本發(fā)明涉及一種空調(diào)制冷系統(tǒng)，尤其涉及一種機(jī)械閃蒸式空調(diào)制冷系統(tǒng)及其工作方法，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，空調(diào)制冷領(lǐng)域廣泛采用蒸汽壓縮式水冷機(jī)組，冷水機(jī)組通過循環(huán)冷凍水需用戶端室內(nèi)空氣間接換熱，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷量損失大，機(jī)組運(yùn)行能耗高。此外，冷水機(jī)組大多采用氫氯氟烴（HCFCs）、氫氟烴（HFCs）作為制冷工質(zhì)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)常引發(fā)制冷工質(zhì)的外泄，泄露到大氣中的HCFCs在日光的作用下會(huì)自然分解并破壞臭氧層，HFCs類制冷劑雖然不會(huì)破壞臭氧層，但是其具有較高的溫室效應(yīng)潛能值（GWP）。因此，開發(fā)一種節(jié)能環(huán)保型空調(diào)制冷系統(tǒng)對我國空調(diào)制冷領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供了一種機(jī)械閃蒸式空調(diào)制冷系統(tǒng)及其工作方法。

包括水蒸氣壓縮機(jī)，冷凝器，冷卻塔，冷卻泵，汽水分離罐，真空泵，循環(huán)泵，風(fēng)機(jī)盤管，第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥、第一閃蒸罐及第二閃蒸罐；

所述第一閃蒸罐頂部設(shè)置有排汽口、底部設(shè)置有排液口、上部設(shè)置有進(jìn)液口；

所述第二閃蒸罐頂部設(shè)置有排汽口、底部設(shè)置有排液口、上部設(shè)置有進(jìn)液口；

所述冷凝器包括熱側(cè)進(jìn)口、熱側(cè)出口、冷側(cè)進(jìn)口和冷側(cè)出口；所述汽水分離罐頂部設(shè)置凝液進(jìn)口、底部設(shè)置有排液口；

所述汽水分離罐的頂部還設(shè)有不凝氣排汽口，并與所述真空泵連接；

所述第一閃蒸罐及第二閃蒸罐排汽口與水蒸氣壓縮機(jī)進(jìn)口連接，水蒸氣壓縮機(jī)出口與冷凝器熱側(cè)進(jìn)口連接，冷凝器熱側(cè)出口與汽水分離罐的凝液進(jìn)口連接，汽水分離罐的排液口通過第二節(jié)流閥與第二閃蒸罐的進(jìn)液口相連；第一閃蒸罐排液口及第二閃蒸罐的排液口均與循環(huán)泵入口連接，循環(huán)泵出口與風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)水口連接，風(fēng)機(jī)盤管的出水口與第一閃蒸罐的進(jìn)液口連接，并在此管路上安設(shè)第一節(jié)流閥；冷卻塔出口與冷卻泵進(jìn)口連接，冷卻泵出口與冷凝器的冷側(cè)進(jìn)口連接，冷凝器冷側(cè)出口與冷卻塔相連。

所述機(jī)械閃蒸式空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過程：

系統(tǒng)裝機(jī)調(diào)試完成后，首先通過真空泵將水氣分離器及所聯(lián)通的管路內(nèi)的氣體抽空，之后向系統(tǒng)內(nèi)加灌循環(huán)閃蒸介質(zhì)。

系統(tǒng)工作時(shí)，第一閃蒸罐及第二閃蒸罐內(nèi)的水在循環(huán)泵的增壓作用后進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管，并經(jīng)第一節(jié)流閥的節(jié)流作用后進(jìn)入第一閃蒸罐內(nèi)絕熱閃蒸，所得閃蒸蒸汽進(jìn)入水蒸氣壓縮機(jī)，未閃蒸的水經(jīng)閃蒸降溫后落回至第一閃蒸罐，水蒸氣壓縮機(jī)為第一閃蒸罐提供閃蒸所需低壓環(huán)境，閃蒸蒸汽經(jīng)水蒸氣壓縮機(jī)的壓縮后溫度升高，并進(jìn)入冷凝器熱側(cè)，被其冷側(cè)的循環(huán)介質(zhì)冷凝，所釋放的冷凝潛熱及部分凝水顯熱通過冷卻塔的冷卻循環(huán)釋放到外部環(huán)境；

