CN114811985B - 一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，所述冷凝器与节流元件之间串接有过冷组件；所述过冷组件包括换热管，所述换热管上下两侧的外壁均开设有孔，且孔内安装有冷却管，所述冷却管的两端分别与冷凝器的出口、节流元件的进口相连接，所述换热管的内壁滑动安装有多个调节环，且所述调节环将换热管的内部分隔为多个换热腔，所述换热管的顶部开设有通气孔。本发明通过调节环的上下移动来调节各个换热腔的容积，并配合螺旋板的拉伸和压缩来调节通气孔的进气量和出气量，从而达到调节不同换热腔中的气压的效果，进而达到调节冷媒过冷度大小的效果。

Description

一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组

技术领域

本发明涉及冷水机组技术领域，具体为一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组。

背景技术

满液式螺杆冷水机组是由螺杆压缩机、满液式蒸发器、冷凝器、高效油分器和节流机构等部件组成的，主要为中央空调工程或者工业生产提供集中冷源。

通过在冷水机组中添加过冷器，由冷凝器冷凝后的饱和液体通过过冷器再进行冷却，从而使其低于冷凝压力下的饱和温度，以达到制冷媒过冷的目的，减少节流前制冷剂液体在节流过程中产生的闪发气体，提高单位制冷量，增高冷水机能效，使冷凝器出口端的冷媒进一步过冷。

但是，目前冷水机组中的过冷器还存在以下不足：其内部的热交换量固定，且不能根据不同的工况进行调节，难以达到调节冷媒过冷度的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组，以解决上述背景技术中存在的至少一个问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，所述冷凝器与节流元件之间串接有过冷组件；

所述过冷组件包括换热管，所述换热管上下两侧的外壁均开设有孔，且孔内安装有冷却管，所述冷却管的两端分别与冷凝器的出口、节流元件的进口相连接，所述换热管的内壁滑动安装有多个调节环，且所述调节环将换热管的内部分隔为多个换热腔，所述换热管的顶部开设有通气孔，且所述通气孔贯穿所有调节环，所述换热管的顶部固定有与通气孔连通的进口管，且所述进口管与蒸发器出口相连接，所述换热管的底部连通有用于排出液态冷媒的出液管和用于排出气态冷媒的出气管，且所述出气管与压缩机的进气口连接；

每个所述换热腔内均安装有可弹性形变的螺旋板，还包括用于驱动调节环沿换热管轴向移动的调节组件，初始状态下，每个所述换热腔的容积相同，当调节组件驱动调节环移动时，沿换热管的轴向方向，所述换热腔的容积会逐级增大或减小，且所述换热腔内的螺旋板被拉长或压缩。

优选的，所述调节组件包括安装在冷却管外壁且可往复转动的转动管，所述转动管分别与换热管上下两侧的孔内壁转动连接，位于每个所述调节环两侧的转动管外壁分别开设有第一螺纹和第二螺纹，且所述第一螺纹设置在调节环靠近换热管中间部位的一侧，所述第二螺纹设置在调节环靠近换热管端部的一侧，所述第一螺纹的螺距大于所述第二螺纹的螺距，所述调节环的内环壁安装有滑钮，所述滑钮插入第一螺纹或第二螺纹内，并与其内壁滑动连接，当每个所述换热腔的容积相同时，所述滑钮位于第一螺纹与第二螺纹的连接处。

优选的，所述换热管的内壁开设有平键槽，所述调节环的弧面外壁固定有平键，且所述平键滑动安装在平键槽内。

优选的，所述出气管安装在换热管的弧面外壁，所述出液管与换热管的底部连通，且所述换热管的内底部开设有可使液体流向出液管内的弧面。

优选的，所述冷却管与转动管之间、转动管的外壁均设置有导热层。

优选的，所述出液管的一端与蒸发器的出口处相连通，且所述出液管内设置有使液体单向流入蒸发器出口处的单向阀。

优选的，所述螺旋板的外轮廓与换热管的内壁相接触，内轮廓与转动管的外壁相接触。

优选的，所述螺旋板顶端的连接处靠近其上方的通气孔，且当冷媒从通气孔中通过时会先与通气孔的斜面撞击。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过调节环的上下移动来调节各个换热腔的容积，并配合螺旋板的拉伸和压缩来调节通气孔的进气量和出气量，从而达到调节不同换热腔中的气压的效果，进而达到调节冷媒过冷度大小的效果，并且在调节的同时，使冷水机组的能效更高，更加环保节能。

