CN202792298U - 紧凑型冷水机组及高层建筑的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型冷水机组及高层建筑的空调系统。该冷水机组包括方形的机架以及安装于所述机架上侧的磁悬浮式压缩机，安装于所述机架下侧的板式冷凝器和板式蒸发器，所述板式冷凝器和所述板式蒸发器平面对角布置；在所述机架的另一对角位置具有角空隙；以及分别设置于所述角空隙内的板式经济器以及吸气换热器。该冷水机组结构紧凑，在没有浪费空间的前提下增加了用于过热的吸热换热器和用于过冷的板式经济器，增加了制冷量。解决了现有的冷水机组结构松散、占空比大的技术问题，其可以通过电梯运输，特别适用于中高低层分区，并具有独立空调主机系统的高层及超高层建筑中。

Description

紧凑型冷水机组及高层建筑的空调系统

技术领域

本实用新型属于高层建筑的中央空调设备技术领域，特别涉及一种紧凑型冷水机组结构设计及应用方式。

背景技术

当前，城市的高层与超高层建筑越来越多，对于高层建筑特别是超高层建筑的中央空调系统提出了更高的要求，由于普通中央空调系统的极限工作压力一般不超过1.6MPa，对于高层建筑来说，根据管内允许流速设计冷冻水循环系统时，如果系统水静压力和水泵工作压头之和超过冷水机组及部件的耐压值时，就需要定制高耐压设备或采用多个分区系统的形式。高耐压设备，价格昂贵，工程造价高，但控制简单。分区系统一般有两种形式：一种是采用单一空调主机的闭式系统，各高低分区闭式系统之间采用热交换器传递冷量，这将导致系统能耗增加的问题。例如，采用目前换热效率比较高的板式换热器，换热温差也很难达到2℃以内，按照国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003和相关空调主机参数，每增加一套换热器，换热温差增加2℃计，空调主机能耗将增加8%-10%，由于空调主机能耗占空调系统能耗的70%左右，这样势必增加大量的能耗支出。另一种分区系统是高低区分别采用独立的空调主机系统，即将冷冻机置于高楼的中间设备层或顶层用来降低高层或超高层空调系统投资和运行成本，但是由于传统冷水机组体积大，重量重，传统机组即使在大楼建造的时候能够放入楼层中间，后期的维护和整机更换基本没有可能，而且传统机组噪音和振动大，对楼层的潜在损伤的研究也不充分，所以应用并不广泛。

美国专利文件US 20100031686(A1)公开了一种冷水机组，其虽然采用体积较小的压缩机与板式冷凝器和板式蒸发器进行配合，但是该冷水机组中零部件之间布置不合理，导致整体结构较松散，整体占空量仍然较大，无法通过电梯运输。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有高层中的冷水机组体积大，无法输送至高层以致于投资和运行成本较高，进而提供一种能够通过电梯运输的紧凑型冷水机组。

为解决上述技术问题，本实用新型的紧凑型冷水机组，其包括，方形的机架以及安装于所述机架上侧的磁悬浮式压缩机，安装于所述机架下侧的板式冷凝器和板式蒸发器，所述板式冷凝器和所述板式蒸发器平面对角布置；在所述机架的另一对角位置具有角空隙；以及分别设置于所述角空隙内的板式经济器以及吸气换热器，其中，所述板式经济器的第一进液口连通至所述板式冷凝器的出液口，所述板式经济器的第一出液口连通至所述吸气换热器的第一进液口，所述板式经济器的第二出液口连通至所述磁悬浮式压缩机的经济器接口；所述吸气换热器的第二进液口连通至所述板式蒸发器的出液口，所述吸气换热器的第一出液口连通至所述压缩机的吸气口，所述吸气换热器的第二出液口经过主膨胀阀连通至所述板式蒸发器；所述吸气换热器第三出液口经过辅膨胀阀连通至所述板式经济器的第二进液口，所述吸气换热器的第四出液口通过干燥过滤器后连通至所述磁悬浮式压缩机的喷液冷却接口。

所述磁悬浮式压缩机的轴线沿水平方向设置于所述机架上侧的边角位置，所述板式冷凝器与所述板式蒸发器按板面互相平行设置，所述板式冷凝器的进液口侧接近于所述磁悬浮式压缩机的排气口位置设置，所述板式蒸发器的出液口与所述磁悬浮式压缩机的吸气口同侧设置，其分别通过直通管路连通至所述吸气换热器的第二进液口和第一出液口上。

