專利名稱：風(fēng)冷滿溢式冷水機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于制冷與空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)冷滿溢式冷水機組。
背景技術(shù)：
隨著國家經(jīng)濟發(fā)展、人民生活的日益提高，國內(nèi)空調(diào)裝機容量日漸高漲，空調(diào)業(yè)的繁榮在為人們締造舒適生活的同時，卻隨之而來能源被高度消耗。據(jù)統(tǒng)計，我國一般賓館、 寫字樓的空調(diào)能耗約占建筑能耗的30 40%，大中型商場的空調(diào)能耗則高達50%，所以暖通空調(diào)的節(jié)能減排已成為日益迫切解決的問題。目前的風(fēng)冷冷水空調(diào)機組水側(cè)換熱器普遍為傳統(tǒng)的干式蒸發(fā)器(如圖1所示)，水走殼程，制冷劑走管程。制冷劑沿管內(nèi)流動時吸收水側(cè)熱量而蒸發(fā)，由飽和液態(tài)變成氣態(tài)， 流速不斷增大，由此造成較大的壓力損失；同時出口需要足夠過熱度以保證壓縮機不帶液， 單相過熱區(qū)的存在，降低了換熱面積的有效利用率，削弱了整體換熱系數(shù)。在殼程，水繞折流板流動雖強化了換熱，但水壓降的限制致使不能充分增大水流速來提高水側(cè)換熱系數(shù)。 這種干式蒸發(fā)器，近年來雖然通過使用強化換熱管以及蒸發(fā)器管徑小型化來改善換熱，但提升有限而且傳熱系數(shù)基數(shù)仍然偏低。風(fēng)冷冷水空調(diào)機組中，當前水側(cè)換熱器主要為干式蒸發(fā)器，空氣側(cè)冷凝器則為銅鋁翅片換熱器，在這樣配置下機組名義工況下的能效比COP基本在3. 0左右，COP能達到國家節(jié)能一級能效3. 4的機組鳳毛麟角，而COP高于3. 4則已成為一種技術(shù)瓶頸。即使能達到這一目標，也是在高昂的設(shè)計成本支撐下才能實現(xiàn)，而這種低下的投入產(chǎn)出比，在追求可持續(xù)發(fā)展效益最大化的今天，顯然已不值推廣實施。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有風(fēng)冷冷水空調(diào)機組在名義工況下的能效比較低的缺陷，提供一種風(fēng)冷滿溢式冷水機組。為達到上述目的，本實用新型的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其包括連接在制冷劑循環(huán)回路中的壓縮機、油分離器、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，其特征是所述的冷凝器為風(fēng)冷冷凝器，所述的蒸發(fā)器為滿溢式殼管換熱器，所述的制冷劑循環(huán)回路上還連接有系統(tǒng)回油管路，所述的系統(tǒng)回油管路包括蒸發(fā)器引射回油管路和油分回油管路，所述的蒸發(fā)器引射回油管路由噴射泵、調(diào)節(jié)閥一、調(diào)節(jié)閥二及管路組成，所述的油分回油管路由調(diào)節(jié)閥三、過濾器及管路組成。作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述的噴射泵具有三個連接端口，一個連接端口經(jīng)管路連接所述壓縮機與蒸發(fā)器之間的制冷劑循環(huán)回路，另一個連接端口經(jīng)所述的調(diào)節(jié)閥一、管路連接所述壓縮機與油分離器之間的制冷劑循環(huán)回路，第三個連接端口經(jīng)所述的調(diào)節(jié)閥二、管路連接所述的蒸發(fā)器以從所述的蒸發(fā)器引射制冷劑。作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述的調(diào)節(jié)閥三經(jīng)管路與過濾器連接并通過管路將所述的調(diào)節(jié)閥三、過濾器連接在所述的壓縮機與油分離器之間。[0009]作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述的風(fēng)冷冷凝器為微通道式扁管換熱器或銅鋁翅片換熱
