專利名稱：一種冷水機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種冷水機(jī)組。
背景技術(shù)：
冷水機(jī)組為一種常見的空調(diào)冷源，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，一些應(yīng)用場合 對(duì)該類機(jī)組提出了更高的要求，要求實(shí)現(xiàn)全年運(yùn)行并且能提供足夠的冷量。這些應(yīng)用場 合主要表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)房、醫(yī)療、食品生產(chǎn)、手術(shù)室、醫(yī)藥制造、化工生產(chǎn)等場合，通常在室 外-20°C時(shí)還需要對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制冷，這就對(duì)冷水機(jī)組能否長時(shí)間在低溫下正常運(yùn)行提出了 挑戰(zhàn)。尤其對(duì)于水冷式冷水機(jī)組，其使用冷卻塔對(duì)水降溫后再冷卻制冷劑，受氣候環(huán)境的影 響較大，無法保證在室外低溫環(huán)境運(yùn)行，同時(shí)有工程比較復(fù)雜，費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
對(duì)于計(jì)算機(jī)房及數(shù)據(jù)中心這類全年需要制冷的特殊場所，如何使冷水機(jī)組保證全 年運(yùn)行并且更加節(jié)能，目前主要存在以下兩種技術(shù)手段風(fēng)冷冷水機(jī)組和乙二醇自然冷卻。 下面將簡單介紹這兩種技術(shù)手段。
1.風(fēng)冷冷水機(jī)組，風(fēng)冷冷水機(jī)組利用環(huán)境溫度下的空氣冷卻制冷劑，省去了冷卻 塔，通過改變冷凝風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制冷凝壓力，控制簡單，維護(hù)方便。但其在低環(huán)境溫度下運(yùn)行 效率較低，而且機(jī)組長期在低溫下運(yùn)行必將降低其使用壽命。
2.乙二醇自然冷卻，乙二醇自然冷卻制冷技術(shù)使用乙二醇作為載冷劑，在原風(fēng)冷 冷水機(jī)組的基礎(chǔ)上增加一套乙二醇盤管。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，用室外低溫自然冷卻乙二醇 水溶液并直接送入室內(nèi)進(jìn)行換熱；當(dāng)室外溫度較高時(shí)，運(yùn)行壓縮機(jī)制冷循環(huán)。不足之處需 要專門增加一套體積龐大的乙二醇換熱盤管，而這套盤管在一年中除了室外溫度較低(通 常為冬季)以外的大部分時(shí)間里是閑置不用的，而且對(duì)于溫暖的南方地區(qū)幾乎沒有節(jié)能 性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的冷水機(jī)組的上述節(jié)能性差缺陷， 提供一種節(jié)能性好的冷水機(jī)組。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種冷水機(jī)組，包括
載冷劑主回路，所述載冷劑主回路包括由載冷劑管線串聯(lián)的干冷器、載冷劑吸熱 換熱器、第一增壓泵、以及控制閥；
制冷劑回路，所述制冷劑回路包括由制冷劑管線串聯(lián)的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和 冷凝器；
載冷劑旁路，與所述載冷劑主回路相連，所述載冷劑旁路中設(shè)有第二增壓泵；
所述蒸發(fā)器具有制冷劑通路和載冷劑通路，所述蒸發(fā)器的載冷劑通路連入所述載 冷劑主回路中；
所述冷凝器具有制冷劑通路和載冷劑通路，所述冷凝器的載冷劑通路連入所述載 冷劑旁路中；
控制模塊，用于控制所述冷水機(jī)組運(yùn)行；
所述冷水機(jī)組至少具有一過渡季節(jié)模式，處在所述過渡季節(jié)模式時(shí)，所述制冷劑 回路運(yùn)行，所述載冷劑旁路運(yùn)行，由所述載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑的一部分經(jīng)過載 冷劑旁路然后與另一部分載冷劑混合，混合后的載冷劑再經(jīng)干冷器、蒸發(fā)器流回載冷劑吸 熱換熱器。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組包括用于獲取所述冷凝器的冷凝溫度 的第一溫度傳感器，處于過渡季節(jié)模式時(shí)，所述載冷劑旁路的載冷劑流量根據(jù)所述冷凝溫 度調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，處于過渡季節(jié)模式時(shí)，所述壓縮機(jī)的輸出百分比根 據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組還具有一冬季模式，處在所述冬季模 式時(shí)，所述制冷劑回路停止運(yùn)行，所述載冷劑旁路停止運(yùn)行，載冷劑在所述載冷劑主回路中 循環(huán)。