具有自由冷却功能的冷水机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有自由冷却功能的冷水机组，属于制冷技术，常规水冷机组未有效利用外界环境温度，系统功耗很高，本实用新型专利技术通过冷凝器的位置高于蒸发器的位置，制冷剂蒸发管路的出口端与制冷剂冷凝管路的入口端之间连接回流管路并在该回流管路上串联第一电动阀，制冷剂蒸发管路的入口端与制冷剂冷凝管路的出口端之间连接自由冷却循环管路并在该自由冷却循环管路上串联第二电动阀。夏季制冷机组与常规冷水机组一样工作；在过渡季节和冬季冷却水温低于冷冻水温时，蒸发器与冷凝器之间的冷媒压差迫使已蒸发的制冷剂从蒸发器流向冷凝器中，被冷却的液态制冷剂靠重力从冷凝器流向蒸发器，从而完成自由冷却的循环，无需压缩机运行，系统功耗低。

【技术实现步骤摘要】
具有自由冷却功能的冷水机组
本技术属于制冷技术，具体涉及一种具有自由冷却功能的冷水机组。
技术介绍
随着近年来我国经济的快速发展，人民的生活水平日益提高，空调的使用越来越普遍。水冷冷水机组广泛应用于宾馆、饭店、学校、剧院、商场、办公楼、住宅楼、医院等空调场所，也可用于核电、塑料化工、精密仪器等工艺冷却过程。由此可见其可靠性显得十分重要而又关键。一年四季均要运行的水冷冷水机组，经常会因为气候条件等因素造成冷却水水温低，机组冷启动时系统高压压力上不去，压缩机高低压侧建立不起足够的高低压差，从而导致压缩机无法加载、压缩机供油不足等情况的出现，容易导致压缩机因润滑、冷却不足而受到严重损坏。现有的技术解决方案是在制冷冷水机组冷却水路上增加水量调节阀，通过调节进入冷凝器的冷却水量维持机组高压，从而制取低温冷冻水来给室内空气降温，但压缩机连续运行，电能消耗很大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有水冷机组在室外气温低于冷冻水温时机组仍需要压缩机高功率运行，无法利用自然空气的冷量，系统功耗很高的缺陷，提供一种结构简单，使用方便的具有自由冷却功能的冷水机组。为达到上述目的，本技术的具有自由冷却功能的冷水机组，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，所述的冷凝器具有用于热量交换的制冷剂冷凝管路及冷却水管路，所述蒸发器具有用于热量交换的制冷剂蒸发管路及冷冻水管路，所述压缩机的出口连接所述制冷剂冷凝管路的入口端，所述节流装置连接在所述制冷剂冷凝管路的出口端与制冷剂蒸发管路的入口端之间，所述制冷剂蒸发管路的出口端连接所述压缩机的进口，其特征是：所述冷凝器的位置高于所述蒸发器的位置，所述制冷剂蒸发管路的出口端与制冷剂冷凝管路的入口端之间连接回流管路并在该回流管路上串联第一电动阀，所述制冷剂蒸发管路的入口端与制冷剂冷凝管路的出口端之间连接自由冷却循环管路并在该自由冷却循环管路上串联第二电动阀。作为优选技术手段：所述的节流装置串联一电磁阀且所述电磁阀串联在所述的节流装置与所述制冷剂冷凝管路的出口端之间，所述串联的节流装置、电磁阀与所述的第二电动阀并联。作为优选技术手段：所述冷却水管路的进水路径上设用于检测冷却水进水温度的第一温度传感器，所述冷冻水管路的出水路径上设用于检测冷冻水出水水温的第二温度传感器；所述冷却水管路中的冷却水进水温度高于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，控制制冷剂依次流经所述压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，最后流回压缩机；所述冷却水管路中的冷却水进水温度低于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，控制制冷剂依次流经所述蒸发器、第一电动阀、冷凝器、第二电动阀，最后流回压蒸发器。