CN201488377U - 一种节能蒸发式冷凝制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能蒸发式冷凝制冷系统，包括蒸发式冷凝装置、膨胀阀、蒸发器和压缩机，所述蒸发器通过管道连接压缩机，压缩机通过法兰结构的管口组件及管道连接蒸发式冷凝装置的流体进口，蒸发式冷凝装置的流体出口通过法兰结构的管口组件及管道连接膨胀阀，膨胀阀通过管道连接蒸发器，从而形成一个循环的制冷过程。所述蒸发式冷凝装置主要包括空冷装置和蒸发冷装置两个制冷部件。本实用新型有益效果为：冷凝器结构布局紧凑，占地面积小，提高了换热效率，制冷效率大幅提高，能源消耗大幅减少；轻金属铝合金盘管和轻型结构壳体，重量轻，体积小，既节省运输费用、节省基础投资，又可放置原有厂房屋顶，节约用地，安装方便，施工周期短。

Description

一种节能蒸发式冷凝制冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝制冷系统，尤其是主要应用于食品加工、医药化工、冶金纺织、乳品啤酒、石油电力等行业工艺冷却或空调中的一种节能蒸发式冷凝制冷系统。

背景技术

目前通常的制冷系统是由制冷压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等组成。其制冷系统的原理是：制冷压缩机将蒸发器来的低压低温制冷剂蒸汽吸入后进行压缩，压缩后制冷剂蒸汽压力和温度均升高，而高压高温的制冷剂蒸汽进入冷凝器，在常温下被等压冷却冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体通过节流装置后由高压变为低压，低压的制冷剂液体进入蒸发器，在蒸发器内吸热制冷发生相变成低压低温蒸汽，低压低温制冷剂蒸汽被制冷压缩机吸入再进行压缩，如此往复循环构成一个完整的制冷系统。在制冷系统中，冷凝器是能量转换形式的一种设备，它将高温高压制冷剂蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体，冷凝压力取决于冷凝温度，冷凝温度越高冷凝压力就越高，反之，冷凝温度越低冷凝压力就越低，而冷凝压力越低制冷压缩机的压缩功就越小、耗电量就越小，冷凝压力越高制冷压缩机的压缩功就越大、耗电量就越大。而冷凝温度取决于冷凝方式、环境、冷却介质等。在环境相同、冷却介质相同的情况下，冷凝温度就取决于冷凝方式了。冷凝器的冷却方式通常分为水冷式和风冷式。

水冷式冷凝器靠水的导热温升将其内的热量带走，这种导热的方式需要大量的冷却水，要使用和消耗大量的水，而冷凝温度一般要比水温高5℃左右、比环境温度高5-8℃左右。

风冷式冷凝器要用风的导热温升将其内的热量带走，这种导热的方式需要大量的冷却空气(风)，要使用和输送大量的空气(风)，这就需要消耗大量的电能，用电能驱动风扇电机来输送空气(风)，而冷凝温度一般要比空气(风)温高15-20℃左右，也就是比环境温度高15-20℃左右，使得风冷冷凝温度很高相应冷凝压力也很高、使得制冷效率下降制冷量降低，使得制冷压缩机的压缩功增大耗电量增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种节能蒸发式冷凝制冷系统，使用节能空冷蒸发式冷凝器替代原有传统冷凝器，克服了上述风冷式和水冷式冷凝器的缺陷，可使原有制冷系统的压缩机制冷量大幅提高，压缩机轴功率大幅降低，制冷系统耗电量和耗水量都大幅减小，提高了整个制冷系统效率，不仅节能减排和降低资源消耗，而且保证运行安全和减少运行费用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种节能蒸发式冷凝制冷系统，包括蒸发式冷凝装置、膨胀阀、蒸发器和压缩机，所述蒸发器通过管道连接压缩机，压缩机通过法兰结构的管口组件及管道连接蒸发式冷凝装置的流体进口，蒸发式冷凝装置的流体出口通过法兰结构的管口组件及管道连接膨胀阀，膨胀阀通过管道连接蒸发器，从而形成一个循环的制冷过程。

所述的蒸发式冷凝装置主要包括空冷装置和蒸发冷装置两个制冷部件，所述空冷装置和蒸发冷装置分别设置在机架上部的喷淋水装置的上方和下方，所述空冷装置上方还设有锁接在机架顶部的轴流风机；所述蒸发冷装置下方设有百叶风口和供水装置。

