CN205957530U - 水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和系统管，冷凝器包括风冷系统和水冷系统，风冷系统包括风冷换热器和风机，水冷系统包括洒水盘和设于洒水盘正下方的水冷换热器，水冷换热器包括水平层叠布置的多根换热管，相邻两根换热管连通且上下错位布置，蒸发器设有水侧和制冷介质侧，压缩机、风冷换热器、水冷换热器、节流装置和制冷介质侧依次连通形成制冷介质循环回路。所述冷凝器制冷效果明显，可以有效提高机组制冷能效比，节能效果显著。此外，由于冷凝器的高效，使得压缩机运行的排气温度在70℃以内，排气压力也在1.6MPa以下，从而改善了压缩机的工作条件，大大提高机组的使用寿命。

Description

水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组

技术领域

本实用新型涉及冷水(热泵)机组技术领域，尤其是涉及一种水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组。

背景技术

目前，市场上有些循环水机组采用水风复合冷却式冷凝器来达到制冷的效果。该水风复合冷却式冷凝器一般是在淋水换热器的顶端或侧端放置风冷换热器，由于该复合冷却式冷凝器须在淋水换热器内预留风冷换热器的抽风通道，其常用设计如下：相邻两根换热管直立并列设置，中间预留风通道，换热管上方设计洒水盘，该洒水盘设计成类似于字母“E”字型，其包括基盘和多个子盘，多个子盘平行间隔设置用以与换热管一一对应。

上述设计存在如下问题：水淋向每根换热管的顶部时向四周溅射，进入风通道内，相邻两根换热管上的淋水不能交叉溅射，使得换热管底下部分雨淋量较小，甚至没有，每根换热管上水冷的有效散热面积减小；水淋方向与换热管布置方向一致，使得喷淋水在换热管上停留时间较短。上述问题均将导致冷凝器冷凝效率不高，使得机组水冷效果不明显，机组功耗较高，运行费用也较高。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其能够提升冷凝器的冷凝效率，提高机组制冷能效比，节能效果显著。

其技术方案如下：

一种水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和系统管，所述冷凝器包括风冷系统和水冷系统，所述风冷系统包括风冷换热器和风机，所述水冷系统包括洒水盘和设于所述洒水盘正下方的水冷换热器，所述水冷换热器包括水平层叠布置的多根换热管，相邻两根所述换热管连通且上下错位布置，所述蒸发器设有水侧和制冷介质侧，所述压缩机、所述风冷换热器、所述水冷换热器、所述节流装置和所述制冷介质侧依次通过所述系统管连通形成制冷介质循环回路。

在其中一个实施例中，相邻两根所述换热管之间形成风通道，所述风机的抽风方向与所述风通道平行，所述风通道位于所述风机的进风侧。

在其中一个实施例中，所述换热管为蛇形管。

在其中一个实施例中，所述洒水盘底部开设有多个洒水孔，多个所述洒水孔均匀分布于所述水冷换热器的正上方。

在其中一个实施例中，还包括设于所述水冷换热器正下方的接水盘、与所述接水盘连通的水箱以及用于连通所述水箱和所述洒水盘的循环水管，所述循环水管上设有循环水泵。

在其中一个实施例中，所述水箱还设有用于从外界抽水的自动补水装置和用于定期将污水排出的排污装置。

在其中一个实施例中，所述水冷换热器还包括第一汇总管和第二汇总管，相邻的两根所述换热管通过一根连接管连通组成为一个换热件，每个所述换热件的入口均与所述第一汇总管连通，每个所述换热件的出口均与所述第二汇总管连通。

在其中一个实施例中，还包括四通阀，所述系统管依次经由所述蒸发器、所述节流装置、所述水冷换热器、所述风冷换热器后通过所述四通阀与所述压缩机连通。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本实用新型所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，通过压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器依次连通，用以达到冷却蒸发器中水的目的。所述冷凝器中水冷换热器包括层叠且错位布置的多根换热管，洒水盘位于水冷换热器的正上方。当洒水盘将水洒向最顶层的换热管时，换热管上水向四周溅射，又由于相邻两根换热管错位布置，使得溅射的水正好落向位于该顶层换热管下方的第二层换热管上，依次类推，第二层换热管上的水溅射至第三层换热管上……因此，本实用新型可使得整个水冷换热器上都能与水接触，增加水冷的有效散热面积，使得散热充分、均匀且高效。并且由于本实用新型中各换热管是水平布置，其与淋水方向相垂直，可增加每根换热管与水的接触时间。此外，所述换热管平行于洒水盘设置，为保证整根换热管上均能够与水发生热交换，洒水盘可设计为整盘式洒水孔，用以增加洒水量，使得换热管形成水淋激强化换热方式，换热更加充分、高效。本实用新型所述冷凝器制冷效果明显，可以有效地提高机组制冷能效比，节能效果显著。此外，由于冷凝器的高效，使得压缩机运行的排气温度在70℃以内，排气压力也在1.6MPa以下，从而改善了压缩机的工作条件，大大地提高了机组的使用寿命。