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第 二溫度傳感器，以及用于獲取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器 入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式和冬季模式之 間切換。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于等 于5度且小于等于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至過渡季節(jié)模式；當(dāng)干冷器入口溫度和室外 環(huán)境溫度的溫度差大于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至冬季模式。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述干冷器包括散熱風(fēng)機(jī)，所述散熱風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng) 機(jī)，處于冬季模式時(shí)，所述散熱風(fēng)機(jī)的輸出百分比根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的 溫度差調(diào)節(jié)
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組還具有一夏季模式，處在所述夏季模 式時(shí)，所述制冷劑回路運(yùn)行，所述載冷劑主回路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制 下與所述干冷器構(gòu)成第一載冷劑次回路，由所述干冷器流出的載冷劑經(jīng)所述蒸發(fā)器之后流 回干冷器，所述載冷劑吸熱換熱器和所述蒸發(fā)器構(gòu)成第二載冷劑次回路，由所述載冷劑吸 熱換熱器流出的載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器流回載冷劑吸熱換熱器。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第 二溫度傳感器，以及用于獲取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器 入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式和夏季模式之 間切換。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于等 于5度且小于等于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至過渡季節(jié)模式；當(dāng)干冷器入口溫度和室外 環(huán)境溫度的溫度差小于5度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至夏季模式。
在本發(fā)明所述的冷水機(jī)組中，所述冷水機(jī)組還具有冬季模式和夏季模式，
處在所述冬季模式時(shí)，所述制冷劑回路停止運(yùn)行，所述載冷劑旁路停止運(yùn)行，載冷 劑在所述載冷劑主回路中循環(huán)；
處在所述夏季模式時(shí)，所述制冷劑回路運(yùn)行，所述載冷劑主回路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述干冷器構(gòu)成第一載冷劑次回路，由所述干冷器流出的載 冷劑經(jīng)所述蒸發(fā)器之后流回干冷器，所述載冷劑吸熱換熱器和所述蒸發(fā)器構(gòu)成第二載冷劑 次回路，由所述載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器流回載冷劑吸熱換熱器；
所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用于獲取 室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫 度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式、冬季模式和夏季模式之間切換。
