CN216203934U - 一种一体化集成冷站 - Google Patents

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林俊峰
范耀先
刘俊杰
邱朝歌
王强
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本实用新型提供一种一体化集成冷站,包括设置在箱体内的制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统,通过将制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统、水处理系统集中在一个壳体内;用户只需接连冷冻水进出接口即可使用,方便快捷;且因为制冷系统采用水冷或蒸发式冷凝方式,具备较高效率;同时设置自然冷却换热器能够根据试求温度调整水循环,能够充分利用室外冷源提高机组能效比,达到节能降排的效果。

Description

一种一体化集成冷站
技术领域
本实用新型涉及制冷技术领域,具体涉及一种一体化集成冷站。
背景技术
目前中大型工业和商业场合常用的制冷系统是水冷冷水系统或风冷冷水系统。
水冷冷水系统将水冷制冷主机、冷却泵、冷冻泵、水处理装置及冷源控制系统各模块分开置于楼层最底层,冷塔置于楼顶,导致冷冻水循环系统、冷却水循环系统及水处理设备能耗大,且不便于统筹控制,制冷能耗损失大;建筑内底层必须设置较大独立空间冷冻机房,建筑能耗增加;现场施工复杂,施工周期长,制冷主机、泵、水处理装置固定及各模块之间管路、阀门连接影响施工进度。
风冷冷水系统主要的特点是采用风冷冷水制冷主机,风冷翅片式的冷凝器,省去了冷却水系统,即不需要设计安装冷却塔、冷却水泵及相关管道;机组可放置于屋顶或室外,不必专门建造制冷机房。但由于采用风冷冷却,主机能效降低,运维费用过高。
实用新型内容
针对上述现有技术中的不足,本实用新型提供一种一体化集成冷站。
本实用新型的技术方案为:
一种一体化集成冷站包括设置在箱体内的制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统;制冷系统包括蒸发器,蒸发器制冷剂出口通过压缩机与冷凝器制冷剂进口连通,冷凝器制冷剂出口通过膨胀阀与蒸发器制冷剂进口连通;冷冻水系统包括冷冻水循环泵,冷冻水循环泵出口连通第一支路和第二支路,第一支路上设置第一电动阀并与蒸发器冷冻水进口连通,第二支路上设置第二电动阀并与自然冷却换热器冷冻水进口连通,自然冷却换热器冷冻水出口与蒸发器冷冻水进口连通,蒸发器冷冻水出口连通用户端;蒸发器冷冻水进口设置连通用户端的第二旁通阀;冷却水系统包括冷凝器,冷凝器冷却水出口通过喷淋循环泵与自然冷却换热器冷却水进口连通,自然冷却换热器冷却水出口与冷凝器冷却水进口连通;喷淋循环泵出口处设置连通冷凝器冷却水进口的第一旁通阀。
还包括水处理装置,水处理装置包括设置在冷冻水循环泵入口处的除垢仪和软水处理装置,以及冷凝器冷却水进口处的加药装置。
所述压缩机为螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机中的任意一种。
所述蒸发器为管壳式换热器或板式换热器。
所述冷凝器为蒸发式换热器。
所述自然冷却换热器为板式换热器、浸没式换热器、管壳式换热器中的任意一种。
本实用新型的有益效果:通过将制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统、水处理系统集中在一个壳体内;用户只需接连冷冻水进出接口即可使用,方便快捷;且因为制冷系统采用水冷或蒸发式冷凝方式,具备较高效率;同时设置自然冷却换热器能够根据试求温度调整水循环,能够充分利用室外冷源提高机组能效比,达到节能降排的效果。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型结构连接示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明。
如图1所示,一体化集成冷站包括设置在箱体60内的制冷系统10、冷冻水系统20、冷却水系统30;制冷系统10包括蒸发器11,蒸发器制冷剂出口A1通过压缩机12与冷凝器制冷剂进口C1连通,冷凝器制冷剂出口C2通过膨胀阀13与蒸发器制冷剂进口A2连通;冷冻水系统20包括冷冻水循环泵21,冷冻水循环泵出口连通第一支路和第二支路,第一支路上设置第一电动阀V1并与蒸发器冷冻水进口A3连通,第二支路上设置第二电动阀V2并与自然冷却换热器冷冻水进口B3连通,自然冷却换热器冷冻水出口B4与蒸发器冷冻水进口A3连通,蒸发器冷冻水出口A4连通用户端;蒸发器冷冻水进口A3设置连通用户端的第二旁通阀V4;冷却水系统30包括冷凝器32,冷凝器冷却水出口C3通过喷淋循环泵33与自然冷却换热器冷却水进口B2连通,自然冷却换热器冷却水出口B1与冷凝器冷却水进口C4连通;喷淋循环泵33出口处设置连通冷凝器冷却水进口C4的第一旁通阀V3。
