CN1435602A - 一种无需冷媒介质(水)的超高层建筑制冷空调设计方案 - Google Patents

Abstract

一种无需冷媒介质(水)存在的超高层建筑制冷空调设计方案，是通过在制冷空调系统工程中增设由制冷剂泵及其与之配套的低压储液桶构成的制冷剂加压配送系统，来替换作为传递冷量的中间媒体介质(水)、及其与之配套的泵与中间介质热交换设施三者构成的冷媒介质配送系统的工程环节来实现的。本设计方案彻底解决了现有技术中由于中间冷媒介质(水)介入制冷空调后带来的诸多问题和隐患，而且还达到了降低工程成本和提高空调效率之目的。

Description

一种无需冷媒介质(水)的超高层建筑制冷空调设计方案

本方案涉及超高层建筑制冷空调工程设施的无水设计方案技术。

目前的高层建筑工程，特别是超高层建筑工程中的制冷空调系统设计方案，采用水作为冷媒介质对末端设备(例：风机盘管和水冷风柜等)传递冷量是最佳的技术手段。

这是因为：仅仅依靠制冷空调系统中由压缩机造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量，经过弯弯曲曲的管道，进入几十米、甚至百米以上的超高层建筑中进行房间空调。因此，通常是采用水及其与水配套的水泵来完成：将制冷空调系统制取的冷量配送到需要空调的任何高度的楼层中去。

这类制冷空调系统的优点在于：热容量较大的水传递冷量的效率较高，并且对于所需要的末端冷量便于现场调节。其不足之处在于：对水质的要求很高，为了减缓在配送冷量的管网中结水垢(影响热传导)，每间隔一、二年还要用药剂疏通一次庞大的由水管网络构成的热交换系统。其次，就是整个水管网络中的漏水与补漏的工作量不会少。可以想象，由于水在空调系统中的全面介入，现有技术的维护工作量与维护成本都是相当可观的。

本方案的目的：在制冷空调系统工程中，通过增加主要由制冷剂泵构成的制冷剂加压配送系统，来替换作为二次传递冷量的中间冷媒介质的水及其水泵等配套设施构成的冷媒水配送系统，以此从根本上解决上述的问题。

本方案是这样实现的：

其制冷空调系统中至少含有：冷凝器、压缩机、蒸发器和节流器四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂，其特征在于：上述的制冷空调系统中增加了至少由制冷剂泵及其与之配套的低压储液桶二者构成的制冷剂加压配送系统。

本方案与现有技术比较的特点：

1.由于本方案在制冷空调系统中通过引入了泵对液态制冷剂的加压配送系统并以此来替换原来由包括水在内的作为冷媒中间介质的介入可能，为彻底避免了水在空调系统中引起的种种问题和隐患创造了条件。

2.由于上述的“1”，为降低超高层制冷空调系统的工程成本，降低日常维护工作量和维护成本，以及提高空调的工作效率(使得利用水的二次传递冷量变为无需水的由制冷剂本身执行的一次传递冷量)又创造了条件。

图1示意了通常采用的让水充分介入的制冷空调系统现有技术实施原理。

图2示意了本方案的一个实施例原理。

P：蒸发器；W：冷媒水配送系统；B1：水泵；D：制冷剂加压配送系统；B2：制冷剂泵；1：冷凝器；2：压缩机；3：外包绝热层的低压管道；4：外包绝热层的水管；5：中间介质热交换器；6：高压管道；7：干燥过滤器；8：节流器；9：水冷式冷风输出机组；10：冷风机；11：冷水盘管；12：水冷式冷凝装置；13：冷凝风机；14：外包绝热层的低压储液桶；15：蒸发式冷风输出机组。

由图1不意：

由于仅仅依靠制冷空调系统中由压缩机〖2〗造成的高低压差之力度，难以直接驱动额定的液态制冷剂流量经过弯弯曲曲的管道(流阻较大)后，再进入几十米，甚至百米以上的超高层建筑中进行相关房间的制冷空调。

因此，通过节流器〖8〗处于低压状态的制冷剂，在进入并经过中间介质热交换器〖5〗中的蒸发器〖P〗时，将液态制冷剂蒸发过程中产生的制冷量，传导给由水泵驱动的作为冷媒介质的水，由水进行二次冷量传递。

为此，在常规的制冷空调系统中，额外增加了由中间介质热交换器〖5〗和水泵〖B1〗构成的冷媒水配送系统〖W〗，及其配套的由冷风机〖10〗与冷水盘管〖11〗构成的水冷式冷风输出机组〖9〗，后者俗称的风机盘管(小容量)和水冷式风柜(大容量)等末端设备。

实物总是一分为二的，解决了制冷空调首要的正常工作的问题，但由于水的全介入，而造成的制冷空调使用过程中前述的种种问题和隐患又产生了。

为了避免前述的种种问题和隐患，国外已经研发出能够替换水来传递冷量的并空调系统无不良作用的专用化学流体物质，--目的在于：可以解决在管道构成的媒热交换系统中结“垢”(降低传热系数)的问题，但是，由它替代水来作为传递量的冷媒介质，将会大大提高制冷空调系统工程的成本，未必实用。

本方案的技术关键是：在上述的制冷空调系统的原始方案中介入了“制冷剂泵〖B2〗”技术，以顶替包括水在内的冷媒介质介入上述的制冷空调系统。而且还会由此而提高了制冷空调系统的效率。

采用制冷剂泵〖B2〗(替换水泵〖B1〗)技术的本方案见图2的示意：

通过节流器〖8〗的低压液态制冷剂暂时集中储存在低压储液桶〖14〗中，然后，由制冷剂泵〖B2〗将低压液态制冷剂输送到几十层，甚至更高的楼层蒸发器〖P〗中，通过配套的冷风机〖10〗，迫使空气与蒸发器〖P〗进行热交换后形成的冷风，通过所在层次的主干大风洞送出，最后再分送到各个需要制冷空调的房间，整个空调冷量的输送过程，无需如现有技术那样需要借助于作为中间冷媒介质的水，及其配套的水泵〖B1〗与中间介质热交换器〖5〗构成的冷媒水配送系统〖W〗。由于不借助水二次来传递冷量，那么，末端的水冷式冷风输出机组〖9〗也同时不必要了，也可以省略。

连接蒸发器〖P〗回气端至压缩机〖2〗的低压管道〖3〗必须与低压储液桶〖14〗连通，以保持低压储液桶〖14〗与蒸发器〖P〗的气体压力平衡，否则制冷剂泵〖B2〗就无法将低压液态制冷剂泵送到高处的蒸发器〖P〗那里，由于低压储液桶〖14〗为了阻止外部的热量进入而外包有绝热层，因此，储存在其中等待制冷剂泵〖B2〗将其配送出去的低压液态制冷剂不会被气化，更不会被压缩机〖2〗吸走。

Claims (2)

1.一种无需冷媒介质(水)存在的超高层建筑制冷空调设计方案，

它至少含有：冷凝器〖1〗、压缩机〖2〗、蒸发器〖P〗和节流器〖7〗四大制冷基本部件，以及适合于空调工况的制冷剂，

其特征在于：

上述的制冷空调系统中增加了制冷剂加压配送系统〖D〗。

2.根据权利要求1所述的一种无需冷媒介质(水)存在的超高层建筑制冷空调设计方案，

其特征在于：所述的制冷剂加压配送系统〖D〗至少包括制冷剂泵〖B2〗及其与之配套的低压储液桶〖14〗。

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