CN208887183U - 一种复合型制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合型制冷系统，包括压缩制冷系统和自然复合制冷系统；该压缩制冷系统包括制冷剂回路、循环水回路和喷淋水回路，该制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发装置，循环水回路包括第一电动关断阀，第一电动关断阀的进口与一冷冻水水利模块连接，蒸发装置的循环水进口和循环水出口之间设置有第二电动关断阀；该自然复合制冷系统包括第三电动关断阀、两个翅片式换热器和一个盘管式换热器。本实用新型将压缩制冷系统与自然复合制冷系统结合，在不同的室外工况下采用不同的制冷模式，充分发挥其各自的优势达到最有效的节能的目的，具有绿色、环保、高效、节能、节时、节材、节地、节成本以及运行稳定可靠的特点。

Description

一种复合型制冷系统

技术领域

本发明涉及空调设备技术领域，特别涉及一种复合型制冷系统。

背景技术

随着我国制造业的发展，各个行业对于空调的依赖性也越来越多，特别是冶金业、发电厂、生物制药行业等需要大量的冷冻水对生产设备进行全年降温处理。现有技术中，对于需全年制冷及提供工艺冷水的场所，传统的空调系统只有一种制冷模式，能耗较高，制冷不够直接，能效比低，在过渡季节以及冬季无法对自然冷源进行充分利用，不够节能环保，制冷效率不高。而且，传统的空调系统在运行时的可靠稳定性也不够理想。

同时，传统空调系统大多仍然采用分体式设计理念，空调系统的设计、安装、调试、运维均比较复杂，造成大量人工、材料、时间和成本的浪费。

所以，如何更好的利用自然冷源进行制冷，开发一款环保、节能、绿色的一体化系统成为行业发展的趋势。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种复合型制冷系统，采用一体化设计的理念将压缩制冷系统与自然复合制冷系统结合，在不同的室外工况下采用不同的制冷模式，在充分利用自然冷源的免费制冷特性的同时，最大化的提升压缩制冷系统的能效，具有绿色、环保、高效、节能、节时、节材、节地、节成本以及运行稳定可靠的特点，而且在冬季运行时又可有效的解决防冻问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种复合型制冷系统，包括压缩制冷系统和自然复合制冷系统；

该压缩制冷系统包括制冷剂回路、循环水回路和喷淋水回路，该制冷剂回路包括依次通过管路相连且形成回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发装置，所述循环水回路包括第一电动关断阀，第一电动关断阀的进口与一冷冻水水利模块连接，第一电动关断阀的出口与蒸发装置的循环水进口连接，蒸发装置的循环水出口与空调末端设备连接，空调末端设备又与冷冻水水利模块的回水口连接，蒸发装置的循环水进口和循环水出口之间设置有第二电动关断阀，所述喷淋水回路喷出的喷淋水对进入冷凝器的制冷剂进行冷凝；

该自然复合制冷系统包括第三电动关断阀、两个翅片式换热器和一个盘管式换热器，冷冻水水利模块的出水口与第三电动关断阀的进口连接，第三电动关断阀的出口与两个翅片式换热器连接，两个翅片式换热器为并联或串联连接，并联或串联连接的两个翅片式换热器又连接至盘管式换热器，盘管式换热器的出口与第二电动关断阀的进口连接。

进一步的，所述喷淋水回路包括水池、与水池的出水口连接的喷淋水泵以及与喷淋水泵的出水口连接的喷淋布水器，该喷淋布水器位于冷凝器的上方，水池位于冷凝器的下方。

进一步的，所述水池的上方设有冷却填料。

进一步的，所述盘管式换热器位于喷淋布水器和冷凝器之间，自然复合制冷系统的其中一个翅片式换热器位于喷淋布水器的上方。

进一步的，所述水池的右侧设有排风静压装置，该排风静压装置的上方设有冷却风机。

进一步的，所述自然复合制冷系统还包括一中间换热器和一循环水泵，该中间换热器的一个进口与第三电动关断阀的出口连接，另一个进口与盘管式换热器的出口连接，中间换热器的一个出口与第二电动关断阀的进口连接，另一个出口与循环水泵的进口连接，循环水泵的出口与翅片式换热器连接。

进一步的，所述自然复合制冷系统还包括一中间换热器和一循环水泵，该中间换热器的一个进口与冷冻水水利模块的出水口连接，另一个进口与第二电动关断阀的出口连接，该中间换热器的一个出口与空调末端设备连接，另一个出口与循环水泵的进口连接，循环水泵的出口与第三电动关断阀连接。