實(shí)施本發(fā)明的冷水機(jī)組，具有以下有益效果本發(fā)明的冷水機(jī)組能夠充分利用室 外環(huán)境作為冷源，可以減少壓縮機(jī)的輸出，具有良好的節(jié)能效果，能夠滿足常年制冷的要 求。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是本發(fā)明的冷水機(jī)組的第一實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖2是本發(fā)明的冷水機(jī)組的第一實(shí)施例運(yùn)行在冬季模式時(shí)的系統(tǒng)原理圖3是本發(fā)明的冷水機(jī)組的第一實(shí)施例運(yùn)行在過渡季節(jié)模式時(shí)的系統(tǒng)原理圖4是本發(fā)明的冷水機(jī)組的第一實(shí)施例運(yùn)行在夏季模式時(shí)的系統(tǒng)原理圖5是本發(fā)明的冷水機(jī)組的第二實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的冷水機(jī)組適于計(jì)算機(jī)房、醫(yī)療、食品生產(chǎn)、手術(shù)室、醫(yī)藥制造、化工生產(chǎn)等 各種應(yīng)用場合。本發(fā)明的冷水機(jī)組包括一載冷劑主回路和一制冷劑回路，其中載冷劑主回 路包括由載冷劑管線串聯(lián)的干冷器、載冷劑吸熱換熱器、第一增壓泵、以及若干控制閥；制 冷劑回路則包括由制冷劑管線串聯(lián)的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器，其中蒸發(fā)器和冷凝 器為雙進(jìn)雙出的換熱器，其各自都包括一制冷劑通道和一載冷劑通道，當(dāng)制冷劑和載冷劑 在其中流動(dòng)時(shí)，可以進(jìn)行熱交換，其中，在蒸發(fā)器中，制冷劑膨脹吸熱可以對(duì)載冷劑進(jìn)行冷 卻，在冷凝器中，制冷劑則可以由載冷劑進(jìn)行冷卻，干冷器則利用外部環(huán)境對(duì)載冷劑進(jìn)行冷 卻。本發(fā)明的冷水機(jī)組還包括一載冷劑旁路，制冷劑回路的冷凝器的載冷劑通路連入到該 載冷劑旁路中，該載冷劑旁路中還設(shè)有第二增壓泵，載冷劑旁路與載冷劑主回路相連，通過 管線、若干控制閥、以及冷水機(jī)組控制模塊的配合，使得該冷水機(jī)組系統(tǒng)至少具有過渡季節(jié) 模式。
當(dāng)處于過渡季節(jié)模式時(shí)，制冷劑回路也處于運(yùn)行狀態(tài)，載冷劑旁路開啟，由載冷劑 吸熱換熱器流出的載冷劑中的一部分先經(jīng)過載冷劑旁路然后與另一部分載冷劑混合，經(jīng)過 載冷劑旁路的那部分載冷劑在冷凝器中與高溫的制冷劑進(jìn)行熱交換，吸熱后溫度升高，該 部分載冷劑與另一部分載冷劑混合后，使載冷劑的整體溫度升高，一方面，調(diào)高了干冷器入 口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差，提高干冷器的換熱量，另一方面由于載冷劑對(duì)蒸發(fā)器中 的制冷劑進(jìn)行冷卻，可以提高制冷劑回路壓縮機(jī)的效率，減小壓縮機(jī)的輸出，此模式通過利 用載冷劑循環(huán)和制冷劑循環(huán)的雙重?fù)Q熱，有效的降低了壓縮機(jī)的輸出，提高了節(jié)能性。
該冷水機(jī)組還可以具有一冬季模式時(shí)，處于冬季模式時(shí)，由于室外環(huán)境溫度比較 低，干冷器入口溫度和室外環(huán)境的溫度差比較大，可以利用室外環(huán)境直接對(duì)載冷劑進(jìn)行冷卻，此時(shí)制冷劑回路停止工作，載冷劑旁路停止運(yùn)行，載冷劑在載冷劑主回路中循環(huán)，由載 冷劑吸熱換熱器流出的溫度較高的載冷劑通過管線流入到干冷器中，在干冷器中被冷風(fēng)冷 卻后溫度降低，然后回流入載冷劑吸熱換熱器與室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行熱交換，帶走室內(nèi)環(huán)境的熱 量，使室內(nèi)溫度降低。干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差越大，熱交換的量的就越 大，制冷效果越明顯。該模式完全利用外部環(huán)境制冷，制冷劑回路停止運(yùn)行，節(jié)能效果明顯。
該冷水機(jī)組還可以具有一夏季模式時(shí)，處于夏季模式時(shí)，此時(shí)室外環(huán)境溫度較高， 干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差較小，此時(shí)，載冷劑主回路斷開，載冷劑旁路在控 制閥的控制下與干冷器構(gòu)成第一載冷劑次回路，部分載冷劑在該第一載冷劑次回路中循 環(huán)，用于對(duì)冷凝器中的制冷劑進(jìn)行冷卻，以此降低冷凝溫度和冷凝壓力，減小壓縮機(jī)的輸 出；載冷劑吸熱換熱器和蒸發(fā)器則構(gòu)成第二載冷劑次回路，由載冷劑吸熱換熱器流出的載 冷劑經(jīng)蒸發(fā)器的載冷劑通道被制冷劑冷卻后回流至載冷劑吸熱換熱器。如果載冷劑吸熱散 熱器的負(fù)荷上升，導(dǎo)致干冷器入口溫度與室外環(huán)境溫度的溫度差過高，當(dāng)達(dá)到切換條件時(shí)， 則冷水機(jī)組會(huì)切換至過渡季節(jié)模式運(yùn)行。
