CN206160330U - 一种蒸发冷凝无油空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒸发冷凝无油空调系统。其包括控制装置、风道以及有控制装置连接的蒸发冷凝散热装置和直膨压缩空气处理装置；风道两端分别设有进风接口和送风接口，直膨压缩空气处理装置置于风道内并位于进风接口和送风接口之间，送风接口用于与供冷区域连通；直膨压缩空气处理装置包括别与控制装置连接的顺次置于进风接口和送风接口间的磁悬浮变频离心压缩机、空气过滤装置、可变换热面积直膨蒸发装置、空气动力系统，磁悬浮变频离心压缩机、蒸发冷凝散热装置、可变换热面积直膨蒸发装置通过管道、阀件和节流分液装置顺次环接形成循环系统。本实用新型可实现超长距离的制冷系统管道连接。

Description

一种蒸发冷凝无油空调系统

技术领域

本实用新型涉及地铁站及地下空间通风空调领域，更具体地，涉及一种蒸发冷凝无油空调系统。

背景技术

传统风冷冷风型直膨通风空调系统，外机采用纯风冷方式制冷，该传统空调系统的能效低，具体体现在：(1)纯风冷方式制冷导致制冷的能效低；(2)采用传统螺杆、涡旋等需通过机油对压缩机进行润滑，机油影响两器的换热效果导致能效低；(3)机油同时影响内机、外机连接长度，导致内、外机放置受限的同时也会影响能效。

传统的水冷冷水型磁悬浮变频离心机组+水冷末端+冷却塔组成的空调系统也存在一定的缺陷：一是冷却塔占用一定的位置，不适用于没有冷却塔安装条件的场合，如城市地铁站；二是由于需要用到谁冷却，该方案也不适用于缺水的地域；三是该水冷冷水型磁悬浮变频离心机组+水冷末端+冷却塔组成的空调系统需要经历五次循环、四次热交热，循环次数和热交换次数多，系统能效低，设备复杂，而且设备间距离越远能效下降越明显。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种可实现超长距离的制冷系统管道连接的蒸发冷凝无油空调系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种蒸发冷凝无油空调系统，包括控制装置、风道以及有控制装置连接的蒸发冷凝散热装置和直膨压缩空气处理装置；风道两端分别设有进风接口和送风接口，直膨压缩空气处理装置置于风道内并位于进风接口和送风接口之间，送风接口用于与供冷区域连通；

直膨压缩空气处理装置包括别与控制装置连接的顺次置于进风接口和送风接口间的磁悬浮变频离心压缩机、空气过滤装置、可变换热面积直膨蒸发装置、空气动力系统，磁悬浮变频离心压缩机、蒸发冷凝散热装置、可变换热面积直膨 蒸发装置通过管道、阀件和节流分液装置顺次环接形成循环系统。

本实用新型通过磁悬浮变频离心压缩机技术和蒸发冷凝散热装置在控制装置的控制下，制冷系统运行不需要机油进行润滑，直膨压缩空气处理这种及蒸发冷凝散热装置可以实现超长距离的制冷系统管道连接，无需担心因过长的管道连接导致机油回不到压缩机而使压缩机烧坏，打破了制冷系统内外机连接管长的束缚。

