CN116336707A - 一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调，用于解决现有的双循环制冷系统中的氟泵入口气蚀余量小，常发生气蚀、断流的技术问题。本发明包括水循环组件以及依次连接形成封闭冷媒回路的压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、氟泵、节流元件以及蒸发器；水循环组件用于提供冷却水对第二冷凝器内的冷媒进行换热。本实施例中，在第一冷凝器的冷媒出口端再连接第二冷凝器，第一冷凝器起到冷媒的主要换热作用，冷媒从第一冷凝器进入到第二冷凝器后，水循环组件提供冷却水对第二冷凝器的冷媒进行换热，从而实现冷媒二次换热，并且第二冷凝器还起到储液作用，有效提高氟泵入口处的过冷度，从而解决了氟泵入口常发生气蚀、断流的技术问题。

Description

一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调。

背景技术

为了降低空调系统的能耗，氟泵节能技术是近年出现的新型技术。氟泵节能技术的核心是借助泵的动力以循环封闭管路内的冷媒，因为氟泵的电功率往往比压缩机电功率小很多，因此氟泵系统具有较高的能效。

由于压缩机循环、氟泵循环所需冷媒量不同，现有技术中常在冷凝器至氟泵之间设置一储液罐，用于兼容两种循环不同冷媒量需求，通过提高储液罐液位，增加过冷度以防止氟泵入口气蚀余量小，发生气蚀、断流的技术问题。但为达到以上的过冷度要求，需要设计储液罐的相对高度需比冷凝器位置低，比冷媒泵入口位置高，以上方法带来了非常困难的管路设计，并且在上述管路的设计非常容易造成管路保温困难以及管路阻力损失等情况，导致冷媒在管路内发生一定程度的气化，进而导致氟泵入口气蚀余量小，发生气蚀、断流的技术问题，严重影响氟泵的安全运行。

因此，寻找一种能够解决上述技术问题的技术方案成为本领域技术人员所研究的重要课题。

发明内容

本发明实施例公开了一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调，用于解决现有的双循环制冷系统中的氟泵入口气蚀余量小，常发生气蚀、断流的技术问题。

本发明实施例提供了一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统，包括水循环组件以及依次连接形成封闭冷媒回路的压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、氟泵、节流元件以及蒸发器；

所述水循环组件用于提供冷却水对所述第二冷凝器内的冷媒进行换热。

可选地，所述第二冷凝器为套管式换热器或壳管式换热器。

可选地，所述水循环组件包括第一水泵和第一蓄水箱，所述第一水泵的进水端口与所述第一蓄水箱连接，所述第一水泵的出水端口与所述第二冷凝器的冷却水进口端连接，所述第二冷凝器的冷却水出口端位于所述第一蓄水箱的上方。

可选地，还包括第一预冷装置，所述第二冷凝器的冷却水出口端与所述第一预冷装置连接，所述第一冷凝器设置有冷凝风机，所述第一预冷装置位于所述第一冷凝器的进风侧，所述第一蓄水箱位于所述第一预冷装置的下方。

可选地，所述第二冷凝器为冷凝盘管。

可选地，所述水循环组件包括第二水泵、第二蓄水箱以及喷淋装置；

所述第二水泵的进水端口与所述第二蓄水箱连接，所述第二水泵的出水端口与所述喷淋装置连接，所述第二冷凝器位于所述喷淋装置的下方，所述第二蓄水箱位于所述喷淋装置的下方。

可选地，还包括第二预冷装置；

所述第一冷凝器设置有冷凝风机，所述第二预冷装置位于所述第一冷凝器的进风侧，且所述第二预冷装置位于所述喷淋装置的下方；

所述第二冷凝器位于所述第二蓄水箱内，或者所述第二冷凝器位于所述喷淋装置与所述第二预冷装置之间，或者所述第二冷凝器位于所述第二预冷装置与所述第二蓄水箱之间。

可选地，所述压缩机与所述第一冷凝器之间设置有第一单向阀。

可选地，还包括第一旁通管路和第二旁通管路；

所述第一旁通管路的一端连接于所述第一单向阀与所述第一冷凝器之间的管路上，所述第一旁通管路的另一端连接于所述压缩机与所述蒸发器之间的管路上，所述第一旁通管路上连接有第二单向阀。