需要理解的是，本發(fā)明的冷水機(jī)組可以根據(jù)需要，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的室外溫度，可以 只具有一個(gè)過渡季節(jié)模式，也可以具有過渡季節(jié)模式和冬季模式，或者具有過渡季節(jié)模式 和夏季模式，還可以具有過渡季節(jié)模式、夏季模式和冬季模式，當(dāng)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上模式 時(shí)，模式之間的切換是根據(jù)干冷器進(jìn)口溫度和室外溫度的溫度差進(jìn)行切換，當(dāng)干冷器進(jìn)口 溫度和室外溫度的溫度差達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制模塊通過控制控制閥、增壓泵、以及壓縮機(jī)等 來切換冷水機(jī)組的運(yùn)行模式。
以上對(duì)本發(fā)明的冷水機(jī)組的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，在理解上述原理和不脫離 本發(fā)明的主旨的基礎(chǔ)上可以搭建出各種冷水機(jī)組系統(tǒng)，這些都屬于本發(fā)明的冷水機(jī)組保護(hù) 的范圍。
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)過一個(gè)具體的冷水 機(jī)組的實(shí)施例詳細(xì)說明。
如圖1所示，為本發(fā)明的冷水機(jī)組的一個(gè)第一實(shí)施例。該冷水機(jī)組包括一載冷劑 主回路和一制冷劑回路，其中該載冷劑主回路可包括由載冷劑管線串聯(lián)的干冷器1、載冷劑 吸熱換熱器2、第一增壓泵31、以及控制閥；該制冷劑回路可包括由制冷劑管線301串聯(lián)的 壓縮機(jī)4、蒸發(fā)器5、膨脹閥6和冷凝器7。該冷水機(jī)組還包括一載冷劑旁路，該載冷劑旁路 與載冷劑主回路相連，載冷劑旁路中設(shè)有第二增壓泵32 ;制冷劑回路中的蒸發(fā)器5具有制 冷劑通路和載冷劑通路，蒸發(fā)器5的載冷劑通路連入載冷劑主回路中；冷凝器7也具有制冷 劑通路和載冷劑通路，冷凝器7的載冷劑通路連入載冷劑旁路中。
在載冷劑主回路中，載冷劑管線可包括連接干冷器I的干冷器入口 11和載冷劑吸 熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器出口 21的出口側(cè)載冷劑管線302、以及連接干冷器I的干 冷器出口 12和載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器入口 22的入口側(cè)載冷劑管線303。 控制閥則可包括串聯(lián)在出口側(cè)載冷劑管線302上的第一三通閥81和二通閥9，其中第一三 通閥81位于二通閥9的上游，第一三通閥81的第一接口 811和第二接口 812接入出口側(cè) 載冷劑管線302，且第一接口 811位于第二接口 812的上游；控制閥還可包括串聯(lián)在入口側(cè) 載冷劑管線303上的第二三通閥82，該第二三通閥82位于蒸發(fā)器5的上游，第二三通閥82 的第一接口 821和第二接口 822接入入口側(cè)載冷劑管線303，且第一接口 821位于第二接口 822的上游。制冷劑主回路中的第一增壓泵31和蒸發(fā)器5的載冷劑通路可接入在入口 側(cè)載冷劑管線303上，第一增壓泵31位于蒸發(fā)器5的上游。
載冷劑旁路包括載冷劑旁路管線304和連入載冷劑旁路管線304的冷凝器7的載 冷劑通路。出口側(cè)載冷劑管線302上設(shè)有第一接入點(diǎn)201和第二接入點(diǎn)202，第一接入點(diǎn) 201和第二接入點(diǎn)202可以是三通接頭，其中，第一接入點(diǎn)201位于二通閥9的下游，第二接 入點(diǎn)202位于第一三通閥81和二通閥9之間；載冷劑旁路的第一端與第一接入點(diǎn)201相連 通，第二端可通過管線305與第二接入點(diǎn)202相連通，該載冷劑旁路的第二端還與第二三通 閥82的第三接口 823相連通。在入口側(cè)載冷劑管線303上設(shè)有第三接入點(diǎn)203，第一三通 閥81的第三接口 813與第三接入點(diǎn)203通過管線306相連通，第三接入點(diǎn)203位于第二三 通閥82和蒸發(fā)器5的載冷劑通路之間，第三接入點(diǎn)203位于第一增壓泵31的上游，第二接 入點(diǎn)203可以是三通接頭。
該冷水機(jī)組可以在三種運(yùn)行模式之間切換，三種運(yùn)行模式分別為冬季模式、過渡 季節(jié)模式、夏季模式。圖2和圖4分別示出了這三種模式的示意圖，圖中箭頭示出了制冷劑 以及載冷劑在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)方向。
