專利名稱：無需冷媒介質(zhì)水的超高層建筑制冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高層建筑制冷空調(diào)工程設(shè)施的無水設(shè)計(jì)方案技術(shù)，尤其是涉及采用 制冷劑加壓配送裝置來實(shí)現(xiàn)上述無水設(shè)計(jì)方案的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前的高層建筑工程，特別是超高層建筑工程中的制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，采用 水作為冷媒介質(zhì)對(duì)末端設(shè)備(例風(fēng)機(jī)盤管和水冷風(fēng)柜等)傳遞冷量是最佳的技術(shù)手段。這是因?yàn)閮H僅依靠制冷空調(diào)系統(tǒng)中由壓縮機(jī)造成的高低壓差之力度，難以直接 驅(qū)動(dòng)額定的液態(tài)制冷劑流量，經(jīng)過彎彎曲曲的管道，進(jìn)入幾十米、甚至百米以上的超高層建 筑中進(jìn)行房間空調(diào)。因此，通常是采用水及其與水配套的水泵來完成將制冷空調(diào)系統(tǒng)制取 的冷量配送到需要空調(diào)的任何高度的樓層中去。這類制冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于熱容量較大的水傳遞冷量的效率較高，并且對(duì)于 所需要的末端冷量便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)。其不足之處在于對(duì)水質(zhì)的要求很高，為了減緩在配送冷 量的管網(wǎng)中結(jié)水垢(影響熱傳導(dǎo))，每間隔一、二年還要用藥劑疏通一次龐大的由水管網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)成的熱交換系統(tǒng)。其次，就是整個(gè)水管網(wǎng)絡(luò)中的漏水與補(bǔ)漏的工作量不會(huì)少?？梢韵胂螅?由于水在空調(diào)系統(tǒng)中的全面介入，現(xiàn)有技術(shù)的維護(hù)工作量與維護(hù)成本都是相當(dāng)可觀的。此外，在制冷劑中的冷能傳遞到被空調(diào)的空氣的過程當(dāng)中，增加了通過水作為中 間介質(zhì)進(jìn)行冷量傳遞的中間環(huán)節(jié)，而該中間介質(zhì)水進(jìn)行冷量“接力”傳遞過程當(dāng)中必然存在 “接力”傳遞的效率問題，因此，該通過水的“接力”傳遞的中間環(huán)節(jié)當(dāng)中必然會(huì)造成一定數(shù) 量的冷能損失。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的在制冷空調(diào)系統(tǒng)工程中，通過增加主要由制冷劑泵構(gòu)成的制冷劑 加壓配送裝置，來替換作為二次傳遞冷量的中間冷媒介質(zhì)的水及其水泵等配套設(shè)施構(gòu)成的 冷媒水配送裝置，以此從根本上解決上述維護(hù)工作量與維護(hù)成本都是相當(dāng)可觀的問題以及 必然會(huì)造成一定數(shù)量的冷能損失的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述的本發(fā)明之目的，擬采用以下的技術(shù)本發(fā)明至少包括冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和節(jié)流器四大制冷基本部件，以及適合于 空調(diào)工況的制冷劑，并且一 .設(shè)備配置上述的制冷空調(diào)系統(tǒng)中增加了為它服務(wù)的制冷劑加壓配送裝置， 該制冷劑加壓配送裝置包括由液泵與包圍該液泵的金屬密封外殼二者構(gòu)成的制冷劑泵，以 及與該制冷劑泵配套使用的低壓儲(chǔ)液桶，并且，該制冷劑泵的設(shè)置高度低于該低壓儲(chǔ)液桶 的底部；二 .管路連接經(jīng)過節(jié)流器的低壓液態(tài)制冷劑通過低壓管道集中儲(chǔ)存在低壓儲(chǔ) 液桶內(nèi)，然后，由制冷劑泵通過低壓管道直接將低壓液態(tài)制冷劑輸送到樓層蒸發(fā)器中，而連 接蒸發(fā)器回氣端至壓縮機(jī)的低壓管道必須與低壓儲(chǔ)液桶和構(gòu)成制冷劑泵的金屬密封外殼的上部連通，以保持上述低壓儲(chǔ)液桶和上述金屬密封外殼二者與上述蒸發(fā)器的氣體壓力平構(gòu)成制冷劑泵的液泵在超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的揚(yáng)程高度至少應(yīng)該大于在超 高層建筑空調(diào)系統(tǒng)外部的超高層建筑的高度。