所述第二旁通管路的一端连接于所述第二冷凝器与所述氟泵之间的管路上，所述第二旁通管路的另一端连接于所述氟泵与所述节流元件之间的管路上，所述第二旁通管路上连接有第三单向阀。

本发明实施例提供了一种空调，包括电控装置以及上述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本实施例中，取消了现有双循环系统中的储液罐设计，在第一冷凝器的冷媒出口端再连接第二冷凝器，第一冷凝器起到冷媒的主要换热作用，冷媒从第一冷凝器进入到第二冷凝器后，水循环组件提供冷却水对第二冷凝器的冷媒进行换热，从而实现冷媒二次换热，并且第二冷凝器还起到储液作用，有效提高氟泵入口处的过冷度，从而解决了氟泵入口常发生气蚀、断流的技术问题，提高氟泵运行效率和使用寿命，保障了压缩机及氟泵的双循环制冷系统的节能制冷效果。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为压缩机及氟泵的双循环制冷系统的结构示意图；

图2为第二冷凝器的第三个具体实施方式中的其中一种结构示意图；

图3为第二冷凝器的第三个具体实施方式中的其中另一种结构示意图；

图4为第二冷凝器的第四个具体实施方式中的结构示意图；

图示说明：压缩机1；第一单向阀2；第一冷凝器3；第二冷凝器4；氟泵5；节流元件6；蒸发器7；第二单向阀8；第三单向阀9；冷凝风机10；蒸发风机11；第一水泵12；第一蓄水箱13；第一预冷装置14；第一集管15；冷媒管16；第二集管17；第二水泵18；第二蓄水箱19；喷淋装置20；第二预冷装置21。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调，用于解决现有的双循环制冷系统中的氟泵入口气蚀余量小，常发生气蚀、断流的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

实施例一

请参阅图1至图4，本发明实施例中提供的一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统，包括：

水循环组件以及依次连接形成封闭冷媒回路的压缩机1、第一冷凝器3、第二冷凝器4、氟泵5、节流元件6以及蒸发器7；

所述水循环组件用于提供冷却水对所述第二冷凝器4内的冷媒进行换热。

本实施例中，取消了现有双循环系统中的储液罐设计，在第一冷凝器3的冷媒出口端再连接第二冷凝器4，第一冷凝器3起到冷媒的主要换热作用，冷媒从第一冷凝器3进入到第二冷凝器4后，水循环组件提供冷却水对第二冷凝器4的冷媒进行换热，从而实现冷媒二次换热，并且第二冷凝器4还起到储液作用，有效提高氟泵5入口处的过冷度，从而解决了氟泵5入口常发生气蚀、断流的技术问题，提高氟泵5运行效率和使用寿命，保障了压缩机1及氟泵5的双循环制冷系统的节能制冷效果。

进一步地，本实施例中的第一冷凝器3设置有冷凝风机10，冷凝风机10用于带动室外空气对第一冷凝器3内的冷媒进行换热。

请参阅图1，在其中第一个具体实施方式中，所述第二冷凝器4为套管式换热器或壳管式换热器。

需要说明的是，套管式换热器或壳管式换热器中，冷媒走壳程、冷却水走管程；冷媒热量由内管流经的水吸热带走；气态冷媒在上部进入，在内管外壁面放热降温冷凝变成液态冷媒，由下部液态出口流出；壳程内容积较大，套管换热器即可起降温冷凝作用，又可起储液作用。

当第二冷凝器4为套管式换热器或壳管式换热器时，本实施例中的水循环组件具体包括第一水泵12和第一蓄水箱13，所述第一水泵12的进水端口与所述第一蓄水箱13连接，所述第一水泵12的出水端口与所述第二冷凝器4的冷却水进口端连接，所述第二冷凝器4的冷却水出口端位于所述第一蓄水箱13的上方。

需要说明的是，第一水泵12将第一蓄水箱13内的冷却水泵入到第二冷凝器4的冷却水进口端，冷却水将第二冷凝器4内冷媒的热量带走后再从第二冷凝器4的冷却水出口端循环回到第一蓄水箱13，如此完成冷却水循环。

