專利名稱：多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的空調(diào)用多機(jī)壓縮冷(熱)水機(jī)組，由于受早期設(shè)計(jì)理念的限制，都 設(shè)計(jì)成單蒸發(fā)器單壓蒸發(fā)系統(tǒng)以簡化其結(jié)構(gòu)及降低成本。其系統(tǒng)原理圖如圖3所示， 其工作過程主要為(為敘述方便省略了輔助部件并以制冷過程為例)制冷劑在蒸發(fā)器 內(nèi)蒸發(fā)成蒸汽，蒸發(fā)時(shí)吸收汽化潛熱(產(chǎn)生了冷量)而將盤管外的冷水溫度降 低產(chǎn)生低溫冷水。為了使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程(制冷過程)能持續(xù)不斷進(jìn)行下去， 需不斷補(bǔ)充制冷劑液體并排走蒸發(fā)器內(nèi)所產(chǎn)生的蒸汽。多個(gè)并聯(lián)的壓縮機(jī)(吸 汽口及排汽口都并聯(lián)連接)從蒸發(fā)器中吸走制冷劑蒸汽并將其壓縮而變成了高 溫高壓的制冷劑蒸汽；高溫高壓的制冷劑蒸汽從壓縮機(jī)的排汽口排出沿制冷劑 管流向冷凝器。在冷凝器中，制冷劑蒸汽在高壓下被冷卻放出熱量，又變成了 制冷劑液體以供蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷用。由于蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力成正比，為了得 到冷水所需的低蒸發(fā)溫度，需用節(jié)流裝置對(duì)制冷劑液體節(jié)流降壓以產(chǎn)生低壓； 降壓后的制冷劑液體又重新流入蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷，如此就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)制冷循 環(huán)。只要壓縮機(jī)不停止工作，這種制冷循環(huán)就會(huì)一直進(jìn)行下去。
這種冷(熱)水機(jī)組的缺點(diǎn)在于(1)雖然在冷(熱)水流過蒸發(fā)器的過 程中水溫是逐步下降(上升)的，但由于制冷系統(tǒng)只有一個(gè)蒸發(fā)器，因而這個(gè)蒸 發(fā)壓力只能由溫度最低(高)的蒸發(fā)器出口水溫決定，制冷循環(huán)中無法利用冷水 降溫過程中前端的相對(duì)高溫，根據(jù)制冷原理，蒸發(fā)溫度(壓力)越低，制冷效率 就越低；表示其制冷效率與蒸發(fā)溫度間關(guān)系的等效卡諾循環(huán)示意圖見圖5; (2) 由于單蒸發(fā)器冷(熱)水機(jī)組蒸發(fā)壓力下降時(shí)效率降低很快，限制了低溫冷水 和大溫差(大的機(jī)組冷水進(jìn)出口溫差)技術(shù)的利用。提高供回水溫差對(duì)提高空 調(diào)系統(tǒng)能量利用效率有很大的潛力，降低冷水溫出水度對(duì)空調(diào)系統(tǒng)除濕性能有 很大的影響，而除濕效率的提高也可顯著提高空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程中的能量 利用效率；(3)制冷過程中，單蒸發(fā)器冷水進(jìn)出口溫差大，出口水溫在冰點(diǎn)附 近時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)易產(chǎn)生因換熱死角而導(dǎo)致局部過冷結(jié)冰，損壞機(jī)組。
3實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能降耗的多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水 機(jī)組。
本實(shí)用新型包括它包括冷凝器、兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器冷水進(jìn) 水管、蒸發(fā)器冷水出水管、制冷劑管，其特征在于它還包括與壓縮機(jī)數(shù)量相 同的蒸發(fā)單元以及與壓縮機(jī)數(shù)量相同的節(jié)流閥，由多個(gè)節(jié)流閥、多個(gè)蒸發(fā)單元、 多個(gè)壓縮機(jī)依序連接后與一個(gè)冷凝器連接組成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)；多個(gè)蒸發(fā)單元沿 水流方向串聯(lián)連接組合成蒸發(fā)器，前一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水出口連接后一個(gè)蒸發(fā) 單元的冷水進(jìn)水口，如此依序串聯(lián)連接構(gòu)成組合式蒸發(fā)器，蒸發(fā)器冷水進(jìn)水管 從蒸發(fā)器的一側(cè)接入，蒸發(fā)器冷水出水管從蒸發(fā)器的另一側(cè)導(dǎo)出。
