CN220958969U - 一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的属于风冷冷水机组技术领域，具体为一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，包括压缩机，所述压缩机的输出端连接设置有油分离器，所述油分离器的输出端分别连接设置有第一蝶阀和第二蝶阀，所述第一蝶阀和第二蝶阀的输出端分别连接冷凝器和热回收器，所述冷凝器和热回收器的输出端共同连接设置有节流元件，所述节流元件连接设置有蒸发器，所述蒸发器连接设置有压缩机与三通阀，所述三通阀连接有自然冷却器；该机组充分利用冬季低功耗的自然冷源，由自然冷却器尽可能多的分担冷负荷，并利用热回收器回收机械制冷模式时排至大气中的低品位热量用以制取热水，以达到减少压缩机负荷和开启时间、提高系统全年综合能效的目的。

Description

一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组

技术领域

本实用新型涉及风冷冷水机组技术领域，具体为一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组。

背景技术

对于数据中心、生产工艺等场所来说，一般采用风冷冷水机组作为冷源为场所内的空调末端提供冷冻水，从而对场所内环境进行制冷降温。由于该部分场所的性质，因此用于该部分场所的风冷冷水机组，一般需要全年制冷运行，使得系统运行能耗大，季节能效比低。即使室外温度低于或远低于其循环冷冻水温的情况下，冷水机组也需要照常运行。而当室外环境过低时，压缩机容易出现冷凝压力过低而导致供液不足的问题，这会造成压缩机的频繁启停，使得能源消耗大，压缩机的使用寿命降低。

而生活用热水、工艺用热水、实验室湿度控制或空气预热等能耗大都来自热水锅炉，这使得用于热水锅炉的能源消耗极大。但传统风冷冷水机组在夏季制冷时，通过风冷换热器将热量直接排至大气中，无法有效利用风冷换热器排出的低品位热能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，包括压缩机，所述压缩机的输出端连接设置有油分离器，所述油分离器的输出端分别连接设置有第一蝶阀和第二蝶阀，所述第一蝶阀和第二蝶阀的输出端分别连接冷凝器和热回收器，所述冷凝器和热回收器的输出端共同连接设置有节流元件，所述节流元件的输出端连接设置有蒸发器，所述蒸发器的输出端连接设置有压缩机，所述压缩机的输出端与所述油分离器的输入端连接固定，所述蒸发器的输入端连接设置有三通阀，所述三通阀的另一端连接设置有自然冷却器。

优选的，所述冷凝器和自然冷却器为翅片式换热器。

优选的，所述第一蝶阀和第二蝶阀为电动蝶阀。

优选的，所述热回收器为壳管式冷凝器。

优选的，所述油分离器为离心油分离器。

优选的，所述压缩机为半封闭螺杆压缩机。

优选的，所述三通阀为电动三通阀。

优选的，所述蒸发器为满液式蒸发器。

优选的，所述节流元件为电子膨胀阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请中，冷凝器采用V型结构，将冷凝器与自然冷却器有机结合在一起形成了专用冷却盘管，大大提高了空间利用率，同时V型结构能优化自然冷却时载冷剂流程、减小水阻，并且自然冷却时载冷剂系统采用同程式，保证了水力稳定，使得载冷剂流量分配更均衡。

在冬季低环境温度时，完全采用自然冷却提供冷量；而在环境温度较高时，开启联合制冷，减小机械制冷量，达到减少压缩机负荷和开启时间、降低系统功耗、提高系统能效及机组寿命的目的。进行机械制冷的时候，通过蝶阀的开闭，采用壳管式冷凝器回收机组排出的低品位热能，用于制取生活用热水、工艺用热水，实验室湿度控制或空气预热等，本实用新型能够显著降低压缩机的功耗，提高机组的全年综合能效和机组寿命。

采用一定浓度的乙二醇水溶液作为载冷剂，保证在室外温度过低时系统内部不会结冰，有效的防止了因室外温度过低导致系统内的冷冻水冻结造成机组的损坏。

采用高效离心油器，油气分离率高达99％以上，分离出随同制冷剂气体进入排气管中的润滑油油滴和油蒸汽,以减少油滴和油蒸汽进入冷凝器和蒸发器，避免在冷凝器和蒸发器管壁上形成油膜，使冷凝器和蒸发器的传热效率降低、冷凝压力升高，同时使分离出的润滑油通过回油管回到压缩机，以达到降低压缩机的摩擦热、减少零部件的机械磨损、提高压缩机的效率、保证压缩机可靠性的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构管道连接原理图；

图2为本实用新型正面结构示意图；

图3为图2的侧面结构示意图。

图中：1冷凝器、2’第一蝶阀、2第二蝶阀、3热回收器、4油分离器、5压缩机、6三通阀、7蒸发器、8节流元件、1’自然冷却器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，包括压缩机5，压缩机5的输出端连接设置有油分离器4，油分离器4的输出端分别连接设置有第一蝶阀2’和第二蝶阀2，第一蝶阀2’和第二蝶阀2为电动蝶阀，第一蝶阀2’和第二蝶阀2的输出端分别连接冷凝器1和热回收器3，热回收器3为壳管式冷凝器，冷凝器1和热回收器3的输出端共同连接设置有节流元件8，节流元件8为电子膨胀阀，节流元件8的输出端连接设置有蒸发器7，蒸发器7为满液式蒸发器，蒸发器7的输出端连接设置有压缩机5，压缩机5为半封闭螺杆压缩机，压缩机5的输出端与油分离器4的输入端连接固定，油分离器4为离心油分离器，蒸发器7的输入端连接设置有三通阀6，三通阀6为电动三通阀，三通阀6的另一端连接设置有自然冷却器1’，冷凝器1和自然冷却器1’为翅片式换热器。

