CN217979376U - 制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制冷装置。制冷装置包括：冷水机组；冷冻水管路，冷冻水管路与冷水机组的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温；冷却水管路，冷却水管路与冷水机组的另一端连通，用于对冷水机组的制冷介质进行降温；换热器，换热器分别与冷冻水管路和冷却水管路连通，用于提高冷冻水管路中进入冷水机组的水的温度。本实用新型解决了现有技术中制冷装置容易发生喘振的问题。

Description

制冷装置

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种制冷装置。

背景技术

目前，水冷制冷系统是一种常见的制冷装置，水冷制冷系统的核心是冷水机组。为了能提升整个水冷制冷系统的制冷效率，冷水机组通常采用变频离心式冷水机组。但是，当冷负荷较低时，离心机运行极易发生喘振。(喘振是指：在低负荷的情况下，通过变频离心式冷水机组压缩机中的冷媒流量不断减小到最小值时压缩机的排气压力会突然下降，压缩机下游的冷凝器内压力反而高于压缩机排气压力，于是冷媒倒流回压缩机中，直到压缩机排气压力高于冷凝器压力并将冷媒输送至冷凝器内。当压缩机排气压力恢复到原来的压力时，冷媒流量再次减少，压缩机排气又产生倒流，如此周而复始)。若离心机长期处于“喘振”工况会破坏机组压缩机内部冷媒流动的规律性，产生剧烈的机械噪声，引起压缩机内工作部件的强烈振动，加速连接处轴承和密封的损坏，严重影响水冷制冷系统的正常运行。

由上可知，现有技术中存在制冷装置容易发生喘振的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种制冷装置，以解决现有技术中制冷装置容易发生喘振的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种制冷装置，包括：冷水机组；冷冻水管路，冷冻水管路与冷水机组的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温；冷却水管路，冷却水管路与冷水机组的另一端连通，用于对冷水机组的制冷介质进行降温；换热器，换热器分别与冷冻水管路和冷却水管路连通，用于提高冷冻水管路中进入冷水机组的水的温度。

进一步地，冷冻水管路包括冷冻水供水管路和冷冻水回水管路，冷冻水供水管路和冷冻水回水管路分别与冷水机组的蒸发器的出口和进口连通，换热器包括第一换热通道，第一换热通道与冷冻水回水管路连通。

进一步地，冷却水管路包括冷却水供水管路和冷却水回水管路，冷却水供水管路和冷却水回水管路分别与冷水机组的冷凝器的出口和进口连通，换热器还包括第二换热通道，第二换热通道与冷却水回水管路连通。

进一步地，制冷装置还包括第一换热管路和第二换热管路，第一换热通道通过第一换热管路与冷冻水回水管路连通，第二换热通道通过第二换热管路与冷却水回水管路连通。

进一步地，第一换热管路包括第一进水管路和第一出水管路，第一进水管路的一端和第一出水管路的一端并联在冷冻水回水管路上，第一进水管路的另一端和第一出水管路的另一端分别与第一换热通道的进口和出口连通。

进一步地，第二换热管路包括第二进水管路和第二出水管路，第二进水管路的一端和第二出水管路的一端并联在冷却水回水管路上，第二进水管路的另一端和第二出水管路的另一端分别与第二换热通道的进口和出口连通。

进一步地，制冷装置还包括第一开闭阀和第二开闭阀，第一开闭阀和第二开闭阀分别设置在第一进水管路和第二进水管路上。

进一步地，制冷装置还包括第一调节阀和第二调节阀，第一调节阀设置在冷冻水回水管路上且位于第一进水管路和第一出水管路与冷冻水回水管路的连通处之间；和/或第二调节阀设置在冷却水回水管路上且位于第二进水管路和第二出水管路与冷却水回水管路的连通处之间。