本发明的特点是：本发明可通过第一电动关断阀、第二电动关断阀和第三电动关断阀实现压缩制冷系统和自然复合制冷系统不同制冷模式的切换，在夏季时，利用压缩制冷系统进行制冷，在过渡季节，则利用压缩制冷系统和自然复合制冷系统共同制冷，在冬季，则只利用自然复合制冷系统进行制冷，充分利用了外部的自然冷源，减少了能耗。本发明中的压缩制冷系统制冷更直接，冷凝温度更低，能效比高，自然复合制冷系统则采用了风冷与水冷相结合的方式，自然冷源的利用时间更长，能效比更高；而且，压缩制冷系统与自然复合制冷系统进行结合，做到最优化的配置，不仅运行稳定可靠，制冷效率高，而且实现了节能环保的效果，对于需全年制冷及提供工艺冷水的场所，其可以通过调整不同的制冷模式并利用环境露点温度作为自然冷源切换的依据为用户侧提供所需冷源。

另外，本发明中的自然复合制冷系统运行时，当室外温度高时，其翅片式换热器可以对进入的空气进行冷却，可以降低压缩制冷系统的冷凝温度；室外温度低时，可以通过翅片式换热器对进入的空气进行加热，进而有效的解决防冻的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图。

图2为本发明实施例二的示意图。

图3为本发明实施例三的示意图。

图4为本发明实施例四的示意图。

图5为本发明实施例五的示意图。

图6为本发明实施例六的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，根据本发明的一种复合型制冷系统的实施例一，该制冷系统包括压缩制冷系统和自然复合制冷系统。

该压缩制冷系统包括制冷剂回路、循环水回路和喷淋水回路，该制冷剂回路包括依次通过管路相连且形成回路的压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3和蒸发装置4。所述循环水回路包括第一电动关断阀5，第一电动关断阀5的进口与一冷冻水水利模块6连接，第一电动关断阀5的出口与蒸发装置4的循环水进口连接，蒸发装置4的循环水出口与空调末端设备连接，空调末端设备又与冷冻水水利模块6的回水口连接，蒸发装置4的循环水进口和循环水出口之间设置有第二电动关断阀12。喷淋水回路包括水池13、与水池13的出水口连接的喷淋水泵18以及与喷淋水泵18的出水口连接的喷淋布水器14，该喷淋布水器14位于冷凝器2的上方，水池13位于冷凝器2的下方，水池13的上方设有冷却填料11。所述喷淋水回路喷出的喷淋水对进入冷凝器2的制冷剂进行冷凝。在本实施例一中，进入蒸发装置4的载冷剂为冷冻水。

该自然复合制冷系统包括第三电动关断阀7、两个翅片式换热器8和一个盘管式换热器10。在本实施例一中，自然复合制冷系统还包括一中间换热器17和一循环水泵16。在本实施例一中，盘管式换热器10、循环水泵16、两个翅片式换热器8和中间换热器17之间形成冷却水回路，第三电动关断阀7、中间换热器17、第二电动关断阀12和冷冻水水利模块6之间形成冷冻水回路。第三电动关断阀7的出口与两个翅片式换热器8为间接连接，盘管式换热器10的出口与第二电动关断阀12之间为间接连接。具体的，冷冻水水利模块6的出水口与第三电动关断阀7的进口连接，第三电动关断阀7的出口与中间换热器17的一个进口（冷冻水进口）连接，中间换热器17的一个出口（冷冻水出口）与第二电动关断阀12的进口连接，中间换热器17的另一个进口（冷却水进口）与盘管式换热器10的出口连接，中间换热去17的另一个出口（冷却水出口）与循环水泵16连接，循环水泵16与其中一个翅片式换热器8的进口连接，两个翅片式换热器8为串联连接，另一个翅片式换热器8又连接至盘管式换热器10。

进一步说，盘管式换热器10位于喷淋布水器14和冷凝器2之间，自然复合制冷系统的其中一个翅片式换热器8位于喷淋布水器14的上方。水池13的右侧设有排风静压装置9，该排风静压装置9的上方设有冷却风机15。

