CN2515603Y - 一种空调冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合型空调冷水机组,该机组中同时配置有变频离心式制冷压缩机和变频螺杆式制冷压缩机,螺杆式制冷压缩机采用变频器进行能量调节,离心式制冷压缩机无能量调节装置,无增速齿轮箱,采用的是变频器升速的方式。该机组极大地简化了压缩机结构和制造成本,并且始终在最佳效率状态下运行。

Description

一种空调冷水机组

本实用新型涉及一种中央空调机组，尤其是由螺杆式或离心式制冷压缩机组成的中央空调冷水机组。

常规中央空调冷水机组中，一台机组中通常只配置两台或多台相同结构型式的螺杆式制冷压缩机，或者两台或多台相同结构形式的离心式制冷压缩机。

在常规螺杆式或离心式空调冷水机组中，其结构及能量调节方式、适用范围如下：

螺杆式空调冷水机组，由于其结构型式限制，一般单机制冷量≤1160KW，适用于中小型规格，均为固定转速，为了简化压缩机结构，常采用一套机组中配置多台压缩机，通过部分停机的方式，进行有限的能量调节，仅能实现分级调节。

离心式空调冷水机组，因结构限制，一般单机制冷量≥1160KW，适用于大型规格，均为固定转速，并且通过增速齿轮箱使叶轮增速，以达到设计的转速(为了保证相应的压缩比，根据不同的制冷工质，其叶轮转速必须达到10000～25000rpm)或采用多级压缩的方式，其能量调节方式均为通过改变吸气管道阻力的方法来实现。虽然可实现有限范围内的能量无级调节，但却是通过增大阻力的方法来实现的，不经济，且能量调节装置结构复杂，其控制与驱动的要求极高。

本实用新型的目的是设计一种具备优良能量调节性能，极大简化结构型式的大型中央空调冷水机组。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：在空调冷水机组中同时配置变频离心式制冷压缩机和变频螺杆式制冷压缩机；螺杆式制冷压缩机采用变频器调速进行能量调节；离心式制冷压缩机无能量调节装置、无增速齿轮箱，采用变频器升速方式，完全处于额定负荷工作；机组的能量调节完全由螺杆式制冷压缩机变频调速实现。

由于本机组中采用了无能量调节装置、无增速齿轮箱的离心式制冷压缩机，因而极大地简化了压缩机的结构和制造成本；同时又采用了变频器驱动的螺杆式制冷压缩机，可使螺杆式制冷压缩机的转速较常规机组提高一倍左右，使其单机制冷量较常规螺杆机组提高一倍左右。由于采用了上述配置方式，使机组控制方式最简化，成本低、效率高。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1冷水机组第一方案原理图。

图2冷水机组第二方案原理图。

图3冷水机组第三方案原理图。

如图1所示，在空调冷水机组中同时配置变频离心式制冷压缩机5和变频螺杆式制冷压缩机3，螺杆式制冷压缩机3采用变频器4进行能量调节，离心式制冷压缩机5中无能量调节装置、无增速齿轮箱，采用的是变频器9升速方式。

将取消了增速齿轮和能量调节装置及其控制和驱动系统的离心式制冷压缩机改为变频驱动，通过升高电源频率的方式使叶轮增速，因为，在高转速下离心式制冷压缩机才能达到所需的压缩比，若采用电机直接驱动，在工频50HZ的情况下无法达到要求的转速。

图1实施例由蒸发器1、冷凝器2、螺杆式制冷压缩机3及其变频器4、离心式制冷压缩机5及其变频器9、节流装置6等组成。

冷水机组工作时，首先启动螺杆式制冷压缩机3，并通过变频器4实现软启动，同时根据空调负荷情况，自动变速运行。螺杆式制冷压缩机3将蒸发器1中吸热蒸发后的气态冷剂吸入并进行压缩后，排入冷凝器2中，冷凝器2中的高温、高压的气态冷剂通过冷却水冷却后凝结成液态冷剂，冷凝器2中的液态冷剂通过节流装置6节流降压后进入蒸发器1，节流装置6可根据空调负荷的变化(如冷媒水出口的温度变化情况)自动调节冷剂的流量。节流装置6可以是一组或多组，进入蒸发器1的液态制冷吸收冷媒水的热量后，变成气态冷剂，气态冷剂又被制冷压缩机吸入，实现制冷循环。

当螺杆式制冷压缩机接近或达到满负荷工作时，相同制冷量的离心式制冷压缩机5自动启动，并且通过变频器9实现软启动，冷剂的循环过程同螺杆式制冷循环，此时，螺杆式制冷压缩机自动降低运行转速，适应空调负荷的变化(如保证空调冷媒水出水温度)。当空调负荷降低，螺杆式制冷压缩机3转速降至额定转速的20％左右时，自动停止离心式制冷压缩机5，由螺杆式制冷压缩机3独立变速运行。