冷凝器熱側(cè)出口的凝水進(jìn)入汽水分離罐并通過真空泵抽出不凝氣體；汽水分離器液體出口經(jīng)過第二節(jié)流閥降壓之后進(jìn)入第二閃蒸罐，第二閃蒸罐液相出口通過循環(huán)泵再次被輸送至風(fēng)機(jī)盤管并釋放冷量，釋冷升溫之后的循環(huán)水經(jīng)第一節(jié)流閥后再次進(jìn)入第一閃蒸罐內(nèi)絕熱閃蒸降溫。

優(yōu)選地：

該空調(diào)制冷系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)閃蒸介質(zhì)為水，冷卻塔冷卻回路內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)為乙二醇；與常規(guī)以氟利昂為工質(zhì)的制冷循環(huán)相比，該循環(huán)工質(zhì)沒有任何環(huán)保危害，水對臭氧層無破壞（ODP=0），并且無溫室效應(yīng)（GWP=0），環(huán)保特性顯著。此外，水作為制冷劑還具有安全、無毒、不可燃、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。此外，單位質(zhì)量水的潛熱約為常規(guī)氟利昂制冷劑的十倍以上，相同空調(diào)負(fù)荷條件下的循環(huán)量顯著下降；該空調(diào)制冷系統(tǒng)的冷卻塔冷卻回路內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)為乙二醇；與常規(guī)采用水為循環(huán)介質(zhì)的冷卻回路相比，該系統(tǒng)能適應(yīng)環(huán)境溫度低于零的場合，不會(huì)產(chǎn)生冰堵的問題。

所述水蒸氣壓縮機(jī)可選擇螺桿水蒸氣壓縮機(jī)、羅茨水蒸氣壓縮機(jī)、離心水蒸氣壓縮機(jī)、渦旋水蒸氣壓縮機(jī)、活塞水蒸氣壓縮機(jī)或其他壓縮機(jī)等；壓縮形式為單級壓縮或多級壓縮。

所述冷凝器可選擇板式換熱器、管殼式換熱器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

常規(guī)的冷水機(jī)組工作過程包括制冷劑與循環(huán)冷凍水間換熱、冷凍水與室內(nèi)空氣間換熱，冷量釋放需經(jīng)過兩級換熱；本發(fā)明工作時(shí)閃蒸所得冷凍水直接與室內(nèi)空氣換熱，冷量釋放只需要一級換熱，系統(tǒng)冷量損失小，且改善了水蒸氣壓縮機(jī)的運(yùn)行工況，降低了水蒸氣壓縮機(jī)的運(yùn)行能耗，系統(tǒng)具有較高的制冷能效系數(shù)（COP）。

本發(fā)明的系統(tǒng)在夜間低谷電價(jià)時(shí)段可通過水蒸氣壓縮機(jī)頻率調(diào)節(jié)，增大系統(tǒng)的閃蒸制冷量，并通過閃蒸罐進(jìn)行蓄冷，在高電價(jià)時(shí)段將冷量釋放，不僅實(shí)現(xiàn)了對電力資源的移峰填谷，同時(shí)減少了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

其中，1、水蒸氣壓縮機(jī)，2、冷凝器，3、冷卻塔，4、冷卻泵，5、汽水分離罐，6、真空泵，7、循環(huán)泵，8、風(fēng)機(jī)盤管，9、第一節(jié)流閥，10、第一閃蒸罐，11、第二閃蒸罐，12、閃蒸介質(zhì)，13、循環(huán)介質(zhì)，14、第二節(jié)流閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

圖1為本實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。一種機(jī)械閃蒸式空調(diào)制冷系統(tǒng)，由水蒸氣壓縮機(jī)1，冷凝器2，冷卻塔3，冷卻泵4，汽水分離罐5，真空泵6，循環(huán)泵7，風(fēng)機(jī)盤管8，第一節(jié)流閥9，第二節(jié)流閥14，第一閃蒸罐10和第二閃蒸罐11組成。

