一种冬季制热不加防冻液的蒸发冷却式冷水热泵机组的制作方法

本实用新型属于冷水机组领域，具体涉及冬季制热不加防冻液的蒸发冷却式冷水热泵机组。

背景技术：

早期的蒸发冷却式冷水机组制热时，由于冷却介质里面是水，在冬季制热使用的话，容易结冰。只能作为单冷机组使用，客户冬季制热只能选择锅炉或电加热制热，这样一来反而增加能耗，起不到节能作用。要解决这个问题有两种方案，一是在冷却水中增加防冻液，二是增加翅片作为冬季使用，变风冷热泵机组。

制热时在冷却水添加防冻液实际上并没有真正解决蒸发冷机组冬季制热问题，蒸发冷机组虽然可以在冷却水中添加防冻液以降低冷却水冰点温度。但填料在设计时只考虑在夏季使用，而在冬季散热效果很差。没法将冷却水中的散热量带到空气中。这样造成冷却水温度会越来越低，蒸发温度也会跟着下降，制热量会越来越小。并且防冻液添加到冷却水中后随着风扇开启会有一部分带到空气中。为保证冷却水冰点温度，需要自动添加防冻液装置，这样增加了客户的负担。

另一种方式为增加翅片，和蒸发冷却换热器并联使用，夏季使用蒸发冷换热器制冷，到冬季切换成风冷翅片，不用蒸发冷却式换热器，这样造成机组占地面积大，投资大了很多，并且在系统匹配上增加了难度。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型提供了一种冬季制热不加防冻液的蒸发冷却式冷水热泵机组，解决了冬季机组无法运行且运行成本高、结构复杂的问题。

技术方案：一种冬季制热不加防冻液的蒸发冷却式冷水热泵机组，包括控制系统热交换系统、制冷剂循环系统、冷却水循环系统和旁路系统；制冷剂循环系统包括压缩机、四通阀、风冷翅片、冷却盘管组、连通压缩机制冷剂出气口和四通阀的第一连接管、连接四通阀与风冷翅片进液口的第二连接管、连通风冷翅片出液口与冷却盘管组制冷剂进液口的第三连接管、单向阀组件、连接单向阀组件与冷却盘管组出液口的第四连接管、连接单向阀组件与热交换系统的第五连接管及与压缩机进汽口连接的气液分离器；所述冷却盘管组包括不少于两个冷却盘管；冷却盘管组上方至少设置有一组风机；控制系统包括控制器、分别与控制器通信连接的设置于第一连接管内的压力传感器及用于测量环境温度的温度传感器；旁路系统包括连接第二连接管与第三连接管的第一旁路支管、设置于第一旁路支管上与控制器通信连接的电磁阀；冷却水循环系统包括设置于冷却盘管组上方的喷淋装置、与喷淋装置连接的水泵及设置于冷却盘组下方的通过水泵与喷淋装置连接的接水盘；热交换系统通过四通阀与气液分离器连接。

上述的风冷翅片上方设置有至少一组风机，用于风冷翅片散热。

为了达到更好的制冷效果，冷却盘管组包括四个冷却盘管，冷却盘管组上方设置的风机数量与冷却盘管数量对应。

此外，机组还包括在单向阀组件与热交换系统之间设置有储液器、干燥过滤器及膨胀阀。

单向阀组件为本领域常用的用于流体转向的阀门组件，为了清楚地显示单向阀组件的结构，可采用依次反向设置的四个单向阀，保证从阀门出口的液体为单向流动。

另外，需要说明的是：

(1)本实用新型中的进液口与出液口的仅是为了方便描述，仅针对制冷回路中制冷剂的流动方向，整个结构的连接方式不受该描述的影响。

(2)本实用新型中未提及的与本机组运行密切相关的结构，均为现有技术；

(3)本实用新型中用到的现有设备的型号仅是其中一种，并非对本实用新型的结构作出限定。

有益效果：(1)本实用新型的机组利用风冷翅片，实现机组的预制冷的功能，不需要在冬季制热时在冷却水中添加防冻液，机组在制冷运行过程中冷却水系统结垢少，减少客户后期运行费用的投入，维护简单；(2)本实用新型的机组中的风冷翅片与系统串联连接，在环境中温度较低时，开启在冷却盘管组与压缩机之间的阀门，制冷剂直接通过冷却盘管组，实现机组可以在夏季制冷，冬季制热环境下连续运行；(3)本实用新型机组的控制精度高、投资少、节能高效、运行稳定可靠。