作为优选技术手段：所述冷却水管路中的冷却水进水温度高于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，开启所述压缩机、电磁阀，关闭所述第一电动阀、第二电动阀；所述冷却水管路中的冷却水进水温度低于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，关闭所述压缩机、电磁阀，开启所述第一电动阀、第二电动阀。本技术的有益效果是：它与常规冷水机组最大的区别在于它带有独特的自由冷却功能，夏季时跟常规冷水机组一样，开启压缩机，制冷剂压缩制冷，自由冷却功能不启用；在过渡季节和冬季室外环境温度低时，若流过冷却塔（冷凝器的冷却水管路连接冷却塔而在冷凝器与冷却塔之间循环）的冷却水进水温度低于蒸发器的冷冻水出水温度，则制冷剂在蒸发器中的压强高于其在冷凝器中的压强，此压强差迫使已蒸发的制冷剂从蒸发器流向冷凝器中，被冷却的液态制冷剂靠重力从冷凝器流向蒸发器，从而完成自由冷却的循环。无需压缩机运行，而是利用自然空气的冷量，系统功耗低。附图说明图1为本技术具有自由冷却功能的冷水机组的原理图；图中标号说明：1-压缩机，2-冷凝器，3-第一电动阀，4-蒸发器，5-节流装置，6-第二电动阀，7-电磁阀8-第一温度传感器，9-第二温度传感器。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术做进一步说明。图1是本技术的具有自由冷却功能的冷水机组的一个较佳实施例的原理图，该图所示的冷水机组，包括压缩机1、冷凝器2、节流装置5、蒸发器4，冷凝器2具有用于热量交换的制冷剂冷凝管路及冷却水管路，蒸发器4具有用于热量交换的制冷剂蒸发管路及冷冻水管路，压缩机的出口连接制冷剂冷凝管路的入口端，节流装置连接在制冷剂冷凝管路的出口端与制冷剂蒸发管路的入口端之间，制冷剂蒸发管路的出口端连接压缩机的进口，冷凝器的位置高于蒸发器的位置，制冷剂蒸发管路的出口端与制冷剂冷凝管路的入口端之间连接回流管路并在该回流管路上串联第一电动阀3，制冷剂蒸发管路的入口端与制冷剂冷凝管路的出口端之间连接自由冷却循环管路并在该自由冷却循环管路上串联第二电动阀6。而且，节流装置5串联一电磁阀7且电磁阀串联在的节流装置与制冷剂冷凝管路的出口端之间，串联的节流装置5、电磁阀7与第二电动阀6并联。进一步的，冷却水管路的进水路径上设用于检测冷却水进水温度的第一温度传感器8，冷冻水管路的出水路径上设用于检测冷冻水出水水温的第二温度传感器9；当外界环境温度高（如夏季），致使冷却水管路中的冷却水进水温度高于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，开启压缩机1、电磁阀7，关闭第一电动阀3、第二电动阀6；控制制冷剂依次流经压缩机1、冷凝器2、节流装置5、蒸发器4，最后流回压缩机。该工作过程是：压缩机1吸入来自蒸发器4的低温低压制冷剂蒸气，对低温低压的制冷剂蒸汽压缩作功后变成高温高压的过热蒸气；过热蒸气进入冷凝器2，将冷凝过程中所释放的热量传递给冷却水，使气态制冷剂凝结为高压液体；高压液体制冷剂流经电磁阀7并经节流装置5节流降压后变成低温低压且液体含量较高的气液两相混合物；这些气液两相的制冷剂进入蒸发器4，与温度相对较高的冷冻水发生热量交换，制冷剂液体将发生气化，吸收冷冻水的热量后变成低温低压制冷剂蒸气，从而降低了冷冻水的温度达到制冷目的。