其工作原理如下:制冷系统10:压缩机12将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态,送至冷凝器32进行冷却,经冷却后变成中温高压的液态制冷剂,进入膨胀阀13节流降压,变成低温低压的气液混合体,进入蒸发器11吸收冷冻水的热量而汽化,变成气态,然后再回到压缩机12继续压缩,继续循环进行制冷。
冷冻水系统20:从用户端回水至冷冻水循环泵21加压后分为两路:第一支路至蒸发器冷冻水进口A3,第二支路经自然冷却换热器31放热侧后与第二支路合并进入蒸发器冷冻水进口A3。经蒸发器11制冷后从蒸发器冷冻水出口A4至用户端供水。在蒸发器11供回水之间、自然冷却换热器31供回水之间有旁通管路,即在蒸发器冷冻水进口A3和用户端设置第二旁通阀V4。
当夏季湿球温度较高时,由于室内温度高于室外湿球温度,不能利用室外自然冷源直接散热,故采用压缩机11制冷模式。第二支路电动阀V2关闭,第一支路电动阀V1开启,蒸发器11供回水第二旁通阀V4关闭,用户回水经泵后直接进入蒸发器11,降温后直接至用户供水。
当冬季湿球温度较低,此时冷却系统可以产生温度足够低的冷却水,可以通过自然冷却换热器31对用户回水进行冷却,故采用自然冷却模式。第二支路电动阀V2打开,第一支路电动阀V1关闭,蒸发器11供回水第二旁通阀V4打开,用户回水经泵后直接进入自然冷却换热器降温,再经蒸发器旁通管路至用户供水,此时压缩机无须开启。
过渡季节时冷却系统产生的冷却水不足以全部承担用户侧负荷,故采用混合模式。第二支路电动阀V2打开,第一支路电动阀V1关闭,蒸发器11供回水第二旁通阀V4关闭,用户端回水经冷冻水循环泵21后先进入自然冷却换热器31预冷,再进入蒸发器11继续降温后至用户端供水。
图2中冷却系统30中的冷凝器32为蒸发式冷凝器形式,由风机34、布水器35、冷凝管36、水槽37等部件组成。其原理为:喷淋水喷淋在冷凝管36表面上,在风机34产生的气流作用下蒸发吸热,使喷淋水降温,以及冷凝管36内制冷剂降温或冷凝。喷淋水进入水槽37后,喷淋循环泵33吸入后分为两路:一支路进入自然冷却换热器31,另一支路经第一旁通阀V3,两路汇合进入冷凝器冷却水进口C4进行散热。
当冷冻水系统20运行在制冷模式时,冷却系统的功能是为制冷系统的冷凝器散热,此时自然冷却换热器31未启用,第二旁通阀V3打开,冷凝器32内的喷淋水被喷淋循环泵33吸入后直接进入冷凝器32的布水器35,为冷凝管36降温后流入水槽37。
当冷冻水系统20运行在自然冷却模式时,冷却系统30功能为吸收自然冷却换热器31的热量,此时第一旁通阀V3关闭,喷淋水经喷淋循环泵33进入自然冷却换热器31吸热为冷冻水降温,此时蒸发器11不启用,故冷凝器32中的冷凝管36无冷却作用,冷凝器31仅作为喷淋水蒸发表面使用。
当冷冻水系统20运行在混合模式时,冷却系统30功能为既吸收自然冷却换热器31的热量,同时也吸收冷凝器管36的热量。此时第一旁通阀V3关闭,喷淋水水先进入自然冷换热器31再对冷凝管36进行降温及冷凝。
还包括水处理装置,水处理装置包括设置在冷冻水循环泵入口处的除垢仪43和软水处理装置41,以及冷凝器冷却水进口处的加药装置42。
在冷冻水循环泵入口处安装有电子除垢仪,防止结垢导致管路堵塞或换热器换热能力下降。加药装置是优化循环水系统的化学水处理设备,含加药桶、加药计量泵、搅拌器等部件,可用微电脑时控开关控制计量泵的定时启闭,实现定时定量加药,有效防止循环水系统中结垢、腐蚀、生物粘泥及菌藻问题。软水处理装置即降低水硬度的设备,主要除水中的钙、镁离子活化水质,减缓结垢。系统补水须经过软化装置才能进入循环。
所述压缩机12为螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机中的任意一种。
所述蒸发器11为管壳式换热器或板式换热器。
所述冷凝器32为蒸发式换热器。
所述自然冷却换热器31为板式换热器、浸没式换热器、管壳式换热器中的任意一种。
一体化集成冷站的箱体60内冷源控制系统50:通过电气控制系统,实现集成冷站各控制对象智能及节能。包括各部件顺序启停功能,模式自动切换功能,安全保护功能,节能运行功能等,可以智能协调压缩机、水泵、风机等部件根据用户使用情况灵活运行,进一步降低能耗。
本实用新型提供的一体化集成冷站有以下优点:应用简便:相对于常规水系统,用户只需投入末端管网即可使用;节约成本:集约化设计降低了工程施工工作量,减少了机房面积,大大节约了建设投资;节能高效:机组自带冷源控制系统,一体化设计可使整机智能运行在高效工作点;此外机组还带有自然冷却系统;并采用了高效的蒸发式冷却方式,能够充分利用自然冷源;机组冷却系统与冷冻系统在一个壳体内大大降低了冷却水输送能耗;以上多个节能措施可使机组具备远高于常规水系统得能效系数;智能化集成度高:一体化的设计理念实现了多个子系统、子部件传感器之间的无障碍通讯,故而可方便的实现机组智能化、自动化的运行,而不再需要多个专业运维人员进行复杂操作,进一步降低了运维成本。