附图说明

图1为本发明实施例的满液式螺杆机冷水机组的结构示意简图；

图2为本发明实施例所述换热管的立体图；

图3为本发明实施例所述换热管的主视图；

图4为本发明图3中沿A-A的剖视图；

图5为本发明图4视角的立体剖视图；

图6为本发明实施例所述换热管的左视图；

图7为本发明图6中沿B-B的剖视图；

图8为本发明沿B-B反向视角的剖视立体图；

图9为本发明图5中的C处放大图；

图10为本发明图4视角下调节环向下调节后的状态图。

图中：1、换热管；2、冷却管；3、转动管；4、进口管；5、出气管；6、出液管；7、调节环；8、滑钮；9、第一螺纹；10、第二螺纹；11、螺旋板；12、通气孔；13、换热腔；14、平键槽；15、平键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，冷凝器与节流元件之间串接有过冷组件，各部件的连接关系如附图1所示；本实施例中，所述满液式螺杆机冷水机组还优选包括油分离器，所述压缩机优选为螺杆压缩机、蒸发器优选为满液式蒸发器。需要说明的是，本发明实施例中的压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器以及油分离器等部件可选用现有技术中存在的部件，且本发明实施例中未对上述部件进行改进，因此不再对其具体结构及其连接关系进行赘述，以下对本发明实施例进行改进的过冷组件的具体结构进行详细的说明：

如附图2-图10所示，所述过冷组件包括换热管1，换热管1上下两侧的外壁均开设有孔，且孔内安装有冷却管2，冷却管2的两端分别与冷凝器的出口、节流元件的进口相连接，换热管1的内壁滑动安装有多个调节环7，且调节环7将换热管1的内部分隔为多个换热腔13，换热管1的顶部开设有通气孔12，且通气孔12贯穿所有调节环7，换热管1的顶部固定有与通气孔12连通的进口管4，且进口管4与蒸发器出口相连接，换热管1的底部连通有用于排出液态冷媒的出液管6和用于排出气态冷媒的出气管5，且出气管5与压缩机的进气口连接；

每个换热腔13内均安装有可弹性形变的螺旋板11，还包括用于驱动调节环7沿换热管1轴向移动的调节组件，初始状态下，每个换热腔13的容积相同，当调节组件驱动调节环7移动时，沿换热管1的轴向方向，换热腔13的容积会逐级增大或减小，且换热腔13内的螺旋板11被拉长或压缩。

本发明实施例提供的满液式冷水机组，在正常使用情况下，冷凝器出口的液态高温冷媒从冷却管2远离进口管4的一端进入，同时冷水机中的气、液态冷媒从进口管4通入到换热管1内；可参看图4和图7，气、液态冷媒通过螺旋板11的引导，依次从调节环7上的通气孔12通过，然后从换热管1下方的出气管5和出液管6排出，在这个过程中，完成换热的过程；

整个过程中，从上往下，换热腔13中的气、液态冷媒温度逐渐升高，而冷却管2中的液态高温冷媒经过换热腔13的吸热，从下往上，温度逐渐降低，完成热交换；

而由于螺旋板11的设置，可以使气、液态冷媒盘旋经过换热腔13，从而提高气、液态冷媒在换热腔13内的停留时间，使换热时间更长，换热更加充分，提高了换热效率，同时换热腔13内的液态冷媒在加热的作用下，可进一步蒸发为气态的冷媒，从而防止冷媒在进入压缩机时还带有液态冷媒，避免引起液压缩，降低了压缩机的损坏几率，提高了压缩机的使用寿命。

当需要调节冷媒的过冷度时，可以通过调节组件使调节环7沿换热管1轴向调节；

当过冷度需要调大时，调节组件带动调节环7向下移动，同时每个换热腔13的容积会转变为逐级减小，可参看图10，即调节后的状态图，h1>h2>h3，与此同时，容积变大的换热腔13内的螺旋板11被拉长，而容积变小的换热腔13内的螺旋板11则被压缩；

由于螺旋板11的设置，所以进口管4从通气孔12处进入的气、液态冷媒会受到螺旋板11的阻挡作用，所以通气量会保持在一个初始值，在初始状态下，由于每个换热腔13内的螺旋板11的螺距相同，所以气、液态冷媒通过每个调节环7上的通气孔12时的速度都一样，因此，每个换热腔13内的气压也相同，气态冷媒含量也相同；

调节环7调节后，由于容积变大的换热腔13内的螺旋板11被拉长，因此进口管4通入通气孔12处的气态冷媒由于螺旋板11的阻挡作用会减小，所以从进口管4通入气态冷媒的通气量的值则会增大，而由于容积变小的换热腔13内的螺旋板11被压缩，所以气、液态冷媒从调节环7上的通气孔12经过时，受到螺旋板11的阻挡作用会增大；

即从上往下，通气孔12的通气量会逐渐减小，所以每个换热腔13中的进气量要比出气量大，从而使每个换热腔13中的气压变大，进而使换热管1内的气体含量也变多，使其换热效率以及换热更加充分，以达到提高冷媒过冷度的效果；