在本實(shí)施例中，三種模式的切換是根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差 的大小進(jìn)行切換的。為了使冷水機(jī)組能夠自動(dòng)切換運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步，冷水機(jī)組還可包括用 于控制冷水機(jī)組運(yùn)行的控制模塊，控制模塊可以常用的控制模塊，例如微處理器、單片機(jī)、 可編程控制器件等等，第一三通閥81、第二三通閥82、以及所述二通閥9為電控閥，可由控 制模塊控制。該冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用于獲 取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別與控制模塊電 連接，控制模塊根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制該冷水機(jī)組在冬季模 式、過渡季節(jié)模式和夏季模式之間切換。
如圖2所示，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于15度時(shí)，控制模塊 將冷水機(jī)組切換至冬季模式，此時(shí)，制冷劑回路停止運(yùn)行，壓縮機(jī)4停機(jī)，載冷劑旁路中的 第二增壓泵32停機(jī)從而使載冷劑旁路停止運(yùn)行，第一三通閥81的第一接口 811和第二接 口 812導(dǎo)通，第一三通閥81的第三接口 813關(guān)閉，第二三通閥82的第一接口 821和第二接 口 822導(dǎo)通，第二三通閥82的第三接口 823關(guān)閉，二通閥9開啟，第一增壓泵31啟動(dòng)，載冷 劑在載冷劑主回路中循環(huán)，載冷劑在載冷劑吸熱換熱器2與室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行熱交換后溫度升 高，然后沿出口側(cè)載冷劑管線302依次流過第一三通閥81和二通閥9，然后進(jìn)入到干冷器 I中，干冷器I利用室外冷風(fēng)冷卻，經(jīng)冷卻后的載冷劑沿入口側(cè)載冷劑管線303依次流過第 二三通閥82、第一增壓泵31和蒸發(fā)器5的載冷劑通道，然后流回至載冷劑吸熱換熱器2進(jìn) 行熱交換，如此持續(xù)循環(huán)。在本實(shí)施例中，干冷器I可包括一散熱風(fēng)機(jī)10，該散熱風(fēng)機(jī)10為 變頻風(fēng)機(jī)，可以是可改變輸出的交流變頻或者EC風(fēng)機(jī)，處于冬季模式時(shí)，該散熱風(fēng)機(jī)10的 輸出百分比可根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差調(diào)節(jié)，溫差增大，則可減少散 熱風(fēng)機(jī)10輸出。
如圖3所示，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于等于5度且小于等 于15度時(shí)，控制模塊將冷水機(jī)組切換至過渡季節(jié)模式，此時(shí)，制冷劑回路運(yùn)行，也即壓縮機(jī) 4開啟，第一三通閥81的第一接口 811和第二接口 812導(dǎo)通，第一三通閥81的第三接口 813 關(guān)閉，第二三通閥82的第一接口 821和第二接口 822導(dǎo)通，第二三通閥82的第三接口 823關(guān)閉，二通閥9開啟，第一增壓泵31和第二增壓泵32都啟動(dòng)。由載冷劑吸熱換熱器2流出 的載冷劑經(jīng)過第一三通閥81后分為兩部分，其中一部分由第二接入點(diǎn)202引出，并流經(jīng)管 線305進(jìn)入載冷劑旁路，該部分載冷劑進(jìn)入到冷凝器7的載冷劑通路，在冷凝器7中與高溫 高壓的制冷劑蒸汽進(jìn)行熱交換后溫度升高，該部分載冷劑在第一接入點(diǎn)201回到載冷劑主 回路，另一部分載冷劑直接通過二通閥9到第一接入點(diǎn)后與前一部分的載冷劑混合，混合 后的載冷劑再流經(jīng)干冷器1、第二三通閥82、第一增壓泵31和蒸發(fā)器5流回載冷劑吸熱換 熱器2中，載冷劑在經(jīng)過蒸發(fā)器5時(shí)被制冷劑再次冷卻。
為了提高冷水機(jī)組的效率，以及最大程度的利用室外環(huán)境，在過渡季節(jié)模式時(shí)，進(jìn) 一步，可以根據(jù)冷凝溫度來調(diào)節(jié)二通閥9的開度，該冷水機(jī)組可包括用于獲取冷凝器7的冷 凝溫度的第一溫度傳感器，此種模式時(shí)，二通閥9的開度通過冷凝溫度來調(diào)節(jié)，冷凝溫度越 高，二通閥的開度就越小，這樣進(jìn)入冷凝器7的載冷劑的量增多，冷凝壓力下降，反之則二 通閥9開度增大，由此可以把冷凝溫度和冷凝壓力調(diào)節(jié)在理想范圍，提高壓縮機(jī)4的運(yùn)行 效率。此模式下散熱風(fēng)機(jī)10輸出為100%，從而最大限度的減少壓縮機(jī)4的輸出。壓縮機(jī) 4的輸出百分比根據(jù)干冷器進(jìn)口溫度和室外環(huán)境溫度的溫差來調(diào)節(jié)，溫差增大，干冷器的換 熱量增大，則減少壓縮機(jī)的輸出。此模式通過利用制冷劑循環(huán)和載冷劑循環(huán)的雙重?fù)Q熱，有 效降低了壓縮機(jī)的輸出。
