專利名稱：用于空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制冷與空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)形式，例如全空氣系統(tǒng)，是將室內(nèi)熱、濕環(huán)境和空氣品質(zhì)的控制，統(tǒng)統(tǒng)由通風(fēng)來(lái)解決。采用冷盤管除濕方式，需要將空氣處理到其露點(diǎn)溫度以下，因此需要較低溫度的冷源來(lái)滿足除濕要求；而對(duì)于室內(nèi)顯熱負(fù)荷，較高溫度的冷源就能滿足其要求。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于該系統(tǒng)往往采用單一冷源方式來(lái)同時(shí)滿足室內(nèi)的熱、濕環(huán)境要求，造成能源利用上的不匹配，能量傳遞的不可逆損失較大。而且，較大的送風(fēng)量造成吹風(fēng)感等人體熱舒適問(wèn)題。為了合理有效的利用能源，必須將室內(nèi)的熱環(huán)境和濕環(huán)境、空氣品質(zhì)的控制分開(kāi)實(shí)現(xiàn)。而輻射冷卻空調(diào)系統(tǒng)是在“干工況”環(huán)境下工作的，即只要將輻射板的表面溫度控制在室內(nèi)露點(diǎn)溫度以上，這樣就可以使室內(nèi)的熱環(huán)境控制和濕環(huán)境、空氣品質(zhì)的控制被分開(kāi)，輻射冷卻系統(tǒng)負(fù)責(zé)除去室內(nèi)顯熱負(fù)荷、承擔(dān)將室內(nèi)溫度維持在舒適范圍內(nèi)的任務(wù)，通風(fēng)系統(tǒng)則負(fù)責(zé)所需新鮮空氣的輸送、室內(nèi)濕環(huán)境調(diào)節(jié)、以及污染物的稀釋和排放等任務(wù)。這一獨(dú)立控制策略，使得空調(diào)系統(tǒng)對(duì)熱、濕、新風(fēng)的處理過(guò)程有可能分別實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。對(duì)建筑物室內(nèi)環(huán)境控制的節(jié)能具有重要意義，而且使人體倍感舒適。
現(xiàn)有技術(shù)中，“冷輻射吊頂+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)(Dedicated Outdoor AirSystems)”的空調(diào)形式越來(lái)越受到行業(yè)的關(guān)注。該類系統(tǒng)在冷輻射吊頂內(nèi)采用18℃左右的中溫冷水帶走室內(nèi)顯熱負(fù)荷，在獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)中采用7℃左右的低溫冷水帶走新風(fēng)的全熱負(fù)荷和室內(nèi)潛熱負(fù)荷。不僅可以降低空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，而且可以提供非常舒適的室內(nèi)環(huán)境。但是現(xiàn)有技術(shù)中用于空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組均只能提供單一水溫的冷源，都是以制取7℃低溫冷水目標(biāo)而開(kāi)發(fā)的?，F(xiàn)有冷水機(jī)組結(jié)構(gòu)均采取中間不完全冷卻雙級(jí)壓縮循環(huán)形式，它是由低壓級(jí)壓縮機(jī)、高壓級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、高壓儲(chǔ)液器、高壓級(jí)節(jié)流閥、中間冷卻器、低壓級(jí)節(jié)流閥、低溫蒸發(fā)器構(gòu)成冷水生產(chǎn)系統(tǒng)，如圖1所示。通過(guò)低溫蒸發(fā)器獲取7℃左右低溫冷水。由于目前尚無(wú)高效的提供18℃左右中溫冷水的冷水機(jī)組，故在工程中通常采用兩種方式獲得18℃左右中溫冷水。一種方法是采用以地下水作為冷源，如果地下水溫度偏低，則將地下水與冷輻射吊頂出水混合后再送入冷輻射吊頂以保證吊頂表面溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。使用該方法存在的問(wèn)題是，由于受地下水源的局限，難以普及推廣。另一種方法是，先將冷水機(jī)組產(chǎn)出7℃左右的低溫冷水送入獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)中處理新風(fēng)，升溫后的冷水再與冷輻射吊頂?shù)某鏊旌?，再送入冷輻射吊頂。使用該方法存在的?wèn)題是，由于冷水機(jī)組需要制取7℃左右的低溫冷水，蒸發(fā)溫度低，且需要提供消除全部熱、濕負(fù)荷的制冷量，因此，機(jī)組的能效較低，而且工程施工難度大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于“冷輻射吊頂+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)”的空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組。它既能提供7℃左右的低溫冷水或冷風(fēng)、又能提供18℃左右中溫冷水，而且能效比高、施工簡(jiǎn)便、易于普及和推廣。
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)用于空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組，它是由低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液器、高壓級(jí)節(jié)流閥、中間冷卻器、低壓級(jí)節(jié)流閥、低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器和高溫蒸發(fā)器構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述中間冷卻器中設(shè)置高溫蒸發(fā)器，高溫蒸發(fā)器沉浸在經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥節(jié)流后的中溫液態(tài)制冷劑中。高溫蒸發(fā)器內(nèi)部通過(guò)中溫冷水，被中溫冷水加熱而蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑經(jīng)所設(shè)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣管并與低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣混合后進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)。中間冷卻器中未被蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑經(jīng)低壓級(jí)節(jié)流閥進(jìn)入低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器，低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器內(nèi)部通過(guò)低溫冷水或冷風(fēng)。被低溫冷水或冷風(fēng)加熱而蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣管，經(jīng)高壓級(jí)壓縮機(jī)壓縮后的高壓、高溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器中。被冷凝成高壓液態(tài)的制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器中，經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入中間冷卻器。實(shí)現(xiàn)用高溫蒸發(fā)器制取中溫冷水，用低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器制取低溫冷水或冷風(fēng)。
