专利名称：单机双级压缩式制取大温差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双级压缩式制取大温差冷冻水的方法及专用冷水机组，特别适用于温湿度独立控制空调。属于暖通空调技术领域。
背景技术：
目前，随着国家对建筑节能要求越来越高，建筑能耗中的空调能耗的节能成为了建筑节能中越来越重要的部分。空调系统中的主要耗能设备包括冷水机组及冷冻水泵等， 前者为建筑提供冷量而消耗压缩机电功率，后者为输送一定温差冷冻水至建筑房间消耗输送电功率。为降低冷冻水泵的输送能耗，可以降低水泵流量或者水泵扬程。在建筑物空调水系统，通过优化的管路设计后，可以降低其阻力损失，从而降低水泵扬程，但管路设计受建筑物实际情况及经济上的约束。而水泵的流量，在满足建筑物冷量要求的前提下，可以通过增大冷冻水温差而降低，从而可以降低水泵能耗。如果温差增大一倍，则流量降低一半， 水泵输送能耗降低为原来的1/8。然而制取大温差的冷冻水，会影响到冷水机组压缩机消耗的功率，从而影响制冷机组的制冷效率，使冷水机组能效比降低，提供同样的冷量，需要更多的电量，因此需要研究新的技术，来满足既可以降低水泵输送能耗，又能保证冷水机组效率的空调系统，从而更大限度的实现建筑节能。
发明内容
本发明的第一个目的，是为了克服现有的制冷机组在制取大温差的冷冻水时会使制冷机组的制冷效率降低等问题，提供一种单机双级压缩式制取大温差冷冻水的方法。本发明的第二个目的，是为了提供一种单机双级压缩式制取大温差冷冻水的专用冷水机组。该冷水机组既可以提供大温差冷冻水，同时可以保证冷水机组具有较高的效率。本发明的第一个目的可以通过如下技术方案达到单机双级压缩式制取大温差冷冻水的方法，其特征在于1)在空调系统中设置单机双级压缩双蒸发器冷水机组，在所述的单机双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，采用单机双级压缩机通过管道与冷凝器连接，单机双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，一路通过高温环路节流装置、高温蒸发器后返回单机双级压缩机内高压级段的吸入口，另一路通过低温环路节流装置、低温蒸发器返回单机双级压缩机内低压级段的吸入口 ；所述高温低压蒸汽与低温低压蒸汽混合后进入单机双级压缩机内高压级段，在所述高压级段完成高压压缩，完成一次循环；经压缩后的制冷剂蒸汽再进入冷凝器，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出水口，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，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，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的冷冻水回水再依次经过高温蒸发器和低温蒸发器，被双级冷却，获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水，冷冻水回水依次经过高温蒸发器和低温蒸发器，被双级冷却，获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水。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2、制冷剂环路，由所述单机双级压缩机压缩的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器冷凝后，形成高压饱和制冷剂液体，从冷凝器排出的饱和制冷剂液体分为两路一路经过高温环路节流装置变为高温低压饱和制冷剂液体，经高温蒸发器吸热汽化形成高温低压蒸汽，进入单机双级压缩机内高压级段的吸入口 ；另一路经过低温环路节流装置变为低温低压饱和制冷剂液体，经低温蒸发器经过吸热汽化形成低温低压蒸汽，进入单机双级压缩机内低压级段的吸入口 ；所述高温低压蒸汽与低温低压蒸汽混合后进入单机双级压缩机内高压级段，完成高压级段压缩；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环。