所述吸气换热器和所述板式经济器位于所述板式蒸发器的出液口方向的角空隙内，所述吸气换热器为筒式换热器，其轴线沿竖直方向设置，所述吸气换热器位于所述板式经济器的上侧，其中，所述吸气换热器的第一进液口设置于所述吸气吸气换热器的上端，所述板式经济器的第一出液口和第二进液口设置于所述板式经济器的下端；

所述吸气换热器的第一进液口通过两端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器的第一出液口，所述吸气换热器第三出液口设置于所述吸气吸气换热器的下端，其通过下端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器的第二进液口。

所述吸气换热器的第二出液口和第三出液口分别设置于所述吸气换热器的下侧，所述板式蒸发器的进液口设置于所述板式蒸发器的下侧，所述第二出液口通过一个L型弯管连通至所述板式蒸发器的进液口，所述第三出液口通过一个L型弯管连通至所述磁悬浮式压缩机的喷液冷却接口，所述干燥过滤器设置于水平方向的管道上。

所述吸气换热器内部的下侧设有集液装置。

所述板式冷凝器、所述板式蒸发器和所述板式经济器为螺旋板式换热器。

所述机架上侧相对于所述磁悬浮式压缩机的另一侧还安装有控制柜和电气柜。

本实用新型同时公开一种高层建筑的空调系统，其包括至少两个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个上述的冷水机组，以及连通所述冷水机组冷冻水接口的冷冻水循环泵。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型的冷水机组采用占空比较小同时制冷量较高的磁悬浮压缩机，以及板式冷凝器和板式蒸发器，并且，整机采用紧凑型设计，板式冷凝器和板式蒸发器平面对角布置于机架两侧，在角空隙处设置用于过冷的板式经济器和用于过热的吸气换热器，其结构合理，同时进一步增加了冷水机组的制冷量。相比于现有技术来说，本实用新型在满足制冷量的情况下，大大减小了冷水机组的体积，整个冷水机组很容易可以将此机组放入高层和超高层客梯进行运输，节约了用户的安装、维护、维修成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的冷水机组的原理结构图

图2是本实用新型的冷水机组的主视图；

图3是本实用新型的冷水机组的后视图；

图4是本实用新型的高层建筑的空调系统示意图。

图中附图标记表示为：

1-磁悬浮式压缩机，2-板式冷凝器，3-板式蒸发器，4-板式经济器，4.1，5.1-第一进液口，4.2、5.2-第二进液口，5-吸气换热器，4-1、5-1-第一出液口，4-2、5-2-第二出液口，5-3-第三出液口，5-4-第四出液口，6-辅膨胀阀，7-主膨胀阀，8-冷冻水循环泵，9-干燥过滤器，10-机架，11-集液装置，15-控制柜，16-电气柜。

具体实施方式

以下将结合附图，使用以下实施例对本实用新型进行进一步阐述。

图2，图3为本实用新型的紧凑型冷水机组的安装结构图，其包括，方形的机架10以及安装于所述机架10上侧的磁悬浮式压缩机1，安装于所述机架10下侧的板式冷凝器2和板式蒸发器3，所述板式冷凝器2和所述板式蒸发器3平面对角布置；在所述机架10的另一对角位置具有角空隙；以及分别设置于所述角空隙内的板式经济器4以及吸气换热器5。这样，整个装置的均位于所述方形机架10内侧，整个机组排布紧凑，并且在角空隙内放置了用于过热的吸气换热器5和用于过冷的板式经济器4，使得同样体积下提高了机组的制冷量。

本实施例中，该冷水机组的体积小于1.4m*1.1m电梯（中国13人电梯标准）容量，其制冷量根据压缩机的功率选取标准能够达到250Kw-800kW。

其中，所述板式经济器4的第一进液口4.1与所述板式冷凝器2的出液口连通，所述板式经济器4的第一出液口4-1连通至所述吸气换热器5的第一进液口5.1，所述板式经济器4的第二出液口4-2连通至所述磁悬浮式压缩机1的经济器接口；所述吸气换热器5的第二进液口5.2连通至所述板式蒸发器3的出液口，所述吸气换热器5的第一出液口5-1连通至所述压缩机1的吸气口，所述吸气换热器5的第二出液口5-2经过主膨胀阀7连通至所述板式蒸发器3的进液口；所述吸气换热器5第三出液口5-3经过辅膨胀阀6连通至所述板式经济器4的第二进液口4.2，所述吸气换热器5的第四出液口5-4通过干燥过滤器9后连通至所述磁悬浮式压缩机1的喷液冷却接口，用于实现对压缩机的冷却。

