CN204478368U - 带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，属于制冷机械，现有空调制冷运行模式可靠性降低、自由冷却型循环制冷模式因溶液泵故障造成机组无法制冷运行，本实用新型包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机、蒸发式冷凝器、储液器、节流装置及蒸发器，压缩机的高压侧连接有压力维持阀，压力维持阀与机组低压侧之间连接有外部压力平衡接管，节流装置上并联有溶液泵。可在短时间内迅速建立起足够的高低压差，达到压缩机最安全供油压差的要求，进而保障压缩机容调加载顺畅，保障压缩机不会因失油或供油不良而产生故障，提高机组系统的运行可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于制冷机械技术，具体是一种带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组。
背景技术
随着社会、经济的发展已使中国成为一个能源短缺的国家，如何提高空调设备机组的运行效率，是行业发展迫切需要解决的重要问题。相比水冷冷水机组，蒸发冷凝冷水机组省去了冷却塔、管网、无需专用机房、冷却水泵的水量及功率少，整机运行效率高。相比风冷机组，蒸发冷凝冷水机组利用冷却水的蒸发潜热变化来进行散热的，其冷凝侧换热系数高冷凝温度低，运行经济性好。可以预见蒸发冷凝水冷机组的社会需求量将愈来愈大，对蒸发冷凝水冷机组的要求也会愈来愈高。对于一些常年需要制冷的运行场合，环境温度高低对机组的制冷量和运行可靠性有着直接的关系。目前有二种制冷运行模式，一种空调制冷模式，另一种为自由冷却型循环制冷模式。
一．空调制冷运行模式：
当外气环境温度很低时，螺杆压缩机启动和运行过程中由于机组的冷凝温度很低，压缩机难以建立足够的高低压差，这样会造成压缩机加载速度很慢而且内部供油不足，容易导致压缩机因润滑，冷却不足而受到严重损坏。现有的蒸发冷凝螺杆冷水机组运行时依靠调节运行风机数量或转速变化来改变风量或依靠改变水泵的转速来改变冷却水量从而调整机组的冷凝能力，这种调整能力在寒冷的冬季是相当有限的，特别是在机组启动阶段，即使冷凝风机与冷却水泵不投入运行，因压缩热排气量小短时间内难以建立足够的高低压差造成蒸发式冷凝冷水机组运行可靠性大大降低。
二．自由冷却型循环制冷模式
当外气环境温度低时，采用自由冷却循环制冷模式，其运行优先利用天然环境的低温空气冷却循环冷媒，可以实现无压缩机运行制冷，显著节省压缩机的电耗。利用溶液泵来作为动力提供源，不存在像压缩机制冷一样需要油润滑的问题，机组的运行可靠性也明显提高。这种自由冷却循环模式下运行，溶液泵本身的可靠性显得特别重要，一旦出现溶液泵故障则将造成机组无法制冷运行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有空调制冷运行模式可靠性降低、自由冷却型循环制冷模式因溶液泵故障造成机组无法制冷运行的缺陷，提供一种带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组。
为达到上述目的，本实用新型的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机、蒸发式冷凝器、储液器、节流装置及蒸发器，其特征是：所述压缩机的高压侧连接有压力维持阀，所述压力维持阀与机组低压侧之间连接有外部压力平衡接管，所述的节流装置上并联有溶液泵。
作为优选技术手段：所述的溶液泵放置在所述储液器的下部，所述储液器4出口安装了干燥过滤器。
作为优选技术手段：所述节流装置的进口安装了C单向阀，所述溶液泵的出口安装了D单向阀，所述的C单向阀、节流装置与所述的溶液泵、D单向阀形成并联，所述C单向阀仅允许循环制冷剂由所述储液器向节流装置流动，所述D单向阀仅允许循环制冷剂由所述溶液泵向蒸发器流动。
