CN216204426U

CN216204426U - 一种采用相变工质的集中式冷源机组

Info

Publication number: CN216204426U
Application number: CN202122443575.9U
Authority: CN
Inventors: 林俊峰; 范耀先; 刘俊杰; 贺瑞瑞; 王鹏; 王强
Original assignee: Henan Jingrui Cooling Technology Co ltd
Current assignee: Henan Jingrui Cooling Technology Co ltd
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2031-10-11

Abstract

本实用新型提供一种采用相变工质的集中式冷源机组，包括设置在箱体内的冷凝器，冷凝器制冷工质进口通过管道与用户端出口连通，冷凝器制冷工质出口通过管道与储液罐进液口，储液罐出液口通过氟泵与用户端进口连通，该冷源机组采用相变工质单位质量吸热量远大于水显热吸收热量达到换热效率高、节约成本，减少了机房面积，大大节约了建设投资同时适用于多种场合。

Description

一种采用相变工质的集中式冷源机组

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及一种采用相变工质的集中式冷源机组。

背景技术

目前各行业如电力、能源、化工、商业、民用等均离不开冷却技术和冷却设备，现阶段应用最为广泛的载冷工质为水，如中大型商用、民用建筑多采用冷冻水空调系统，化工能源企业多采用工业冷冻水系统，电力等行业多采用冷却水循环系统等，这是由于水作为载冷工质或者制冷工质有着成本低廉，易于获得、对环境友好等优点，但是水作为载冷/制冷工质也存在着一些缺点，如水的冰点为0℃，在冬季气温较低时必须考虑防冻措施，而添加防冻剂又会导致换热效率的下降和设备腐蚀风险增加，水的电导率较高，在一些特殊场合如高压/特高压电力冷却系统必须采用纯水或者超纯水作为工质；水作为单相工质依靠显热输送热量，远低于相变工质的潜热输送，这也带来大量的水循环功耗，以民用建筑为例：水循环功耗在整个冷冻水系统中占比高达20%~40%，耗费较多宝贵能源；此外冷冻水系统的实际应用形式大多数为机房+冷却塔+管道系统，循环泵、冷却装置、制冷机组、控制柜、管道阀门均为现场施工安装，存在建设成本高、施工周期长，安装工艺得不到保障，联合运行能效不高等缺点；鉴于此迫切需要一种能解决以上问题的冷源机组。

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采用相变工质的集中式冷源机组。

本实用新型的技术方案为：

一种采用相变工质的集中式冷源机组，包括设置在箱体内的冷凝器，冷凝器制冷工质进口通过管道与用户端出口连通，冷凝器制冷工质出口通过管道与储液罐进液口，储液罐出液口通过氟泵与用户端进口连通。

还包括中间换热器，冷凝器制冷工质进口通过压缩机与中间换热器的第一出口连通，冷凝器制冷工质出口通过节流装置与中间换热器的第一进口连通；中间换热器的第二进口与用户端出口连通，中间换热器的第二出口连通与储液罐的进液口连通，储液罐出液口通过氟泵与用户端进口连通。

所述中间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。

所述冷凝器为蒸发式换热器。

本实用新型的有益效果：换热效率高：相变工质单位质量吸热量远大于水显热吸收热量，这意味着相变工质可以适用于更高密度的散热，以及小的得的循环输送功耗；节约成本：大部分相变工质冰点＜-50℃，杜绝了用户端防冻问题；且集成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；大多数相变工质如氟利昂有着非常低的电导率，是天然的绝缘体，可以适用对于电导率有着超低要求的场合；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；此外全液态冷媒直供，氟泵供液动力足；使用相变工质载冷，热损失少，换热效率高；不需要冷冻水泵及其配套管路，减少了冷冻水泵的功耗；以上多个节能措施可使机组具备远高于常规冷水系统的能效系数。

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。

图3为本实用新型另一结构连接示意图。

图4为本实用新型另一结构连接示意图。

其中10为冷却系统，20为载冷系统，30为冷源控制系统，40为制冷系统，50为箱体，11为冷凝器，16为风机，12为布水器，13为冷凝管，14为水槽，15为喷淋循环泵，21为储液罐，22为氟泵，31为第一阀门，32为第二阀门，33第一节流装置，41为中间换热器，42为第二节流装置，43为压缩机，A1为制冷工质进口，A2为制冷工质出口，B1为第一出口，B2为第一进口，B3为第二进口，B4为第二出口，C1为用户端出口，C2为用户端进口，D1为进液口，D2为出液口。

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和2所示为无制冷系统工质直接冷却应用方式，一种采用相变工质的集中式冷源机组，包括设置在箱体50内的冷凝器11，冷凝器11制冷工质进口A1通过管道与用户端出口C1连通，冷凝器11制冷工质出口A2通过管道与储液罐21进液口D1连通，储液罐21出液口D2通过氟22泵与用户端进口D2连通。

该系统为无制冷系统工质直接冷却，制冷工质由氟泵22提供动力分配到用户末端吸热，同时伴随着给末端冷却的过程，制冷工质变为气体或气液两相态，再回到冷却装置冷凝器11冷却为液体储存到储液罐21中，液体再经氟泵22到用户端形成一个循环。用户端的进口和出口均设置第一阀门31和第二阀门32。