另外，在低温环境下，上述的第一冷凝器3、第二冷凝器4、水循环组件也可实现无水运行，即室外低温空气在冷凝风机10带动下直接与第一冷凝器3内的冷媒实现换热，有效解决当前喷淋直接蒸发式冷凝器低温下也需要利用水蒸发及防冻的技术问题。

在上述水循环组件的结构基础上，双循环制冷系统还包括第一预冷装置14，具体地，第一预冷装置14可为喷雾式预冷装置，第一预冷装置14位于第一冷凝器3的进风侧。

需要说明的是，第一预冷装置14通过对经过第一冷凝器3的空气预先进行降温并使其湿润度提升，有利于提升第一冷凝器3的换热效果，第一预冷装置的水雾聚成水滴后会落回第一蓄水箱13内。通过上述设计，相对于常规的喷淋直接蒸发式冷凝器，本实施例中的第一冷凝器3换热效果更好。另外，在上述设计中，第二冷凝器4的换热冷源实质上利用了第一预冷装置14回落到第一蓄水箱13内的冷却水，因此相当于冷量的多级利用，使双循环制冷系统更加节能。

请参阅图4，在第二个具体实施方式中，所述第二冷凝器4为冷凝盘管。

当第二冷凝器4为冷凝盘管时，所述水循环组件包括第二水泵18、第二蓄水箱19以及喷淋装置20；

所述第二水泵18的进水端口与所述第二蓄水箱19连接，所述第二水泵18的出水端口与所述喷淋装置20连接，所述第二冷凝器4位于所述喷淋装置20的下方，所述第二蓄水箱19位于所述喷淋装置20的下方。

需要说明的是，通过上述设计，第二水泵18将第二蓄水箱19内的冷却水喷入到喷淋装置20内，喷淋装置20喷洒出来的冷却水直接落入到第二冷凝器4上，部分冷却水会在第二冷凝器4表面气化潜热以带走冷媒的热量，另一部分冷却水则直接落入到第二蓄水箱19内进行循环。

另外，在低温环境下，上述的第一冷凝器3、第二冷凝器4、水循环组件也可实现无水运行，即室外低温空气在冷凝风机10带动下直接与第一冷凝器3内的冷媒实现换热，有效解决当前喷淋直接蒸发式冷凝器低温下也需要利用水蒸发及防冻的技术问题。

在上述水循环组件的结构基础上，双循环制冷系统还包括第二预冷装置21；

所述第二预冷装置21位于所述第一冷凝器3的进风侧，且所述第二预冷装置21位于所述喷淋装置20的下方；

所述第二冷凝器4位于所述第二蓄水箱19内，或者所述第二冷凝器4位于所述喷淋装置20与所述第二预冷装置21之间，或者所述第二冷凝器4位于所述第二预冷装置21与所述第二蓄水箱19之间。

具体地，当第二冷凝器4处于第二蓄水箱19内时，第二蓄水箱19内的冷却水对第二冷凝器4进行浸泡，从而将第二冷凝器4内冷媒的热量进行吸收。当第二冷凝器4处于喷淋装置20与所述第二预冷装置21之间时，喷淋装置20喷出的冷却水与第二冷凝器4的表面接触，部分冷却水气化带走冷媒的热量，另一部分冷却水直接落到第二预冷装置21内。当第二冷凝器4位于第二预冷装置21与第二蓄水箱19之间时，从第二预冷装置21落下的冷却水与第二冷凝器4表面接触，部分冷却水气化带走冷媒的热量，另一部分冷却水直接落入到第二蓄水箱19内以继续循环。

需要说明的是，通过上述第二预冷装置21的设计，室外空气在冷凝风机10的驱使下先经过第二预冷装置21实现初步降温后，再流经第一冷凝器3表面以对第一冷凝器3内的冷媒进行换热，换热后的空气再被冷凝风机10排出室外。上述设计中，室外空气经过第二预冷装置21时，可有效利用水的气化潜热，降低第一冷凝器3的进风温度，有利于提升第一冷凝器3内冷媒的换热效果，进一步能够减少压缩机1的运行负荷，起到节能效果。

另外，本实施例中的第二预冷装置21可以为湿膜或者填充有填料的填料空间。其中，填料空间内的填料能够减慢水流速度，使得冷却水与室外空气能够有更长时间接触，利用水气化潜热使室外空气能够得到有效降温并使其湿润；湿膜同样起到利用水气化潜热冷却室外空气的作用。