作为优选技术手段：所述压力维持阀与蒸发式冷凝器之间连接有A单向阀，与所述的压缩机、压力维持阀、A单向阀并联设有B单向阀，所述A单向阀仅允许循环制冷剂由所述压力维持阀向蒸发式冷凝器流动，所述B单向阀仅允许循环制冷剂由所述蒸发器向蒸发式冷凝器流动。
作为优选技术手段：所述蒸发式冷凝器的上部设有喷淋系统，所述蒸发式冷凝器的底部设有集水池，一水泵经水管连接在所述集水池与喷淋系统之间，所述的循环制冷剂回路在所述蒸发式冷凝器内为冷凝盘管并位于所述喷淋系统与集水池之间。
作为优选技术手段：所述喷淋系统的上侧设有用于向所述蒸发式冷凝器的外部排风的风机。
作为优选技术手段：所述喷淋系统与风机之间设有挡水板。
作为优选技术手段：所述蒸发式冷凝器设有高于所述集水池的侧向空气进口。
作为优选技术手段：所述的压力维持阀包括一阀体，所述阀体内开设排气通道，所述排气通道的两端分别形成进气接口和出气接口，在所述的阀体内设置可封堵排气通道的阀芯，所述的阀芯上支撑有促使活阀芯堵排气通道的弹簧，所述的外部压力平衡接管与所述排气通道相通，所述的进气接口、出气接口上分别设有前侦测接口、后侦测接口。
本实用新型的有益效果是：提供了一种使用安全可靠，并能高效稳定地利用室外自然冷量的带压力维持阀的冷水机组，可在短时间内迅速建立起足够的高低压差，达到压缩机最安全供油压差的要求，进而保障压缩机容调加载顺畅，保障压缩机不会因失油或供油不良而产生故障，提高机组系统的运行可靠性。
室外环境温度较高时压缩机1运行，溶液泵2停止；而在室外环境温度较低时，压缩机1停止，溶液泵2启动，以驱动制冷剂吸取室外低温空气的冷量来释放给冷冻水，实现冷冻水温的降低。在当室外环境温度较低时，溶液泵故障停止机组仍需运行于压缩制冷模式，通过压力维持阀18在短时间内迅速建立起足够的高低压差，达到压缩机最安全供油压差的要求，机组处于可靠运行。
附图说明
图1为本实用新型带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组的系统原理示意图；
图2为本实用新型的压力维持阀的结构示意图；
图中标号说明：1-压缩机，2-溶液泵，3-蒸发式冷凝器，4-储液器，5-A单向阀，6-B单向阀，7-C单向阀，8-D单向阀，9-节流装置，10-蒸发器，11-水泵，12-干燥过滤器，13-喷淋系统，14-风机，15-挡水板，16-集水池，17-冷凝盘管，18-压力维持阀；
51-外部压力平衡接管，52-阀体，53-阀芯，54-弹簧，55-进气接口，56-出气接口，57-前侦测接口，58-后侦测接口。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机1、蒸发式冷凝器3、储液器4、节流装置9（膨胀阀）及蒸发器10，压缩机1的高压侧连接有压力维持阀18，压力维持阀18与机组低压侧之间连接有外部压力平衡接管51，节流装置9上并联有溶液泵2(溶液泵2是一种类似水泵的制冷剂输送设备)。
溶液泵2放置在储液器4的下部，储液器4出口安装了干燥过滤器12。
节流装置9的进口安装了C单向阀7，溶液泵2的出口安装了D单向阀8，C单向阀7、节流装置9与溶液泵2、D单向阀8形成并联，C单向阀7仅允许循环制冷剂由储液器4向节流装置9流动，D单向阀8仅允许循环制冷剂由溶液泵2向蒸发器10流动。
压力维持阀18与蒸发式冷凝器3之间连接有A单向阀5，与压缩机1、压力维持阀18、A单向阀5并联设有B单向阀6，A单向阀5仅允许循环制冷剂由压力维持阀18向蒸发式冷凝器3流动，B单向阀6仅允许循环制冷剂由蒸发器10向蒸发式冷凝器3流动。
蒸发式冷凝器3的上部设有喷淋系统13，蒸发式冷凝器3的底部设有集水池16，水泵11经水管连接在集水池16与喷淋系统13之间，循环制冷剂回路在蒸发式冷凝器3内为冷凝盘管17并位于喷淋系统13与集水池16之间。喷淋系统13的上侧设有用于向蒸发式冷凝器3的外部排风的风机14。喷淋系统13与风机14之间设有挡水板15。蒸发式冷凝器3设有高于集水池16的侧向空气进口。