本实用新型采用侧出风的方式，风在水平方向上进入和流出，可以保证风通道内风速均匀，使得制冷介质冷却充分且高效。而传统的顶出风方式，由于风在流通的过程中是先水平进入后再垂直流出，风流通方向发生转变，使得风速发生变化，即在换热管底部风速较低，在顶部靠近风机处风速较高，从而使得风通道内风速不均，换热管冷却效果较差。同时本实用新型水冷换热器设于风机的进风侧，使得水冷换热器中制冷介质既可以通过淋水换热冷却，也可以通过流动的空气进行换热冷却。

所述换热管为蛇形管，使得制冷介质在换热管内迂回流动，制冷介质从一端经过多次拐动后流向另一端，其在换热管内充分扰动，保证换热充分，达到高效换热的效果。

洒水盘底部开有多个均匀布置的洒水孔，可以保证水流均匀的洒落到水冷换热器的换热管上，实现均匀、充分的水冷换热。

本实用新型还包括位于水冷换热器正下方的接水盘，接水盘用以将淋水收集回收储存在水箱中，并通过循环水泵将水箱内收集到的喷淋水再输送至洒水盘中，从而实现冷却水的循环利用，大大地节约了水资源。

所述水箱设置有自动补水装置，用以弥补因冷却水蒸发而造成的损耗；同时，水箱设有排污装置，用于自动定期将污水排出，确保水冷换热器中的循环水质的清洁度和硬度，减少换热管外表面的结垢。

本实用新型中，相邻的两根换热管组合成为一个换热件，每个换热件直接通过第一汇总管与风冷换热器的出口连通，并通过第二汇总管与节流装置的入口连通，可以增加水冷换热速率，使得经冷凝之后的制冷介质能够迅速达到节流装置中。并且，每个换热件中又通过两个上下错位布置的换热管组成，可以增加制冷介质的冷凝时间，使得制冷介质冷凝充分。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的循环水机组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的水冷换热器和风冷换热器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的换热件的俯视图；

图4为本实用新型实施例所述的洒水盘的结构示意图。

附图标记说明：

100、水冷系统，110、水冷换热器，111、换热件，1111、换热管，1112、连接管，1113、风通道，112、第一汇总管，113、第二汇总管，120、洒水盘，121、洒水孔，130、接水盘，140、水箱，141、自动补水装置，142、排污装置，150、循环水管，160、循环水泵，200、风冷系统，210、风冷换热器，220、风机，300、压缩机，310、高压开关，320、低压开关，330、检验阀，400、四通阀，500、节流装置，600、系统管，700、蒸发器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实用新型所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，包括压缩机300、冷凝器、节流装置500、系统管600和蒸发器700。所述压缩机300为定速压缩机。所述冷凝器包括风冷系统200和水冷系统100，所述风冷系统200包括风冷换热器210和风机220，所述风机220为普通轴流风机；所述水冷系统100包括洒水盘120和设于所述洒水盘120正下方的水冷换热器110。所述蒸发器700设有水侧和制冷介质侧。所述压缩机300、所述风冷换热器210、所述水冷换热器110、所述节流装置500和所述蒸发器700的制冷介质侧依次通过所述系统管600连通形成制冷介质循环回路。在本实施例中，所述水冷系统100的水冷换热器110包括水平层叠布置的多根换热管1111，相邻两根所述换热管1111连通且上下错位布置。当洒水盘120将水洒向最顶层的换热管1111时，换热管1111上水向四周溅射，又由于相邻两根换热管1111错位布置，使得溅射的水正好落向位于该顶层换热管1111下方的第二层换热管1111上，依次类推，第二层换热管1111上的水溅射至第三层换热管1111上……因此，本实用新型可使得整个水冷换热器110上都能与水接触，增加水冷的有效散热面积，使得散热充分、均匀且高效，增强冷凝效果。并且由于本实用新型中各换热管1111是水平布置，其与淋水方向相垂直，可增加每根换热管1111与水的接触时间。此外，所述换热管1111平行于洒水盘120设置，为保证整根换热管1111上均能够与水发生热交换，洒水盘120可设计为整盘式洒水孔121，用以增加洒水量，使得换热管1111形成水淋激强化换热方式，换热更加充分、高效。本实用新型所述冷凝器制冷效果明显，可以有效地提高循环水机组制冷能效比，节能效果显著。此外，由于冷却系统的高效，使得压缩机300运行的排气温度在70℃以内，排气压力也在1.6MPa以下，从而改善了压缩机300的工作条件，大大地提高了机组的使用寿命。