本发明的第二个目的可以通过如下技术方案达到单机双级压缩式制取大温差冷冻水的专用冷水机组，其特征在于1)它包括单机双级压缩机、冷凝器、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、大温差冷冻水回水管和大温差冷冻水供水管2)所述单机双级压缩机包括低压级段和高压级段；低压级段的输出端通过管道与高压级段的输入端连接；所述单机双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高温环路节流装置与高温蒸发器的输入端之一连接，冷凝器的输出端之二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单机双级压缩机的低压级段和高压级段之间的管道连接，低温蒸发器的输出端之一与单机双级压缩机的低压级段的输入端连接；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出水口，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，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，构成低温冷冻水环路。本发明的有益效果是1、本发明由于设计将单机双级压缩和双蒸发器结合，具有二级压缩机构，因此通过利用高温蒸发器排汽冷却双级压缩机低压级段排汽温度，即降低双级压缩机高压级段的吸汽温度，从而可实现大压缩比制冷循环，并保证制冷机组效率。2、本发明由于设计二级冷冻机构，冷水依次经过高低蒸发温度两个蒸发器，可以制取大温差冷水，且高温蒸发器蒸发温度比常规机组高，冷水机组能效可大大提高。可以既实现大温差冷冻水的制取，降低空调水系统的输送能耗，又可以保证冷水机组制冷效率。
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，本实施例使用的单机双级压缩式制取大温差冷冻水的专用冷水机组包括单机双级压缩机1、冷凝器2、高温环路节流装置3、低温环路节流装置4、高温蒸发器5、 低温蒸发器6、大温差冷冻水回水管7和大温差冷冻水供水管8 ；单机双级压缩机1包括低压级段1-1和高压级段1-2 ；低压级段1-1的输出端通过管道与高压级段1-2的输入端连接；所述单机双级压缩机1的高压级段1-2的输出端与冷凝器2的输入端连接，所述冷凝器 2的输出端之一通过高温环路节流装置3与高温蒸发器5的输入端之一连接，冷凝器2的输出端之二通过低温环路节流装置4与低温蒸发器6的输入端之一连接；高温蒸发器5的输出端之一与单机双级压缩机1的低压级段1-1和高压级段1-2之间的管道连接，低温蒸发器6的输出端之一与单机双级压缩机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5中设有高温冷冻水回水口和高温冷冻水出水口，低温蒸发器6中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管7与低温冷冻水供水管8连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，构成低温冷冻水环路。本实施例中单机双级压缩机1、冷凝器2、高温环路节流装置3、低温环路节流装置4、高温蒸发器5、低温蒸发器6，可以采用常规技术的单机双级压缩机、冷凝器、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。本发明的工作原理参照图1，制冷剂经过压缩机双级压缩后，进入冷凝器2，制冷剂经过冷凝后，分为两部分，分别通过高温环路节流装置3和低温环路节流装置4，从而获得高低两种温度及压力的制冷剂液体，分别进入高温蒸发器5和低温蒸发器6。冷冻水回水依次经过高温蒸发器 5和低温蒸发器6，被双级冷却，从而获得更低温度出水。制冷剂在高温蒸发器5和低温蒸发器6中吸热汽化，低温蒸发器5排汽进入单机双级压缩机1内低压级段1-1的吸入口，经过低压级段1-1压缩后，该部分制冷剂蒸汽与来自高温蒸发器5的蒸汽混合，被冷却后一起进入单机双级压缩机1内高压级段1-2，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。冷冻水环路包括高温冷冻水环路和低温冷冻水环路；由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，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的冷冻水回水再依次经过高温蒸发器5和低温蒸发器6，被双级冷却，获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水，冷冻水回水依次经过高温蒸发器和低温蒸发器，被双级冷却，获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水。即高温冷冻水回水管7内的回水，首先流经高温蒸发器5，实现第一阶段冷却；经冷却后流经低温蒸发器6，实现进一步冷却，从而获得更低的冷冻水温度，完成大温差冷冻水制取。