如图2所示，压力维持阀18包括一阀体52，阀体52内开设排气通道，排气通道的两端分别形成进气接口55和出气接口56，在的阀体52内设置可封堵排气通道的阀芯53，阀芯上支撑有促使活阀芯堵排气通道的弹簧54，外部压力平衡接管51与排气通道相通，进气接口55、出气接口56上分别设有前侦测接口57、后侦测接口58。机组工作时，进气接口55连接压缩机出口（高压侧），出气接口56连接冷凝器前的A单向阀5，前侦测接口57用于侦测压力维持阀前的压力，后侦测接口58用于侦测压力维持阀后的压力，通过弹簧弹力的设定，可维持一定的阀前后压差值。
当室外环境温度较高时，机组运行于压缩制冷模式，压缩机1启动。通过压缩机1的运行推动制冷剂在压缩机1、蒸发式冷凝器3、节流装置9和蒸发器10之间循环，实现低温低压液体制冷剂从温度较高冷冻水中提取热量后蒸发为低温低压制冷剂蒸汽，从而实现降低冷冻水温目的。
当室外环境温度较低时，机组运行于自由冷却模式，压缩机停止运行，溶液泵2启动。通过溶液泵的运行驱动制冷剂在温度较高的蒸发器10和外气环境温度较低的蒸发式冷凝器3之间循环，将外界低温室外空气的冷量释放给冷冻水，从而降低冷冻水温以实现制冷目的。由于溶液泵的功率远远低于压缩机功率，故可显著节省压缩机和机组的耗电。
当室外环境温度较低时，机组运行于自由冷却模式时若溶液泵故障将造成整机故障停机。此时机组运行仍需压缩制冷模式，为了克服现有技术压缩机容调加载不顺畅，压缩机因高低压差不足而造成系列不良的缺陷，机组压缩机1排气口安装一压力维持阀18，压力维持阀18上连接有到机组低压侧的外部压力平衡接口19。压缩机启动后，因排气通道关闭，排气压力很快上升，当系统高低压差达到设定的开阀压差时，压力维持阀活塞上移，阀门打开，压缩机排气顺利进入蒸发式冷凝器内冷凝。
自由冷却型循环制冷模式在室外环境温度低的条件下利用溶液泵来代替压缩机提供动力，由溶液泵使制冷剂流通并且制冷剂被外部环境空气冷却。其工作流程为运行溶液泵2，将液态冷媒压力提升后经过D单向阀8，进入蒸发器10，在蒸发器10内吸取冷冻水的热量后蒸发为气态冷媒，进入与压缩机1并联的B单向阀6后进入蒸发式冷凝器3内，低温气态制冷剂与冷凝盘管17外的低温水空气进行热交换，冷却水和空气吸热后部分冷却水气化成水蒸气蒸发带走的热量由风机吸走排入大气，而冷凝盘管17内的低温气态冷媒被冷凝成液态制冷剂从冷凝盘管17底部流出进入储液器4，经过干燥过滤器12后再进入溶液泵2如此往复循环，其中A单向阀5、B单向阀6、C单向阀7、D单向阀8均为防止冷媒的倒流。 当溶液泵出现故障时启动空调制冷模式，其工作原理为压缩机1吸入来自蒸发器10的低温低压制冷剂蒸气，对低温低压的蒸汽压缩作功后变成高温高压的过热蒸汽。压力维持阀18安装于压缩机排气口上并在压力维持阀顶部通过外部压力平衡接管51将压缩机吸气侧压力信号导入至压力维持阀内。经过压力维持阀18、A单向阀5进入蒸发式冷凝器3，高温制冷剂与冷凝盘管17外的水、空气进行热交换，冷却水和空气吸热后温度节剧升高，部分冷却水气化形成水蒸气，蒸发带走大量的热量由风机14吸走排入大气，同时，热空气中的水分被挡水板截止集水池16中，没有被气化的高温冷却水在流入集水池16中被流经的空气带走热量使其冷却，经充分冷却后的冷却水流回集水池16中供水泵11重新送入水喷淋系统13继续工作。而气态冷媒从冷凝盘管上部进入，被冷凝的液态制冷剂从冷凝盘管17底部流出进入储液器4，再经过干燥过滤12后，通过C单向阀7后经过节流装置9(膨胀阀)节流降压，气液两相的制冷剂进入蒸发器10，制冷剂与温度相对较高的冷冻水发生热量交换，制冷剂液体将发生气化，吸收冷冻水的热量后变成低温低压制冷剂蒸气，从而降低了冷冻水的温度达到制冷目的。气化后的制冷剂蒸气将被吸入压缩机，如此往复循环。
Claims (9)
1.带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，包括连接在循环制冷剂回路中并按照循环制冷剂的流向布置的压缩机(1)、蒸发式冷凝器(3)、储液器(4)、节流装置(9)及蒸发器(10)，其特征是：所述压缩机(1)的高压侧连接有压力维持阀(18)，所述压力维持阀(18)与机组低压侧之间连接有外部压力平衡接管(51)，所述的节流装置(9)上并联有溶液泵(2)。