一相同功率與相同型號(hào)的二臺(tái)液泵在一個(gè) 大氣壓環(huán)境下與非一個(gè)大氣壓環(huán)境下的揚(yáng)程是不一樣的。構(gòu)成制冷劑泵的金屬密封外殼是通過金屬焊接來完成接縫拼接的?！淠康脑?于允許構(gòu)成制冷劑泵的液泵中的制冷劑通過其軸封等部位向該液泵的外部泄漏，而不允 許該泄漏的制冷劑有可能穿透包圍在該液泵的周圍的金屬密封外殼。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的特點(diǎn)1.由于本發(fā)明在制冷空調(diào)系統(tǒng)中通過引入了泵對(duì)液態(tài)制冷劑的加壓配送裝置，并 以此來替換原來由包括水在內(nèi)的作為冷媒中間介質(zhì)的介入可能，為徹底避免了水在空調(diào)系 統(tǒng)中引起的種種問題和隱患創(chuàng)造了條件，同時(shí)，也進(jìn)而為降低超高層制冷空調(diào)系統(tǒng)的工程 成本與降低日常維護(hù)工作量(維護(hù)成本)均創(chuàng)造了條件。2.由于本發(fā)明讓制冷空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器中的制冷劑能夠通過它直接對(duì)房間內(nèi)的空 氣進(jìn)行制冷空調(diào)(省略了常規(guī)的中間冷量傳遞介質(zhì))，這就為提高整個(gè)的制冷空調(diào)系統(tǒng)的 工作效率又創(chuàng)造了條件。——能夠?qū)崿F(xiàn)該舉措的前提是允許制冷劑從構(gòu)成制冷劑泵的液 泵中泄漏，但是，該制冷劑無法穿透構(gòu)成制冷劑泵的金屬密封外殼。

圖1示意了通常采用的讓水充分介入的制冷空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施原理。圖2示意了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例原理。P 蒸發(fā)器；W 冷媒水配送系統(tǒng)；Bl 水泵；D 制冷劑加壓配送裝置；a 液泵；b 外 包絕熱層的金屬密封外殼；B2:由液泵與外包絕熱層的金屬密封外殼二者構(gòu)成的制冷劑 泵；1 冷凝器；2 壓縮機(jī)；3 外包絕熱層的低壓管道；4 外包絕熱層的水管；5 中間介質(zhì) 熱交換器；6 高壓管道；7 干燥過濾器；8 節(jié)流器；9 水冷式冷風(fēng)輸出機(jī)組；10 冷風(fēng)機(jī)； 11 冷水盤管；12 水冷式冷凝裝置；13 冷凝風(fēng)機(jī)；14 外包絕熱層的低壓儲(chǔ)液桶；15 制冷 劑直接蒸發(fā)式冷風(fēng)輸出機(jī)組。
具體實(shí)施方式
由圖1示意由于僅僅依靠制冷空調(diào)系統(tǒng)中由壓縮機(jī)2造成的高低壓差之力度，難以直接驅(qū)動(dòng) 額定的液態(tài)制冷劑流量經(jīng)過彎彎曲曲的管道(流阻較大)后，再進(jìn)入幾十米、甚至百米以上 的超高層建筑中進(jìn)行相關(guān)房間的制冷空調(diào)。因此，通過節(jié)流器8處于低壓狀態(tài)的制冷劑，在進(jìn)入并且經(jīng)過中間介質(zhì)熱交換器5 中的蒸發(fā)器P時(shí)，將液態(tài)制冷劑蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的制冷量，傳導(dǎo)給由水泵驅(qū)動(dòng)的作為冷媒 介質(zhì)的水，由水進(jìn)行二次冷量傳遞。為此在常規(guī)的制冷空調(diào)系統(tǒng)中，額外增加了由中間介質(zhì)熱交換器5和水泵Bl構(gòu)成的冷 媒水配送系統(tǒng)W，及其配套的由冷風(fēng)機(jī)10與冷水盤管11構(gòu)成的水冷式冷風(fēng)輸出機(jī)組9，即 俗稱的風(fēng)機(jī)盤管(小容量)和水冷式風(fēng)柜(大容量)等末端設(shè)備。