專利名稱：帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，特別適用于過渡季和冬季 也需提供空調(diào)冷水以及可以采用蓄冷的場(chǎng)合，屬于制冷空調(diào)領(lǐng)域設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，建筑中存在很多全年發(fā)熱量都較大的區(qū)域，如大型建筑內(nèi)區(qū)、設(shè)備機(jī)房、特種冷 卻機(jī)房等，這些區(qū)域在夏季、過渡季和冬季都需要供冷，以抵消區(qū)域中較大的冷負(fù)荷。對(duì)于 大型建筑內(nèi)區(qū)，常采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)空調(diào)形式，毋庸置疑在過渡季和冬季利用新風(fēng)進(jìn)行供冷 是個(gè)好方法，但一般會(huì)帶來(lái)風(fēng)道面積需要加大，送風(fēng)能耗高等問題；對(duì)于設(shè)備機(jī)房、特種冷 卻機(jī)房由于衛(wèi)生以及工藝要求，常不需要新風(fēng)，利用新風(fēng)供冷會(huì)帶來(lái)潔凈、除塵方面的問題。 因此，如何高效地為過渡季和冬季制取冷水一直是業(yè)界亟待解決的問題。同時(shí)，為了充分利 用冬季自然冷源跨時(shí)間供冷，跨季節(jié)蓄冷技術(shù)常被利用。
解決過渡季和冬季供冷問題目前常用的方法有利用風(fēng)冷式冷水機(jī)組制取冷水和利用冷 卻塔free cooling制取冷水。而利用風(fēng)冷式冷水機(jī)組制取冷水時(shí)存在兩個(gè)明顯缺陷(1)冷水 機(jī)組運(yùn)行時(shí)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)的能耗較大；(2)冷水機(jī)組在供給運(yùn)行時(shí)，由于冷凝溫度過低，需 要使用調(diào)節(jié)冷凝壓力、冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)提高冷凝壓力，使得機(jī)組能耗增加，同時(shí)運(yùn)行可靠性 降低。利用冷卻塔free cooling制取冷水時(shí)，通過冷卻塔制取的低溫冷卻水經(jīng)過換熱器與室內(nèi) 的冷凍水進(jìn)行熱交換，將冷量送入室內(nèi)進(jìn)行降溫。當(dāng)冬季室外溫度過低時(shí)，冷卻水管、冷卻 塔易結(jié)凍，為了正常運(yùn)轉(zhuǎn)常對(duì)冷卻水管和冷卻塔接水盤釆用加強(qiáng)保溫和加熱等措施，不僅增
加了投資也提高了運(yùn)行費(fèi)用。
解決跨季節(jié)蓄冷問題的常用方法是利用冬季的低溫冷風(fēng)通過風(fēng)機(jī)以及泵的運(yùn)行來(lái)制造冷
水，但這種方法由于風(fēng)機(jī)以及泵的運(yùn)行，增加了運(yùn)行能耗。
上述分析表面，現(xiàn)有技術(shù)在冬季和過渡季還難以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的供冷和蓄冷，有待于 提供一種更為高效的制取冷水和蓄冷的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種不僅在夏季能夠正常制冷，而且在 過渡季和冬季能夠?qū)⑹彝饪諝庵欣淞扛咝мD(zhuǎn)移到冷水的帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷
水機(jī)組，以提高冷水機(jī)組在過渡季和冬季供冷、蓄冷的效率以及運(yùn)行的可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，包括壓縮機(jī)l、冷凝器2、蒸發(fā)器4、 液體連接管ll、節(jié)流裝置3和氣體連接管10，由壓縮機(jī)l、液體連接管ll、冷凝器2、節(jié)流