请参阅图2至图3，进一步地，本实施例中的冷凝盘管具体包括第一集管15、第二集管17、以及冷媒管16；

所述冷媒管16的进口端连通于所述第一集管15，所述冷媒管16的出口端连通于所述第二集管17，所述第一集管15与所述第一冷凝器3的冷媒出口端连接，所述第二集管17与所述氟泵5的冷媒进口端连接。

需要说明的是，在上述的具体实施方式中，从第一冷凝器3出来的冷媒进入到第一集管15内，然后再从第一集管15内流至冷媒管16，接着从冷媒管16流到第二集管17，最后从第二集管17内流到氟泵5。

另外，如图2所示，当冷媒管16为直通型的铜管或钢管时，上述的第一集管15与第二集管17可以分别相对地设置在冷媒管16的两端，且冷媒管16从第一集管15朝向所述第二集管17倾斜。或者，如图3所示，当冷媒管16为平卧式U型的铜管或钢管时，上述第一集管15与第二集管17位于冷媒管16的同一侧且上下设置，具体地，第一集管15的位置高于第二集管17的位置。

上述具体实施方式中，第一冷凝器3与第二冷凝器4的结构形式能够将水冷、风冷、蒸发冷进行复合使用，可以实现冷凝风机10功率低、压缩机1冷凝压力低，压缩机1/氟泵5功率低的技术效果，有利于提升整机能效。

进一步地，本实施例中的蒸发器7设置有蒸发风机11。

需要说明的是，上述的蒸发风机11用于将通过蒸发器7换热后的冷空气吹至室内。

进一步地，本实施例中的节流元件6优选为膨胀阀。

进一步地，本实施例中的压缩机1与所述第一冷凝器3之间设置有第一单向阀2。

需要说明的是，上述第一单向阀2的设计，可防止保护压缩机出口，防止冷媒倒灌。

进一步地，还包括第一旁通管路和第二旁通管路；

所述第一旁通管路的一端连接于所述第一单向阀2与所述第一冷凝器3之间的管路上，所述第一旁通管路的另一端连接于所述压缩机1与所述蒸发器7之间的管路上，所述第一旁通管路上连接有第二单向阀8。

所述第二旁通管路的一端连接于所述第二冷凝器4与所述氟泵5之间的管路上，所述第二旁通管路的另一端连接于所述氟泵5与所述节流元件6之间的管路上，所述第二旁通管路上连接有第三单向阀9。

进一步地，结合上述对于压缩机1及氟泵5的双循环制冷系统的结构描述的内容，下面将详细介绍压缩机1及氟泵5的双循环制冷系统的运行策略，具体如下：

模式一：夏季湿球温度＞T1，压缩机1湿模式，开启压缩机循环，水循环组件开启；

双循环制冷系统循环路径为：压缩机1→第一单向阀2→第一冷凝器3→第二冷凝器4→第三单向阀9→膨胀阀→蒸发器7→压缩机1；

第二冷凝器4的作用：部分冷凝散热+过冷+储液，水循环组件开启给第二冷凝器4预冷降温。

模式二：过渡季节T1＜湿球温度＜T2，混合湿模式，氟泵5自然冷+压缩机1补冷，水循环组件开启；

①方案一：双循环制冷系统的循环路径为：压缩机1→第一单向阀2→第一冷凝器3→第二冷凝器4→氟泵5→膨胀阀→蒸发器7→第二单向阀8；

②方案二：双系统备份时，一个双循环制冷系统运行氟泵循环、另一个双循环制冷系统运行压缩机循环补冷；

第二冷凝器4作用：部分冷凝散热+过冷+储液；

模式三：冬季干球温度＞T2，湿球温度＜T2，氟泵5湿模式，氟泵5自然冷循环，水循环组件开启；

双循环制冷系统的循环路径为：氟泵5→膨胀阀→蒸发器7→第二单向阀8→第一冷凝器3→第二冷凝器4→氟泵5；

第二冷凝器4作用：部分冷凝散热+过冷+储液；

模式四：冬季干球温度＜T2，氟泵5干模式，仅开启氟泵5自然冷循环，水循环组件关闭；

双循环制冷系统的循环路径为：氟泵5→膨胀阀→蒸发器7→第二单向阀8→第一冷凝器3→第二冷凝器4→氟泵5；

第二冷凝器4作用：仅储液，此时干球温度太低，水循环组件有冻结风险。

实施例二

请参阅图1，本发明实施例中提供的一种空调，具体包括电控装置以及上述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统。