在本实施例中，相邻两根所述换热管1111之间形成风通道1113，所述风机220的抽风方向与所述风通道1113平行，并且所述风通道1113位于所述风机220的进风侧，即水冷换热器110安装在风机220的进风口一侧，风冷换热器210的制冷介质入口与压缩机300的排气口相连，压缩机300工作时高温高压气体进入风冷换热器210后，制冷介质的冷凝显热顺着冷却风方向被风迅速带走，制冷介质温度降低，制冷介质大部份冷凝显热得到排除，剩余冷凝热为小部份冷凝显热和全部冷凝潜热，给水冷换热器110创造良好的冷凝条件。

从风冷换热器210出来并进入水冷换热器110的制冷介质在相对低温的新风和洒水盘120洒下来的冷水共同冷却下，除去制冷介质中剩余的冷凝显热和全部冷凝潜热，使制冷介质得到充分冷凝和良好的过冷度，为蒸发器700充分蒸发做好准备。本实用新型将传统循环水机组的冷却系统由单一风冷式或者单一水冷式，创新成风冷加水喷淋复合冷却方式，先风冷、再水喷淋强化冷却，分别除去制冷介质中的冷凝显热和冷凝潜热，成机组冷凝热去除的过程。采用本实用新型所述水风复合冷却式冷凝器的循环水机组产品，通过试验确定风冷换热器210的冷却风量和水冷换热器110的冷却水量，可以将循环机组制冷能效比提高到4.4，比传统单一水冷循环水机组节能20％以上，比传统单一风冷循环水机组节能40％以上。

如图3所示，在本实施例中，所述换热管1111为不锈钢蛇形管，其从一端开始，经多次回转弯曲延伸至另一端，用以使得制冷介质在换热管1111内迂回流动，制冷介质从一端经过多次拐动后流向另一端，其在换热管1111内充分扰动，从而保证换热充分，达到高效换热的效果。如图4所示，所述洒水盘120底部开设有多个洒水孔121，多个所述洒水孔121均匀分布于所述水冷换热器110的正上方，可以保证水流均匀的洒落到水冷换热器110的换热管1111上，实现均匀、充分的水冷换热。

进一步地，请结合图2和图3所示，相邻的两根所述换热管1111通过一根连接管1112连通组成一个换热件111，所述连接管1112为斜管，一端连通位于上层的换热管1111，另一端连通位于下层的换热管1111。所述水冷换热器110还包括第一汇总管112和第二汇总管113，每个所述换热件111的入口均与所述第一汇总管112连通，其出口均与所述第二汇总管113连通。每个换热件111直接通过第一汇总管112与风冷换热器210连通，并通过第二汇总管113与节流装置500连通，可以增加水冷换热速率，使得经冷凝之后的制冷介质能够迅速达到节流装置500中。并且，每个换热件111中又通过两个上下错位布置的换热管1111组成，可以增加制冷介质的冷凝时间，使得制冷介质冷凝充分。

如图1所示，本发明还包括设于所述水冷换热器110正下方的水箱140接水盘130、与所述接水盘130连通的水箱140以及用于连通所述水箱140和所述洒水盘120的循环水管150，所述循环水管150上设有循环水泵160，在本实施例中，水箱140焊接于接水盘130的下侧。水箱140接水盘130用以将淋水收集回收并储存在水箱140中，之后通过循环水泵160将水箱140内收集到的喷淋水再输送至洒水盘120中，从而实现冷却水的循环利用，大大地节约了水资源。所述循环水泵160为外置泵，使用安全，便于维修检测。

在本实施例中，所述水箱140设置有自动补水装置141，所述自动补水装置141包括进水电磁阀和浮球阀等，用于从外界抽水，弥补因冷却水蒸发而造成的损耗。同时，水箱140设有排污装置142，所述排污装置142为小型离心式抽水泵等自清洁功能设备，用于自动定期将污水排出，确保水冷换热器110中的循环水质的清洁度和硬度，减少换热管1111外表面的结垢。

本实用新型所述循环水机组还包括四通阀400，所述系统管600依次经由所述蒸发器700、所述节流装置500、所述水冷换热器110、所述风冷换热器210后通过所述四通阀400与所述压缩机300连通。所述压缩机300上还设有高压开关310、低压开关320以及检验阀330。