如圖4所示，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差小于5度時(shí)，控制模塊將 冷水機(jī)組切換至夏季模式，此時(shí)，第一三通閥81的第一接口 811和第三接口 813導(dǎo)通，第 一三通閥81的第二接口 812關(guān)閉，所述第二三通閥82的第一接口 821和第三接口 823導(dǎo) 通，第二三通閥82的第二接口 822關(guān)閉，二通閥9關(guān)閉；制冷劑回路運(yùn)行，載冷劑主回路被 斷開，載冷劑旁路在控制閥的控制下與干冷器I構(gòu)成第一載冷劑次回路，由干冷器I流出的 載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器5之后流回干冷器5，第一載冷劑次回路利用載冷劑對(duì)冷凝器7進(jìn)行冷卻， 載冷劑在干冷器中被室外環(huán)境冷卻，然后流入到冷凝器中對(duì)高溫高壓的制冷劑蒸氣進(jìn)行冷 卻；載冷劑吸熱換熱器2和蒸發(fā)器5構(gòu)成第二載冷劑次回路，由載冷劑吸熱換熱器2流出的 載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器5流回載冷劑吸熱換熱器2，載冷劑在蒸發(fā)器5中被冷卻后進(jìn)入載冷劑吸熱 換熱器2與室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行熱交換。在該種模式下，冷凝器7利用干冷器出口的載冷劑作為 冷源換熱，運(yùn)行壓縮機(jī)制冷循環(huán)，如果室內(nèi)負(fù)荷上升，干冷器入口溫度升高，導(dǎo)致干冷器入 口溫度與室外環(huán)境溫度的溫差大于5度，則切換到過渡季節(jié)模式。
需要理解的是第一實(shí)施例中的冷水機(jī)組也可以只運(yùn)行在過渡季節(jié)模式，或者在過 渡季節(jié)模式和冬季模式之間切換，或者在過渡季節(jié)模式和夏季模式之間切換。
如圖5所示，為本發(fā)明的冷水機(jī)組的第二實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖，該冷水機(jī)組包括 一載冷劑主回路，該載冷劑主回路包括由載冷劑管線串聯(lián)的載冷劑吸熱換熱器2、第一增壓 泵31、二通閥91、二通閥9、干冷器1、三通閥81、蒸發(fā)器5的載冷劑通道等；該冷水機(jī)組還 包括制冷劑回路，該制冷劑回路包括由制冷劑管線串聯(lián)的壓縮機(jī)4、冷凝器7、膨脹閥6、以 及蒸發(fā)器5 ;該冷水機(jī)組還包括載冷劑旁路，載冷劑旁路包括由載冷劑旁路關(guān)系串聯(lián)的冷 凝器7的載冷劑通道、第二增壓泵32，載冷劑旁路的上游連接在載冷劑主回路中二通閥91 和二通閥9之間，載冷劑旁路的下游連接在二通閥9和干冷器I之間。
該冷水機(jī)組可以具有過渡季節(jié)模式和夏季模式，圖5所示的即為該冷水機(jī)組處于 過渡季節(jié)模式時(shí)的示意圖，如圖所示，處在過渡季節(jié)模式時(shí)，三通閥81的接口 811與接口812和接口 813斷開，接口 812與接口 813導(dǎo)通，二通閥91、9開啟，二通閥92關(guān)閉，第一增 壓泵31、第二增壓泵32、以及壓縮機(jī)4開啟，由載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器出 口 21流出的載冷劑經(jīng)過第一增壓泵31、二通閥91之后分流，其中一部分載冷劑進(jìn)入載冷劑 旁路經(jīng)冷凝器7的載冷劑通路與高溫高壓的制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)過第二增壓泵 32，與經(jīng)二通閥9流過來的另一部分載冷劑混合后由干冷器I的載冷劑入口 11進(jìn)入到干冷 器I，經(jīng)干冷器I冷卻后由干冷器I的載冷劑出口 12流出，再經(jīng)三通閥81的接口 812、813 后進(jìn)入蒸發(fā)器5，經(jīng)蒸發(fā)器5冷卻后由載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器入口 22進(jìn) 入載冷劑吸熱換熱器2與室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行換熱。
處在夏季模式時(shí)，干冷器1、二通閥92、冷凝器7的載冷劑通路、第二增壓泵32構(gòu) 成第一載冷劑次回路，用于對(duì)流經(jīng)冷凝器7的制冷劑蒸氣進(jìn)行冷卻；載冷劑吸熱換熱器2、 第一增壓泵31、三通閥81、蒸發(fā)器5的載冷劑通路構(gòu)成第二載冷劑次回路，利用蒸發(fā)器5對(duì) 載冷劑進(jìn)行冷卻。此時(shí)，三通閥81接口 811和接口 813導(dǎo)通，接口 812與接口 811和接口 813斷開，二通閥91、9關(guān)閉，二通閥92開啟。
第二實(shí)施例的冷水機(jī)組的模式之間的切換與第一實(shí)施例中冷水機(jī)組的模式之間 的切換類似，不再贅述。第二實(shí)施例的冷水機(jī)組根據(jù)需要也可以運(yùn)行冬季模式。