本实施例中的空调中，取消了现有双循环系统中的储液罐设计，在第一冷凝器3的冷媒出口端再连接第二冷凝器4，第一冷凝器3起到冷媒的主要换热作用，冷媒从第一冷凝器3进入到第二冷凝器4后，水循环组件提供冷却水对第二冷凝器4的冷媒进行换热，从而实现冷媒二次换热，并且第二冷凝器4还起到储液作用，有效提高氟泵5入口处的过冷度，从而解决了氟泵5入口常发生气蚀、断流的技术问题，提高氟泵5运行效率和使用寿命，保障了压缩机及氟泵的双循环制冷系统的节能制冷效果。

以上对本发明所提供的一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统及空调进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，包括水循环组件以及依次连接形成封闭冷媒回路的压缩机(1)、第一冷凝器(3)、第二冷凝器(4)、氟泵(5)、节流元件(6)以及蒸发器(7)；

所述水循环组件用于提供冷却水对所述第二冷凝器(4)内的冷媒进行换热。

2.根据权利要求1所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，所述第二冷凝器(4)为套管式换热器或壳管式换热器。

3.根据权利要求2所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，所述水循环组件包括第一水泵(12)和第一蓄水箱(13)，所述第一水泵(12)的进水端口与所述第一蓄水箱(13)连接，所述第一水泵(12)的出水端口与所述第二冷凝器(4)的冷却水进口端连接，所述第二冷凝器(4)的冷却水出口端位于所述第一蓄水箱(13)的上方。

4.根据权利要求3所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，还包括第一预冷装置(14)，所述第二冷凝器(4)的冷却水出口端与所述第一预冷装置(14)连接，所述第一冷凝器(3)设置有冷凝风机(10)，所述第一预冷装置(14)位于所述第一冷凝器(3)的进风侧，所述第一蓄水箱(13)位于所述第一预冷装置(14)的下方。

5.根据权利要求1所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，所述第二冷凝器(4)为冷凝盘管。

6.根据权利要求5所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，所述水循环组件包括第二水泵(18)、第二蓄水箱(19)以及喷淋装置(20)；

所述第二水泵(18)的进水端口与所述第二蓄水箱(19)连接，所述第二水泵(18)的出水端口与所述喷淋装置(20)连接，所述第二冷凝器(4)位于所述喷淋装置(20)的下方，所述第二蓄水箱(19)位于所述喷淋装置(20)的下方。

7.根据权利要求6所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，还包括第二预冷装置(21)；

所述第一冷凝器(3)设置有冷凝风机(10)，所述第二预冷装置(21)位于所述第一冷凝器(3)的进风侧，且所述第二预冷装置(21)位于所述喷淋装置(20)的下方；

所述第二冷凝器(4)位于所述第二蓄水箱(19)内，或者所述第二冷凝器(4)位于所述喷淋装置(20)与所述第二预冷装置(21)之间，或者所述第二冷凝器(4)位于所述第二预冷装置(21)与所述第二蓄水箱(19)之间。

8.根据权利要求1所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，所述压缩机(1)与所述第一冷凝器(3)之间设置有第一单向阀(2)。

9.根据权利要求8所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统，其特征在于，还包括第一旁通管路和第二旁通管路；

所述第一旁通管路的一端连接于所述第一单向阀(2)与所述第一冷凝器(3)之间的管路上，所述第一旁通管路的另一端连接于所述压缩机(1)与所述蒸发器(7)之间的管路上，所述第一旁通管路上连接有第二单向阀(8)；

所述第二旁通管路的一端连接于所述第二冷凝器(4)与所述氟泵(5)之间的管路上，所述第二旁通管路的另一端连接于所述氟泵(5)与所述节流元件(6)之间的管路上，所述第二旁通管路上连接有第三单向阀(9)。

10.一种空调，其特征在于，包括电控装置以及如权利要求1至9任一项所述的压缩机及氟泵的双循环制冷系统。

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