2.根据权利要求1所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述的溶液泵(2)放置在所述储液器(4)的下部，所述储液器(4)出口安装了干燥过滤器(12)。
3.根据权利要求1所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述节流装置(9)的进口安装了C单向阀(7)，所述溶液泵(2)的出口安装了D单向阀(8)，所述的C单向阀(7)、节流装置(9)与所述的溶液泵(2)、D单向阀(8)形成并联，所述C单向阀(7)仅允许循环制冷剂由所述储液器(4)向节流装置(9)流动，所述D单向阀(8)仅允许循环制冷剂由所述溶液泵(2)向蒸发器(10)流动。
4.根据权利要求1所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述压力维持阀(18)与蒸发式冷凝器(3)之间连接有A单向阀(5)，与所述的压缩机(1)、压力维持阀(18)、A单向阀(5)并联设有B单向阀(6)，所述A单向阀(5)仅允许循环制冷剂由所述压力维持阀(18)向蒸发式冷凝器(3)流动，所述B单向阀(6)仅允许循环制冷剂由所述蒸发器(10)向蒸发式冷凝器(3)流动。
5.根据权利要求1所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述蒸发式冷凝器（3）的上部设有喷淋系统（13），所述蒸发式冷凝器（3）的底部设有集水池（16），一水泵（11）经水管连接在所述集水池（16）与喷淋系统（13）之间，所述的循环制冷剂回路在所述蒸发式冷凝器（3）内为冷凝盘管（17）并位于所述喷淋系统（13）与集水池（16）之间。
6.根据权利要求5所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述喷淋系统（13）的上侧设有用于向所述蒸发式冷凝器（3）的外部排风的风机（14）。
7.根据权利要求6所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述喷淋系统（13）与风机（14）之间设有挡水板（15）。
8.根据权利要求5所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述蒸发式冷凝器（3）设有高于所述集水池（16）的侧向空气进口。
9.根据权利要求1所述的带压力维持装置的自由冷却型蒸发冷凝冷水机组，其特征是：所述的压力维持阀（18）包括一阀体（52），所述阀体（52）内开设排气通道，所述排气通道的两端分别形成进气接口（55）和出气接口（56），在所述的阀体（52）内设置可封堵排气通道的阀芯（53），所述的阀芯上支撑有促使活阀芯堵排气通道的弹簧（54），所述的外部压力平衡接管（51）与所述排气通道相通，所述的进气接口（55）、出气接口（56）上分别设有前侦测接口（57）、后侦测接口（58）。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105485981A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-13 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种并联式双阀节流装置及控制方法 |
| CN108931018A (zh) * | 2018-04-21 | 2018-12-04 | 浙江国祥股份有限公司 | 一种带水力模块的蒸发冷凝一体机 |
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