ο作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述的節(jié)流裝置為由可變流量組合的主輔孔板或為電子膨脹閥。作為優(yōu)選技術(shù)措施，所述的制冷劑循環(huán)回路中安裝有液路電磁閥。本實用新型，水側(cè)換熱器采用了高效滿溢式蒸發(fā)器，它與干式蒸發(fā)器流向完全不同，冷凍水走管程，壓降小，水流速可明顯提高來強化換熱；而且水流動于管內(nèi)側(cè)，水垢容易清洗。制冷劑則走殼程，換熱管完全潤浸在沸騰的液態(tài)制冷劑中，壓縮機直接吸入飽和的濕蒸汽，制冷劑質(zhì)量流量大壓降小，總傳熱系數(shù)為干式蒸發(fā)器的三倍以上，由此可大幅提高機組能效比。本實用新型，風(fēng)冷冷凝器器采用高效微通道換熱器，這是一種使用微通道扁管和百葉窗翅片的緊湊式叉流換熱器，已經(jīng)在汽車空調(diào)中應(yīng)用了二十年以上，和銅鋁翅片換熱器相比，它具有傳熱效率更高、換熱器尺寸小、重量輕、制冷劑充注量小等顯著優(yōu)勢，因此在高效空調(diào)機組風(fēng)冷凝器設(shè)計中此為一種理想選擇。本實用新型，節(jié)流裝置采用可變流量組合的主輔孔板或為電子膨脹閥。電子膨脹閥節(jié)流是高檔配置，而孔板是一種價廉且可靠的節(jié)流元件，只是其流量調(diào)節(jié)能力很有限。為此，本發(fā)明采用可變流量主輔孔板節(jié)流，解決了單孔板節(jié)流存在的不足。主輔孔板節(jié)流方案中，主孔板14承擔70%系統(tǒng)流量，而輔孔板16承擔30%系統(tǒng)流量，輔孔板節(jié)流輸出完全由輔孔板電磁閥15控制，在實際使用時可以通過調(diào)節(jié)電磁閥的通斷時間來進一步細化流量調(diào)節(jié)。滿溢式機組一般存在系統(tǒng)回油難影響機組可靠性問題，本方案中采用油分的壓差回油及蒸發(fā)器引射回油相結(jié)合的雙保險設(shè)計，同時在液路中設(shè)置關(guān)斷電磁閥，以確保機組啟動時不帶液，從而大大提升了系統(tǒng)的可靠性。本實用新型的有益效果是可使機組COP達到3. 4以上，而且成本合理，性能可靠， 頗具實施價值。

圖1是傳統(tǒng)干式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是滿溢式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是風(fēng)冷滿溢式冷水機組制冷原理說明圖。圖4是風(fēng)冷滿溢式冷水機組配置孔板節(jié)流的制冷系統(tǒng)流程簡圖。圖5是風(fēng)冷滿溢式冷水機組配置電子膨脹閥節(jié)流的制冷系統(tǒng)流程簡圖。圖中標號說明1-壓縮機，2-油分離器，3-冷凝器，4-節(jié)流裝置，5-蒸發(fā)器，6_液路電磁閥，7-干燥過濾器，8-截止閥，9-調(diào)節(jié)閥二，10-噴射泵，11-調(diào)節(jié)閥一，12-調(diào)節(jié)閥三，13-過濾器，14-主孔板，15-輔孔板電磁閥，16-輔孔板，17-貯液器，18-進水口，19-出水口，20-換熱管，21-制冷劑進口，22-制冷劑出口，23-折流板，24-分配器，25-外殼。
具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。[0024]本實用新型的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，如圖4、5所示，其包括連接在制冷劑循環(huán)回路中的壓縮機1，油分離器2、冷凝器3、節(jié)流裝置4、蒸發(fā)器5，冷凝器3為風(fēng)冷冷凝器，蒸發(fā)器5為滿溢式殼管換熱器(具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，其進水口、出水口可以分設(shè)與外殼兩端，也可以共同設(shè)于外殼的同一端)，制冷劑循環(huán)回路上還連接有系統(tǒng)回油管路，系統(tǒng)回油管路包括蒸發(fā)器引射回油管路和油分回油管路，蒸發(fā)器引射回油管路由噴射泵10、調(diào)節(jié)閥一 11、 調(diào)節(jié)閥二 9及管路組成，油分回油管路由調(diào)節(jié)閥三12、過濾器13及管路組成。如圖3所示，風(fēng)冷滿溢式冷水機組制冷系統(tǒng)工作原理是壓縮機1吸入來自蒸發(fā)器 5的低溫低壓制冷劑飽和蒸氣，對其壓縮作功后變成高溫高壓的過熱蒸氣，然后將其排入油分離器2進行油氣分離，分離之后熱蒸氣再進入風(fēng)冷冷凝器，通過風(fēng)機的強制通風(fēng)，與溫度較低的環(huán)境空氣進行熱交換，使氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)節(jié)流裝置4節(jié)流降壓后變成低溫低壓且液體含量較高的氣液兩相混合物，而后進入蒸發(fā)器5。