CN204478566U - 带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，属于制冷机械设备，现有中央空调系统采用水冷冷水机组时存在冷却水流量大、扬程高、冷却水水泵输送能耗较高，采用风冷冷水机组时存在体积较大、能效低、环境温度高时机组制冷效果较差，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，节流装置上并联有溶液泵。外气环境温度较高时压缩机运行，溶液泵停止；而在外气环境温度较低时，压缩机停止，溶液泵启动，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。
Description
技术领域
本实用新型属于制冷机械设备，具体是一种带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组。
背景技术
传统的中央空调系统，其冷水机组冷凝器的冷却方式主要采用水冷却或者空气冷却，但这两种冷却方式都不可避免地存在一些问题。
一：水冷冷水机组
常用的水冷冷水机组整机结构紧凑，其能效较高，运行稳定。但该系统又会受到很多因素的制约，比如水冷冷水机组必须安装在专用空调机房里，必须配置冷却塔，冷却水泵，冷冻水泵，水处理装置等辅助设备，这样势必造成管路系统庞大，施工周期长，占地面积大，安装维护困难，初期投资高等问题。而且其冷却水流量大，扬程高，冷却水水泵输送能耗较高。
二：风冷冷水机组
主机置于室外，无需专用机房，节省了宝贵的建筑空间；由于主机采用的是风冷冷却方式，故不需配置复杂的冷却水系统，系统设计简单，施工简单，特别适用于缺水地区。除了上述的优点，风冷系统也存在着以下几点问题：一是由于空气侧换热系统较小，因而主机的体积较大，占地面积也较大，二是主机冷凝温度高，整机能效仅2.6-3.0，运行经济性差；三是机组受外气温度影响大，环境温度高时机组制冷效果较差。
蒸发式冷凝式冷水机组结合了水冷及风冷冷水机组的优特点，利用蒸发式冷凝器循环水蒸发的潜热来冷凝压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽，故冷凝温度可降低4～5℃。机组能效比高而且不需要冷却塔及专用空调机房，运行经济且性能稳定。
同时，通讯及金融行业数据中心、医药、化工、橡胶、光伏等行业在生产工艺中需全年制冷运行，而常规蒸发冷凝式冷水机组运行只有压缩制冷模式，即便室外环境温度远低于循环冷冻水温的情况下压缩机仍需照常运行，故机组运行功耗较高。
同时，由于压缩制冷的局限性，当室外环境温度较低时，压缩机运行时高压会随之降低，导致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且内部供油不足，影响机组可靠性。因此为了提高机组的可靠性，只能人为减少蒸发式冷凝器冷凝风机风量来提高高压，即以牺牲机组性能来换取机组的可靠性。
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传统中央空调系统采用水冷冷水机组时存在冷却水流量大、扬程高、冷却水水泵输送能耗较高的缺陷，采用风冷冷水机组时存在体积较大、能效低、环境温度高时机组制冷效果较差的缺陷，提供一种带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组。
为达到上述目的，本实用新型的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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：所述的压缩机与蒸发式冷凝器之间连接有A单向阀，与所述的压缩机、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缩机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。
本实用新型的有益效果是：外气环境温度较高时压缩机运行，溶液泵停止；而在外气环境温度较低时，压缩机停止，溶液泵启动，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。
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。同时，由于外气环境温度较低时压缩机停止运行，故不存在机组高压过低和压缩机供油问题，机组的可靠性也明显提高。
附图说明
图1为本实用新型的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组的系统原理示意图；
图中标号说明：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。
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，本实用新型的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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，节流装置9上并联有溶液泵2。
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。
压缩机1与蒸发式冷凝器3之间连接有A单向阀5，与压缩机1、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缩机1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。
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。
当外界环境温度高时，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。经过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升高，部分冷却水气化形成水蒸气蒸发带走大量的热量后由风机14吸走排入大气，同时，热空气中的水分被挡水板截留而流至集水池16中，没有被气化的高温冷却水再流入集水池16，水泵11从集水池16中抽水重新进入水喷淋系统13。而气态制冷剂从盘管上部进入，被冷凝后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节流降压成低温低压的气液两相的制冷剂，之后进入蒸发器10，制冷剂在其中与冷冻水进行换热，吸收冷冻水热量后蒸发成低温低压的制冷剂蒸汽，从而制取低温冷冻水，低温低压的气体制冷剂又进入压缩机1如此往复循环。
当过渡季节或冬季室外环境温度低于或远低于循环冷冻水温时，压缩机1停止运行，溶液泵2启动。利用溶液泵2来代替压缩机1提供制冷剂循环的动力，由溶液泵推动制冷剂在蒸发式冷凝器和蒸发器之间流动并且气体制冷剂被室外环境空气冷却。其工作流程为:溶液泵2将液态制冷剂压力提升后经过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制冷剂，再进入与压缩机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带走气体制冷剂的冷凝热量后由风机吸走排入大气，而冷凝盘管17内的低温气态制冷剂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均为防止制冷剂的倒流。 通过对系统各方面的整改，从而保证机组在环境温度低时制冷运行时不但满足室内降温而且供冷能耗低性能系数超高。
Claims (8)
1.带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，其特征是：所述的压缩机(1)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)、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缩机(1)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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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所述的带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组，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。
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| CN104697226A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-06-10 | 浙江国祥空调设备有限公司 | 带自由冷却装置的蒸发冷凝式螺杆冷水机组 |
| CN110411046A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-05 | 浙江国祥股份有限公司 | 一种蒸发冷凝直膨式空调系统及其控制方法 |
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| CN114198951A (zh) * | 2021-05-31 | 2022-03-18 | 浙江青风环境股份有限公司 | 带自然冷却的双效一体式制冷机组及其制冷方法 |
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