附图说明

图1是实施例1结构示意图；

图2为实施例1的制冷剂循环回路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出进一步说明。

实施例1：如图1所示，本实用新型所述的一种冬季制热不加防冻液的蒸发冷却式冷水热泵机组，包括控制系统热交换系统、制冷剂循环系统、冷却水循环系统和旁路系统；

制冷剂循环系统包括压缩机101、四通阀102、风冷翅片103、两个串联的冷却盘管组成的冷却盘管组104、连通压缩机制冷剂出气口和四通阀的第一连接管105、连接四通阀与风冷翅片进液口的第二连接管106、连通风冷翅片出液口与冷却盘管组制冷剂进液口的第三连接管107、单向阀组件108、连接单向阀组件与冷却盘管组出液口的第四连接管109、连接单向阀组件与热交换系统的第五连接管110及与压缩机进汽口连接的气液分离器111，风冷翅片103上方和冷却盘管组上方分别设置有两组风机204，单向阀组件与热交换系统之间设置有储液器112、干燥过滤器113及膨胀阀114；单向阀组件包括依次反向设置的四个单向阀。

冷却水循环系统用于降低冷却盘管组的温度，由设置于冷却盘管组上方的喷淋装置 201、与喷淋装置连接的水泵202及设置于冷却盘组下方的通过水泵与喷淋装置连接的接水盘203组成。

控制系统根据测定连接管的压力及测定环境的温度，决定是否启用风冷翅片。控制系统由包括控制器301、分别与控制器通信连接的设置于第一连接管内的压力传感器302 及用于测量环境温度的温度传感器303组成。

旁路系统可使得风冷翅片与冷却盘管组之间的串联通路短路，由第二连接管与第三连接管之间设置的第一旁路支管401及设置于第一旁路支管上与控制器通信连接的电磁阀402组成，当电磁阀402开启时，此时风冷翅片在整个机组内不参与运行。

四通阀为本领域内常用的用于制冷制热回路切换的组件，热交换系统5通过四通阀与气液分离器111连接。

如图2所示，本实用新型机组的运行方式如下：

(1)制冷回路：压缩机101出气口的高温高压制冷剂，通过第一连接管105流经四通阀102，从四通阀102的出液口，通过第二连接管106流经风冷翅片103的进液口，开启在风冷翅片上方的风机204，实现制冷剂的预冷却，经过预冷却的制冷剂从风冷翅片103的出液口流出，通过第三连接管107进入冷却盘管组104的进液口，在相互串联的两个冷却盘管内进行冷却，此时，水泵202将集水盘203中的冷却水送至喷淋装置201，对冷却盘管组进行冷却，同时位于冷却盘管组上方的风机204开启，同时对冷却盘管组104进行降温；制冷剂从冷却盘管组出液口流出，通过第四连接管109进入单向阀组件 108的进液口，随后从单向阀组件的出液口流经储液器112、干燥过滤器113和膨胀阀 114，从膨胀阀114出口流出的制冷剂通过第五连接管110进入热交换系统5进行热交换，热交换后的制冷剂通过四通阀进入气液分离器111，随后进入压缩机101进汽口，实现整个制冷回路的循环。

风冷翅片在夏季作为预冷器使用，不仅减少冷却水系统结垢，还能提高机组能效。

当位于第一连接管105内的型号为SK0422A压力传感器测量的压力≤1.0MPa，及在机组周围设置的型号为PT100温度传感器测量的环境温度≤20℃时，与传感器通信连接的CR40型号的控制器301控制电磁阀402的开启，此时，从106管路流出的制冷剂直接通过第一旁路支管401，进入冷却盘管组104进液口，风冷翅片103在整个机组内不参与运行，保证了机组的冷凝压力，保证机组在低温环境中能够正常运行制冷工况。

(2)制热回路：从压缩机101出气口的制冷剂通过四通阀102进入热交换系统5，通过第五连接管110进入单向阀组件108，流经单向阀组件依次流经储液器112、干燥过滤器113及膨胀阀114，随后通过单向阀组件108进入第四连接管109，从第四连接管109进入冷却盘管组104，随后通过第三连接管107进入风冷翅片103，经过风冷翅片103的制冷剂通过第二连接管106流经四通阀102，进入气液分离器111，随后进入压缩机101，实现制热回路的循环，冷却水循环系统的工作方法与制冷回路的工作方法相同。

冬季风冷翅片和蒸发冷却式换热器一起使用，增大换热器面积。提高机组制热量。

当位于第一连接管105内的型号为SK0422A压力传感器测量的压力≥1.2MPa，及在机组周围设置的型号为PT100温度传感器测量的环境温度高于15℃，与传感器通信连接的CR40型号的控制器301控制电磁阀402的开启，此时，从冷却盘管组104出液口流出的制冷剂直接通过第一旁路支管401，进入四通阀402，风冷翅片103在整个机组内不参与运行，保证了机组的蒸发温度，且冷却水循环系统中的冷却水不会因为温度过低而结冰，也无需添加冷冻剂防止冷却水结冰，减少了机组运行成本。

从上述工作方法可看出，本实用新型改变了机组各个组件之间的连接关系，实现风冷翅片与冷却盘管组的串联及通过电磁阀的开启或者关闭改变流经风冷翅片和冷却盘管组的制冷剂的通道，实现了机组在高温或者低温下的连续运行，简化了机组结构。