所述磁悬浮式压缩机1的轴线沿水平方向设置于所述机架上侧的边角位置，所述板式冷凝器2与所述板式蒸发器3按板面互相平行设置，所述板式冷凝器2的进液口侧接近于所述磁悬浮式压缩机1的排气口位置设置，所述板式蒸发器3的出液口与所述磁悬浮式压缩机1的吸气口同侧设置，其分别通过直通管路连通至所述吸气换热器5的第二进液口5.2和第一出液口5-1上。

所述吸气换热器5和所述板式经济器6位于所述板式蒸发器3的出液口方向的角空隙内，所述吸气换热器5为筒式换热器，其轴线沿竖直方向设置，所述吸气换热器5位于所述板式经济器4的上侧，其中，所述吸气换热器5的第一进液口5.1设置于所述吸气吸气换热器5的上端，所述板式经济器4的第一出液口4-1和第二进液口4.2设置于所述板式经济器4的下端；所述吸气换热器5的第一进液口5.1通过两端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器4的第一出液口4-1，所述吸气换热器5第三出液口5-3设置于所述吸气吸气换热器5的下端，其通过下端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器4的第二进液口4.2。

所述吸气换热器5的第二出液口5-2和第三出液口5-3分别设置于所述吸气换热器5的下侧，所述板式蒸发器3的进液口设置于所述板式蒸发器3的下侧，所述第二出液口5-2通过一个L型弯管连通至所述板式蒸发器3的进液口，所述第三出液口5-3通过一个L型弯管连通至所述磁悬浮式压缩机1的喷液冷却接口，所述干燥过滤器9设置于水平方向的管道上。

所述吸气换热器5内部的下侧设有集液装置11。

所述机架10上侧相对于所述磁悬浮式压缩机1的另一侧还安装有控制柜15和电气柜16。

综上所述，所有部件选择与设计都基于将产品放入高层或超高层楼宇客梯内运输而组织安排，在兼顾产品高效的同时设计时也考虑模块组合时的安装维护简便。

本实用新型的冷水机组的工作过程如图1所示，其工作过程如下：

磁悬浮压缩机1通过吸气管路将吸取的制冷剂压缩为高温高压气体，然后经排气管路进入到所述板式冷凝器2中，在板式冷凝器2中制冷剂与外界中温流体进行换热，制冷剂在冷凝器中冷却或冷凝为中温中压的制冷剂，经所述板式冷凝器2出液口进入到所述板式经济器4中,在其中换热后进入到所述吸气换热器5中，经过换热后分为三路进入到不同部件：第一回路直接经管路进入到主电子膨胀阀7，制冷剂经主电子膨胀阀7节流后进入到所述板式蒸发器3的进液口中，（制冷剂在板式蒸发器3中与外界流体换热实现制冷，）换热后的制冷剂进入到所述吸气换热器5的第二进液口5.2中，与经过所述板式经济器4后进入到所述吸气换热器5中的中温中压的制冷剂进一步换热，确保制冷剂气化，再经吸气管路进入到所述磁悬浮压缩机1的吸气口，依此循环；第二回路制冷剂进入辅膨胀阀6，经辅膨胀阀6节流后进入到所述板式经济器4的第二进液口4.2，与之前进入的制冷剂换热，然后经所述板式经济器4的第二出液口4-2进入到压缩机的经济器接口，实现补气增焓；第三回路制冷剂通过带有所述干燥过滤器9的管路，与所述磁悬浮压缩机1的喷液冷却接口相连，实现对压缩机的冷却。同时机组还配置有控制柜15和电气柜16实现对整个机组的供电和机组运行状态的控制。

如图4所示为本实用新型的高层建筑的空调系统，其包括三个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，一个所述空调系统设置于中层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个上述的冷水机组A，以及连通所述冷水机组A冷冻水接口的冷冻水循环泵8。