当夏季室外温度较高的时候，第一电动关断阀5开启，第二电动关断阀12和第三电动关断阀7关闭，压缩制冷系统工作，自然复合制冷系统不工作，冷冻水水利模块6为蒸发装置4提供冷冻水（载冷剂）。蒸发装置4中的制冷剂吸收冷冻水的热量，汽化成低温低压的蒸汽，压缩机1吸入制冷剂蒸汽，经过压缩后，制冷剂蒸汽变为高温高压的蒸汽。高温高压的制冷剂蒸汽进入冷凝器2。喷淋水泵18将水池13中的水泵入到喷淋布水器14中，喷淋布水器14喷出喷淋水。进入冷凝器2的制冷剂蒸汽放出热量，喷淋布水器14喷出的喷淋水带走热量，将制冷剂蒸汽冷凝为高压低温的液体。经过冷凝后的高压低温的制冷剂液体经过膨胀阀3节流后变为低压低温的液体，低温低压的制冷剂液体进入蒸发装置4，再次进行吸热汽化，如此循环，实现对蒸发装置4中的冷冻水的降温过程。经过降温后的冷冻水从蒸发装置4的循环水出口（冷冻水出口）流出，进入空调末端设备，通过空调末端设备提供工艺冷水或者将冷冻水的冷量输送给需要制冷的空间。另外，在循环过程中喷淋布水器14喷出的喷淋水，在经过盘管式换热器10、冷凝器2后，再经过冷却填料11后进入水池13，以循环使用。水池13上方的冷却填料11可以将挟带废热的喷淋水与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。该压缩制冷系统制冷比较直接，制冷效率高，冷凝温度更低，能效比高。

进入过渡季节后，当室外温度与冷冻水回水温度相差不大时，第三电动关断阀7开启，第一电动关断阀5和第二电动关断阀12关闭，压缩制冷系统和自然复合制冷系统一起工作，冷冻水水利模块6为自然复合制冷系统和压缩制冷系统提供冷冻水。冷冻水经过第三电动关断阀7进入中间换热器17。中间换热器17中的冷却水对冷冻水进行降温，从中间换热器17的冷冻水出口流出的冷冻水通过蒸发装置4的循环水进口（冷冻水进口）进入压缩制冷系统。压缩制冷系统工作，通过制冷剂回路和喷淋水回路完成对冷冻水的再次冷却过程。从蒸发装置4的循环水出口（冷冻水出口）流出的冷冻水进入空调末端设备，通过空调末端设备提供工艺冷水或者将冷冻水的冷量输送给需要制冷的空间。用于冷却进入中间换热器17的冷冻水的冷却水则从中间换热器17的冷却水出口流出，并经过循环水泵16进入两个翅片式换热器8和盘管式换热器10，冷却水在翅片式换热器8和盘管式换热器10中与外部的空气进行热交换后，从盘管式换热器10流出，经由中间换热器17的冷却水进口进入中间换热器17，以实现对进入中间换热器17的冷冻水进行冷却降温。另外，喷淋布水器14喷出的喷淋水也可对盘管式换热器10中的冷却水进行冷却。压缩制冷系统和自然复合制冷系统共同工作，可以充分利用自然冷源，减少压缩制冷系统的能耗，比较节能环保，运行可靠且高效。

当冬季室外温度较低时，第三电动关断阀7和第二电动关断阀12开启，第一电动关断阀5关闭，自然复合制冷系统工作，压缩制冷系统不进行制冷工作，冷冻水水利模块6只为自然复合制冷系统提供冷冻水。自然复合制冷系统的制冷过程不再赘述。被冷却的冷冻水经过第二电动关断阀12进入空调末端设备，通过空调末端设备提供工艺冷水或者将冷冻水的冷量输送给需要制冷的空间。自然复合制冷系统工作，压缩制冷系统不工作，从而实现了在冬季充分利用自然冷源进行制冷的过程，完全节约了压缩制冷系统的能耗，更加节能环保。同时，自然复合制冷系统在循环过程中可以通过两个翅片式换热器8对进入的空气进行加热，被加热的空气与与喷淋水、盘管式换热器10、冷却填料11接触换热，可以有效的防止冻坏设备的风险，更好的保证设备的稳定安全运行。

另外，在工作过程中，冷却风机15会加速空气流动，通过空气也可快速带走制冷剂、冷却水和喷淋水中的热量，提高散热效率。

图2为本发明一种复合型制冷系统的实施例二的示意图。实施例二与实施例一的区别在于：自然复合制冷系统中没有设置实施例一中的中间换热器和循环水泵。第三电动关断阀7、翅片式换热器8、盘管式换热器10、第二电动关断阀12和冷冻水水利模块6之间形成冷冻水回路。进入蒸发装置4的载冷剂为冷冻水。自然复合制冷系统通过盘管式换热器10、翅片式换热器8和空气的配合直接对冷冻水进行降温。压缩制冷系统通过制冷剂回路和喷淋水回路完成对冷冻水的降温过程。