在蒸發(fā)器5 內(nèi)，低溫低壓的制冷劑吸收冷凍水的熱量后變成低溫低壓制冷劑蒸氣，而冷凍水則被冷卻后溫度下降達到制冷目的。氣化后的制冷劑濕蒸氣又被吸入壓縮機，如此往復(fù)循環(huán)。作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加的技術(shù)特征，雖然圖4、5選擇性的包含了以下所有附加技術(shù)特征中的大部分，是本實用新型的較佳實施例，但是本實用新型并不限于該情形，在實施本實用新型時根據(jù)具體作用將它們選用在上段所述的技術(shù)方案上。首先，噴射泵10具有三個連接端口，一個連接端口經(jīng)管路連接壓縮機1與蒸發(fā)器 5之間的制冷劑循環(huán)回路，另一個連接端口經(jīng)調(diào)節(jié)閥一 11、管路連接壓縮機1與油分離器2 之間的制冷劑循環(huán)回路，第三個連接端口經(jīng)調(diào)節(jié)閥二 9、管路連接蒸發(fā)器5以從蒸發(fā)器5引射制冷劑。其次，調(diào)節(jié)閥三12經(jīng)管路與過濾器13連接并通過管路將調(diào)節(jié)閥三12、過濾器13 連接在壓縮機1與油分離器2之間。第三、風(fēng)冷冷凝器為微通道式扁管換熱器或銅鋁翅片換熱器。第四，節(jié)流裝置4為由可變流量組合的主輔孔板或為電子膨脹閥。第五，制冷劑循環(huán)回路中安裝有液路電磁閥6。以下通過兩個實施例對本實用新型做進一步說明。實施例1 如圖4所示，其所采用的是孔板節(jié)流的一種風(fēng)冷滿溢式冷水機組，由壓縮機1、油分離器2、風(fēng)冷冷凝器3 (微通道換熱器)、貯液器17、截止閥8、干燥過濾器7、液路電磁閥 6、主孔板14、輔孔板電磁閥15、輔孔板16、滿溢式蒸發(fā)器5，以及系統(tǒng)回油管路組成，主孔板 14、輔孔板電磁閥15、輔孔板16構(gòu)成節(jié)流裝置4。機組主要回油是通過油分分離出冷凍油后，依靠系統(tǒng)的高低壓差，經(jīng)閥門12與過濾器13組成的回油支路回至壓縮機內(nèi)，油分的出油量可依靠調(diào)節(jié)閥三12來調(diào)節(jié)，回油經(jīng)過濾器處理可防止雜質(zhì)進入壓縮機。機組蒸發(fā)器內(nèi)的油則是依靠高壓氣體泵引射方式來解決，從排氣管路引出的高壓氣體經(jīng)調(diào)節(jié)閥一 11調(diào)節(jié)后，高速流入噴射泵10中，產(chǎn)生強大的引射力，將蒸發(fā)器內(nèi)富油層吸出導(dǎo)向壓縮機吸氣側(cè)低壓管上。引射回油量可通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥二 9開度調(diào)整。在主液路安裝的電磁閥6，在機組停機時自動關(guān)斷，防止過多液態(tài)冷媒流入蒸發(fā)器5，以此保證機組下次運行的安全啟動。在本方案中，節(jié)流裝置為可變流量組合的主輔孔板，這是一種非常經(jīng)濟適用的方案。主孔板14承擔70%系統(tǒng)流量，而輔孔板16承擔30%系統(tǒng)流量，輔孔板節(jié)流輸出完全由輔孔板電磁閥15控制。在滿載運行時，將主輔孔板全部投入，為系統(tǒng)提供最大流量；在最小負荷時，則關(guān)閉輔孔板電磁閥，由主孔板供應(yīng)適量的冷媒流量；在中間負荷狀態(tài)，則通過調(diào)節(jié)電磁閥的通斷時間來控制輔孔板的流量輸出，進而滿足系統(tǒng)所需的流量要求。實施例2 如圖5所示，實施方案所采用的是電子膨脹閥節(jié)流的一種風(fēng)冷滿溢式冷水機組， 由壓縮機1、油分離器2、風(fēng)冷冷凝器3(微通道換熱器)、貯液器17、截止閥8、干燥過濾器7、 節(jié)流裝置(電子膨脹閥)4、滿溢式蒸發(fā)器5，以及系統(tǒng)回油管路組成。機組主要回油是通過油分分離出冷凍油后，依靠系統(tǒng)的高低壓差，經(jīng)調(diào)節(jié)閥三12與過濾器13組成的回油支路回至壓縮機內(nèi)，油分的出油量可依靠調(diào)節(jié)閥三12來調(diào)節(jié)，回油經(jīng)過濾器處理可防止雜質(zhì)進入壓縮機。機組蒸發(fā)器內(nèi)的油則是依靠高壓氣體泵引射方式來解決，從排氣管路引出的高壓氣體經(jīng)調(diào)節(jié)閥一 11調(diào)節(jié)后，高速流入噴射泵10中，產(chǎn)生強大的引射力，將蒸發(fā)器內(nèi)富油層吸出導(dǎo)向壓縮機吸氣側(cè)低壓管上。引射回油量可通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥二9開度調(diào)整。節(jié)流裝置采用電子膨脹閥，可為系統(tǒng)提供更為精確的流量，在機組停機時將電子膨脹閥完全關(guān)閉，切斷液態(tài)冷媒流入滿溢式蒸發(fā)器5，以此保證機組下次運行的安全啟動。
