CN212619487U - 一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，冷凝水接水盘出水口与冷凝水集水槽的进水口连接，冷凝水集水槽的出水口与三通电磁阀连接；冷却塔的出水口与三通电磁阀连接，水泵的进水口与三通电磁阀连接；水冷过冷器的进水口与水泵的出水口连接且其出水口与冷却塔的回水口连接；水冷过冷器的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口连接且其制冷剂出口与干燥过滤器的进口连接，膨胀阀的进口与干燥过滤器的出口连接且其出口与蒸发器的进口连接，气液分离器的进口与蒸发器的出口连接且其出口与压缩机的进气口连接，压缩机的排气口与冷凝器的进口连接。本实用新型能够为制冷系统提供持续的过冷度，保证制冷系统的制冷量和整个系统运行稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气调节器技术领域，尤其涉及一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置。
背景技术
蒸汽压缩式制冷系统内的制冷剂在冷凝过程是通过换热器装置(冷凝器)与换热介质(通常是空气、水等)进行放热，实现从高温气态制冷剂成为温度降低了的液态制冷剂，在进入节流元件(通常是膨胀阀、毛细管等)之前，该液态制冷剂冷却到低于冷凝温度的状态，被称为过冷，与冷凝温度的差值即为过冷度。通过对制冷剂的压焓图分析，当过冷度越大，制冷系统的制冷量将会越大，制冷性能系数亦会越大。此外，液态制冷剂有一定的过冷度可以防止进入节流元件前处于气、液两相状态，使节流元件工作更稳定。
现有的空调要想获得更大的过冷度，通常采用加大冷凝器的换热面积或是增加冷凝介质的风量或水量，成本相对就较大。特别是在高温环境、复杂天气环境或运行环境等宽温区使用环境下，制冷剂的过冷度将得不到有效保证，进而使空调的制冷量和性能系数得不到有效保证，对空调的稳定运行产生较大影响。
空调在制冷的过程中，室内的空气经过蒸发器会产生冷凝水。以房间用空调制冷为例，经过测试，室内空气温度在24-28℃时，蒸发器产生的冷凝水温度约为11-13℃，冷凝水的温度显著低于空气温度，更低于制冷剂的冷凝温度(40-45℃)。但是，通常冷凝水是通过管道直接排放到室外的，并没有加以很好的利用，造成一定的电能、制冷量、水资源浪费。
在以高温环境为代表的宽温区环境下使用空调制冷时，环境温度较高，制冷系统的冷凝器内的制冷剂与空气换热能力明显下降，液态制冷剂无法实现过冷，与标准工况下运行相比较，制冷量和制冷系数明显衰减，压缩机排气温度大幅度升高，运行电流明显增大，耗电量上升。在较干燥的环境使用空调制冷时，空气中的绝对含湿量较低，产生的冷凝水量亦较少，不足以提供足够的、持续性的过冷度，只能采用增大冷凝器面积或者加大冷凝器的循环风量等方法，这些方法都需要消耗一定的材料和电能。
实用新型内容
基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，为制冷系统提供持续的过冷度，保证制冷系统的制冷量和整个系统运行稳定。
本实用新型提出的一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，包括水循环机构和制冷机构；其中：
水循环机构包括蒸发器、冷凝水接水盘、冷凝水集水槽、冷却塔、三通电磁阀、水泵和水冷过冷器；冷凝水接水盘安装在蒸发器底端并用于收集在蒸发器表面形成的冷凝水，冷凝水接水盘的出水口通过管路与冷凝水集水槽的进水口连接，冷凝水集水槽的出水口通过管路与三通电磁阀的第一通连接；冷却塔的出水口通过管路与三通电磁阀的第二通连接，水泵的进水口通过管路与三通电磁阀的第三通连接；水冷过冷器的进水口通过管路与水泵的出水口连接且其出水口通过管路与冷却塔的回水口连接；
制冷机构包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀和气液分离器；冷凝器的制冷剂出口通过管路与水冷过冷器的制冷剂进口连接，水冷过冷器的制冷剂出口通过管路与干燥过滤器的进口连接，干燥过滤器的出口通过管路与膨胀阀的进口连接，膨胀阀的出口通过管路与蒸发器的进口连接，蒸发器的出口通过管路与气液分离器的进口连接，气液分离器的出口通过管路与压缩机的进气口连接，压缩机的排气口通过管路与冷凝器的进口连接。
优选的，还包括控制器，控制器与三通电磁阀、水泵、水冷过冷器、压缩机、膨胀阀电连接并控制三通电磁阀、水泵、水冷过冷器、压缩机、膨胀阀工作。
