专利名称：单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法及专用冷水机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法及专用冷水机组，适用于暖通空调技术，属于温湿度独立控制空调技术领域。
背景技术：
目前，建筑物内空调系统的作用是通过送入和排出一定状态参数的空气，完成对建筑物内热环境的温度、湿度及新风量等的调节和控制，从而保证室内人员的舒适性。在夏季，为控制室内温度，需要排除通过建筑围护结构、室内人员及灯光设备等进入室内多余的热量；为控制湿度及新风量，需要排除人员呼吸和皮肤表面蒸发产生的水蒸气，以及呼吸产生的二氧化碳。排除室内多余热量，使室温控制在25°C左右，则意味着该部分需要的冷源温度低于25°C即可。对湿度的控制，由于需要除湿，需要较低温度的冷源。因此，对于温湿度独立控制系统，需要提供高低温两种大温差冷源。而现有技术中的空调系统的冷水机组存在功能单一、无法同时制取高低温不同水温冷冻水的缺点，因而需要研究可满足温湿度独立控制空调系统要求的冷水机组。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了克服现有的空调系统的冷水机组存在功能单一、无法同时制取高低温(不同水温)冷冻水的问题，提供一种单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法。本发明的第二个目的，是为了提供一种单机三级压缩式制取高低温冷冻水的专用冷水机组。本发明的目的可以通过如下技术方案达到单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法，其特征在于1)在空调系统中设置单机三级压缩双蒸发器冷水机组，在所述的单机三级压缩双蒸发器冷水机组中设置制冷剂环路和冷冻水环路，制冷剂环路由制冷剂在设备及管道中组成，冷冻水环路由冷冻水在设备及管道中组成，2)制冷剂环路，采用单机三级压缩机通过管道与冷凝器连接，单机三级压缩机输出的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器冷凝后分为二路，一路通过旁通节流装置进入中间冷却器；另一路通过制冷剂管道，穿越中间冷却器后分为二个分支，分支之一流经高温环路节流装置后进入高温蒸发器；分支之二流经低温环路节流装置后进入低温蒸发器，该分支的制冷剂在低温蒸发器中吸热气化变为蒸汽后排入单机三级压缩机内的低压级段，经低压级段压缩的排气与来自高温蒸发器的制冷剂混合后进入单机三级压缩机内的中压级段，经中夺级段压缩后其排气与来自中间冷却器的制冷剂蒸汽混合后进入单机三级压缩机内的高压级段，完成高压级段压缩，即完成一个循环；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环；3)冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；高温蒸发器中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水供水口，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与高温冷冻水供水管连通或外接高温冷冻水，构成高温冷冻水环路；低温蒸发器中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通或外接低温冷冻水，构成低温冷冻水环路；高温冷冻水供水口输出高温冷冻水，低温冷冻水供水口输出低温冷冻水。本发明的第一个目的还可以通过如下技术方案达到进一步的解决问题的措施是第i)步的制冷剂环路，单机三级压缩机输出的高温高压制冷剂蒸汽从压缩机排出后进入冷凝器，经过冷凝器冷凝后变成高压饱和制冷剂液体，所述饱和制冷剂液体从冷凝器排出后分为两路，一路经过旁通节流装置，被节流后变为饱和制冷剂液体进入中间冷却器；另一路通过制冷剂管道，穿越中间冷却器内液体部分后被冷却，该部分制冷剂液体再分为二个分支，分支之一的制冷剂流经高温环路节流装置进入高温蒸发器；分支之二的制冷剂流经低温环路节流装置后进入低温蒸发器，该制冷剂在低温蒸发器中吸热气化后变为蒸汽，排入单机三级压缩机内的低压级段，经低压级段压缩后的排气与来自高温蒸发器的制冷剂混合，一起进入单机三级压缩机内的中压级段，在完成中级段压缩后其排气与来自中间冷却器的制冷剂蒸汽混合，一起进入单机三级压缩机内的高压级段，完成高压级段压缩，即完成一个循环；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环。