需要理解的是，本發(fā)明的冷水機(jī)組并不局限于上述具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在理解上 述結(jié)構(gòu)和本發(fā)明的主旨的情況下，可以對(duì)上述冷水機(jī)組作出很多變形方案，這些都屬于本 發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的冷水機(jī)組的運(yùn)行模式的切換條件的干冷器入口溫度和室外環(huán)境 溫度的溫度差并不局限實(shí)施例中的具體溫度，可以根據(jù)實(shí)際情況預(yù)設(shè)。
由于本發(fā)明的冷水機(jī)組的載冷劑需要跟室外環(huán)境進(jìn)行熱交換，在冬季模式時(shí)，室 外環(huán)境溫度較低，載冷劑應(yīng)選用低凝固點(diǎn)的載冷劑，例如可以是乙二醇水溶液、鹽水、丙二 醇水溶液等等常用的低溫載冷劑。本發(fā)明中的制冷劑可以是R134a、R22、R407C、R410A等， 冷凝器可以是板式、殼管式或者套管式等冷凝器，蒸發(fā)器可以是板式、殼管式或者套管式等 蒸發(fā)器，膨脹閥可以是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者毛細(xì)管等，二通閥可以是電動(dòng)球閥、電 磁閥等電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥。
在本發(fā)明的冷水機(jī)組中，可以只有一個(gè)過渡季節(jié)模式，或者可以在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi) 集成了兩種或三種不同的制冷模式。既能直接把被室外低溫冷卻的載冷劑送入室內(nèi)進(jìn)行 換熱，又可在過渡季節(jié)利用溫度較低的載冷劑回水冷卻制冷劑，還可按照常規(guī)壓縮機(jī)制冷 原理進(jìn)行制冷。本發(fā)明的冷水機(jī)組能夠充分利用室外環(huán)境作為冷源，可以減少壓縮機(jī)的輸 出，具有良好的節(jié)能效果，能夠滿足常年制冷的要求。本冷水機(jī)組將制冷壓縮系統(tǒng)和冷凍水 系統(tǒng)集成在一起，相對(duì)于水冷冷水機(jī)組也不需要外接任何冷源設(shè)備，產(chǎn)品工程安裝簡單、靈 活。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(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)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種冷水機(jī)組，其特征在于，包括 載冷劑主回路，所述載冷劑主回路包括由載冷劑管線串聯(lián)的干冷器(I)、載冷劑吸熱換熱器(2)、第一增壓泵(31)、以及控制閥； 制冷劑回路，所述制冷劑回路包括由制冷劑管線串聯(lián)的壓縮機(jī)(4)、蒸發(fā)器(5)、膨脹閥(6)和冷凝器(7); 載冷劑旁路，與所述載冷劑主回路相連，所述載冷劑旁路中設(shè)有第二增壓泵(32); 所述蒸發(fā)器(5)具有制冷劑通路和載冷劑通路，所述蒸發(fā)器(5)的載冷劑通路連入所述載冷劑主回路中； 所述冷凝器(7)具有制冷劑通路和載冷劑通路，所述冷凝器(7)的載冷劑通路連入所述載冷劑旁路中； 控制模塊，用于控制所述冷水機(jī)組運(yùn)行； 所述冷水機(jī)組至少具有一過渡季節(jié)模式，處在所述過渡季節(jié)模式時(shí)，所述制冷劑回路運(yùn)行，所述載冷劑旁路運(yùn)行，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑的一部分經(jīng)過載冷劑旁路然后與另一部分載冷劑混合，混合后的載冷劑再經(jīng)干冷器(I)、蒸發(fā)器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組包括用于獲取所述冷凝器(7)的冷凝溫度的第一溫度傳感器，處于過渡季節(jié)模式時(shí)，所述載冷劑旁路的載冷劑流量根據(jù)所述冷凝溫度調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷水機(jī)組，其特征在于，處于過渡季節(jié)模式時(shí)，所述壓縮機(jī)(4)的輸出百分比根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組還具有一冬季模式，處在所述冬季模式時(shí)，所述制冷劑回路停止運(yùn)行，所述載冷劑旁路停止運(yùn)行，載冷劑在所述載冷劑主回路中循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用于獲取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式和冬季模式之間切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷水機(jī)組，其特征在于，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于等于5度且小于等于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