进一步的，可变换热面积直膨蒸发装置包括均与控制装置连接的蒸发器A和蒸发器B，蒸发器A和蒸发器B并联连接后与磁悬浮变频离心压缩机、蒸发冷凝散热装置形成循环系统。

进一步的，还包括变阻力装置，所述变阻力装置包括用于控制蒸发器A在空调运行模式或者通风运行模式之间切换的风门组件，风门组件设于蒸发器A附近并与控制装置连接。

本实用新型设置风门组件来控制蒸发器A在空调运行模式和通风运行模式之间切换。

进一步的，所述风门组件包括风门、空调运行限位端、通风运行限位端和与控制装置连接的风阀驱动轴，风门通过风阀驱动轴的驱动置于空调运行限位端或者通风运行限位端。

进一步的，所述变阻力装置还包括设于蒸发器B前端的用于控制蒸发器B是否有空气通过的风阀，风阀与控制装置连接。

进一步的，风道上这有置于空气动力系统后端的均流装置。

本实用新型设置均流装置可以使得制冷后的空气可以均匀地进入供冷区域。

进一步的，风道上设有置于均流装置和送风接口之间的消声装置。消声装置的设置可以对制冷后的控制进行降噪声处理，从而可以降低进入供冷区域的制冷空气的噪声。

进一步的，所述蒸发冷凝散热装置包括水管路组件、布液装置、蒸发冷凝换热器、水箱以及受控制装置控制的球阀、风机、水泵，蒸发冷凝换热器与可变换热面积直膨蒸发装置、磁悬浮变频离心压缩机通过管道、阀件和节流分液装置顺次环接形成循环系统，风机安装在蒸发冷凝换热器一侧；

水箱和布液装置分别位于蒸发冷凝换热器的下端和上端，水管路组件与水箱连通，水泵安装在水管路组件靠近水箱的一端，球阀和布液装置分别安装在水管 路组件上，水箱、水管路组件、球阀、布液装置、蒸发冷凝换热器形成水循环系统。

进一步的，水箱内安装有受控制装置控制的水位监测装置、浓度监测装置、温度监测装置。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型通过磁悬浮变频离心压缩机技术和蒸发冷凝散热装置在控制装置的控制下，制冷系统运行不需要机油进行润滑，直膨压缩空气处理这种及蒸发冷凝散热装置可以实现超长距离的制冷系统管道连接，无需担心因过长的管道连接导致机油回不到压缩机而使压缩机烧坏，打破了制冷系统内外机连接管长的束缚。

本实用新型的蒸发冷凝换热器采用空气带走热量，冷凝效果远远好于风冷方式，而且耗水量仅为水冷的1/5，实现制冷系统的超高效节能。

本实用新型由于采用磁悬浮变频离心压缩机，使得直膨压缩空气处理装置对空气直接吸热降温，大幅提升蒸发温度从而提升能效。

本实用新型的全套空调系统仅由直膨压缩空气处理装置+蒸发冷凝散热装置构成，三次循环两次热交热，结合控制方法的柔合，系统能效高，设备简单，设备间远距离连接时能效下降不明显。本实用新型的蒸发冷凝无油空调系统特别适用于地铁站及地下空间通风空调环控系统的实施。

附图说明

图1为本实用新型一种蒸发冷凝无油空调系统具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“底部”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，为本实用新型一种蒸发冷凝无油空调系统具体实施例的结构示意图。参见图1，本具体实施例一种蒸发冷凝无油空调系统具体包括控制装置3、风道以及有控制装置3连接的蒸发冷凝散热装置和直膨压缩空气处理装置；风道两端分别设有进风接口1和送风接口15，直膨压缩空气处理装置置于风道内并位于进风接口1和送风接口15之间，送风接口15用于与供冷区域连通；

直膨压缩空气处理装置包括与控制装置3连接的磁悬浮变频离心压缩机2、空气过滤装置4、变阻力装置、可变换热面积直膨蒸发装置、空气动力系统12；

其中可变换热面积直膨蒸发装置包括与控制装置3连接的蒸发器A9和蒸发器B11，变阻力装置包括风门组件、风阀16，风阀16设于蒸发器B前端的用于控制蒸发器B是否有空气通过，风阀16与控制装置3连接。

磁悬浮变频离心压缩机2、空气过滤装置4、蒸发器A9及蒸发器B11、空气动力系统12均与控制装置3连接并且顺次置于进风接口1和送风接口15之间；磁悬浮变频离心压缩机2、蒸发冷凝散热装置、可变换热面积直膨蒸发装置通过管道、阀件和节流分液装置6顺次环接形成循环系统.具体的，蒸发器A和蒸发器B并联连接后与磁悬浮变频离心压缩机2、蒸发冷凝散热装置通过管道、发髻和节流分液装置6顺次环接形成循环系统，节流分液装置6安装在蒸发冷凝散热装置与蒸发器A9之间的靠近蒸发器A9一端的管道上。

控制装置3对直膨压缩空气处理装置以及其他需要控制的部件进行监测控制，必要时可以设置一些传感器等对冷凝温度、蒸发温度等进行监测，从而为控制装置3的准确控制提供依据。