单机三级压缩式制取高低温冷冻水的专用冷水机组，其结构特点是1)它包括单机三级压缩机、冷凝器、中间冷却器、旁通节流装置、高温环路节流装置、低温环路节流装置、高温蒸发器、低温蒸发器、高温冷冻水回水管、高温冷冻水供水管、 低温冷冻水回水管、低温冷冻水供水管；2)所述三级压缩机包括低压级段、中压级段和高压级段；低压级段的输出端通过管道与中压级段的输入端连接，所述中压级段的输出端通过管道高压级段的输入端连接； 所述三级压缩机的高压级段的输出端与冷凝器的输入端连接，所述冷凝器的输出端之一通过旁通节流装置与中间冷却器的输入端之一连接，冷凝器的输出端之二直接与中间冷却器的输入端之二连接；中间冷却器的输出端之一与三级压缩机的中压级段和高压级段之间的管道连接，中间冷却器的输出端之二通过高温环路节流装置与高温蒸发器的输入端之一连接，中间冷却器的输出端之三通过低温环路节流装置与低温蒸发器的输入端之一连接；高温蒸发器的输出端之一与三级压缩机的低压级段和中压级段之间的管道连接；低温蒸发器的输出端之一与三级压缩机的低压级段的输入端连接；从而构成制冷剂环路；3)冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；高温蒸发器中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水供水口，高温冷冻水回水口与高温冷冻水回水管连通，高温冷冻水供水口与高温冷冻水供水管连通、输出高温冷冻水，高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与高温冷冻水供水管连通或外接高温冷冻水，构成高温冷冻水环路；低温蒸发器中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，低温冷冻水回水口与低温冷冻水回水管连通，低温冷冻水供水口与低温冷冻水供水管连通、输出低温冷冻水，低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通或外接低温冷冻水，构成低温冷冻水环路。本发明的有益效果是1、本发明由于设置采用单机三级压缩双蒸发器冷水机组，具有高、中、低三级段压缩机构，因此可实现高效大压缩比制冷循环，减少压缩机耗功，还可同时制取高低温不同水温冷冻水，具有一机两用，效率高，可降低初投资，减少机房占地面积等特点。2、本发明将单机三级压缩和双蒸发器结合，压缩机低压级段排汽通过与高温蒸发器排汽混合，被冷却后进入压缩机中压段，经中压压缩后，排气与来自中间冷却器制冷剂蒸汽混合，被冷却后再进入压缩机高压段，因而可实现高效大压缩比制冷循环，减少压缩机耗功。3、本发明由于利用双蒸发器形成高温冷冻水环路和低温冷冻水环路，可同时制取高低温不同水温冷冻水，具有一机两用，效率高，可降低初投资，减少机房占地面积等效果。
图1是本发明的原理框图。
具体实施例方式具体实施例参照图1，本实施例本实施例使用的单机三级压缩式制取高低温冷冻水的专用冷水机组包括单机三级压缩机1、冷凝器2、中间冷却器4、旁通节流装置3、高温环路节流装置 5和低温环路节流装置6、高温蒸发器7、低温蒸发器8、高温冷冻水回水管9、高温冷冻水供水管10、低温冷冻水回水管11、低温冷冻水供水管12 ；三级压缩机1包括低压级段1-1、中压级段1-2和高压级段1-3 ；低压级段1-1的输出端通过管道与中压级段1-2的输入端连接，所述中压级段1-2的输出端通过管道高压级段1-3的输入端连接；三级压缩机1的高压级段1-3的输出端与冷凝器2的输入端连接，冷凝器2的输出端之一通过旁通节流装置3 与中间冷却器4的输入端之一连接，冷凝器2的输出端之二直接与中间冷却器4的输入端之二连接；中间冷却器4的输出端之一与三级压缩机1的中压级段1-2和高压级段1-3之间的管道连接，中间冷却器4的输出端之二通过高温环路节流装置5与高温蒸发器7的输入端之一连接，中间冷却器4的输出端之三通过低温环路节流装置6与低温蒸发器8的输入端之一连接；高温蒸发器7的输出端之一与三级压缩机1的低压级段1-1和中压级段1-2 