作为其他可以实施的方式，本实用新型中的冷水机组的结构还可以用作制热的热水机组。所述板式冷凝器、所述板式蒸发器和所述板式经济器可以选为螺旋板式换热器。同时，该冷水机组还可以设计到能够通过1.6m*1.2m的电梯（中国的21人电梯标准）运输，其制冷量根据压缩机的功率选取标准可以达到250Kw-1000kW。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种紧凑型冷水机组，其特征在于：其包括，方形的机架（10）以及

安装于所述机架（10）上侧的磁悬浮式压缩机（1），

安装于所述机架（10）下侧的板式冷凝器（2）和板式蒸发器（3），所述板式冷凝器（2）和所述板式蒸发器（3）平面对角布置；在所述机架的另一对角位置具有角空隙；

以及分别设置于所述角空隙内的板式经济器（4）以及吸气换热器（5），其中，所述板式经济器（4）的第一进液口（4.1）连通至所述板式冷凝器（2）的出液口，所述板式经济器（4）的第一出液口（4-1）连通至所述吸气换热器（5）的第一进液口（5.1），所述板式经济器（4）的第二出液口（4-2）连通至所述磁悬浮式压缩机（1）的经济器接口；

所述吸气换热器（5）的第二进液口（5.2）连通至所述板式蒸发器（3）的出液口，所述吸气换热器（5）的第一出液口（5-1）连通至所述压缩机（1）的吸气口，所述吸气换热器（5）的第二出液口（5-2）经过主膨胀阀（7）连通至所述板式蒸发器（3）；所述吸气换热器（5）第三出液口（5-3）经过辅膨胀阀（6）连通至所述板式经济器（4）的第二进液口（4.2），所述吸气换热器（5）的第四出液口（5-4）通过干燥过滤器（9）后连通至所述磁悬浮式压缩机（1）的喷液冷却接口。

2.根据权利要求1所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述磁悬浮式压缩机（1）的轴线沿水平方向设置于所述机架上侧的边角位置，所述板式冷凝器（2）与所述板式蒸发器（3）按板面互相平行设置，其中，所述板式冷凝器（2）的进液口侧接近于所述磁悬浮式压缩机（1）的排气口位置设置，所述板式蒸发器（3）的出液口与所述磁悬浮式压缩机（1）的吸气口同侧设置，其分别通过直通管路连通至所述吸气换热器（5）的第二进液口（5.2）和第一出液口（5-1）上。

3.根据权利要求1或2所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述吸气换热器（5）和所述板式经济器（6）位于所述板式蒸发器（3）的出液口方向的角空隙内，所述吸气换热器（5）为筒式换热器，其轴线沿竖直方向设置，所述吸气换热器（5）位于所述板式经济器（4）的上侧，其中，所述吸气换热器（5）的第一进液口（5.1）设置于所述吸气吸气换热器（5）的上端，所述板式经济器（4）的第一出液口（4-1）和第二进液口（4.2）设置于所述板式经济器（4）的下端；

所述吸气换热器（5）的第一进液口（5.1）通过两端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器（4）的第一出液口（4-1），所述吸气换热器（5）第三出液口（5-3）设置于所述吸气吸气换热器（5）的下端，其通过下端具有弯头的直管道连通至所述板式经济器（4）的第二进液口（4.2）。

4.根据权利要求3所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述吸气换热器（5）的第二出液口（5-2）和第三出液口（5-3）分别设置于所述吸气换热器（5）的下侧，所述板式蒸发器（3）的进液口设置于所述板式蒸发器（3）的下侧，所述第二出液口（5-2）通过一个L型弯管连通至所述板式蒸发器（3）的进液口，所述第三出液口（5-3）通过一个L型弯管连通至所述磁悬浮式压缩机（1）的喷液冷却接口，所述干燥过滤器（9）设置于水平方向的管道上。

5.根据权利要求4所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述吸气换热器（5）内部的下侧设有集液装置（11）。

6.根据权利要求5所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述板式冷凝器（2）、所述板式蒸发器（3）和所述板式经济器（4）为螺旋板式换热器。

7.根据权利要求6所述的紧凑型冷水机组，其特征在于：

所述机架（10）上侧相对于所述磁悬浮式压缩机（1）的另一侧还安装有控制柜（15）和电气柜（16）。

8.一种高层建筑的空调系统，其特征在于：其包括至少两个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个如权利要求1-7任一所述的冷水机组（A），以及连通所述冷水机组（A）冷冻水接口的冷冻水循环泵（8）。

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