图3为本发明一种复合型制冷系统的实施例三的示意图。在该实施例三中，中间换热器17、循环水泵16、第三电动关断阀7、翅片式换热器15、盘管式换热器10和第二电动关断阀12之间形成冷却水回路。进入蒸发装置4的载冷剂为冷却水。具体的，实施例三与实施例一的区别在于：该中间换热器17的一个进口（冷冻水进口）与冷冻水水利模块6的出水口连接，中间换热器17的一个出口（冷冻水出口）与空调末端设备连接，该中间换热器17的另一个进口（冷却水进口）与第二电动关断阀12的出口连接，中间换热器17的另一个出口（冷却水出口）与循环水泵16的进口连接，循环水泵16的出口与第三电动关断阀7连接，循环水泵16的出口也与第一电动关断阀5连接。自然复合制冷系统和压缩制冷系统均实现对冷却水的降温过程，从而通过中间换热器17间接实现对冷冻水的降温过程。

图4为本发明一种复合型制冷系统的实施例四的示意图。实施例四与实施例一的区别在于：两个翅片式换热器8为并联连接。

图5为本发明一种复合型制冷系统的实施例五的示意图。实施例五与实施例二的区别在于：两个翅片式换热器8为并联连接。

图6为本发明一种复合型制冷系统的实施例六的示意图。实施例六与实施例三的区别在于：两个翅片式换热器8为并联连接。

本发明有别于传统系统冷源的切换依据，而是采用环境露点温度为切换依据，自然复合制冷系统利用干空气能为动力源，极大地提高了自然冷源的利用率，节能优势明显，运行更加安全可靠。

本发明采用一体化设计的理念将压缩制冷系统与自然复合制冷系统结合，在不同的室外工况下采用不同的制冷模式，在充分利用自然冷源的免费制冷特性的同时，最大化的提升压缩制冷系统的能效，具有绿色、环保、高效、节能、节时、节材、节地、节成本以及运行稳定可靠的特点，而且在冬季运行时又可有效的解决防冻问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合型制冷系统，其特征在于：包括压缩制冷系统和自然复合制冷系统；

该压缩制冷系统包括制冷剂回路、循环水回路和喷淋水回路，该制冷剂回路包括依次通过管路相连且形成回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发装置，所述循环水回路包括第一电动关断阀，第一电动关断阀的进口与一冷冻水水利模块连接，第一电动关断阀的出口与蒸发装置的循环水进口连接，蒸发装置的循环水出口与空调末端设备连接，空调末端设备又与冷冻水水利模块的回水口连接，蒸发装置的循环水进口和循环水出口之间设置有第二电动关断阀，所述喷淋水回路喷出的喷淋水对进入冷凝器的制冷剂进行冷凝；

该自然复合制冷系统包括第三电动关断阀、两个翅片式换热器和一个盘管式换热器，冷冻水水利模块的出水口与第三电动关断阀的进口连接，第三电动关断阀的出口与两个翅片式换热器连接，两个翅片式换热器为并联或串联连接，并联或串联连接的两个翅片式换热器又连接至盘管式换热器，盘管式换热器的出口与第二电动关断阀的进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合型制冷系统，其特征在于: 所述喷淋水回路包括水池、与水池的出水口连接的喷淋水泵以及与喷淋水泵的出水口连接的喷淋布水器，该喷淋布水器位于冷凝器的上方，水池位于冷凝器的下方。

3.根据权利要求2所述的一种复合型制冷系统，其特征在于:所述水池的上方设有冷却填料。

4.根据权利要求2所述的一种复合型制冷系统，其特征在于:所述盘管式换热器位于喷淋布水器和冷凝器之间，自然复合制冷系统的其中一个翅片式换热器位于喷淋布水器的上方。

5.根据权利要求2所述的一种复合型制冷系统，其特征在于: 所述水池的右侧设有排风静压装置，该排风静压装置的上方设有冷却风机。

6.根据权利要求1所述的一种复合型制冷系统，其特征在于: 所述自然复合制冷系统还包括一中间换热器和一循环水泵，该中间换热器的一个进口与第三电动关断阀的出口连接，另一个进口与盘管式换热器的出口连接，中间换热器的一个出口与第二电动关断阀的进口连接，另一个出口与循环水泵的进口连接，循环水泵的出口与翅片式换热器连接。

7.根据权利要求1所述的一种复合型制冷系统，其特征在于: 所述自然复合制冷系统还包括一中间换热器和一循环水泵，该中间换热器的一个进口与冷冻水水利模块的出水口连接，另一个进口与第二电动关断阀的出口连接，该中间换热器的一个出口与空调末端设备连接，另一个出口与循环水泵的进口连接，循环水泵的出口与第三电动关断阀连接。