按照上述的技術(shù)方案，所述高溫蒸發(fā)器為冷卻盤管換熱器。
按照上述的技術(shù)方案，所述高壓級(jí)節(jié)流閥為置于中間冷卻器中的浮球式膨脹閥，以控制中間冷卻器中的液位、調(diào)節(jié)中溫冷水的換熱量。
按照上述的技術(shù)方案，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)均采用離心式制冷壓縮機(jī)。
按照上述的技術(shù)方案，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)為單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)。
按照上述的技術(shù)方案，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)為帶中間補(bǔ)氣的離心式、螺桿式、渦旋式的具有連續(xù)壓縮特征的準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)。所述蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥的出氣口直接與準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)的中間補(bǔ)氣口連接。
由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的雙溫冷水機(jī)組既能提供7℃左右的低溫冷水或冷風(fēng)、又能提供18℃左右中溫冷水。它的產(chǎn)生將會(huì)推進(jìn)“冷輻射吊頂+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)”空調(diào)系統(tǒng)的大力發(fā)展，以改善人們的生活質(zhì)量、減少電力與地下水資源的浪費(fèi)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有能效比高、施工簡(jiǎn)便、易于普及和推廣的優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)原理圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖2所示，采用的是獨(dú)立設(shè)置高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的雙溫冷水機(jī)組。雙溫冷水機(jī)組是兩級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)形式，由低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)2組成的雙級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器3、儲(chǔ)液器4、高壓級(jí)節(jié)流閥5、中間冷卻器6、低壓級(jí)節(jié)流閥7、低溫蒸發(fā)器8、高溫蒸發(fā)器9和蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥11構(gòu)成。其中高溫蒸發(fā)器9為冷卻盤管換熱器，設(shè)置在中間冷卻器6的內(nèi)部。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，高溫蒸發(fā)器9沉浸在經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥5節(jié)流后的中溫液態(tài)制冷劑中，高溫蒸發(fā)器9內(nèi)部通過(guò)中溫冷水。被中溫冷水加熱而蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑經(jīng)所設(shè)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥11進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)1的排氣管，并與低壓級(jí)壓縮機(jī)1的排氣混合后進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)2。中間冷卻器6中未被蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑經(jīng)低壓級(jí)節(jié)流閥7進(jìn)入低溫蒸發(fā)器8，吸取低溫蒸發(fā)器8另側(cè)低溫冷水的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)1被壓縮并排放至其排氣管中，與從中間冷卻器6返回的氣態(tài)制冷劑混合進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)2。經(jīng)高壓級(jí)壓縮機(jī)2壓縮后的高壓、高溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器3中，經(jīng)冷卻水入口12和冷卻水出口13形成的冷卻回路將氣態(tài)制冷劑冷凝成高壓液態(tài)制冷劑后，存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器4中，經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥5節(jié)流，進(jìn)入中間冷卻器6中。
經(jīng)過(guò)上述循環(huán)的冷水機(jī)組將由中溫冷水入口14進(jìn)入高溫蒸發(fā)器9中的水冷卻至18℃左右，再由中溫冷水出口15送至冷輻射吊頂。而由低溫冷水入口16進(jìn)入低溫蒸發(fā)器8中制得7℃左右的低溫冷水，經(jīng)低溫冷水出口17送至獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的換熱設(shè)備中。
為保證高溫蒸發(fā)器9沉浸在中間冷卻器6內(nèi)液態(tài)制冷劑中，高壓級(jí)節(jié)流閥5采用浮球式膨脹閥置于中間冷卻器6中，通過(guò)浮球閥控制中間冷卻器6中的液位，以調(diào)節(jié)中溫冷水的換熱量。
為穩(wěn)定高壓級(jí)節(jié)流閥5節(jié)流后中間冷卻器6內(nèi)制冷劑的中間溫度和/或中間壓力，所設(shè)置的蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥11可以保證工況的穩(wěn)定。
實(shí)施例二如圖3所示，在上述實(shí)施例中，所不同的是所述低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)2組成的雙級(jí)壓縮機(jī)為單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)18，可以簡(jiǎn)化冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)。蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥11的出氣管連接至低壓級(jí)壓縮機(jī)1的排氣管與高壓級(jí)壓縮機(jī)2的吸氣管之間的連接管路上。其它均與實(shí)施例一完全相同。
實(shí)施例3如圖4所示，在上述實(shí)施例一中，所不同的是所述低壓級(jí)壓縮機(jī)1和高壓級(jí)壓縮機(jī)2組成的雙級(jí)壓縮機(jī)采用的是帶中間補(bǔ)氣的離心式、螺桿式、渦旋式具有連續(xù)壓縮特征的準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)19，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化機(jī)組結(jié)構(gòu)，其蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥11的出氣管直接連接至準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)19的中間補(bǔ)氣口。其它均與實(shí)施例一完全相同。