进一步地，制冷装置还包括第三开闭阀和第四开闭阀，第三开闭阀设置在冷冻水回水管路上且位于第一出水管路与冷冻水回水管路的连通处和冷水机组之间；和/或第四开闭阀设置在冷却水回水管路上且位于第二出水管路与冷却水回水管路的连通处和冷水机组之间。

进一步地，换热器为板式换热器。

应用本实用新型的技术方案，制冷装置包括冷水机组、冷冻水管路、冷却水管路和换热器，冷冻水管路与冷水机组的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温，冷却水管路与冷水机组的另一端连通，用于对冷水机组的制冷介质进行降温，换热器分别与冷冻水管路和冷却水管路连通，用于提高冷冻水管路中进入冷水机组的水的温度，这样通过换热器将热量传递给冷水机组，从而增加冷水机组的冷负荷，从而使冷水机组脱离低负荷的喘振工况，避免冷水机组发生喘振，保证整个制冷装置的正常运行，解决了现有技术中制冷装置容易发生喘振的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一个具体实施例中的制冷装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、冷水机组；20、冷冻水管路；21、冷冻水供水管路；22、冷冻水回水管路；30、冷却水管路；31、冷却水供水管路；32、冷却水回水管路；40、换热器；50、第一换热管路；51、第一进水管路；52、第一出水管路；60、第二换热管路；61、第二进水管路；62、第二出水管路；70、第一开闭阀；80、第二开闭阀；90、第一调节阀；100、第二调节阀；110、第三开闭阀；120、第四开闭阀；130、温度检测元件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中，本实用新型提供了一种制冷装置。

如图1所示，制冷装置包括冷水机组10、冷冻水管路20、冷却水管路30和换热器40。冷冻水管路20与冷水机组10的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温。冷却水管路30与冷水机组10的另一端连通，用于对冷水机组10的制冷介质进行降温。换热器40分别与冷冻水管路20和冷却水管路30连通，用于提高冷冻水管路20中进入冷水机组10的水的温度。

通过设置制冷装置包括冷水机组10、冷冻水管路20、冷却水管路30和换热器40，冷冻水管路20与冷水机组10的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温，冷却水管路30与冷水机组10的另一端连通，用于对冷水机组10的制冷介质进行降温，换热器40分别与冷冻水管路20和冷却水管路30连通，用于提高冷冻水管路20中进入冷水机组10的水的温度，这样通过换热器40将热量传递给冷水机组10，从而增加冷水机组10的冷负荷，从而使冷水机组10脱离低负荷的喘振工况，避免冷水机组10发生喘振，保证整个制冷装置的正常运行，此外，还能提高冷水机组10的运行效率，实现节能减排的目的。

在本实施例中，制冷装置用于对室内环境进行制冷降温，从而保证室内环形保持一定的温度或者保证室内的设备正常运行，因此，本实施例中的冷冻水管路20连通至室内，对室内环境进行制冷降温后回流至冷水机组10，相应的，冷却水管路30与外界的冷却水源连通，以为冷水机组10提供冷却水。

在本实施例中，图1中的箭头为冷冻水管路20中的冷冻水和冷却水管路30中的冷却水的流动方向。

在本实施例中，冷水机组10包括蒸发器、冷凝器和压缩机。冷冻水管路20与蒸发器对应设置，制冷介质在蒸发器内蒸发吸热，从而带走冷冻水管路20中的冷冻水的热量，使得冷冻水的温度降低。蒸发吸热后的制冷介质在压缩机的作用下进入冷凝器，冷却水管路30与冷凝器对应设置，冷却水管路30中的冷却水对冷凝器内的制冷介质进行降温，制冷介质从气态变为液态，然后再次进行蒸发器内蒸发吸热，形成制冷循环。

如图1所示，冷冻水管路20包括冷冻水供水管路21和冷冻水回水管路22。冷冻水供水管路21和冷冻水回水管路22分别与冷水机组10的蒸发器的出口和进口连通。冷冻水供水管路21和冷冻水回水管路22的另一端连通至室内，冷冻水管路20中的冷冻水经过蒸发器的制冷降温后由冷冻水供水管路21流入室内，从而对室内环境进行制冷降温，然后通过冷冻水回水管路22回流至冷水机组10的蒸发器处，继续由蒸发器制冷降温，从而使得冷冻水管路20中的冷冻水一直保持对室内环境的制冷降温。