3裝置3、蒸發(fā)器4和氣體連接管10順次連接構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路，其特征在于在 節(jié)流裝置3兩端并聯(lián)熱管液體閥7，在壓縮機(jī)1的吸氣口與蒸發(fā)器4出口之間的壓縮機(jī)吸氣 管12上設(shè)置制冷氣體闊6，在壓縮機(jī)1排氣管與蒸發(fā)器4出口之間的熱管支路13上設(shè)置熱 管氣體閥5，在蒸發(fā)器進(jìn)口設(shè)置蒸發(fā)器液體閥9，蓄冷支路氣體連接管22與壓縮機(jī)吸氣管12 和熱管支路13相連，蓄冷支路液體連接管23與蒸發(fā)器液體閥9進(jìn)口相連，在蓄冷支路液體 連接管23上設(shè)置蓄冷液體閥8，蓄冷槽18與蓄冷支路氣體連接管22和蓄冷支路液體連接管 23相連，所述蓄冷槽18包括蓄冷槽保溫殼體19、蓄冷介質(zhì)20和蓄冷蒸發(fā)器21;蓄冷槽18、 蓄冷支路氣體連接管22、熱管氣體閥5、氣體連接管IO、冷凝器2、液體連接管ll、熱管液 體閥7、蓄冷液體閥8和蓄冷支路液體連接管23順次構(gòu)成冷媒蓄冷自然循環(huán)回路。
上述方案中，將冷凝器2設(shè)置在上位機(jī)組16內(nèi)；將壓縮機(jī)l、節(jié)流裝置3、蒸發(fā)器4、 熱管氣體閥5、制冷閥門6、熱管液體閥7、蓄冷液體閥8、蒸發(fā)器液體閥9設(shè)置在下位機(jī)組 17內(nèi)；將蓄冷槽保溫殼體19、蓄冷介質(zhì)20、蓄冷蒸發(fā)器21設(shè)置在蓄冷槽18內(nèi)；所述上位 機(jī)組16、下位機(jī)組17與蓄冷槽18是分體設(shè)置的，上位機(jī)組16與下位機(jī)組17通過氣體連接 管10和液體連接管11連接，下位機(jī)組17與蓄冷槽18通過蓄冷支路氣體連接管22和蓄冷支 路液體連接管23連接；上位機(jī)組16與下位機(jī)組17之間存在高差，上位機(jī)組16與蓄冷槽18 之間存在高差。
所述蒸發(fā)器4為滿液式蒸發(fā)器或水箱式蒸發(fā)器。所述冷凝器2為風(fēng)冷式冷凝器、蒸發(fā)式 冷凝器或風(fēng)冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器的組合。所述熱管氣體閥5、制冷氣體閥6、熱管液體 閥7、蓄冷液體閥8、蒸發(fā)器液體閥9為電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組合； 所述熱管氣體閥5和制冷氣體閥6可以合并為一只三通閥，所述三通閥為電磁式、電動(dòng)式或 自力式三通閥。所述節(jié)流裝置3為浮球閥、電子膨脹閥、孔板、毛細(xì)管或是這些節(jié)流裝置的 組合。
采用上述技術(shù)方案，既保留了現(xiàn)有冷水機(jī)組夏季制冷的功能，還能在過渡季和冬季充分 利用室外空氣冷源將冷量轉(zhuǎn)移到空調(diào)冷水中，以實(shí)現(xiàn)全年供冷并帶有蓄冷功能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、節(jié)能效果突出優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
(1) 簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，降低了空調(diào)系統(tǒng)的投資。機(jī)組在現(xiàn)有風(fēng)冷式冷水機(jī)組的基礎(chǔ)上只增加 一些閥門和管道，相對(duì)于冷卻塔供冷而言，勿需包含冷卻塔、冷卻水泵等設(shè)備組成的冷卻水 系統(tǒng)；
(2) 節(jié)能效果明顯。機(jī)組的冷凝器側(cè)利用室外空氣作為冷卻介質(zhì)，無(wú)冷卻塔和冷卻水泵 運(yùn)行能耗，代之以較低的風(fēng)機(jī)能耗；同時(shí)風(fēng)冷冷凝器的使用避免了冬季冷卻塔系統(tǒng)的防凍問 題，節(jié)省了冷卻塔防凍設(shè)施的運(yùn)行電耗；當(dāng)冷凝器采用蒸發(fā)式冷凝器，則能大大降低冷凝溫 度，提高冷凝器的傳熱效率，從而使得在室外干球溫度較高時(shí)，仍可利用冷媒自然循環(huán)制取 空調(diào)冷水，延長(zhǎng)了自然循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間，強(qiáng)化了節(jié)能效果；(3)將分離式熱管技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)?？缂竟?jié)蓄冷，降低了常規(guī)蓄冷過程中風(fēng)機(jī)、泵的能 耗?？鐣r(shí)間跨季節(jié)蓄冷不僅能夠降低了過渡季白天和夏季的空調(diào)運(yùn)行能耗，還能減少系統(tǒng)裝 機(jī)負(fù)荷。