与此同时，在此条件下，从出气管5进入压缩机内的气态冷媒初始气压变大，从而使压缩机在一定的压缩范围内相较于之前的功率更高，即在一定的功耗下，所达到的制冷效果更佳，进一步达到节能的效果。

与上述过冷度调大相反的是，当需要将过冷度调小时，调节组件会带动调节环7向上移动，使每个换热腔13的容积转变为逐级增大，此时进口管4从通气孔12处进入的气、液态冷媒受到螺旋板11的阻挡作用会增加，从而使进入换热腔13内的气、液态冷媒量减小，从而使换热腔13中的气态冷媒减少，降低与冷却管2的换热速率，以达到降低过冷度的效果；

但与此同时，由于压缩后的螺旋板11对进口管4中通入的冷媒有阻挡作用，即流通量减小，相当于进气口减小，但相应的流速则会增加，气态冷媒在换热管1内停留的时间减少，而出气管5排出的气态冷媒流速增加，此时可以通过增大压缩机的压缩速率，即可达到在过冷度减少的同时提高其工作效率的效果。

综上，根据冷水机组的实际工况，通过调节环7的调节，改变不同换热腔13的容积大小，从而可达到调节换热效率的效果，进而达到可以动态调节冷媒过冷度的效果，而且在调节冷媒过冷度的同时，还可以达到节能的效果，并且还可以提高冷水机组的工作效率。

在进一步的实施例中，提供了一种调节组件的优选实施方式，如附图3-图4所示，所述调节组件具体包括安装在冷却管2外壁且可往复转动的转动管3，转动管3分别与换热管1上下两侧的孔内壁转动连接，位于每个调节环7两侧的转动管3外壁分别开设有第一螺纹9和第二螺纹10，且第一螺纹9设置在调节环7靠近换热管1中间部位的一侧，第二螺纹10设置在调节环7靠近换热管1端部的一侧，第一螺纹9的螺距大于第二螺纹10的螺距，调节环7的内环壁安装有滑钮8，滑钮8插入第一螺纹9或第二螺纹10内，并与其内壁滑动连接，当每个换热腔13的容积相同时，滑钮8位于第一螺纹9与第二螺纹10的连接处。

可参看图5、图8和图9，初始状态下，每个换热腔13的容积相同，滑钮8位于第一螺纹9与第二螺纹10的连接处；

当过冷度需要调大时，通过外部结构带动转动管3转动，通过第一螺纹9、第二螺纹10与滑钮8之间的配合，使调节环7在向下移动时，位于上方的滑钮8会和与之对应的第二螺纹10相对滑动，而位于下方的滑钮8会和与之对应的第一螺纹9相对滑动，由于第一螺纹9的螺距大于第二螺纹10的螺距，所以位于下方的调节环7比上方的调节环7移动速度快，最后使换热腔13的容积，从上到下逐级减小；

反之，当过冷度需要调小时，通过外部结构带动转动管3反向转动，此时两个调节环7向上移动，同时与滑钮8相配合的螺纹也会随之改变，最后使换热腔13的容积，从上到下逐级增大。

在进一步的实施例中，换热管1的内壁开设有平键槽14，调节环7的弧面外壁固定有平键15，且平键15滑动安装在平键槽14内。

通过平键15与平键槽14的滑动配合，可对调节环7起到竖直限位的作用，同时还可以保持相对的密闭性，降低对各个换热腔13中气压的影响。

在其中一个优选的实施例中，出气管5安装在换热管1的弧面外壁，出液管6与换热管1的底部连通，且换热管1的内底部开设有可使液体流向出液管6内的弧面。

可参看图4，出液管6的设置可以使未蒸发呈液态的冷媒流出，而换热后的气态冷媒从出气管5通入到压缩机内，并且出气管5连接在换热管1的弧面外壁可以减少液体冷媒的流入，从而避免压缩机出现吸气带液的现象。

在进一步的实施例中，冷却管2与转动管3之间、转动管3的外壁均设置有导热层；通过导热层可以进一步提高换热效率，同时进一步降低转动管3对导热效果的影响。

在其中一个优选的实施例中，出液管6的一端与蒸发器的出口处相连通，且出液管6内设置有使液体单向流入蒸发器出口处的单向阀。

从出液管6排出的液态冷媒可以从蒸发器的出口处重新进入换热管1内，重新换热蒸发为气态冷媒，从而减少能效的损失，保证冷水机组的制冷效果，并且还可以在出液管6上连接吸液泵或者循环泵等结构，便于出液管6内液态冷媒的循环换热，如附图1所示。

在进一步的实施例中，螺旋板11的外轮廓与换热管1的内壁相接触，内轮廓与转动管3的外壁相接触；通过螺旋板11与换热管1内壁和转动管的接触，可以提高螺旋板11对气态冷媒的引流作用，进一步保证了换热的效率和速率。