所述机架为轻型无框架结构和优质防腐镀铝镁锌钢板罩壳结构，所述空冷装置内的翅片管为高传热率的全铝波形整体结构，所述蒸发冷装置内的蒸发冷凝盘管为高传热率的轻金属铝合金结构。

本实用新型所述的节能蒸发式冷凝制冷系统的有益效果为：冷凝器结构布局紧凑，占地面积小，使用了先进换热机理，利用水蒸发汽化吸热，充分利用了水的汽化潜热大的特点，大大提高了换热效率，制冷效率大幅提高，能源消耗大幅减少。

轻金属铝合金盘管和轻型结构壳体，重量轻，体积小，既节省运输费用、节省基础投资，又可放置原有厂房屋顶，节约用地，安装方便，施工周期短。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统的流程图；

图3是本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统的蒸发式冷凝装置的结构示意图。

图中：1、蒸发式冷凝装置；2、膨胀阀；3、蒸发器；4、压缩机；5、机架；6、空冷装置；7、蒸发冷装置；8、喷淋水装置；9、轴流风机；10、百叶风口；11、供水装置；12、翅片管；13、蒸发冷凝盘管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统，包括蒸发式冷凝装置1、膨胀阀2、蒸发器3和压缩机4，所述蒸发器3通过管道连接压缩机4，压缩机4通过法兰结构的管口组件及管道连接蒸发式冷凝装置1的流体进口，蒸发式冷凝装置1的流体出口通过法兰结构的管口组件及管道连接膨胀阀2，使得膨胀阀2蒸发式冷凝装置1内冷却后的流体进入膨胀阀2，膨胀阀2通过管道连接蒸发器3，从而形成一个循环的制冷过程。

如图2所示，本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统，所述的蒸发式冷凝装置1主要包括空冷装置6和蒸发冷装置7两个制冷部件，所述空冷装置6设置在机架5上部的喷淋水装置8的上方，蒸发冷装置7设置在机架5上部的喷淋水装置8的下方，所述空冷装置6上方还设有锁接在机架5顶部的轴流风机9；所述蒸发冷装置7下方设有百叶风口10和供水装置11。

所述轻型无框架结构和优质防腐镀铝镁锌钢板罩壳组成的机架5，具有重量轻，体积小的特点，既节省运输费用、节省基础投资，又可放置原有厂房屋顶，节约用地，安装方便，施工周期短；所述空冷装置6内设有高传热率的全铝波形整体结构的翅片管12，可通过湿低温空气的高速流动进行降温，使得流经其内的高温高压流体温度降低到70度以下；所述蒸发冷装置7内设有高传热率的轻金属铝合金结构的蒸发冷凝盘管13，传热效率高，换热性能好，可进一步使得高温高压流体的温度降低至液化。

所述的节能空冷蒸发式的蒸发式冷凝装置1的工作原理是：分为节能空冷冷却段和高效喷淋蒸发冷却冷凝段两大换热组件。节能空冷冷却段由高传热率的全铝波形整体翅片管12、轴流风机9(与高效喷淋蒸发冷却冷凝段共用)等组成。将经过喷淋蒸发冷却冷凝段的低温湿空气经高效水汽收集装置脱水，以脱水后的低温空气为冷却介质，在不增加任何能量的条件下，利用喷淋蒸发冷却冷凝段配置的轴流风机9作为动力，将喷淋蒸发冷却冷凝段排出的低温空气，强制通过高传热率的全铝波形整体结构的翅片管12，使低温空气与翅片管12内的高温过热气体进行充分热交换，带走翅片管12内高温过热气体降温(100℃-60℃)过程中放出的显热。

喷淋蒸发冷却冷凝段由高传热率的轻金属铝合金结构的蒸发冷凝盘管13、喷淋水装置8、轴流风机9(与空冷冷却段共用)、百叶风口10及供水装置11等组成。通过供水装置11将水送至喷淋水装置8中，以补充循环水为冷却介质，使水均匀喷淋到蒸发冷凝盘管13表面上，形成一层均匀适中的水膜，由轴流风机9强制从百叶风口10吸风，使得蒸发冷凝盘管13所在腔内减压后趋于负压，从而加快水的蒸发速率，同时吸入的空气以6～9m/s的速度通过蒸发冷凝盘管13和喷淋水下落过程，极少部分喷淋水在大量吸热后汽化蒸发、绝大部分喷淋水在吸收剩余热量后温度升高，下落冷却到供水装置11再用，吸收的全部热量来自空冷冷却段进来的(60℃)气态制冷剂，逐渐被冷却冷凝为液态时的显热和潜热总和。蒸发掉的水进入供水装置11，与落下的水混合并保持水的稳定、连续性和再利用。