圖l給出了 "帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組"的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2為圖1所示"帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組"在進(jìn)行蒸汽壓縮式制冷 時(shí)的原理圖。
如圖3為圖1所示"帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組"在進(jìn)行蒸汽壓縮式蓄 冷時(shí)的原理圖。
如圖4為圖1所示"帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組"在進(jìn)行冷媒自然循環(huán) 制冷制冷時(shí)的原理圖。
如圖5為圖1所示"帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組"在進(jìn)行冷媒自然循環(huán) 蓄冷時(shí)的原理圖。
圖1至圖5中的各附圖標(biāo)記如下-
l-壓縮機(jī)；2-冷凝器；3-節(jié)流裝置；4-蒸發(fā)器；5-熱管氣體閥；6-制冷氣體閥；7-熱管 液體閥；8-蓄冷液體閥；9-蒸發(fā)器液體閥；10-氣體連接管；ll-液體連接管；12-壓縮機(jī)吸氣 管；13-熱管支路；14-冷水進(jìn)口； 15-冷水出口； 16-上位機(jī)組；17-下位機(jī)組；18_蓄冷槽； 19-蓄冷槽保溫殼體；20-蓄冷介質(zhì)；21-蓄冷蒸發(fā)器；22-蓄冷支路氣體連接管；23-蓄冷支路
液體連接管。
具體實(shí)施例方式
圖1給出了本發(fā)明公開的一種帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原
理圖，包括壓縮機(jī)l、冷凝器2、蒸發(fā)器4、液體連接管ll、節(jié)流裝置3和氣體連接管10， 由壓縮機(jī)l、液體連接管ll、冷凝器2、節(jié)流裝置3、蒸發(fā)器4和氣體連接管10順次連接構(gòu) 成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路；在節(jié)流裝置3兩端并聯(lián)熱管液體閥7，在壓縮機(jī)l的吸氣口與 蒸發(fā)器4出口之間的壓縮機(jī)吸氣管12上設(shè)置制冷氣體閥6，在壓縮機(jī)1排氣管與蒸發(fā)器4出 口之間的熱管支路13上設(shè)置熱管氣體閥5，在蒸發(fā)器進(jìn)口設(shè)置蒸發(fā)器液體閥9，蓄冷支路氣 體連接管22與壓縮機(jī)吸氣管12和熱管支路13相連，蓄冷支路液體連接管23與蒸發(fā)器液體 閥9進(jìn)口相連，在蓄冷支路液體連接管23上設(shè)置蓄冷液體閥8，蓄冷槽18與蓄冷支路氣體 連接管22和蓄冷支路液體連接管23相連，所述蓄冷槽18包括蓄冷槽保溫殼體19、蓄冷介 質(zhì)20和蓄冷蒸發(fā)器21;蓄冷槽18、蓄冷支路氣體連接管22、熱管氣體闊5、氣體連接管IO、 冷凝器2、液體連接管ll、熱管液體閥7、蓄冷液體閥8和蓄冷支路液體連接管23順次構(gòu)成 冷媒蓄冷自然循環(huán)回路。
改機(jī)組中，冷凝器2設(shè)置在上位機(jī)組16內(nèi)；將壓縮機(jī)l、節(jié)流裝置3、蒸發(fā)器4、熱管氣體閥5、制冷閥門6、熱管液體閥7、蓄冷液體闊8、蒸發(fā)器液體閥9設(shè)置在下位機(jī)組17內(nèi)； 將蓄冷槽保溫殼體19、蓄冷介質(zhì)20、蓄冷蒸發(fā)器21設(shè)置在蓄冷槽18內(nèi)；所述上位機(jī)組16、 下位機(jī)組17與蓄冷槽18是分體設(shè)置的，上位機(jī)組16與下位機(jī)組17通過氣體連接管10和液 體連接管11連接，下位機(jī)組17與蓄冷槽18通過蓄冷支路氣體連接管22和蓄冷支路液體連 接管23連接；上位機(jī)組16與下位機(jī)組17之間存在高差，上位機(jī)組16與蓄冷槽18之間存在 高差。
所述蒸發(fā)器4為滿液式蒸發(fā)器或水箱式蒸發(fā)器。所述冷凝器2為風(fēng)冷式冷凝器、蒸發(fā)式 冷凝器或風(fēng)冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器的組合。所述熱管氣體閥5、制冷氣體閥6、熱管液體 閥7、蓄冷液體閥8、蒸發(fā)器液體閥9為電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組合； 所述熱管氣體閥5和制冷氣體閥6可以合并為一只三通闊，所述三通閥為電磁式、電動(dòng)式或 自力式三通閥。所述節(jié)流裝置3為浮球閥、電子膨脹閥、孔板、毛細(xì)管或是這些節(jié)流裝置的 組合。