至過渡季節(jié)模式；當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至冬季模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述干冷器(I)包括散熱風(fēng)機(jī)(10)，所述散熱風(fēng)機(jī)(10)為變頻風(fēng)機(jī)，處于冬季模式時(shí)，所述散熱風(fēng)機(jī)(10)的輸出百分比根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組還具有一夏季模式，處在所述夏季模式時(shí)，所述制冷劑回路運(yùn)行，所述載冷劑主回路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述干冷器(I)構(gòu)成第一載冷劑次回路，由所述干冷器(I)流出的載冷劑經(jīng)所述蒸發(fā)器(5 )之后流回干冷器(5 )，所述載冷劑吸熱換熱器(2 )和所述蒸發(fā)器(5)構(gòu)成第二載冷劑次回路，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用于獲取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式和夏季模式之間切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷水機(jī)組，其特征在于，當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差大于等于5度且小于等于15度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至過渡季節(jié)模式；當(dāng)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差小于5度時(shí)，所述冷水機(jī)組切換至夏季模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的冷水機(jī)組，其特征在于，所述冷水機(jī)組還具有冬季模式和夏季模式， 處在所述冬季模式時(shí)，所述制冷劑回路停止運(yùn)行，所述載冷劑旁路停止運(yùn)行，載冷劑在所述載冷劑主回路中循環(huán)； 處在所述夏季模式時(shí)，所述制冷劑回路運(yùn)行，所述載冷劑主回路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述干冷器(I)構(gòu)成第一載冷劑次回路，由所述干冷器(I)流出的載冷劑經(jīng)所述蒸發(fā)器(5 )之后流回干冷器(5 )，所述載冷劑吸熱換熱器(2 )和所述蒸發(fā)器(5)構(gòu)成第二載冷劑次回路，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑經(jīng)蒸發(fā)器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2); 所述冷水機(jī)組還包括用于獲取干冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用于獲取室外環(huán)境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據(jù)干冷器入口溫度和室外環(huán)境溫度的溫度差控制所述冷水機(jī)組在所述過渡季節(jié)模式、冬季模式和夏季模式之間切換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷水機(jī)組，包括由載冷劑管線串聯(lián)的干冷器、載冷劑吸熱換熱器、第一增壓泵、以及控制閥等組成的載冷劑主回路；由制冷劑管線串聯(lián)的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器等組成制冷劑回路；與載冷劑主回路相連的載冷劑旁路，該載冷劑旁路中設(shè)有第二增壓泵；控制冷水機(jī)組運(yùn)行的控制模塊；該冷水機(jī)組至少具有一過渡季節(jié)模式，處在該模式時(shí)，制冷劑回路運(yùn)行，載冷劑旁路運(yùn)行，由載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑的一部分經(jīng)過載冷劑旁路然后與另一部分載冷劑混合后再經(jīng)干冷器、蒸發(fā)器流回載冷劑吸熱換熱器。本發(fā)明的冷水機(jī)組能夠充分利用室外環(huán)境作為冷源，可以減少壓縮機(jī)的輸出，具有良好的節(jié)能效果，能夠滿足常年制冷的要求。
文檔編號(hào)F25B1/00GK103032980SQ20111029550
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者王峰, 馬臻, 任冰 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司