Claims (6)

1.一种一体化集成冷站,其特征在于:包括设置在箱体(60)内的制冷系统(10)、冷冻水系统(20)、冷却水系统(30);
制冷系统(10)包括蒸发器(11),蒸发器制冷剂出口(A1)通过压缩机(12)与冷凝器制冷剂进口(C1)连通,冷凝器制冷剂出口(C2)通过膨胀阀(13)与蒸发器制冷剂进口(A2)连通;
冷冻水系统(20)包括冷冻水循环泵(21),冷冻水循环泵出口连通第一支路和第二支路,第一支路上设置第一电动阀(V1)并与蒸发器冷冻水进口(A3)连通,第二支路上设置第二电动阀(V2)并与自然冷却换热器冷冻水进口(B3)连通,自然冷却换热器冷冻水出口(B4)与蒸发器冷冻水进口(A3)连通,蒸发器冷冻水出口(A4)连通用户端;蒸发器冷冻水进口(A3)设置连通用户端的第二旁通阀(V4);
冷却水系统(30)包括冷凝器(32),冷凝器冷却水出口(C3)通过喷淋循环泵(33)与自然冷却换热器冷却水进口(B2)连通,自然冷却换热器冷却水出口(B1)与冷凝器冷却水进口(C4)连通;喷淋循环泵(33)出口处设置连通冷凝器冷却水进口(C4)的第一旁通阀(V3)。
2.根据权利要求1所述的一体化集成冷站,其特征在于:还包括水处理装置,水处理装置包括设置在冷冻水循环泵入口处的除垢仪(43)和软水处理装置(41),以及冷凝器冷却水进口处的加药装置(42)。
3.根据权利要求2所述的一体化集成冷站,其特征在于:所述压缩机(12)为螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一体化集成冷站,其特征在于:所述蒸发器(11)为管壳式换热器或板式换热器。
5.根据权利要求4所述的一体化集成冷站,其特征在于:所述冷凝器(32)为蒸发式换热器。
6.根据权利要求5所述的一体化集成冷站,其特征在于:所述自然冷却换热器(31)为板式换热器、浸没式换热器、管壳式换热器中的任意一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115111793A (zh) * 2022-06-22 2022-09-27 北京煦联得节能科技股份有限公司 一种一体式智慧冷站

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