該機(jī)組可以通過控制熱管氣體閥5，制冷閥門6，熱管液體閥7，蓄冷液體閥8、蒸發(fā)器 液體閥9的開度，實(shí)現(xiàn)蒸汽壓縮式制冷、冷媒自然循環(huán)制冷、冷媒蓄冷自然循環(huán)的各種組合 形式，充分利用fi然冷源達(dá)到制冷目的。具體可實(shí)現(xiàn)功能如下-
1) 、如圖2所示，當(dāng)打開制冷閥門6和蒸發(fā)器液體閥9，關(guān)閉熱管氣體閥5、熱管液體閥 7和蓄冷液體閥8，該系統(tǒng)僅進(jìn)行蒸汽壓縮式制冷。該功能使得機(jī)組在夏季正常制冷。
2) 、如圖3所示，當(dāng)打開制冷閥門6和蓄冷液體閥8，關(guān)閉熱管氣體闊5、熱管液體閥7 和蒸發(fā)器液體閥9，該系統(tǒng)僅進(jìn)行蒸汽壓縮式蓄冷。該功能使得機(jī)組能夠充分利用負(fù)荷的晝 夜變化以及峰谷電價(jià)，在夜間進(jìn)行蓄存冷量白天釋放冷量，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，減小裝機(jī)負(fù) 荷。
3) 、如圖4所示，當(dāng)打開熱管氣體閥5、熱管液體閥7和蒸發(fā)器液體閥9，關(guān)閉制冷閥門 6和蓄冷液體閥8時(shí)，該系統(tǒng)僅進(jìn)行冷媒自然循環(huán)制冷。該功能使得機(jī)組能夠在冬季和過渡 季充分利用室外空氣冷源，高效、可靠地制取冷水。
4) 、如圖5所示，當(dāng)打開熱管氣體閥5、熱管液體閥7和蓄冷液體閥8，關(guān)閉制冷閥門6 和蒸發(fā)器液體閥9時(shí)，該系統(tǒng)僅進(jìn)行冷媒自然循環(huán)蓄冷。該功能使得機(jī)組能夠在冬天儲(chǔ)存冷 量，夏天取出冷量，實(shí)現(xiàn)冷量的跨季節(jié)使用。
5) 、當(dāng)打開制冷閥門6、蓄冷液體閥8和蒸發(fā)器液體閥9，關(guān)閉熱管氣體閥5和熱管液體 閥7，該系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行蒸汽壓縮式制冷和蓄冷；
6) 、當(dāng)打開熱管氣體閥5、熱管液體闊7、蓄冷氣體閥8和蒸發(fā)器液體閥9，關(guān)閉制冷閥 門6時(shí)，該系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行冷媒自然循環(huán)制冷和冷媒自然循環(huán)蓄冷。該功能使得機(jī)組可根據(jù)負(fù) 荷以及自然供冷能力在一天中的變化，在晚上自然循環(huán)供冷具有盈余，白天自然循環(huán)供冷不 足的情況下，實(shí)現(xiàn)自然冷量的轉(zhuǎn)移，保證在過渡節(jié)和冬季充分利用自然冷源。
權(quán)利要求
1、一種帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，包括壓縮機(jī)(1)、冷凝器(2)、蒸發(fā)器(4)、液體連接管(11)、節(jié)流裝置(3)和氣體連接管(10)，由壓縮機(jī)(1)、液體連接管(11)、冷凝器(2)、節(jié)流裝置(3)、蒸發(fā)器(4)和氣體連接管(10)順次連接構(gòu)成蒸氣壓縮式制冷循環(huán)回路，其特征在于在節(jié)流裝置(3)兩端并聯(lián)熱管液體閥(7)，在壓縮機(jī)(1)的吸氣口與蒸發(fā)器(4)出口之間的壓縮機(jī)吸氣管(12)上設(shè)置制冷氣體閥(6)，在壓縮機(jī)(1)排氣管與蒸發(fā)器(4)出口之間的熱管支路(13)上設(shè)置熱管氣體閥(5)，在蒸發(fā)器進(jìn)口設(shè)置蒸發(fā)器液體閥(9)，蓄冷支路氣體連接管(22)與壓縮機(jī)吸氣管(12)和熱管支路(13)相連，蓄冷支路液體連接管(23)與蒸發(fā)器液體閥(9)進(jìn)口相連，在蓄冷支路液體連接管(23)上設(shè)置蓄冷液體閥(8)，蓄冷槽(18)與蓄冷支路氣體連接管(22)和蓄冷支路液體連接管(23)相連，所述蓄冷槽(18)包括蓄冷槽保溫殼體(19)、蓄冷介質(zhì)(20)和蓄冷蒸發(fā)器(21)；蓄冷槽(18)、蓄冷支路氣體連接管(22)、熱管氣體閥(5)、氣體連接管(10)、冷凝器(2)、液體連接管(11)、熱管液體閥(7)、蓄冷液體閥(8)和蓄冷支路液體連接管(23)順次構(gòu)成冷媒蓄冷自然循環(huán)回路。