空气过滤装置4置于风道内，对从进风接口1进入的空气进行过滤，保证进入供冷区域的空气是干净清新的。

变阻力装置中的风门组件包括风门8、空调运行限位端5、通风运行限位端 7和与控制装置3连接的风阀驱动轴10，风门8通过风阀驱动轴10的驱动置于空调运行限位端5或者通风运行限位端7。也就是说，风门8有两个工作模式，对应的蒸发器A也具备两个工作模式。一个是风门8处于空调运行限位端5，蒸发器A9处于空调运行模式，空气从进风接口1进入后通过空气过滤装置4过滤后部分导向蒸发器A9制冷，部分导向蒸发器B11(风阀16处于打开状态)制冷，最后经过空气动力系统12的作用从送风接口15出来达到供冷区域；另一个是风门8处于通风运行限位端7，蒸发器A9处于通风运行模式，空气从进风接口1进入通过空气过滤装置4过滤后部分导向蒸发器B11(风阀16处于打开状态)制冷，部分直接和经蒸发器B11制冷的空气一起进入到空气动力系统，最后经送风接口15达到供冷区域。

——这里对风门、风阀驱动轴、空调运行限位端和通风运行限位端之间的连接关系以及作用描述是否正确，请帮忙指正，谢谢。

风阀16用于控制空气是否经蒸发器B11制冷，风阀16打开时，经空气过滤装置4的部分空气经过蒸发器B11进行制冷，当风阀16关闭时，经空气过滤装置4的部分空气不经蒸发器B11制冷直接达到空气动力系统12。

——这里对风阀的位置和作用描述是否正确，请帮忙指正，谢谢。

在具体实施过程中，为了使得制冷后的空气可以均匀地进入供冷区域，风道上设有置于空气动力系统12后端的均流装置13。进一步的，风道上还设有置于均流装置13和送风接口15之间的消声装置14。消声装置14的设置可以对制冷后的控制进行降噪声处理，从而可以降低进入供冷区域的制冷空气的噪声。空气经空气动力系统12的作用达到均流装置12，经过均流装置12均流后再经消声装置14降噪声处理后经送风接口15到供冷区域。具体实施过程中，均流装置13和消声装置14可以根据实际需要和控制装置3连接。

蒸发冷凝散热装置包括水管路组件20、布液装置22、蒸发冷凝换热器23、水箱31、以及受控制装置3控制的球阀21、风机25、水泵26，蒸发冷凝换热器23与可变换热面积直膨蒸发装置、磁悬浮变频离心压缩机2通过管道、阀件和节流分液装置6顺次环接形成循环系统，风机25安装在蒸发冷凝换热器23一侧；

水箱31和布液装置22分别位于蒸发冷凝换热器23的下端和上端，水管路组件20与水箱31连通，水泵26安装在水管路组件20靠近水箱31的一端，球阀21和布液装置22分别安装在水管路组件20上，水箱31、水管路组件20、球 阀21、布液装置22、蒸发冷凝换热器23形成水循环系统。当需要对蒸发冷凝换热器23中的制冷剂进行冷凝时，开启水泵26，循环水经过水管路组件20、球阀21、布液装置22，在蒸发冷凝换热器23开成均匀水膜，经填料散热降温后流回水箱31，形成循环水路。

为了避免经蒸发冷凝换热器23的水进入到风机25，蒸发冷凝换热器23和风机25之间设置有挡水板24。

为了避免有杂质进入到水管路组件20中堵塞管路，从靠近在水箱31和水泵26之间的水管路组件20上设置有第一循环水过滤器28。

为了保证水箱31中有足够的水进行水循环，更为了保证循环水的质量，还设置了软化水装置35、补水阀27和第二循环水过滤器34，第二循环水过滤器34接外部水源，第二循环水过滤器34通过管道与软化水装置35软化水装置35通过管道将导向水箱31，水箱31和软化水装置35之间的管道上设补水阀27。