系统管600一端与蒸发器700连接，另一端依次经由节流装置500、水冷系统100和风冷系统200后与四通阀400连通。从四通阀400引出的系统管600再与蒸发器700连接，形成制冷介质循环通路。四通阀400和系统管600的连接关系可按照传统的常规设计布置。

本实用新型所述循环水机组的具体工作情况为：当循环水机组制冷时，所述四通阀400不通电，制冷介质经所述压缩机300压缩后，通过所述四通阀400进入所述风冷换热器210进行冷凝，制冷介质中的冷凝显热被冷却风带走，由循环水机组外机10风机排入大气。接着制冷介质进入所述水冷换热器110继续冷凝，在新进冷却风和洒水盘120洒下来的冷水共同冷却下，除去制冷介质中剩余的冷凝潜热。之后制冷介质进入所述节流装置500膨胀后，进入所述蒸发器700的制冷介质侧，低温的制冷介质则与水侧的水进行热交换，达到冷却水的目的。制冷介质随后再流回压缩机300，实现制冷介质的封闭式循环。

当循环水机组制热时，所述四通阀400通电，制冷介质经过所述压缩机300后，进入所述四通阀400，之后通过系统管600进入所述蒸发器700内进行放热，达到加热水的目的。此后，制冷介质进入所述节流装置500，之后进入所述水冷系统100和所述风冷系统200进行蒸发，此时，水冷系统100中的循环水泵150不工作，采用风冷方式制热，获得环境空气中的热量，然后通过所述四通阀400流回所述压缩机300，形成一个循环的热泵机组。

本实用新型将循环水机组的冷凝器由传统的单一风冷式或水冷式，创新成风冷+水冷复合冷却方式，采用先风冷、再水冷的强化冷却技术，分别除去制冷介质中的冷凝显热和冷凝潜热。使循环水机组具有水冷式循环水机组压缩机300排气压力低和排气温度低的优点，可将传统风冷式机组的排气压力由最高2.3MPa降低至1.6MPa以内，排气温度由最高110℃降低至70℃以下，大大改善了压缩机300的工作条件，提高了机组的使用寿命。使用本实用新型时，由于冷凝器功耗少，可达到高效节能的效果。本实用新型相比于普通的单独风冷机组增加了水冷功能，水冷系统中设置洒水盘、循环水泵和接水箱，实际上就是一套小型循环冷却水系统，制作安装方便。用户现场安装时像安装风冷机组一样简便，只需安装简单的循环冷却水系统，不需要再安装复杂的冷却塔和冷却水管路系统，节约大量安装材料和人工。而与传统的单独水冷式机组相比，本实用新型可实现冬季供热水功能，运行费用较低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和系统管，所述冷凝器包括风冷系统和水冷系统，所述风冷系统包括风冷换热器和风机，所述水冷系统包括洒水盘和设于所述洒水盘正下方的水冷换热器，所述水冷换热器包括水平层叠布置的多根换热管，相邻两根所述换热管连通且上下错位布置，所述蒸发器设有水侧和制冷介质侧，所述压缩机、所述风冷换热器、所述水冷换热器、所述节流装置和所述制冷介质侧依次通过所述系统管连通形成制冷介质循环回路。

2.根据权利要求1所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，相邻两根所述换热管之间形成风通道，所述风机的抽风方向与所述风通道平行，所述风通道位于所述风机的进风侧。

3.根据权利要求1所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，所述换热管为蛇形管。

4.根据权利要求1所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，所述洒水盘底部开设有多个洒水孔，多个所述洒水孔均匀分布于所述水冷换热器的正上方。

5.根据权利要求1所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，还包括设于所述水冷换热器正下方的接水盘、与所述接水盘连通的水箱以及用于连通所述水箱和所述洒水盘的循环水管，所述循环水管上设有循环水泵。

6.根据权利要求5所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，所述水箱还设有用于从外界抽水的自动补水装置和用于定期将污水排出的排污装置。

7.根据权利要求1所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，所述水冷换热器还包括第一汇总管和第二汇总管，相邻的两根所述换热管通过一根连接管连通组成为一个换热件，每个所述换热件的入口均与所述第一汇总管连通，每个所述换热件的出口均与所述第二汇总管连通。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的水风复合冷却式蒸汽压缩循环水机组，其特征在于，还包括四通阀，所述系统管依次经由所述蒸发器、所述节流装置、所述水冷换热器、所述风冷换热器后通过所述四通阀与所述压缩机连通。