气化后的制冷剂蒸气将被吸入压缩机，如此往复循环。而在过渡季节和冬季，室外环境温度低的情况下，致使冷却水管路中的冷却水进水温度低于冷冻水管路的冷冻水出水温度时，关闭压缩机1、电磁阀7，开启第一电动阀3、第二电动阀6，控制制冷剂依次流经蒸发器4、第一电动阀3、冷凝器2、第二电动阀6，最后流回压蒸发器4。该工作过程是：制冷剂在蒸发器4中的压强高于其在冷凝器2中的压强，蒸发器与冷凝器之间的压强差使已蒸发的制冷剂从蒸发器4经第一电动阀3流向冷凝器2，在冷凝器内被冷却的液态制冷剂靠重力从冷凝器2流经第二电动阀6后流向蒸发器4，从而完成自由冷却的循环。实现无压缩机运行制冷，显著节省压缩机的电耗。由此克服现有水冷机组在室外气温低于冷冻水温时机组仍需要压缩机高功率运行，无法利用自然空气的冷量，系统功耗很高的缺陷，实现无需压缩机运行，而是利用自然空气的冷量，系统功耗低的效果。而且，蒸发器与冷凝器的温差决定制冷剂的流量，温差越大，制冷剂流量越大，所提供的冷量就越大。通过温度传感器检测冷却水管路中的冷却水进水温度及蒸发器的冷冻水出水温度，优选在环境温度低于10℃以下，当冷冻水出水温度大于冷却水进水温度3-7℃左右时，不启动压缩机通过自由冷却制冷。如前所述，两种工况下的制冷剂循环，可根据冷冻水出水温度与冷却水进水温度的温差或室外环境温度来进行切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有自由冷却功能的冷水机组，包括压缩机（1）、冷凝器（2）、节流装置（5）、蒸发器（4），所述的冷凝器（2）具有用于热量交换的制冷剂冷凝管路及冷却水管路，所述蒸发器（4）具有用于热量交换的制冷剂蒸发管路及冷冻水管路，所述压缩机的出口连接所述制冷剂冷凝管路的入口端，所述节流装置连接在所述制冷剂冷凝管路的出口端与制冷剂蒸发管路的入口端之间，所述制冷剂蒸发管路的出口端连接所述压缩机的进口，其特征是：所述冷凝器的位置高于所述蒸发器的位置，所述制冷剂蒸发管路的出口端与制冷剂冷凝管路的入口端之间连接回流管路并在该回流管路上串联第一电动阀（3），所述制冷剂蒸发管路的入口端与制冷剂冷凝管路的出口端之间连接自由冷却循环管路并在该自由冷却循环管路上串联第二电动阀（6）。

【技术特征摘要】
1.具有自由冷却功能的冷水机组，包括压缩机（1）、冷凝器（2）、节流装置（5）、蒸发器（4），所述的冷凝器（2）具有用于热量交换的制冷剂冷凝管路及冷却水管路，所述蒸发器（4）具有用于热量交换的制冷剂蒸发管路及冷冻水管路，所述压缩机的出口连接所述制冷剂冷凝管路的入口端，所述节流装置连接在所述制冷剂冷凝管路的出口端与制冷剂蒸发管路的入口端之间，所述制冷剂蒸发管路的出口端连接所述压缩机的进口，其特征是：所述冷凝器的位置高于所述蒸发器的位置，所述制冷剂蒸发管路的出口端与制冷剂冷凝管路的入口端之间连接回流管路并在该回流管路上串联第一电动阀（3），所述制冷剂蒸发管路的入口端与制冷剂冷凝管路的出口端之间连接自由冷却循环管路并在该自由冷却循环管路上串联第二电动阀（6）。2.根据权利要求1所述的具有自由冷却功能的冷水机组，其特征是：所述的节流装置（5）串联一电磁阀（7）且所述电磁阀串联在所述的节流装置与所述制冷剂冷凝管路的出口端之间，所述串联的节流装置（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红燕，倪焕军，
申请(专利权)人：浙江国祥股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33