之间的管道连接；低温蒸发器8的输出端之一与三级压缩机1的低压级段1-1的输入端连接；从而构成制冷剂环路；冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；高温蒸发器7中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水供水口，高温冷冻水回水口与高温冷冻水回水管9连通，高温冷冻水供水口与高温冷冻水供水管10连通、输出高温冷冻水，高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管9与高温冷冻水供水管10连通或外接高温冷冻水，构成高温冷冻水环路；低温蒸发器8中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，低温冷冻水回水口与低温冷冻水回水管11连通，低温冷冻水供水口与低温冷冻水供水管12连通、输出低温冷冻水，低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管11与低温冷冻水供水管12连通或外接低温冷冻水，构成低温冷冻水环路。本实施例中单机三级压缩机1、冷凝器2、中间冷却器4、旁通节流装置3、高温环路节流装置5和低温环路节流装置6、高温蒸发器7、低温蒸发器8，可以采用常规技术的单机三级压缩机、冷凝器、中间冷却器、旁通节流装置、高温环路节流装置和低温环路节流装置、高温蒸发器、低温蒸发器。
本发明的工作原理参照图1，制冷剂经过所述压缩机三级压缩后，进入所述冷凝器2，制冷剂经过冷凝后，分为两部分，一部分经过旁通节流装置3，被节流后变为饱和制冷剂液体，进入中间冷却器4;另一部分通过制冷剂管道，穿越中间冷却器内液体部分，被冷却后，该部分制冷剂液体再分为两部分。其中一部分制冷剂流经高温环路节流装置5后，进入高温蒸发器7，另一部分流经低温环路节流装置6后，进入低温蒸发器8。高温冷冻水回水管9及高温冷冻水供水管10与高温蒸发器7相连，完成高温冷冻水的制取。低温冷冻水回水管11及低温冷冻水供水管12与低温蒸发器8相连，完成低温冷冻水的制取。制冷剂在低温蒸发器8中吸热气化后变为蒸汽，被吸入单机三级压缩机1内的低压级段1-1，经压缩后其排气与来自高温蒸发器7的制冷剂混合，一起进入单机三级压缩机1内的中压级段1-2，完成中级压缩后其排气与来自中间冷却器7的制冷剂蒸汽混合，一起进入单机三级压缩机1内的高压级段 1-3，完成高压级段压缩。经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器2，开始下一次循环。高温冷冻水供水口输出高温冷冻水，低温冷冻水供水口输出低温冷冻水。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法，其特征在于1)在空调系统中设置单机三级压缩双蒸发器冷水机组，在所述的单机三级压缩双蒸发器冷水机组中设置制冷剂环路和冷冻水环路，制冷剂环路由制冷剂在设备及管道中组成， 冷冻水环路由冷冻水在设备及管道中组成，2)制冷剂环路，采用单机三级压缩机通过管道与冷凝器连接，单机三级压缩机输出的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器冷凝后分为二路，一路通过旁通节流装置进入中间冷却器； 另一路通过制冷剂管道，穿越中间冷却器后分为二个分支，分支之一流经高温环路节流装置后进入高温蒸发器；分支之二流经低温环路节流装置后进入低温蒸发器，该分支的制冷剂在低温蒸发器中吸热气化变为蒸汽后排入单机三级压缩机内的低压级段，经低压级段压缩的排气与来自高温蒸发器的制冷剂混合后进入单机三级压缩机内的中压级段，经中夺级段压缩后其排气与来自中间冷却器的制冷剂蒸汽混合后进入单机三级压缩机内的高压级段，完成高压级段压缩，即完成一个循环；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环；3)冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；高温蒸发器中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水供水口，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与高温冷冻水供水管连通或外接高温冷冻水，构成高温冷冻水环路；低温蒸发器中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通或外接低温冷冻水，构成低温冷冻水环路；高温冷冻水供水口输出高温冷冻水，低温冷冻水供水口输出低温冷冻水。