本实用新型包括三种制冷模式和三种系统，三种制冷模式包括机械制冷模式、完全自然冷却模式和部分自然冷却模式；三种系统包括制冷剂系统、载冷剂系统和热水系统，由于本实用新型需全年运行，为了防止室外温度过低导致系统内的冷冻水冻结造成机组损坏，所以采用一定浓度的乙二醇水溶液作为载冷剂，保证在室外温度过低时系统内部不会结冰；

机械制冷模式时制冷剂系统由压缩机5连接油分离器4，油分离器4连接第一蝶阀2’/第二蝶阀2,第一蝶阀2’/蝶阀2连冷凝器1/热回收器3，冷凝器1/热回收器3连接节流元件8，节流元件8连接蒸发器7，蒸发器7连接压缩机5；机械制冷模式时载冷剂系统由用户侧进水连接三通阀6，三通阀6连接蒸发器7，蒸发器7连接用户侧出水；机械制冷模式时通过开启蝶阀第二2、关闭第一蝶阀2’实现热量回收，机械制冷模式时热水系统由用户侧热水进水连接热回收器3，热回收器3连接用户侧热水出水；完全自然冷却模式时压缩机5不开启，制冷剂系统不参与制冷；完全自然冷却模式时载冷剂系统由用户侧进水连接三通阀6，三通阀6连接自然冷却器1’，自然冷却器1’连接蒸发器7，蒸发器7连接用户侧出水；部分自然冷却模式时制冷剂系统同机械制冷模式时；部分自然冷却模式时载冷剂系统同完全自然冷却模式时。

机械制冷模式：机械制冷模式时制冷剂系统与一般风冷冷水机组制冷剂系统一致，即低温低压的制冷剂气体通过压缩机5压缩为高温高压的制冷剂气体，高温高压的制冷剂气体通过油分离器4，经过油分离之后的制冷剂气体通过控制第一蝶阀2’的开启、第二蝶阀2的关闭，进入冷凝器1，高温高压的制冷剂气体与空气的热交换成为高温高压的制冷剂液体，高温高压的制冷剂液体经过节流元件8的节流膨胀后得到低温低压制冷剂液体，然后进入蒸发器7与用户侧的载冷剂回水进行换热蒸发形成低温低压的制冷剂气体回到热回收器3。在上述机械制冷过程中，通过第一蝶阀2’开启、第二蝶阀2关闭可以实现一般风冷冷水机组制冷剂系统，而将第一蝶阀2’关闭、第二蝶阀2开启则可以实现机械制冷模式时的冷凝全热回收，即经过油分离器4之后高温高压的制冷剂通过第一蝶阀2’关闭、第二蝶阀2开启进入热回收器进行冷凝换热形成高温高压的制冷剂液体，然后进入节流元件8节流膨胀、蒸发器7换热蒸发，回到压缩机5，以此循环；

完全自然冷却模式：当室外空气温度足够低，能够满足所需冷负荷时，载冷剂进水通过三通阀6流向自然冷却器1’，与室外冷空气进行热交换，冷却之后的载冷剂流经蒸发器7，最后回到用户侧，此时压缩机不启动，完全由室外冷空气经自然冷却器冷却载冷剂提供冷负荷，从而实现完全自然冷却；

部分自然冷却模式：由于室外空气温度相对较高，自然冷却不足以完全提供所需冷量，所以在自然冷却运行的基础上，开启压缩机，启用机械制冷模式，补充所需冷负荷。载冷剂首先通过三通阀6流向自然冷却器1’冷却，然后回到蒸发器7中与制冷剂进行热交换，最后回到用户侧。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，包括压缩机(5)，其特征在于，所述压缩机(5)的输出端连接设置有油分离器(4)，所述油分离器(4)的输出端分别连接设置有第一蝶阀(2’)和第二蝶阀(2)，所述第一蝶阀(2’)和第二蝶阀(2)的输出端分别连接冷凝器(1)和热回收器(3)，所述冷凝器(1)和热回收器(3)的输出端共同连接设置有节流元件(8)，所述节流元件(8)的输出端连接设置有蒸发器(7)，所述蒸发器(7)的输出端连接设置有压缩机(5)，所述压缩机(5)的输出端与所述油分离器(4)的输入端连接固定，所述蒸发器(7)的输入端连接设置有三通阀(6)，所述三通阀(6)的另一端连接设置有自然冷却器(1’)。

2.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述冷凝器(1)和自然冷却器(1’)为翅片式换热器。

3.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述第一蝶阀(2’)和第二蝶阀(2)为电动蝶阀。

4.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述热回收器(3)为壳管式冷凝器。

5.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述油分离器(4)为离心油分离器。

6.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述压缩机(5)为半封闭螺杆压缩机。

7.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述三通阀(6)为电动三通阀。

8.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述蒸发器(7)为满液式蒸发器。

9.根据权利要求1所述的一种带热回收功能的风冷自然冷却冷水机组，其特征在于：所述节流元件(8)为电子膨胀阀。