如图1所示，冷却水管路30包括冷却水供水管路31和冷却水回水管路32。冷却水供水管路31和冷却水回水管路32分别与冷水机组10的冷凝器的出口和进口连通。冷却水供水管路31和冷却水回水管路32的另一端与外界环境的冷却水源连通。这样，具有较低温度的冷却水由冷却水回水管路32进入冷凝器内，从而对冷凝器内的制冷介质进行降温，然后通过冷却水供水管路31流出，如此循环，使得冷却水管路30中的冷却水一直对冷凝器内的制冷介质进行降温。

在本实施例中，换热器40包括第一换热通道和第二换热通道。第一换热通道和第二换热通道之间进行换热。具体的，第一换热通道与冷冻水回水管路22连通，第二换热通道与冷却水回水管路32连通。这样冷却水回水管路32和冷冻水回水管路22中的一部分水分别进入换热器，由于冷却水回水管路32一直处于外界环境中，且冷却水回水管路32一直被冷水机组制冷降温，因此，冷却水回水管路32中的水的温度大于冷冻水回水管路22中的水的温度，通过换热器40的换热，冷却水回水管路32中的水的热量传递给冷却水回水管路32中的水，使得冷却水回水管路32中的水的温度上升，也就是回流至冷水机组10的蒸发器的冷冻水的水温上升，从而增加冷水机组10的冷负荷。

具体的，如图1所示，制冷装置还包括第一换热管路50和第二换热管路60。第一换热通道通过第一换热管路50与冷冻水回水管路22连通，第二换热通道通过第二换热管路60与冷却水回水管路32连通。

如图1所示，第一换热管路50包括第一进水管路51和第一出水管路52。第一进水管路51的一端和第一出水管路52的一端并联在冷冻水回水管路22上，第一进水管路51的另一端和第一出水管路52的另一端分别与第一换热通道的进口和出口连通。这样冷冻水回水管路22中的一部分通过第一进水管路51进入换热器40，换热升温后从第一出水管路52回流至冷冻水回水管路22，然后进入冷水机组10。

如图1所示，第二换热管路60包括第二进水管路61和第二出水管路62。第二进水管路61的一端和第二出水管路62的一端并联在冷却水回水管路32上，第二进水管路61的另一端和第二出水管路62的另一端分别与第二换热通道的进口和出口连通。这样冷却水回水管路32中的一部分通过第二进水管路61进入换热器40，换热降温后从第二出水管路62回流至冷却水回水管路32，然后进入冷水机组10对冷凝器内的制冷介质进行降温。由于冷却水回水管路32的一部分水经过了换热降温，使得冷却水回水管路32中的冷却水的水温降低，从而提高对冷凝器内的制冷介质的降温效果。

如图1所示，制冷装置还包括第一开闭阀70和第二开闭阀80。第一开闭阀70和第二开闭阀80分别设置在第一进水管路51和第二进水管路61上，分别控制第一进水管路51和第二进水管路61和开闭。

如图1所示，制冷装置还包括第一调节阀90和第二调节阀100。第一调节阀90设置在冷冻水回水管路22上且位于第一进水管路51和第一出水管路52与冷冻水回水管路22的连通处之间。第二调节阀100设置在冷却水回水管路32上且位于第二进水管路61和第二出水管路62与冷却水回水管路32的连通处之间。通过设置第一调节阀90和第二调节阀100，能够分别调整冷冻水回水管路22进入换热器40的水量和冷却水回水管路32进入换热器40的水量，从而根据实际需求调节冷冻水回水管路22回流至冷水机组10的冷冻水的水温。