如图3所示，本实用新型实施例所述的节能蒸发式冷凝制冷系统的工作原理是：蒸发器3从被冷却对象吸收热量传递给蒸发器3内的制冷剂，制冷剂相变(气化)吸热而使被冷却对象温度降低并形成低温低压气体(制冷剂气体)，低温低压气体通过管道被传送到压缩机4，在压缩机4的作用下使得低温低压气体被压缩转变为高温高压气体，然后经管道传送到蒸发式冷凝装置1内，高温高压气体先通过蒸发式冷凝装置1的空冷装置6利用湿空气冷却初步降温，然后再通过蒸发式冷凝装置1的蒸发冷装置7被喷淋水蒸发汽化吸热转变为常温高压液体(制冷剂)，常温高压液体通过管道传送膨胀阀2，并经膨胀阀2降低压力转变为常温低压的制冷剂液体，最后常温低压的制冷剂液体经管道流回到蒸发器3，并在其内蒸发汽化吸热降温达到制冷的目的。

该系统中的节能空冷蒸发式的蒸发式冷凝装置通过的空气保持在湿球温度状态，比单纯风冷式的空气温度低5-10℃，比水冷式冷凝器的冷凝温度低5℃，又比现有水冷式冷凝制冷系统节水60％以上。

以为单位质量的氨为标准将水冷式冷凝制冷系统、风冷式冷凝制冷系统和节能蒸发式冷凝制冷系统的制冷量和轴功率相应参数进行对比：

其氨压焓图如下：

由上图分析压缩机性能随制冷系统变化

制冷系统在图上的表示：

节能蒸发式冷凝制冷系统，冷凝温度决定于当地湿球温度，一般最高在35℃；

水冷式冷凝制冷系统，冷凝温度决定于当地干球温度，一般最高在40℃；

风冷式冷凝制冷系统，冷凝温度决定于当地环境温度，因传热效率低，一般最高在45℃～50℃。

adej为节能蒸发式冷凝制冷系统单机压缩制冷循环，ad段为蒸发段，de段为压缩段，ej段为冷凝段，ja段为节流段；

bdfj为水冷式冷凝制冷系统单机压缩制冷循环，bd段为蒸发段，df段为压缩段，fj段为冷凝段，jb段为节流段；

cdgh为风冷式冷凝制冷系统单机压缩制冷循环，cd段为蒸发段，dg段为压缩段，gh段为冷凝段，hc段为节流段；

制冷系统耗能分析表：

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种节能蒸发式冷凝制冷系统，其特征在于：包括蒸发式冷凝装置(1)、膨胀阀(2)、蒸发器(3)和压缩机(4)，所述蒸发器(3)通过管道连接压缩机(4)，压缩机(4)通过法兰结构的管口组件及管道连接蒸发式冷凝装置(1)的流体进口，蒸发式冷凝装置(1)的流体出口通过法兰结构的管口组件及管道连接膨胀阀(2)，膨胀阀(2)通过管道连接蒸发器(3)，蒸发式冷凝装置(1)主要由空冷装置(6)和蒸发冷装置(7)组成。

2.根据权利要求1所述的节能蒸发式冷凝制冷系统，其特征在于：空冷装置(6)和蒸发冷装置(7)分别设置在机架(5)上部的喷淋水装置(8)的上方和下方，所述空冷装置(6)上方还设有锁接在机架(5)顶部的轴流风机(9)；所述蒸发冷装置(7)下方设有百叶风口(10)和供水装置(11)。

3.根据权利要求1和2所述的节能蒸发式冷凝制冷系统，其特征在于：机架(5)为轻型无框架结构和优质防腐镀铝镁锌钢板罩壳结构，所述空冷装置(6)内设有高传热率的全铝波形整体结构的翅片管(12)，所述蒸发冷装置(7)内设有高传热率的轻金属铝合金结构的蒸发冷凝盘管(13)。

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