图2实施例由蒸发器1、冷凝器2、螺杆式制冷压缩机3及其变频器4、与螺杆式制冷压缩机相同制冷量的离心式制冷压缩机5及其变频器9、制冷量为螺杆式制冷压缩机二倍的大功率离心式制冷压缩机7及其变频器8、节流装置6等组成。机组运行时，首先启动螺杆式制冷压缩机3，并通过变频器4实现软启动，同时根据空调负荷变化情况，自动变速运行，制冷循环方式同图1实施例。当螺杆式制冷压缩机3接近或达到满负荷工作时，自动启动与螺杆式制冷压缩机3制冷量相同的离心式制冷压缩机5，并通过变频器9实现软启动。此时，机组根据空调负荷的升、降所采取的控制方式同图1实施例。

当件3、件5均达到满负荷工作时，制冷量较件3大一倍的离心式制冷压缩机7自动启动，并通过变频器8实现软启动。当空调负荷下降时，件3自动降速运行，当件3运行转速降至额定转速的20％时，自动停止件5运行，此时，件3通过自动调速适应空调负荷的变化，若件3运行转速又降至额定转速的20％时，自动停止件7的运行。此时，机组的控制方式恢复至同图1

实施例。

图3实施例由蒸发器1、冷凝器2、螺杆式制冷压缩机3及其变频器4、与件3相同制冷量的离心式制冷压缩机5及其变频器9、由二台或若干台制冷量为件3二倍的离心式制冷压缩机7及其变频器8、节流装置6等组成，其制冷循环过程同图1实施例。

机组工作时，首先启动件3、直至启动一台件7，均同图2实施例，当空调负荷仍然增加时，再启动一台或数台件7，直至全部机组投入运行。当空调负荷降低时，首先降低件3的转速，当件3接近其额定转速的20％时，自动停止件5运行，此时的运行控制同图1实施例，当件3又接近其20％转速时，停止一台件7运行，此时的运行控制同图2实施例，当件3再次接近其20％转速时，再停止一台件7的运行，直至停止全部的件7。

简要工作过程如下：

在图1实施例中，当系统空调负荷≤50％时，离心式制冷压缩机5停机，仅螺杆式制冷压缩机3根据空调负荷的变化，进行无级能量调节运行。

当系统空调负荷为50％-100％之间时，螺杆式制冷压缩机3和离心式制冷压缩机5同时运行，此时离心式制冷压缩机5全负荷运行，无需能量调节，螺杆式制冷压缩机根据空调负荷的变化，进行变频无级能量调节运行。

在大型中央空调系统中，如3500KW以上，机组设置三台制冷压缩机(如图2)，系统可按如下规格配制：

按空调总负荷的25％，配置一台变频螺杆式制冷压缩机3，要求同上。

按空调总负荷的25％，配置一台变频离心式制冷压缩机5，取消其能量调节装置。

按空调总负荷的50％，配置一台变频离心式制冷压缩机7，取消其能量调节装置。

其工作方式和能量调节控制方式如下：

当系统空调负荷≤25％时，二台离心式制冷压缩机5、7停机，仅变频螺杆式制冷压缩机3运行，并根据空调负荷的变化，自动进行变频无级能量调节运行。

当系统空调负荷为25-50％时，大规格的离心式制冷压缩机7停机，仅变频螺杆式制冷压缩机3和小规格离心式制冷压缩机5运行，其中离心式制冷压缩机5全负荷运行，无需能量调节，空调负荷的变化，由螺杆式制冷压缩机进行能量无级调节运行。

当系统空调负荷为50-75％时，小规格的离心式制冷压缩机5停机，大规格的离心式制冷压缩机7和变频螺杆式制冷压缩机3运行，其中大规格的离心式制冷压缩机7全负荷运行，无需能量调节，空调负荷的变化，由螺杆式制冷压缩机3进行能量无级调节运行。

当系统空调负荷为75-100％时，三台空调制冷压缩机同时运行，其中，二台离心式制冷压缩机均为全负荷运行，无需能量调节，空调负荷的变化，由螺杆式制冷压缩机3进行能量无级调节运行。

当系统空调设计负荷更大时，可配置多台大规格无能量调节装置的离心式制冷机(如图3)。

本实用新型的特点：

本实用新型中的空调冷水机组中，所有离心式制冷压缩机均无能量调节机构，均无增速齿轮箱，采用变频增速，均为单级压缩，极大地简化了压缩机结构和制造成本，并使机组始终在最佳效率状态下运行。

本实用新型的空调冷水机组中，其螺杆式制冷压缩机为变频升速，变频无级能量调节，使机组始终处于最高效状态下运行，且控制方式最简化。

根据空调设计负荷的大小，可选用单机头(一台中央空调冷水机组中，配置单台制冷压缩机，以下类似)，双机头(相同规格的螺杆机和离心机各一台)，三机头(25％的螺杆机，25％的离心机，50％的离心机)和多机头，配置灵活。

由于空调冷水机组中，所有制冷压缩机均为变频式，所以，无需降压启动装置，使系统大为简化，由于变频器具备最佳的软启动功能，因而杜绝了机组启动电流对电网的冲击。

Claims (2)

1.一种主要由制冷压缩机组成的空调冷水机组，其特征在于：该机组中同时配置有变频离心式制冷压缩机和变频螺杆式制冷压缩机，螺杆式制冷压缩机采用变频器进行能量调节。

2.根据权利要求1所述的空调冷水机组，其特征在于：所述离心式制冷压缩机中，无能量调节装置，无增速齿轮箱，采用的是变频器升速的方式。

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