2.根据权利要求1所述的单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法，其特征在于第 2)步的制冷剂环路，单机三级压缩机输出的高温高压制冷剂蒸汽从压缩机排出后进入冷凝器，经过冷凝器冷凝后变成高压饱和制冷剂液体，所述饱和制冷剂液体从冷凝器排出后分为两路，一路经过旁通节流装置，被节流后变为饱和制冷剂液体进入中间冷却器；另一路通过制冷剂管道，穿越中间冷却器内液体部分后被冷却，该部分制冷剂液体再分为二个分支， 分支之一的制冷剂流经高温环路节流装置进入高温蒸发器；分支之二的制冷剂流经低温环路节流装置后进入低温蒸发器，该制冷剂在低温蒸发器中吸热气化后变为蒸汽，排入单机三级压缩机内的低压级段，经低压级段压缩后的排气与来自高温蒸发器的制冷剂混合，一起进入单机三级压缩机内的中压级段，在完成中级段压缩后其排气与来自中间冷却器的制冷剂蒸汽混合，一起进入单机三级压缩机内的高压级段，完成高压级段压缩，即完成一个循环；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环。
3.单机三级压缩式制取高低温冷冻水的专用冷水机组，其特征在于1)它包括单机三级压缩机⑴、冷凝器O)、中间冷却器⑷、旁通节流装置⑶、高温环路节流装置( 、低温环路节流装置(6)、高温蒸发器(7)、低温蒸发器(8)、高温冷冻水回水管(9)、高温冷冻水供水管(10)、低温冷冻水回水管(11)、低温冷冻水供水管(12)；2)所述三级压缩机⑴包括低压级段(1-1)、中压级段(1-2)和高压级段(1-3)；低压级段(1-1)的输出端通过管道与中压级段(1- 的输入端连接，所述中压级段(1-2)的输出端通过管道高压级段(1-3)的输入端连接；所述三级压缩机(1)的高压级段(1-3)的输出端与冷凝器O)的输入端连接，冷凝器O)的输出端之一通过旁通节流装置C3)与中间冷却器(4)的输入端之一连接，冷凝器O)的输出端之二直接与中间冷却器(4)的输入端之二连接；中间冷却器的输出端之一与三级压缩机(1)的中压级段(1- 和高压级段 (1-3)之间的管道连接，中间冷却器⑷的输出端之二通过高温环路节流装置(5)与高温蒸发器(7)的输入端之一连接，中间冷却器的输出端之三通过低温环路节流装置(6)与低温蒸发器(8)的输入端之一连接；高温蒸发器(7)的输出端之一与三级压缩机(1)的低压级段(1-1)和中压级段(1- 之间的管道连接；低温蒸发器(8)的输出端之一与三级压缩机(1)的低压级段(1-1)的输入端连接；从而构成制冷剂环路；3)冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；高温蒸发器(7)中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水供水口，高温冷冻水回水口与高温冷冻水回水管(9)连通，高温冷冻水供水口与高温冷冻水供水管(10)连通、输出高温冷冻水，高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管(9)与高温冷冻水供水管(10)连通或外接高温冷冻水，构成高温冷冻水环路；低温蒸发器(8)中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，低温冷冻水回水口与低温冷冻水回水管(11)连通，低温冷冻水供水口与低温冷冻水供水管(1 连通、输出低温冷冻水，低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管(11)与低温冷冻水供水管(1 连通或外接低温冷冻水，构成低温冷冻水环路。
全文摘要
本发明涉及单机三级压缩式制取高低温冷冻水的方法及专用冷水机组，其特征是在空调系统中设置单机三级压缩双蒸发器冷水机组，在冷水机组中设置制冷剂环路和冷冻水环路，制冷剂环路采用单机三级压缩机通过管道与冷凝器连接，单机三级压缩机输出的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器冷凝后分为二路，一路通过旁通节流装置进入进入中间冷却器；另一路通过制冷剂管道，穿越中间冷却器后分为二个分支；高温冷冻水回水管和高温冷冻水供水管与高温蒸发器连接，获得高温冷冻水；低温冷冻水回水管和低温冷冻水供水管与低温蒸发器连接，获得低温冷冻水。本发明实现高效大压缩比制冷循环，可单机同时制取大温差冷冻水，一机两用、效率高、耗功低等特点。
文档编号F25B1/10GK102434994SQ20111036290
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者屈国伦, 谭海阳 申请人:广州市设计院