如图1所示，制冷装置还包括第三开闭阀110和第四开闭阀120。第三开闭阀110设置在冷冻水回水管路22上且位于第一出水管路52与冷冻水回水管路22的连通处和冷水机组10之间。第四开闭阀120设置在冷却水回水管路32上且位于第二出水管路62与冷却水回水管路32的连通处和冷水机组10之间。通过设置第三开闭阀110和第四开闭阀120，能够分别控制冷冻水回水管路22和冷却水回水管路32的开闭。

在本实施例中，换热器40为板式换热器40。

在本实施例中，制冷装置还包括控制器，控制器至少与冷水机组10电连接。

进一步地，本实施例中的第一开闭阀70、第二开闭阀80、第三开闭阀110、第四开闭阀120、第一调节阀90和第二调节阀100均为电动阀，且均与控制器电连接。这样在控制器的控制下，能够根据实际需求实时控制各个开闭阀的开闭以及调节阀的开度。

如图1所示，制冷装置还包括温度检测元件130，用于检测各个管路内的水温。在本实施例中，温度检测元件130为8个，分别设置在第一进水管路51、第一出水管路52、第二进水管路61、第二出水管路62、冷冻水供水管路21、冷冻水回水管路22、冷却水供水管路31和冷却水回水管路32上。其中，冷冻水回水管路22上的温度检测元件130位于第一出水管路52与冷冻水回水管路22的连通处与冷水机组10之间且靠近蒸发器的入口设置；冷却水回水管路32上的温度检测元件130位于第二出水管路62与冷却水回水管路32的连通处与冷水机组10之间且靠近冷凝器的入口设置。温度检测元件130与控制器电连接，使得控制器能够根据各个管路内的水温实时调节各个开闭阀的开闭以及调节阀的开度。

在一个具体实施例中，令位于冷冻水供水管路21的温度检测元件130测得的温度为T0；位于冷冻水回水管路22的温度检测元件130测得的温度为T2；Q1为最低冷负荷，由热力学计算公式Q1＝C_水*q*(T1-T0)可以求得T1，其中，C_水为水的比热容；q为冷冻水的流量；T1为不喘振的冷冻水最低回水温度。

在本实施例中，当T2＞T1+0.5℃，持续600秒，将第一开闭阀70和第二开闭阀80关闭，将第三开闭阀110、第四开闭阀120、第一调节阀90和第二调节阀100均打开，制冷装置正常运行；当T2≤T1+0.5℃，持续600秒，将第一开闭阀70、第二开闭阀80、第三开闭阀110、第四开闭阀120、第一调节阀90和第二调节阀100全部打开，制冷装置进入防喘振模式。根据热力学计算公式可知，通过提升T2温度能达到提升冷水机组10的冷负荷的目的。在制冷装置进入防喘振模式后，控制器根据T2与T1的差值控制第一调节阀90和第二调节阀100的开度，通过自动调节阀门开度控制换热器40的换热量，使得T2稳定在T1±0.5℃范围内，因此冷水机组10能够长期运行在非喘振工况下。

在一个具体实施例中，T0为15℃、q为185m³/h，T2从原先的17.3℃(喘振工况点)提升至18.5℃(T1对应稳定运行不喘振)，因此调整后的工况利用了室外环境提升了约259KW冷负荷，制冷效率(COP)从原先的7提升至10.8，提升了约54％，因此在增加冷负荷的同时，还提高了冷水机组10的制冷效率。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置制冷装置包括冷水机组10、冷冻水管路20、冷却水管路30和换热器40，冷冻水管路20与冷水机组10的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温，冷却水管路30与冷水机组10的另一端连通，用于对冷水机组10的制冷介质进行降温，换热器40分别与冷冻水管路20和冷却水管路30连通，用于提高冷冻水管路20中进入冷水机组10的水的温度，这样通过换热器40将热量传递给冷水机组10，从而增加冷水机组10的冷负荷，从而使冷水机组10脱离低负荷的喘振工况，避免冷水机组10发生喘振，保证整个制冷装置的正常运行，此外，还能提高冷水机组10的运行效率，实现节能减排的目的。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制冷装置，其特征在于，包括：