本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)(1)由于對(duì)每臺(tái)壓縮機(jī)設(shè)置了獨(dú)立的蒸發(fā)單元 并將蒸發(fā)單元按水流方向順序排列，蒸發(fā)單元兩端不封閉，機(jī)組運(yùn)行時(shí)各蒸發(fā) 單元內(nèi)的的制冷劑液體可在不同的壓力下進(jìn)行蒸發(fā)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)器進(jìn)出口 水溫存在溫差，各級(jí)蒸發(fā)單元的蒸發(fā)溫度是逐步下降而不是由蒸發(fā)器出口水溫 決定，因而提高了機(jī)組的平均蒸發(fā)溫度，提高了機(jī)組的能效比。(2)可更安全 更高效地產(chǎn)生更低溫度的冷水，減緩了因機(jī)組冷(熱)水出口溫度下降(或升 高)而引起的效率降低，提高機(jī)組的綜合能效比。更低溫的冷水冷源在空調(diào)系
統(tǒng)的空氣處理過程中有更高的除濕效率及更大的節(jié)能潛力。(3)可更高效地實(shí)
現(xiàn)大溫差供回水，而大溫差冷源有利于中央空調(diào)系統(tǒng)高效地實(shí)現(xiàn)空調(diào)負(fù)荷的"分
質(zhì)"處理，這是以前的空調(diào)系統(tǒng)中是難以實(shí)現(xiàn)的。(4)蒸發(fā)單元可按蒸發(fā)量范
圍分成有限的幾個(gè)系列，同系列不同蒸發(fā)量的蒸發(fā)單元采取標(biāo)準(zhǔn)接口，不同壓 縮機(jī)所匹配的蒸發(fā)單元只是厚度(長度)不同，因而可方便地組合成任意所需
的蒸發(fā)器；(5)組裝式蒸發(fā)器更便于維修，更換和內(nèi)部清洗；(6)由蒸發(fā)單元 組合成的蒸發(fā)器有利于蒸發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)化流水線生產(chǎn)以降低成本。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中蒸發(fā)單元構(gòu)成的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為現(xiàn)在技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的制冷效率與蒸發(fā)溫度間關(guān)系的等效卡諾循環(huán)示意圖。 圖5為5見有技術(shù)的制冷效率與蒸發(fā)溫度間關(guān)系的等效卡諾循環(huán)示意圖。標(biāo)號(hào)說明l壓縮機(jī)、2冷凝器、3節(jié)流閥；4蒸發(fā)器；5蒸發(fā)器冷水進(jìn)水 管、6蒸發(fā)器冷水出水管；7制冷劑管、8蒸發(fā)單元、81蒸發(fā)盤管、82外殼、 83法蘭、9蒸發(fā)器端蓋、10、蒸發(fā)器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括冷凝器2、兩個(gè)或兩個(gè)以上的壓縮機(jī)l、蒸發(fā) 器冷水進(jìn)水管5、蒸發(fā)器冷水出水管6、制冷劑管7、與壓縮機(jī)數(shù)量相同的蒸發(fā) 單元8以及與壓縮機(jī)數(shù)量相同的節(jié)流閥3，由一個(gè)壓縮機(jī)與一個(gè)蒸發(fā)單元和一個(gè) 節(jié)流閥依序連接組成一個(gè)單元，多個(gè)單元之間并聯(lián)排列后與一個(gè)冷凝器串聯(lián)連 接組成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。
多個(gè)蒸發(fā)單元沿水流方向串聯(lián)連接組合成蒸發(fā)器，前一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水