[0023]事物總是一分為二的，解決了制冷空調(diào)首要的正常工作的問題，但由于水的全面 介入，而造成的制冷空調(diào)使用過程中前述的種種問題和隱患又產(chǎn)生了。為了避免前述的種種問題和隱患，國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出能夠替換水來傳遞冷量的并對(duì) 空調(diào)系統(tǒng)無不良作用的專用化學(xué)流體物質(zhì)，——目的在于可以解決在管道構(gòu)成的冷媒熱 交換系統(tǒng)中結(jié)“垢”(降低傳熱系數(shù))的問題，這是一件好事，但是，由它替代水來作為傳遞 冷量的冷媒介質(zhì)，這將會(huì)大大提高制冷空調(diào)系統(tǒng)工程的總成成本，而且，在制冷劑通過中間 介質(zhì)對(duì)空氣進(jìn)行制冷的過程當(dāng)中，仍然無法撤銷這一影響制冷空調(diào)效率的由中間介質(zhì)所形 成的不利環(huán)節(jié)，即本發(fā)明視為多余的環(huán)節(jié)。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是在上述的制冷空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)有方案中介入了“制冷劑泵 B2”技術(shù)及其與之配套的技術(shù)設(shè)施，即撤消了水或其他化學(xué)物質(zhì)在能量傳遞過程中的這一 原先不可少的多余環(huán)節(jié)。顯然，該多余環(huán)節(jié)的撤銷不僅僅能夠消除水所帶來的各種問題與 隱患，而且，于提高制冷空調(diào)系統(tǒng)的效率也是很有利的。圖2示意了采用制冷劑泵B2替換水泵Bl技術(shù)的本發(fā)明制冷空調(diào)系統(tǒng)通過節(jié)流器8的低壓液態(tài)制冷劑暫時(shí)集中儲(chǔ)存在低壓儲(chǔ)液桶14中，然后，由制冷 劑泵B2將低壓液態(tài)制冷劑輸送到幾十層，甚至更高的樓層蒸發(fā)器P中，通過配套的冷風(fēng)機(jī) 10，迫使空氣與蒸發(fā)器P進(jìn)行熱交換后形成的冷風(fēng)，通過所在層次的主干大風(fēng)洞送出，最后 再分送到各個(gè)需要制冷空調(diào)的房間，整個(gè)空調(diào)冷量的輸送過程，無需如現(xiàn)有技術(shù)那樣需要 借助于作為中間冷媒介質(zhì)的水，及其配套的水泵Bl與中間介質(zhì)熱交換器5構(gòu)成的冷媒水配 送裝置W。由于不借助水二次來傳遞冷量，那么，末端的水冷式冷風(fēng)輸出機(jī)組9也同時(shí)不必 要了，也可以省略。在由制冷劑泵B2和低壓儲(chǔ)液桶14構(gòu)成的制冷劑加壓配送裝置D當(dāng)中連接蒸發(fā)器P回氣端至壓縮機(jī)2的低壓管道3必須與低壓儲(chǔ)液桶14和構(gòu)成制冷 劑泵B2的金屬密封外殼b 二者連通，以保持低壓儲(chǔ)液桶14和金屬密封外殼b 二者與蒸發(fā) 器P的氣體壓力平衡1.如果沒有上述的氣體壓力平衡，制冷劑泵B2就無法將低壓液態(tài)制冷劑泵送到 高處的蒸發(fā)器P那里讓制冷劑直接完成房間內(nèi)的制冷空調(diào)。2.制冷劑泵B2工作時(shí)，其中液泵a的泵軸與軸封處會(huì)有不少的制冷劑從其旋轉(zhuǎn)工 作時(shí)的縫隙當(dāng)中滲流出來，并沉積在金屬密封外殼b的底部，如果沒有上述的氣體壓力平 衡，壓縮機(jī)2在吸氣工作時(shí)就不會(huì)促進(jìn)沉積在金屬密封外殼b底部的液態(tài)制冷劑汽化，并將 其吸走?！@然，本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵在于如果說，圖1中所示意的水泵Bl中的廉價(jià)水是 允許從該水泵Bl的軸封等位置泄漏到大氣空間的，那么，圖2中所示意的制冷劑泵B2中昂 貴的制冷劑是絕對(duì)不允許穿透構(gòu)成該制冷劑泵B2的金屬密封外殼b部件泄漏到大氣空間 的。為此，作為本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵，制冷劑泵B2的組成部件金屬密封外殼b必須采用焊接工 藝進(jìn)行其縫隙的拼接，對(duì)金屬密封外殼b內(nèi)部的制冷劑形成全密封的立體金屬防線，因?yàn)椋?制冷劑分子無法穿透由金屬分子排列所構(gòu)成的防線，卻能夠穿透諸如橡膠與塑料一類的由 高分子非金屬材料形成的防線。