2、 根據(jù)權(quán)利l所述帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，將冷凝器(2)設(shè)置在 上位機(jī)組(16)內(nèi)；將壓縮機(jī)(1)、節(jié)流裝置(3)、蒸發(fā)器(4)、熱管氣體閥(5)、制冷閥 門(6)、熱管液體閥(7)、蓄冷液體閥(8)、蒸發(fā)器液體閥(9)設(shè)置在下位機(jī)組(17)內(nèi)； 將蓄冷槽保溫殼體(19)、蓄冷介質(zhì)(20)、蓄冷蒸發(fā)器(21)設(shè)置在蓄冷槽(18)內(nèi)；所述 上位機(jī)組(16)、下位機(jī)組(17)與蓄冷槽(18)是分體設(shè)置的，上位機(jī)組(16)與下位機(jī)組(17)通過氣體連接管(10)和液體連接管(11)連接，下位機(jī)組(17)與蓄冷槽(18)通 過蓄冷支路氣體連接管(22)和蓄冷支路液體連接管(23)連接；上位機(jī)組(16)與下位機(jī) 組(17)之間存在高差，上位機(jī)組(16)與蓄冷槽(18)之間存在高差。
3、 根據(jù)權(quán)利l所述帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，其特征在于所述蒸發(fā) 器(4)為滿液式蒸發(fā)器或水箱式蒸發(fā)器。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，其特征在于冷凝器(2) 為風(fēng)冷式冷凝器、蒸發(fā)式冷凝器，或風(fēng)冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器的組合。
5、 根據(jù)權(quán)利l所述帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，其特征在于所述熱管 氣體閥(5)、制冷氣體閥(6)、熱管液體閥(7)、蓄冷液體閥(8)、蒸發(fā)器液體閥(9)為電 磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組合；所述熱管氣體閥(5)和制冷氣體閥(6) 合并為一只三通閥，所述三通闊為電磁式、電動(dòng)式或自力式三通閥。
6、 根據(jù)權(quán)利l所述帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，其特征在于所述節(jié)流 裝置(3)為浮球閥、電子膨脹閥、孔板、毛細(xì)管或是這些節(jié)流裝置的組合。
全文摘要
帶自然冷卻和蓄冷功能的全年供冷冷水機(jī)組，由壓縮機(jī)、氣體連接管、冷凝器、液體連接管、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器構(gòu)成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)；通過開啟熱管支路上的熱管氣體閥、與節(jié)流裝置并聯(lián)的熱管液體閥和蒸發(fā)器上的蒸發(fā)器液體閥，使蒸發(fā)器、氣體連接管、冷凝器和液體連接管順次連接構(gòu)成冷媒自然循環(huán)回路；通過開啟熱管氣體閥、熱管液體閥和蓄冷液體閥，使氣體連接管、冷凝器、液體連接管和蓄冷槽順次連接構(gòu)成冷媒蓄冷自然循環(huán)回路。該機(jī)組采用分體結(jié)構(gòu)，保留了冷水機(jī)組夏季制取空調(diào)冷水的功能，同時(shí)在過渡季和冬季充分利用室外空氣的自然冷能制取冷水并進(jìn)行蓄冷，為建筑內(nèi)區(qū)或高發(fā)熱區(qū)域全年供冷的區(qū)域提供冷水，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效節(jié)能的突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B39/04GK101520218SQ200910131509
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者張曉靈, 李先庭, 雙 熊, 王寶龍, 石文星, 邵曉亮, 韓宗偉, 韓林俊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)