出口連接后一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水進(jìn)口 ，如此依序連接構(gòu)成串聯(lián)組合的蒸發(fā)器8 。 蒸發(fā)器冷水進(jìn)水管5從蒸發(fā)器的一側(cè)接入，蒸發(fā)器冷水出水管6從蒸發(fā)器的另 一側(cè)導(dǎo)出。由于對(duì)每臺(tái)壓縮機(jī)設(shè)置了獨(dú)立蒸發(fā)單元，并將蒸發(fā)單元按水流方向 順序排列，蒸發(fā)單元兩端不封閉，機(jī)組運(yùn)行時(shí)各單元式蒸發(fā)可在不同的壓力下 進(jìn)行。機(jī)組運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)器進(jìn)出口水溫存在溫差，各級(jí)蒸發(fā)單元的蒸發(fā)溫度是逐 步下降而不是由蒸發(fā)器出口水溫決定，因而提高了機(jī)組的平均蒸發(fā)溫度，提高 了機(jī)組的能效比。同時(shí)可更安全更高效地產(chǎn)生更低溫度的冷水，減緩了機(jī)組冷 水出口溫度下降(或升高)而引起的效率降低，提高機(jī)組的綜合能效比。更低 溫的冷水冷源在空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理過程中有更高的除濕效率及更大的節(jié)能潛 力。
如圖2所示，蒸發(fā)單元分為蒸發(fā)盤管81與外殼82兩部分，外殼82為筒狀， 外殼內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)盤管81,兩端不封閉且設(shè)有法蘭83，蒸發(fā)器兩端設(shè)有蒸發(fā)器端 蓋9。通過設(shè)置法蘭，可以使蒸發(fā)單元兩兩連接，并使蒸發(fā)器兩端的蒸發(fā)單元與 蒸發(fā)器端蓋相連。
蒸發(fā)單元按蒸發(fā)量范圍分成有限的幾個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)的蒸發(fā)單元的接口 相同。由于不同壓縮機(jī)所匹配的蒸發(fā)單元只是厚度(長度)不同，因而可方便 地串聯(lián)組合成任意所需的蒸發(fā)器；采用組合式蒸發(fā)器更便于維修、更換和內(nèi)部 清洗；同時(shí)由蒸發(fā)單元串聯(lián)所組成的蒸發(fā)器有利于蒸發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)化流水線生產(chǎn)以 降低成本。
下面結(jié)合圖4圖5對(duì)本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。
5如圖5所示，圖中W為制冷所消耗的壓縮功；TK為冷凝器中制冷劑蒸 汽的冷凝溫度；TO蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)溫度；
即蒸發(fā)器中制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，面積越大，制冷所消耗的壓縮功也越大, 現(xiàn)有技術(shù)的制冷系統(tǒng)中只有一個(gè)蒸發(fā)器，因而這個(gè)蒸發(fā)溫度只能由溫度最低的 蒸發(fā)器出口水溫決定，制冷循環(huán)中無法利用冷水降溫過程中前端的相對(duì)高溫，所 以現(xiàn)有技術(shù)存在著不足之處。
如圖4所示，它是采用了 3組壓縮機(jī)的制冷效率與蒸發(fā)溫度間關(guān)系的等效卡諾循 環(huán)示意圖，圖中Wl第一臺(tái)壓縮機(jī)所消耗的壓縮功；W2第二臺(tái)壓縮機(jī)所消耗 的壓縮功；W3第三臺(tái)壓縮機(jī)所消耗的壓縮功；Wl、 W2下的陰影面積為本實(shí) 用新型所節(jié)約的壓縮功。
由于在第1組壓縮機(jī)所對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)單元的出口處的水溫較高，即制冷劑的 蒸發(fā)溫度高，故所消耗的壓縮功較小，依此類推，最后一組蒸發(fā)單元的出口處 的水溫最低，制冷劑的蒸發(fā)溫度低，故所消耗的壓縮功最大。機(jī)組運(yùn)行時(shí)蒸發(fā) 器進(jìn)出口水溫存在溫差，各級(jí)蒸發(fā)單元的蒸發(fā)溫度是逐步下降而不是由蒸發(fā)器 出口水溫決定，因而提高了機(jī)組的平均蒸發(fā)溫度，提高了機(jī)組的能效比，其等 效卡諾循環(huán)示意圖見圖4。在假定冷凝溫度都為4CTC，蒸發(fā)器最終出水溫度都 為7t:，蒸發(fā)器進(jìn)出口水溫差都為5'C時(shí)，各壓縮機(jī)均為同型號(hào)壓縮機(jī)前提下， 經(jīng)計(jì)算，本實(shí)用新型在理論上比現(xiàn)有的冷水機(jī)組一般可提高制冷效率5%以上， 而且蒸發(fā)器進(jìn)出口水溫差越大節(jié)能效果越好。
