流通的进水管(14)和出水管(15)，自然冷却翅片换热器(2)位于喷淋装置(3)和冷媒换热翅片换热器(1)之间。

2.根据权利要求1所述的带自然冷却的制冷制热双效换热器，其特征在于，所述下换热区(12)内设有温度传感器(19)，温度传感器(19)位于冷媒换热翅片换热器(1)下方，进风口位于温度传感器(19)一侧。

3.根据权利要求1所述的带自然冷却的制冷制热双效换热器，其特征在于，所述排风口(16)位于机壳(13)上面，排风口(16)内侧设有与风扇(6)相对应的挡水板(18)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的带自然冷却的制冷制热双效换热器的控制方法，其特征在于，包括以下功效，

S1、压缩机(8)制冷循环中，作为蒸发式冷凝器

风阀(5)向上关闭，电机(7)带动风扇(6)旋转，空气依次流经冷媒换热翅片换热器(1)、自然冷却翅片换热器(2)，将热量与水蒸气带走；冷媒在冷媒换热翅片换热器(1)中从冷媒气管(11)中进入，经冷凝后变为液体从冷媒液管(10)中流出，而后实现制冷功效；冷却水在水槽(9)中经冷却水循环水泵后流经喷淋装置(3)，均匀的洒向自然冷却翅片换热器(2)，在自然冷却翅片换热器(2)与流动的空气进行蒸发冷却降温后，流向冷媒换热翅片换热器(1)与换热器管内的冷媒热交换，吸收冷媒热量后流向水槽(9)实现水的循环；

S2、压缩机(8)制热循环中，作为蒸发器吸收空气中的热量

风阀(5)向下打开，其电机(7)带动风扇(6)旋转，空气流经冷媒换热翅片换热器(1)，低温低压冷媒在冷媒换热翅片换热器(1)中从冷媒液管(10)流入，经与流动空气换热后成为气体从冷媒气管(11)中流出，然后被压缩机(8)吸入，重新循环，此过程中，用户侧冷冻水不循环，自然冷却翅片换热器(2)未工作；

S3、自然冷却中，在温度较低时，利用风机直接将用户侧冷冻水的热量传带走

风阀(5)向上关闭，高温的用户侧冷冻水经自然冷却翅片换热器(2)进水管(14)流入，在换热器内与流经自然冷却翅片换热器(2)的水与空气进行换热降温，然后从自然冷却翅片换热器(2)的出水管(15)流出。

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