优选的，冷凝水集水槽上安装有液位传感器。
优选的，干燥过滤器与水冷过冷器之间的连接管路上安装有温度传感器。
优选的，水冷过冷器内的制冷机的流动方向与其内的冷却水流动方向相反。
本实用新型提出的一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，通过回收、存储制冷系统工作中产生的冷凝水，按需将该冷凝水用于提高制冷剂的过冷度，增大制冷系统的制冷量；当冷凝水量不足以维持制冷系统足够的过冷度时，可以使用冷却塔中的冷却水，提高制冷剂的过冷度，增大制冷系统的制冷量和制冷效率。特别是在宽温区范围内运行的制冷系统，当环境温度过高时，风冷冷凝器无法产生过冷度，冷凝压力上升，制冷量衰减，压缩机能耗上升时，本实用新型提出的相关装置和控制方法可以稳定的产生过冷度，提高了系统制冷量和制冷效率，且结构简单，安装方便，制造和运行成本低，适合宽温区的空调应用。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提出一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，包括水循环机构、制冷机构和控制器；其中：
水循环机构包括蒸发器1、冷凝水接水盘2、冷凝水集水槽3、冷却塔4、三通电磁阀5、水泵6和水冷过冷器7。冷凝水接水盘2安装在蒸发器1底端并用于收集在蒸发器1表面形成的冷凝水，冷凝水接水盘2的出水口通过管路与冷凝水集水槽3的进水口连接，冷凝水集水槽3用于存储冷凝水并且冷凝水集水槽3上安装有液位传感器14，冷凝水集水槽3的出水口通过管路与三通电磁阀5的第一通连接。冷却塔4的出水口通过管路与三通电磁阀5的第二通连接，水泵6的进水口通过管路与三通电磁阀5的第三通连接；水冷过冷器7的进水口通过管路与水泵6的出水口连接，水冷过冷器7的出水口通过管路与冷却塔4的回水口连接。
制冷机构包括压缩机8、冷凝器9、干燥过滤器10、蒸发器1、膨胀阀11和气液分离器12。冷凝器9的制冷剂出口通过管路与水冷过冷器7的制冷剂进口连接，水冷过冷器7的制冷剂出口通过管路与干燥过滤器10的进口连接，水冷过冷器7内的制冷机的流动方向与其内的冷却水流动方向相反。干燥过滤器10与水冷过冷器7之间的连接管路上安装有温度传感器15，干燥过滤器10的出口通过管路与膨胀阀11的进口连接，膨胀阀11的出口通过管路与蒸发器1的进口连接，蒸发器1的出口通过管路与气液分离器12的进口连接，气液分离器12的出口通过管路与压缩机8的进气口连接，压缩机8的排气口通过管路与冷凝器9的进口连接口。
控制器13与三通电磁阀5、水泵6、水冷过冷器7、压缩机8、膨胀阀11电连接并控制三通电磁阀5、水泵6、水冷过冷器7、压缩机8、膨胀阀11的启停和调节运行状态。
本实用新型的工作过程如下：
制冷机构运行时，蒸发器1翅片表面形成的冷凝水在重力作用下流到冷凝水接水盘2中，在通过管路汇集到冷凝水集水槽3中。控制器13通过温度传感器15检测水冷过冷器7的制冷剂出口管的制冷剂温度；
1、当制冷系统在不高于标准工况(如GB/T7725-2016房间空气调节器中定义的T2工况中规定的35℃)工作时，高温高压的气态制冷剂在冷凝器9中放热冷凝，冷凝器9的冷凝风机(根据制冷系统的设计要求)提供足够的风量带走制冷剂释放的冷凝热，制冷剂由气态相变为液态，并获得一定的过冷度，成为过冷液态，此时无需使用水冷过冷器7给制冷剂降温以获得过冷度，因此亦无需开启水泵6使用冷凝水集水槽3的冷凝水；
制冷系统在运行过程中，不断的产生冷凝水，冷凝水持续地汇集到冷凝水集水槽3，当冷凝水集水槽3上安装的水位传感器14检测到冷凝水达到高水位时，开启三通电磁阀5的第一通、第三通病关闭第二通，再开启水泵6，将冷凝水集水槽3中积存的冷凝水经水冷过冷器7和各水管路直接输送到冷却塔4的水槽内存储，以腾空冷凝水集水槽3的存储空间可以继续收集新产生的冷凝水。
2、当制冷系统在高于标准工况(如GB/T7725-2016房间空气调节器中定义的T2工况中规定的35℃)工作时，高温高压的制冷剂在冷凝器9中放热冷凝，由于环境温度高，冷凝器9的冷凝风机虽然可以提供足够的风量，但是换热温差下降，无法保证制冷剂可以由气态完全相变为液态，并获得足够的过冷度，成为过冷液态，此时，需使用水冷过冷器7给制冷剂降温以获得过冷度；