權(quán)利要求1、一種多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，它包括冷凝器、兩個(gè)或兩個(gè)以上的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器冷水進(jìn)水管、蒸發(fā)器冷水出水管、制冷劑管，其特征在于它還包括與壓縮機(jī)數(shù)量相同的蒸發(fā)單元以及與壓縮機(jī)數(shù)量相同的節(jié)流閥，由多個(gè)節(jié)流閥、多個(gè)蒸發(fā)單元、多個(gè)壓縮機(jī)依序連接后與一個(gè)冷凝器連接組成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)；多個(gè)蒸發(fā)單元沿水流方向串聯(lián)連接組合成蒸發(fā)器，前一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水出口管連接后一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水進(jìn)水管，如此依序連接構(gòu)成串聯(lián)的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器冷水進(jìn)水管從蒸發(fā)器的一側(cè)接入，蒸發(fā)器冷水出水管從蒸發(fā)器的另一側(cè)導(dǎo)出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，其特征在于: 由一個(gè)壓縮機(jī)與一個(gè)蒸發(fā)單元和一個(gè)節(jié)流閥依序連接組成一個(gè)單元，多個(gè)單元 之間并聯(lián)排列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，其特征在于 所述的蒸發(fā)單元分為蒸發(fā)盤管與外殼兩部分，外殼為筒狀，外殼內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)盤 管，兩端不封閉且設(shè)有法蘭。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，其特征在于 所述的蒸發(fā)器兩端設(shè)有蒸發(fā)器端蓋。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，其特征在于 所述的蒸發(fā)單元按蒸發(fā)量范圍分成有限的幾個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)的蒸發(fā)單元的接 口相同。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多機(jī)并聯(lián)分壓蒸發(fā)冷(熱)水機(jī)組，它包括冷凝器、兩個(gè)或兩個(gè)以上的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器冷水進(jìn)水管、蒸發(fā)器冷水出水管、制冷劑管，它還包括與壓縮機(jī)數(shù)量相同的蒸發(fā)單元以及與壓縮機(jī)數(shù)量相同的節(jié)流閥，所述的多個(gè)節(jié)流閥、多個(gè)蒸發(fā)單元、多個(gè)壓縮機(jī)依序連接后與一個(gè)冷凝器連接組成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)；多個(gè)蒸發(fā)單元沿水流方向并排連接組合成蒸發(fā)器，前一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水出口管連接后一個(gè)蒸發(fā)單元的冷水進(jìn)水管，如此依序連接構(gòu)成并聯(lián)的蒸發(fā)器。本實(shí)用新型具有節(jié)能降耗，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B39/02GK201392047SQ200920137840
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者吳金毅, 施孝增, 李曹縣, 鄢慶春 申請(qǐng)人:福建工程學(xué)院