进一步的，为了能够及时监测水箱31中的水位、温度、浓度等，可以水箱31中设置水位监测装置30、浓度监测装置32、温度监测装置29，用于获取水箱中的各项指标。

进一步地，水箱31底部设置有水箱排污阀33，用于定期或者不定期对水箱进行排污、清洗等处理。

具体实施过程中，补水阀27、水位监测装置30、温度监测装置29、浓度监测装置32、水泵26、球阀、21、风机25等部件接受控制装置3的控制。

具体实施过程中，直膨压缩空气处理装置以及相互配套的部件可以根据需要设置多套，图1所示的空调系统中设置了两个风道、两套直膨压缩空气处理装置以及相配套部件来对空气进行制冷，蒸发冷凝散热装置中仅仅需要设置多一个蒸发冷凝换热器23来与另一套直膨压缩空气处理装置中的磁悬浮变频离心压缩机、可变换热面积直膨蒸发装置来形成循环系统。

空调运行时，直膨压缩空气处理装置中的控制装置3通电、空气过滤装置4工作，风门8在风阀驱动轴10的驱动下运行到空调运行限位端5后定位紧固，风阀16处于打开状态，启动空气动力系统12，然后启动磁悬浮离心压缩机2，同步节流分液装置6得电动作，磁悬浮离心压缩机2对蒸发器A9及蒸发器B11提供动力驱动，建立系统压差，使制冷剂从进入蒸发器A9及蒸发器B11进行吸热降温，降温除湿后的空气在空气动力系统12的推动下进入均流装置13，再经 消声装置14降噪声处理后经送风接口15到供冷区域。蒸发冷凝散热装置在控制装置3通电送电后，首先打开补水阀27对水箱31注水，当达到水位监测装置30要求后，开启水泵26，循环水经水管路组件20、球阀21、布液装置22，在蒸发冷凝换热器23开成均匀水膜，经填料散热降温后流回水箱31不断循环后；其次开启风机25，在控制装置3的联动控制下，制冷剂从磁悬浮离心压缩机2进入蒸发冷凝换热器23管内，进行散热冷凝成液体，经节流分液装置6后，再经蒸发器A9/B11回到磁悬浮离心压缩机2，不断循环；散热端的空气经蒸发冷凝换热器23及挡水板24后，经风机25将高温高湿空气排到大气中，完成从直膨压缩空气处理装置吸热，蒸发冷凝散热装置放热空调过程。

本实用新型包括直膨压缩空气处理装置(内机)技术和蒸发冷凝散热装置(外机)通过制冷系统管道和阀件在控制装置3的柔和下形成了全新的蒸发冷凝无油空调系统，直接向供冷区域提供符合需求的低温低湿空气。制冷系统运行不需要机油进行润滑，直膨压缩空气处理这种及蒸发冷凝散热装置可以实现超长距离的制冷系统管道连接，无需担心因过长的管道连接导致机油回不到压缩机而使压缩机烧坏，打破了制冷系统内外机连接管长的束缚。

实施例2

在实施例1的蒸发冷凝无油空调系统的基础上，本实用新型还提供了一种蒸发冷凝无油空调系统的控制方法。该控制方法基于实施例1的空调系统实现。所述控制方法具体为：

开启控制装置3、空气过滤装置4、空气动力系统12、水泵26、风机25，风门8在风阀驱动轴10的驱动下处于空调运行限位端5，风阀16处于打开状态；

当控制装置3检测到供冷区域温度存在逻辑关系T₀＜T≤T₀+Δt₁时，风阀16关闭，磁悬浮变频离心压缩机2开启并按H_1/2频率运行，其中T₀为供冷区域设定值、T为实时供冷区域检测值，Δt₁为部分负荷限值，H_1/2为部分负荷50％对应的运行频率；

运行时间超过运行稳定时间判断值M秒后，控制装置3通过传感器等获取实时冷凝温度T_c与实时蒸发温度T_e，通过与冷凝温度设计值T_co与蒸发温度设计值T_eo与进行比较，当冷凝温度T_c≠T_co±Δt₃时，优先调节水泵26，然后调节风机25；当蒸发温度T_e≠T_eo±Δt₄时，优先节流均液装置6，然后调节空气动力系统12，保证供冷区域处于设定T₀±Δt₂区间值的同时，磁悬浮变频离心压缩机2运 行频率更低更节能，其中Δt₃为冷凝压力偏差动作值，Δt₄为蒸发压力偏差动作值；Δt₂为供冷区域偏差值；