冷水机组(10)；

冷冻水管路(20)，所述冷冻水管路(20)与所述冷水机组(10)的一端连通，用于对目标区域进行制冷降温；

冷却水管路(30)，所述冷却水管路(30)与所述冷水机组(10)的另一端连通，用于对所述冷水机组(10)的制冷介质进行降温；

换热器(40)，所述换热器(40)分别与所述冷冻水管路(20)和所述冷却水管路(30)连通，用于提高所述冷冻水管路(20)中进入所述冷水机组(10)的水的温度。

2.根据权利要求1所述的制冷装置，其特征在于，所述冷冻水管路(20)包括冷冻水供水管路(21)和冷冻水回水管路(22)，所述冷冻水供水管路(21)和所述冷冻水回水管路(22)分别与所述冷水机组(10)的蒸发器的出口和进口连通，所述换热器(40)包括第一换热通道，所述第一换热通道与所述冷冻水回水管路(22)连通。

3.根据权利要求2所述的制冷装置，其特征在于，所述冷却水管路(30)包括冷却水供水管路(31)和冷却水回水管路(32)，所述冷却水供水管路(31)和所述冷却水回水管路(32)分别与所述冷水机组(10)的冷凝器的出口和进口连通，所述换热器(40)还包括第二换热通道，所述第二换热通道与所述冷却水回水管路(32)连通。

4.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置还包括第一换热管路(50)和第二换热管路(60)，所述第一换热通道通过所述第一换热管路(50)与所述冷冻水回水管路(22)连通，所述第二换热通道通过所述第二换热管路(60)与所述冷却水回水管路(32)连通。

5.根据权利要求4所述的制冷装置，其特征在于，所述第一换热管路(50)包括第一进水管路(51)和第一出水管路(52)，所述第一进水管路(51)的一端和所述第一出水管路(52)的一端并联在所述冷冻水回水管路(22)上，所述第一进水管路(51)的另一端和所述第一出水管路(52)的另一端分别与所述第一换热通道的进口和出口连通。

6.根据权利要求5所述的制冷装置，其特征在于，所述第二换热管路(60)包括第二进水管路(61)和第二出水管路(62)，所述第二进水管路(61)的一端和所述第二出水管路(62)的一端并联在所述冷却水回水管路(32)上，所述第二进水管路(61)的另一端和所述第二出水管路(62)的另一端分别与所述第二换热通道的进口和出口连通。

7.根据权利要求6所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置还包括第一开闭阀(70)和第二开闭阀(80)，所述第一开闭阀(70)和所述第二开闭阀(80)分别设置在所述第一进水管路(51)和所述第二进水管路(61)上。

8.根据权利要求6所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置还包括第一调节阀(90)和第二调节阀(100)，

所述第一调节阀(90)设置在所述冷冻水回水管路(22)上且位于所述第一进水管路(51)和所述第一出水管路(52)与所述冷冻水回水管路(22)的连通处之间；和/或

所述第二调节阀(100)设置在所述冷却水回水管路(32)上且位于所述第二进水管路(61)和所述第二出水管路(62)与所述冷却水回水管路(32)的连通处之间。

9.根据权利要求6所述的制冷装置，其特征在于，所述制冷装置还包括第三开闭阀(110)和第四开闭阀(120)，

所述第三开闭阀(110)设置在所述冷冻水回水管路(22)上且位于所述第一出水管路(52)与所述冷冻水回水管路(22)的连通处和所述冷水机组(10)之间；和/或

所述第四开闭阀(120)设置在所述冷却水回水管路(32)上且位于所述第二出水管路(62)与所述冷却水回水管路(32)的连通处和所述冷水机组(10)之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的制冷装置，其特征在于，所述换热器(40)为板式换热器。

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