所述第一閃蒸罐10頂部的排汽口與水蒸氣壓縮機(jī)1的進(jìn)口連接，水蒸氣壓縮機(jī)1出口與冷凝器2熱側(cè)流道進(jìn)口連接，冷凝器2熱側(cè)流道出口與汽水分離罐5的頂部進(jìn)口連接，汽水分離罐5的液相出口通過第二節(jié)流閥14與第二閃蒸罐11連接；第一閃蒸罐10的排液口及第二閃蒸罐11的排液口均連接至循環(huán)泵7的入口，循環(huán)泵7的出口與風(fēng)機(jī)盤管8的進(jìn)水口連接，風(fēng)機(jī)盤管8的出水口與第一閃蒸罐10連接，并在此連接管路上安裝第一節(jié)流閥9；冷卻塔3的冷卻水出口與冷卻泵4的進(jìn)口連接，冷卻泵4出口與冷凝器2的冷側(cè)流道進(jìn)口連接，冷凝器2的冷側(cè)流道出口與冷卻塔3相連。汽水分離罐5的頂部設(shè)有不凝氣排汽口，并與所述真空泵6連接。冷卻塔3冷卻循環(huán)回路內(nèi)充罐乙二醇，機(jī)械閃蒸循環(huán)回路內(nèi)充罐純水。所述水蒸氣壓縮機(jī)1采用離心水蒸氣壓縮機(jī)，并采用兩級壓縮方式；所述冷凝器2采用板式換熱器；所述真空泵6采用水環(huán)式真空泵。

本發(fā)明的工作原理如下：

系統(tǒng)裝機(jī)調(diào)試完成后，首先通過真空泵6將汽水分離器5及所聯(lián)通的管路內(nèi)的氣體抽空，之后向系統(tǒng)內(nèi)加灌脫氣處理的純水。系統(tǒng)工作時(shí)，閃蒸罐10內(nèi)的水在循環(huán)泵7的增加作用后進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管8，并經(jīng)第一節(jié)流閥9的節(jié)流作用后進(jìn)入第一閃蒸罐10內(nèi)絕熱閃蒸汽化，所得閃蒸蒸汽進(jìn)入水蒸氣壓縮機(jī)1，未閃蒸的水經(jīng)閃蒸降溫后落回至第一閃蒸罐10，水蒸氣壓縮機(jī)1為第一閃蒸罐10及第二閃蒸罐11提供閃蒸所需低壓環(huán)境，閃蒸蒸汽經(jīng)水蒸氣壓縮機(jī)1的壓縮后溫度升高，并在冷凝器2處冷凝液化，所釋放的冷凝潛熱及部分凝水顯熱通過冷卻塔3的冷卻循環(huán)釋放到外部環(huán)境。閃蒸汽凝水之后進(jìn)入汽水分離罐5并通過真空泵6抽出不凝氣體。汽水分離器5液相出口的液體通過第二節(jié)流閥14進(jìn)入第二閃蒸罐11；第一閃蒸罐10內(nèi)低溫冷水及第二閃蒸罐11的閃蒸汽凝水通過循環(huán)泵7再次被輸送至風(fēng)機(jī)盤管8并釋放冷量，釋冷升溫之后的循環(huán)水經(jīng)第一節(jié)流閥9后再次進(jìn)入閃蒸罐10內(nèi)絕熱閃蒸降溫。

本發(fā)明通過水蒸氣壓縮機(jī)1的抽氣效應(yīng)為第一閃蒸罐10和第二閃蒸罐11提供低于閃蒸環(huán)境，水蒸氣壓縮機(jī)1每抽吸1kg的閃蒸蒸汽，就可使120kg的水由12℃降至7℃。與同冷量的氟冷式冷水機(jī)組相比，本發(fā)明可節(jié)約運(yùn)行能耗20%以上。

盡管上文結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。