当控制装置3检测到供冷区域温度存在逻辑关系T＞T₀+Δt₁时，风阀16打开，磁悬浮变频离心压缩机2开启并按H频率运行；运行时间超过M秒后，控制装置3获取实时冷凝温度T_c与实时蒸发温度T_e，通过与冷凝温度设计值T_co与蒸发温度设计值T_eo与进行比较，当冷凝温度T_c≠T_co±Δt₃时，优先调节水泵26，然后调节风机25；当蒸发温度T_e≠T_eo±Δt₄时，优先节流均液装置6，然后调节空气动力系统12，保证供冷区域处于设定T₀±Δt₂区间值的同时，磁悬浮变频离心压缩机2运行频率更低更节能；

通风运行时，T≤T0，空气动力系统12开启、水泵26关闭、风机25关闭，磁悬浮变频离心压缩机2关闭，制冷系统处理关闭状态，风门8处于通风运行限位端，风阀16关闭。

该控制方法通过磁悬浮变频离心压缩机2技术与蒸发冷凝换热器23技术的在控制装置3的柔性计算及控制下，可以实现进入供冷区域的空气温度可控，而且还能磁悬浮变频离心压缩机2运行频率更低更节能，从而提高空调系统的能效。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，包括控制装置、风道以及有控制装置连接的蒸发冷凝散热装置和直膨压缩空气处理装置；风道两端分别设有进风接口和送风接口，直膨压缩空气处理装置置于风道内并位于进风接口和送风接口之间，送风接口用于与供冷区域连通；直膨压缩空气处理装置包括分别与控制装置连接的顺次置于进风接口和送风接口间的磁悬浮变频离心压缩机、空气过滤装置、可变换热面积直膨蒸发装置、空气动力系统，磁悬浮变频离心压缩机、蒸发冷凝散热装置、可变换热面积直膨蒸发装置通过管道、阀件和节流分液装置顺次环接形成循环系统。

2.根据权利要求1 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，可变换热面积直膨蒸发装置包括均与控制装置连接的蒸发器A 和蒸发器B，蒸发器A 和蒸发器B 并联连接后与磁悬浮变频离心压缩机、蒸发冷凝散热装置形成循环系统。

3.根据权利要求2 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，还包括变阻力装置，所述变阻力装置包括用于控制蒸发器A 在空调运行模式或者通风运行模式之间切换的风门组件，风门组件设于蒸发器A 附近并与控制装置连接。

4.根据权利要求3 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，所述风门组件包括风门、空调运行限位端、通风运行限位端和与控制装置连接的风阀驱动轴，风门通过风阀驱动轴的驱动置于空调运行限位端或者通风运行限位端。

5.根据权利要求4 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，所述变阻力装置还包括设于蒸发器B 前端的用于控制蒸发器B 是否有空气通过的风阀，风阀与控制装置连接。

6.根据权利要求1 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，风道上设有置于空气动力系统后端的均流装置。

7.根据权利要求1 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，风道上设有置于均流装置和送风接口之间的消声装置。

8.根据权利要求5 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，所述蒸发冷凝散热装置包括水管路组件、布液装置、蒸发冷凝换热器、水箱以及受控制装置控制的球阀、风机、水泵，蒸发冷凝换热器与可变换热面积直膨蒸发装置、磁悬浮变频离心压缩机通过管道、阀件和节流分液装置顺次环接形成循环系统，风机安装在蒸发冷凝换热器一侧；水箱和布液装置分别位于蒸发冷凝换热器的下端和上端，水管路组件与水箱连通，水泵安装在水管路组件靠近水箱的一端，球阀和布液装置分别安装在水管路组件上，水箱、水管路组件、球阀、布液装置、蒸发冷凝换热器形成水循环系统。

9.根据权利要求8 所述的蒸发冷凝无油空调系统，其特征在于，水箱内安装有受控制装置控制的水位监测装置、浓度监测装置、温度监测装置。