如图3所示为蒸汽压缩式制冷系统+氟泵载冷系统应用方式，还包括中间换热器41，冷凝器11制冷工质进口A1通过压缩机43与中间换热器41的第一出口B1连通，冷凝器11制冷工质出口A2通过第二节流装置42与中间换热器41的第一进口B2连通；中间换热器41的第二进口B3与用户端出口C1连通，中间换热器41的第二出口B4与储液罐21的进液口D1连通，储液罐22出液口D2通过氟泵22与用户端进口C2连通。

该系统为蒸汽压缩式制冷系统+氟泵载冷系统分为两个循环，循环一：压缩机43排出高温高压的气态制冷工质进入冷凝器11，经过冷凝器11换热后变为中温高压的液体经过节流装置42后变为低温低压的气液两相态制冷工质进入中间换热器41，吸收用户端返回的载冷工质的热量变为气体返回压缩机43形成一个循环；循环二：液态载冷工质经氟泵22送到用户端吸收热量变为气态或气液两相态，同时伴随着给末端冷却的过程，经中间换热器41冷凝为液态回到储液罐21中，再经由氟泵22驱动分配到用户端，形成另一个循环。

所述中间换热器41为板式换热器、浸没式换热器、管壳式换热器中的任意一种。

所述冷凝器11为蒸发式换热器。冷凝器11包括从上到下依次设置的风机16、布水器12、冷凝管13，水槽14。蒸发式冷凝器11的原理为：喷淋水喷淋在冷凝管13表面上，在风机16产生的气流作用下蒸发吸热，使喷淋水降温，以及冷凝器11内制冷工质降温或冷凝。喷淋水进入水槽14后，喷淋循环泵15吸入并进入到布水器12内形成一个循环。

图4为无载冷系统制冷系统制冷剂直供用户的应用方式，一种采用相变工质的集中式冷源机组，还包括另一种形式，如图4所示冷凝器11的制冷工质进口A1通过管道与用户端出口C1连通，冷凝器11的制冷工质出口A2通过管道与储液罐22进液口D1，储液罐22出液口D2通过第一节流装置33与用户端进口C2连通。

该系统为无载冷系统制冷系统制冷剂直供用户，压缩机43排出高温高压的气态冷媒，进入蒸发式冷凝器11变为中温高压的液体进入高压储液罐21，再由压力自身驱动分配到用户端，用户端进口C2处设置节流装置33，经由节流装置33变为低温低压的气液两相态冷媒进入用户端蒸发装置使室内温度降低，之后变为低温低压的气态冷媒进入气液分离器44再回到压缩机43形成一个完整的制冷循环；气液分离器44防止压缩机43吸入液体。

本实用新型的冷却系统10由冷凝器11、管道、阀件等组成；冷凝器11为蒸发式冷凝器等多种形式。

制冷系统40可采用蒸汽压缩式制冷系统，压缩机43可采用螺杆式、离心式、涡旋式等多种形式；压缩机43将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，送至冷凝器11进行冷却，经冷却后变成中温高压的液态制冷剂，进入节流装置节流降压，变成低温低压的气液混合体，经过蒸发器吸收冷冻水的热量而汽化，变成气态，然后再回到压缩机43继续压缩，继续循环进行制冷。

载冷系统20包括载冷工质、动力部件、用户末端、阀门管道等；载冷工质为相变工质可以为氟利昂、氨、CO₂等工质，动力部件是为载冷工质提供循环动力的设备如氟泵22等，用户端可根据使用场景匹配各种换热设备；载冷系统由相变载冷剂、工质泵、管道、储液器、中间换热器组成，工质泵用于为载冷剂提供动力使其能在用户侧吸热，载冷剂可以是氟利昂、氨、二氧化碳等低沸点工质；工质泵在某些情况下可以不需要，例如采用重力供液的方式，可利用重力实现工质的循环。

冷源控制系统30包括微电脑控制装置，温度、压力、流量多种传感器及控制软件组成；微电脑控制装置可以是PLC、单片机、工控机等形式；通过电气控制系统，实现冷源机组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。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

1.一种采用相变工质的集中式冷源机组，其特征在于：包括设置在箱体内（50）的冷凝器（11），冷凝器（11）制冷工质进口（A1）通过管道与用户端出口（C1）连通，冷凝器（11）制冷工质出口（A2）通过管道与储液罐（21）进液口（D1），储液罐（21）出液口（D2）通过氟泵（22）与用户端进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种采用相变工质的集中式冷源机组，其特征在于：还包括中间换热器（41），冷凝器（11）制冷工质进口（A1）通过压缩机（43）与中间换热器（41）的第一出口连通（B1），冷凝器（11）制冷工质出口（A2）通过第二节流装置（42）与中间换热器的第一进口连通（B2）；中间换热器（41）的第二进口（B3）与用户端出口（C1）连通，中间换热器（41）的第二出口（B4）连通与储液罐（21）的进液口（D1）连通，储液罐（21）出液口（D2）通过氟泵（22）与用户端进口（C2）连通。

3.根据权利要求2所述的一种采用相变工质的集中式冷源机组，其特征在于：所述中间换热器（41）为板式换热器、浸没式换热器、管壳式换热器中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一种采用相变工质的集中式冷源机组，其特征在于：所述冷凝器（11）为蒸发式换热器。