在进一步的实施例中，螺旋板11顶端的连接处靠近其上方的通气孔12，且当冷媒从通气孔12中通过时会先与通气孔12的斜面撞击。

通过将螺旋板11的连接处设置在靠近其上方的通气孔12处，这样当螺旋板11压缩或者拉长时，其斜面与通气孔12之间的角度会变化更加明显，从而有效调节对通气孔12中通入的气态冷媒的阻挡作用。

综上，通过调节环7的上下移动来调节各个换热腔13的容积，并配合螺旋板11的拉伸和压缩来调节不同换热腔13中的气压，从而达到冷媒过冷度大小的效果。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义地加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种节能环保型满液式螺杆机冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，其特征在于：所述冷凝器与节流元件之间串接有过冷组件；

所述过冷组件包括换热管(1)，所述换热管(1)上下两侧的外壁均开设有孔，且孔内安装有冷却管(2)，所述冷却管(2)的两端分别与冷凝器的出口、节流元件的进口相连接，所述换热管(1)的内壁滑动安装有多个调节环(7)，且所述调节环(7)将换热管(1)的内部分隔为多个换热腔(13)，所述换热管(1)的顶部开设有通气孔(12)，且所述通气孔(12)贯穿所有调节环(7)，所述换热管(1)的顶部固定有与通气孔(12)连通的进口管(4)，且所述进口管(4)与蒸发器出口相连接，所述换热管(1)的底部连通有用于排出液态冷媒的出液管(6)和用于排出气态冷媒的出气管(5)，且所述出气管(5)与压缩机的进气口连接；

每个所述换热腔(13)内均安装有可弹性形变的螺旋板(11)，还包括用于驱动调节环(7)沿换热管(1)轴向移动的调节组件，初始状态下，每个所述换热腔(13)的容积相同，当调节组件驱动调节环(7)移动时，沿换热管(1)的轴向方向，所述换热腔(13)的容积会逐级增大或减小，且所述换热腔(13)内的螺旋板(11)被拉长或压缩；

所述调节组件包括安装在冷却管(2)外壁且可往复转动的转动管(3)，所述转动管(3)分别与换热管(1)上下两侧的孔内壁转动连接，位于每个所述调节环(7)两侧的转动管(3)外壁分别开设有第一螺纹(9)和第二螺纹(10)，且所述第一螺纹(9)设置在调节环(7)靠近换热管(1)中间部位的一侧，所述第二螺纹(10)设置在调节环(7)靠近换热管(1)端部的一侧，所述第一螺纹(9)的螺距大于所述第二螺纹(10)的螺距，所述调节环(7)的内环壁安装有滑钮(8)，所述滑钮(8)插入第一螺纹(9)或第二螺纹(10)内，并与其内壁滑动连接，当每个所述换热腔(13)的容积相同时，所述滑钮(8)位于第一螺纹(9)与第二螺纹(10)的连接处；

所述螺旋板(11)的外轮廓与换热管(1)的内壁相接触，内轮廓与转动管(3)的外壁相接触；

所述螺旋板(11)顶端的连接处靠近其上方的通气孔(12)，且当冷媒从通气孔(12)中通过时会先与通气孔(12)的斜面撞击；

当过冷度需要调大时，通过外部结构带动转动管(3)转动，通过第一螺纹(9)、第二螺纹(10)与滑钮(8)之间的配合，使调节环(7)在向下移动时，位于上方的滑钮(8)会和与之对应的第二螺纹(10)相对滑动，而位于下方的滑钮(8)会和与之对应的第一螺纹(9)相对滑动，由于第一螺纹(9)的螺距大于第二螺纹(10)的螺距，所以位于下方的调节环(7)比上方的调节环(7)移动速度快，最后使换热腔(13)的容积，从上到下逐级减小。

2.根据权利要求1所述的节能环保型满液式螺杆机冷水机组，其特征在于：所述换热管(1)的内壁开设有平键槽(14)，所述调节环(7)的弧面外壁固定有平键(15)，且所述平键(15)滑动安装在平键槽(14)内。

3.根据权利要求1-2任一项所述的节能环保型满液式螺杆机冷水机组，其特征在于：所述出气管(5)安装在换热管(1)的弧面外壁，所述出液管(6)与换热管(1)的底部连通，且所述换热管(1)的内底部开设有可使液体流向出液管(6)内的弧面。

4.根据权利要求3所述的节能环保型满液式螺杆机冷水机组，其特征在于：所述冷却管(2)与转动管(3)之间、转动管(3)的外壁均设置有导热层。

5.根据权利要求4所述的节能环保型满液式螺杆机冷水机组，其特征在于：所述出液管(6)的一端与蒸发器的出口处相连通，且所述出液管(6)内设置有使液体单向流入蒸发器出口处的单向阀。

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