具体控制过程：当控制器13通过温度传感器15检测水冷过冷器7的制冷剂出口管的制冷剂温度高于控制软件设定的温度值(根据使用的制冷剂种类，选择适合的过热度值，由此来设定该温度值)时，开启三通电磁阀5的第一通、第三通病关闭第二通，再开启水泵6，将冷凝水集水槽3中积存的冷凝水经各水管路输入进水冷过冷器7，给水冷过冷器7中制冷剂进行降温；温度较低的冷凝水可以使制冷剂进一步冷凝，并获得做够的过冷度；冷凝水在水冷过冷器7中吸收制冷剂的热量后温度上升，从水冷过冷器7的出水口出来后经水管路输送到冷却塔4，在冷却塔4的水槽内存储和降温；
当冷凝水集水槽中3的积存冷凝水持续被使用，新产生的冷凝水不足以补充时，水位将持续下降，冷凝水集水槽3上安装的水位传感器14检测到冷凝水达到低水位时，开启三通电磁阀5的第二通、第三通并关闭第一通，水泵6将切换至抽取冷却塔4中水槽内存储的冷凝水输送至水冷过冷器7给制冷剂降温，使其持续获得足够的过冷度；
当冷凝水集水槽3中的积存冷凝水重新达到高水位时，再次开启三通电磁阀5的第一通、第三通病关闭第二通，水泵6切换至抽取冷凝水集水槽3中的冷凝水，如此反复。
本实用新型通过回收、存储制冷系统工作中产生的冷凝水，按需将该冷凝水用于提高制冷剂的过冷度，增大制冷系统的制冷量；当冷凝水量不足以维持制冷系统足够的过冷度时，可以使用冷却塔4中的冷却水，提高制冷剂的过冷度，增大制冷系统的制冷量和制冷效率。特别是在宽温区范围内运行的制冷系统，当环境温度过高时，风冷冷凝器无法产生过冷度，冷凝压力上升，制冷量衰减，压缩机能耗上升时，本实用新型提出的相关装置和控制方法可以稳定的产生过冷度，提高了系统制冷量和制冷效率，且结构简单，安装方便，制造和运行成本低，适合宽温区的空调应用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，其特征在于，包括水循环机构和制冷机构；其中：
水循环机构包括蒸发器(1)、冷凝水接水盘(2)、冷凝水集水槽(3)、冷却塔(4)、三通电磁阀(5)、水泵(6)和水冷过冷器(7)；冷凝水接水盘(2)安装在蒸发器(1)底端并用于收集在蒸发器(1)表面形成的冷凝水，冷凝水接水盘(2)的出水口通过管路与冷凝水集水槽(3)的进水口连接，冷凝水集水槽(3)的出水口通过管路与三通电磁阀(5)的第一通连接；冷却塔(4)的出水口通过管路与三通电磁阀(5)的第二通连接，水泵(6)的进水口通过管路与三通电磁阀(5)的第三通连接；水冷过冷器(7)的进水口通过管路与水泵(6)的出水口连接且其出水口通过管路与冷却塔(4)的回水口连接；
制冷机构包括压缩机(8)、冷凝器(9)、干燥过滤器(10)、膨胀阀(11)和气液分离器(12)；冷凝器(9)的制冷剂出口通过管路与水冷过冷器(7)的制冷剂进口连接，水冷过冷器(7)的制冷剂出口通过管路与干燥过滤器(10)的进口连接，干燥过滤器(10)的出口通过管路与膨胀阀(11)的进口连接，膨胀阀(11)的出口通过管路与蒸发器(1)的进口连接，蒸发器(1)的出口通过管路与气液分离器(12)的进口连接，气液分离器(12)的出口通过管路与压缩机(8)的进气口连接，压缩机(8)的排气口通过管路与冷凝器(9)的进口连接。
2.根据权利要求1所述的提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，其特征在于，还包括控制器(13)，控制器(13)与三通电磁阀(5)、水泵(6)、水冷过冷器(7)、压缩机(8)、膨胀阀(11)电连接并控制三通电磁阀(5)、水泵(6)、水冷过冷器(7)、压缩机(8)、膨胀阀(11)工作。
3.根据权利要求1所述的提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，其特征在于，冷凝水集水槽(3)上安装有液位传感器(14)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，其特征在于，干燥过滤器(10)与水冷过冷器(7)之间的连接管路上安装有温度传感器(15)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置，其特征在于，水冷过冷器(7)内的制冷机的流动方向与其内的冷却水流动方向相反。
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|---|---|---|---|---|
| CN111895689A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-06 | 安徽同速环保科技有限公司 | 一种提高宽温区应用的制冷系统过冷度装置 |
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