實(shí)施例四如圖5所示，采用的是獨(dú)立設(shè)置高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的中溫冷水+低溫冷風(fēng)機(jī)組。所不同的是該機(jī)組在實(shí)施例一中的低溫蒸發(fā)器8為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器，即利用高溫蒸發(fā)器9制取中溫冷水，同時(shí)利用蒸發(fā)式空氣冷卻器8制取低溫冷風(fēng)，將制取的低溫冷風(fēng)送至獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的換熱設(shè)備中。其它均與實(shí)施例一完全相同。
權(quán)利要求1.用于空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組，它是由低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)和高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器(3)、儲(chǔ)液器(4)、高壓級(jí)節(jié)流閥(5)、中間冷卻器(6)、低壓級(jí)節(jié)流閥(7)、低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器(8)和高溫蒸發(fā)器(9)構(gòu)成，其特征在于，所述中間冷卻器(6)中設(shè)置高溫蒸發(fā)器(9)，高溫蒸發(fā)器(9)沉浸在經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥(5)節(jié)流后的中溫液態(tài)制冷劑中，高溫蒸發(fā)器(9)內(nèi)部通過(guò)中溫冷水，被中溫冷水加熱而蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑經(jīng)所設(shè)蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥(11)進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的排氣管并與低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的排氣混合后進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)，中間冷卻器(6)中未被蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑經(jīng)低壓級(jí)節(jié)流閥(7)進(jìn)入低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器(8)，低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器(8)內(nèi)部通過(guò)低溫冷水或冷風(fēng)，被低溫冷水或冷風(fēng)加熱而蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣管，經(jīng)高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)壓縮后的高壓、高溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器(3)中，被冷凝成高壓液態(tài)的制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液器(4)中，經(jīng)高壓級(jí)節(jié)流閥(5)節(jié)流后進(jìn)入中間冷卻器(6)；實(shí)現(xiàn)用高溫蒸發(fā)器(9)制取中溫冷水，用低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器(8)制取低溫冷水或冷風(fēng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙溫冷水機(jī)組，其特征在于，所述高溫蒸發(fā)器(9)為冷卻盤管換熱器。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的雙溫冷水機(jī)組，其特征在于，所述高壓級(jí)節(jié)流閥(5)為置于中間冷卻器(6)中的浮球式膨脹閥，以控制中間冷卻器(6)中的液位、調(diào)節(jié)中溫冷水的換熱量。
4.按照權(quán)利要求3所述的雙溫冷水機(jī)組，其特征在于，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)和高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)均采用離心式制冷壓縮機(jī)。
5.按照權(quán)利要求3所述的雙溫冷水機(jī)組，其特征在于，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)和高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)為單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)(18)。
6.按照權(quán)利要求3所述的雙溫冷水機(jī)組，其特征在于，所述低壓級(jí)壓縮機(jī)(1)和高壓級(jí)壓縮機(jī)(2)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)為帶中間補(bǔ)氣的離心式、螺桿式、渦旋式的具有連續(xù)壓縮特征的準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)(19)，所述蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥(11)的出氣口直接與準(zhǔn)雙級(jí)壓縮機(jī)(19)的中間補(bǔ)氣口連接。
專利摘要用于空調(diào)系統(tǒng)的雙溫冷水機(jī)組，屬于制冷與空調(diào)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它是由低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的雙級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液器、高壓級(jí)節(jié)流閥、中間冷卻器、低壓級(jí)節(jié)流閥、低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器、高溫蒸發(fā)器和蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，高溫蒸發(fā)器的內(nèi)部為中溫冷水通道的盤管換熱器，設(shè)置在中間冷卻器液態(tài)制冷劑中以制取中溫冷水。中間冷卻器中未被蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑經(jīng)低壓級(jí)節(jié)流閥進(jìn)入低溫蒸發(fā)器/蒸發(fā)式空氣冷卻器，制取低溫冷水或冷風(fēng)。本實(shí)用新型既能提供7℃左右的低溫冷水或冷風(fēng)、又能提供18℃左右中溫冷水，可為“冷輻射吊頂+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)”的空調(diào)系統(tǒng)方便地提供雙溫冷源。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有能效比高、施工簡(jiǎn)便、易于普及和推廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B1/10GK2727654SQ200420009158
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者江億, 夏建軍, 石文星, 薛志峰 申請(qǐng)人:清華大學(xué)