為了能夠充分發(fā)揮作用的制冷劑泵B2的作用，一般應(yīng)該將它設(shè)置在低壓儲(chǔ)液桶 14的下部為妥。[0034]為了阻止外部的熱量進(jìn)入低壓儲(chǔ)液桶14、制冷劑泵B2和與壓縮機(jī)2吸氣端相連 接的低壓管道3的內(nèi)部而造成冷量的損失，應(yīng)該讓該三者低壓低溫部件外包絕熱層，該外 包絕熱層可以取用約5公分厚度的常用泡沫塑料(例如最常見的那種白色泡沫塑料)即 可，并且，最好在該泡沫塑料外表面再包扎一層常規(guī)的防潮層，它可以由最常見的聚乙烯塑 料薄膜來充當(dāng)。綜上所述，哪怕是超過百層的特高建筑物，只要采用的制冷劑泵B2在制冷空調(diào)系 統(tǒng)內(nèi)部的揚(yáng)程能夠到達(dá)，就能讓蒸發(fā)器P直接對(duì)位于最高處房間內(nèi)的空氣實(shí)施直接的、沒 有任何中間介質(zhì)(現(xiàn)有技術(shù)中采用的水或其他中間介質(zhì)在這里被省略了)協(xié)助冷量傳遞的 制冷空調(diào)，顯然，此舉對(duì)于提高整個(gè)制冷空調(diào)系統(tǒng)的效率是有利的。
權(quán)利要求1.一種無需冷媒介質(zhì)水的超高層建筑制冷空調(diào)系統(tǒng)，它至少包括冷凝器⑴、壓縮機(jī)⑵、蒸發(fā)器⑵和節(jié)流器⑶四大制冷基本部件，以 及適合于空調(diào)工況的制冷劑，并且A.設(shè)備配置上述的制冷空調(diào)系統(tǒng)中增加了為它服務(wù)的制冷劑加壓配送裝置(D)，該 制冷劑加壓配送裝置⑶包括由液泵(a)與包圍該液泵(a)的金屬密封外殼(b) 二者構(gòu)成 的制冷劑泵(B2)，以及與該制冷劑泵(B》配套使用的低壓儲(chǔ)液桶(14)，并且，該制冷劑泵 (B2)的設(shè)置高度低于該低壓儲(chǔ)液桶(14)的底部；B.管路連接經(jīng)過節(jié)流器(8)的低壓液態(tài)制冷劑通過低壓管道( 集中儲(chǔ)存在低壓儲(chǔ) 液桶(14)內(nèi)，然后，由制冷劑泵(B》通過低壓管道( 直接將低壓液態(tài)制冷劑輸送到樓層 蒸發(fā)器(P)中，而連接蒸發(fā)器(P)回氣端至壓縮機(jī)O)的低壓管道C3)必須與低壓儲(chǔ)液桶 (14)和構(gòu)成制冷劑泵(B》的金屬密封外殼(b)的上部連通，以保持上述低壓儲(chǔ)液桶(14) 和上述金屬密封外殼(b) 二者與上述蒸發(fā)器(P)的氣體壓力平衡。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的無需冷媒介質(zhì)水的超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 構(gòu)成制冷劑泵(B2)的液泵(a)在超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的揚(yáng)程高度至少應(yīng)該大于在超 高層建筑空調(diào)系統(tǒng)外部的超高層建筑的高度。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無需冷媒介質(zhì)水的超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)，其特征在 于構(gòu)成制冷劑泵(B》的金屬密封外殼(b)是通過金屬焊接來完成接縫拼接的。
專利摘要一種無需冷媒介質(zhì)水的超高層建筑制冷空調(diào)系統(tǒng)，是通過在制冷空調(diào)系統(tǒng)工程中增設(shè)由制冷劑泵(B2)及其與之配套的低壓儲(chǔ)液桶(14)構(gòu)成的制冷劑加壓配送裝置(D)，來替換作為傳遞冷量的中間媒體介質(zhì)水及其與之配套的水泵(B1)與中間介質(zhì)熱交換器(5)設(shè)備的。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于中間冷媒介質(zhì)(水)介入制冷空調(diào)系統(tǒng)后帶來的諸多隱患和問題和，例如定期的冷媒輸送管道清洗、產(chǎn)生水垢的隱患與由于讓水作為中間熱量傳遞環(huán)節(jié)而造成的制冷空調(diào)效率的降低，等等。
文檔編號(hào)F24F3/06GK201909405SQ201120021038
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者蔣輝華 申請(qǐng)人:深圳市雅爾典科技有限公司