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.单机双级压缩式制取大温差冷冻水的方法，其特征在于1)在空调系统中设置单机双级压缩双蒸发器冷水机组，在所述的单机双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，采用单机双级压缩机通过管道与冷凝器连接，单机双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，一路通过高温环路节流装置、高温蒸发器后返回单机双级压缩机内高压级段的吸入口，另一路通过低温环路节流装置、低温蒸发器返回单机双级压缩机内低压级段的吸入口 ；所述高温低压蒸汽与低温低压蒸汽混合后进入单机双级压缩机内高压级段，在所述高压级段完成高压压缩，完成一次循环；经压缩后的制冷剂蒸汽再进入冷凝器，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出水口，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，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管与低温冷冻水供水管连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，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的冷冻水回水再依次经过高温蒸发器( 和低温蒸发器(6)，被双级冷却，获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水冷冻水回水依次经过高温蒸发器和低温蒸发器，被双级冷却， 获得更低温度出水，即低温冷冻水供水口输出大温差冷冻水。
2.根据权利要求1所述的单机双级压缩式制取大温差冷冻水的方法，其特征在于第 2)制冷剂环路，由所述单机双级压缩机压缩的高温高压制冷剂蒸汽经冷凝器冷凝后，形成高压饱和制冷剂液体，从冷凝器排出的饱和制冷剂液体分为两路一路经过高温环路节流装置变为高温低压饱和制冷剂液体，经高温蒸发器吸热汽化形成高温低压蒸汽，进入单机双级压缩机内高压级段的吸入口 ；另一路经过低温环路节流装置变为低温低压饱和制冷剂液体，经低温蒸发器经过吸热汽化形成低温低压蒸汽，进入单机双级压缩机内低压级段的吸入口 ；所述高温低压蒸汽与低温低压蒸汽混合后进入单机双级压缩机内高压级段，完成高压级段压缩；经压缩后的制冷剂蒸汽进入冷凝器，开始下一次循环。
3.单机双级压缩式制取大温差冷冻水的专用冷水机组，其特征在于1)它包括单机双级压缩机(1)、冷凝器O)、高温环路节流装置C3)和低温环路节流装置G)、高温蒸发器(5)、低温蒸发器(6)、大温差冷冻水回水管(7)和大温差冷冻水供水管 ⑶；2)所述单机双级压缩机(1)包括低压级段(1-1)和高压级段(1-2)；低压级段(1-1) 的输出端通过管道与高压级段(1- 的输入端连接；所述单机双级压缩机(1)的高压级段 (1-2)的输出端与冷凝器( 的输入端连接，所述冷凝器( 的输出端之一通过高温环路节流装置C3)与高温蒸发器(5)的输入端之一连接，冷凝器O)的输出端之二通过低温环路节流装置(4)与低温蒸发器(6)的输入端之一连接；高温蒸发器(5)的输出端之一与单机双级压缩机(1)的低压级段(1-1)和高压级段(1- 之间的管道连接，低温蒸发器(6)的输出端之一与单机双级压缩机(1)的低压级段(1-1)的输入端连接；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出水口，低温蒸发器(6)中设有低温冷冻水回水口和低温冷冻水供水口，由高温冷冻水回水口通过高温冷冻水回水管(7)与低温冷冻水供水管(8)连通， 构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口通过低温冷冻水回水管与高温冷冻水出水口连通，构成低温冷冻水环路。
全文摘要
本发明涉及单机双级压缩式制取大温差冷冻水的方法及专用冷水机组，其特征是在空调系统的中设置制冷剂环路和冷冻水环路，制冷剂环路采用单机双级压缩机通过管道与冷凝器连接，经冷凝器冷凝后分为二路，一路通过高温环路节流装置、高温蒸发器后返回压缩机内高压级段的吸入口，另一路通过低温环路节流装置、低温蒸发器返回压缩机内低压级段的吸入口；由高温冷冻水回水口与低温冷冻水供水管(8)连通，构成高温冷冻水环路，由低温冷冻水回水口与高温冷冻水出水口连通，构成低温冷冻水环路。本发明实现高效大压缩比制冷循环，减少压缩机耗功，同时制取高低温冷冻水，具有一机两用、效率高、降低投资、减少机房占地面积等特点。
文档编号F25B5/02GK102445016SQ201110362910
公开日2012年5月9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