權(quán)利要求1.風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其包括連接在制冷劑循環(huán)回路中的壓縮機(1)、油分離器 (2)、冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)、蒸發(fā)器(5)，其特征是所述的冷凝器(3)為風(fēng)冷冷凝器，所述的蒸發(fā)器(5)為滿溢式殼管換熱器，所述的制冷劑循環(huán)回路上還連接有系統(tǒng)回油管路，所述的系統(tǒng)回油管路包括蒸發(fā)器引射回油管路和油分回油管路，所述的蒸發(fā)器引射回油管路由噴射泵(10)、調(diào)節(jié)閥一(11)、調(diào)節(jié)閥二(9)及管路組成，所述的油分回油管路由調(diào)節(jié)閥三 (12)、過濾器(13)及管路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其特征是所述的噴射泵(10)具有三個連接端口，一個連接端口經(jīng)管路連接所述壓縮機(1)與蒸發(fā)器(5)之間的制冷劑循環(huán)回路，另一個連接端口經(jīng)所述的調(diào)節(jié)閥一(11)、管路連接所述壓縮機(1)與油分離器(2)之間的制冷劑循環(huán)回路，第三個連接端口經(jīng)所述的調(diào)節(jié)閥二(9)、管路連接所述的蒸發(fā)器(5)以從所述的蒸發(fā)器(5)引射制冷劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其特征是所述的調(diào)節(jié)閥三(12)經(jīng)管路與過濾器(13)連接并通過管路將所述的調(diào)節(jié)閥三(12)、過濾器(13)連接在所述的壓縮機(1)與油分離器(2)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其特征是所述的風(fēng)冷冷凝器為微通道式扁管換熱器或銅鋁翅片換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其特征是所述的節(jié)流裝置為由可變流量組合的主輔孔板或為電子膨脹閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷滿溢式冷水機組，其特征是所述的制冷劑循環(huán)回路中安裝有液路電磁閥(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)冷滿溢式冷水機組，屬于制冷與空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有風(fēng)冷冷水空調(diào)機組在名義工況下的能效比較低，本實用新型包括連接在制冷劑循環(huán)回路中的壓縮機、油分離器、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，其特征是所述的冷凝器為風(fēng)冷冷凝器，所述的蒸發(fā)器為滿溢式殼管換熱器，所述的制冷劑循環(huán)回路上還連接有系統(tǒng)回油管路，所述的系統(tǒng)回油管路包括蒸發(fā)器引射回油管路和油分回油管路，所述的蒸發(fā)器引射回油管路由噴射泵、調(diào)節(jié)閥一、調(diào)節(jié)閥二及管路組成，所述的油分回油管路由調(diào)節(jié)閥三、過濾器及管路組成?？墒箼C組COP達到3.4以上，而且成本合理，性能可靠，頗具實施價值。
文檔編號F24F5/00GK202188703SQ20112020398
公開日2012年4月11日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者唐進軍, 樊小輕, 章立標, 龍清泳 申請人:浙江國祥空調(diào)設(shè)備有限公司