专利名称：节能型冷冻机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能型冷冻机组。
背景技术：
冷冻机组在民用或工矿企业空调系统或工业冷冻设备中有广泛的应用，这些冷冻机组一般包括有冷机制冷循环装置和用户负载循环装置两大部分，冷机制冷循环装置又包括压缩机和冷凝器两大部分，并且冷凝器连接有冷却水塔或冷却风机等冷却装置，压缩机把从用户负载循环装置过来的制冷剂压缩后，送到冷凝器中进行冷凝，冷凝器通过与冷却装置进行热交换以后再节流成低温低压制冷剂，然后它被送到用户负载循环装置的蒸发器中，蒸发器对用户负载和室内环境进行冷却以控制温湿度。
冷机制冷循环装置(冷冻机组)一般根据冷凝器的类型分为水冷式和风冷式，根据负载循环装置中的蒸发器的类型又可再分为冷水机组和冷风机组，因此组合起来，共有四种类型的制冷系统，其中较为常见的为水冷式冷水机组，风冷式冷水机组及水冷式冷风机组等。
目前市场上这些机组的工作原理都是冷机制冷循环，热量的转移是单一地依靠蒸汽压缩式制冷循环进行的，而这些冷机制冷循环的进行都需要启动压缩机和风机因而消耗大量电能，且最终都是实现热量由用户设备转移到周围环境(或自然环境)中之目的，即使在环境温度较低的情形下，这类冷冻机组也是如此进行制冷循环而实现热量转移的。
实际上，在环境温度低于热源或设定值的情况下，可不启动(或少启动)压缩机系统而依靠适当的媒介循环辅助实现热量的自发转移。低环境温度的冬季工况与高环境温度的夏季工况时间几乎相当，单一地使用压缩机制冷，不仅浪费电能也影响机组工作寿命。
发明内容
本发明目的是提供一种节能型冷冻机组，该机组在用户负载循环装置中增加了与冷凝器的冷却装置进行热交换的辅助换热器，在环境温度较低的工况下可应用辅助换热器进行热量自发转移，或配合冷机制冷同时使用，节约了大量电能，延长了设备的使用寿命，还可相互配用提高供冷的可靠性。
本发明的技术方案是一种节能型冷冻机组，包括冷机制冷循环装置和用户负载循环装置，冷机制冷循环装置中连接有压缩机和冷凝器，冷凝器连接有冷却装置，用户负载循环装置中连接有热负载和蒸发器，冷机制冷循环装置和用户负载循环装置通过蒸发器进行热交换，所述用户负载循环装置在载冷剂流向处于蒸发器的上游位置上连接有辅助换热器，辅助换热器和冷凝器并联连接在冷却装置上，使用户负载循环装置和冷却装置可通过辅助换热器进行热交换。
本发明进一步的技术方案是一种节能型冷冻机组，包括冷机制冷循环装置和用户负载循环装置，冷机制冷循环装置中连接有压缩机和冷凝器，冷凝器连接有冷却装置，用户负载循环装置中连接有热负载和蒸发器，冷机制冷循环装置和用户负载循环装置通过蒸发器进行热交换，所述用户负载循环装置在载冷剂流向处于蒸发器的上游位置上连接有辅助换热器，辅助换热器和冷凝器并联连接在冷却装置上，使用户负载循环装置和冷却装置可通过辅助换热器进行热交换；所述冷却装置冷却介质的入口处、蒸发器的载冷剂出口处分别设有温度传感器。
上述技术方案中所述冷机制冷循环装置的冷凝器和用户负载循环装置的辅助换热器可共用一个冷却水塔或冷却风机，且冷却水塔连接有电动三通阀或冷却风机配备有可调节的风门，可安装在同一壳体中。
所述冷机制冷循环装置的蒸发器和辅助换热器可共用一个鼓风装置、安装在同一壳体中。
所述的冷冻机组可由电气组件实现统一的逻辑控制，供冷模式共有三种组合即自然冷却循环、冷机制冷循环、冷机制冷循环和自然冷却循环，根据对温度T1、T2及客户负载温度T0数值检测和判断选择，适时启动供冷模式。
本发明的优点是1.本发明在用户负载循环装置中增加了辅助换热器，辅助换热器与冷却装置进行热交换，在环境温度较低的工况下可应用冷却装置的环境冷源进行热量自发转移，或配合冷机制冷同时使用，节约了大量电能，延长了设备的使用寿命，还可相互配用提高供冷的可靠性。
2.本发明在冷机制冷循环的基础上，增设自然冷却循环的方式以辅助热交换进行，冷机制冷循环装置中的冷却装置配有冷却水塔或鼓风装置等，根据对环境温度、蒸发器出口载冷剂温度和辅助换热器出口温度的探测和判断后，选择冷机制冷循环模式或自然冷却循环模式或两者同时进行的模式。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述图1为实施例一的结构示意图；图2为实施例二的结构示意图；图3为实施例三的结构示意图；图4为本发明的控制流程示意图。
其中1冷机制冷循环装置；2用户负载循环装置；3压缩机；4冷凝器；5冷却装置；6热负载；7蒸发器；8辅助换热器；9、10温度传感器；12冷却水塔；13电动三通阀；14冷却风机；15鼓风装置。
具体实施例方式
实施例如图1、图2、图3所示，一种节能型冷冻机组，包括冷机制冷循环装置1和用户负载循环装置2，冷机制冷循环装置1中连接有压缩机3和冷凝器4，冷凝器4连接有冷却装置5，用户负载循环装置2中连接有热负载6、蒸发器7和辅助换热器8，辅助换热器8在载冷剂流向上处于蒸发器7的上游位置，辅助换热器8和冷凝器4并联连接在冷却装置5上，冷机制冷循环装置1和用户负载循环装置2通过蒸发器7进行热交换，用户负载循环装置2和冷却装置5通过辅助换热器8进行热交换；冷却装置5的冷却介质入口处和蒸发器7载冷剂出口处分别设有温度传感器9和10。
如图1所示，为本发明应用于水冷式冷水机组，冷凝器4的冷却介质选用冷却水塔12的循环水，流入辅助换热器8的介质也采用冷却水塔12的循环水，两条供水回路共用一个冷却水塔12，通过电动三通阀13按比例调控两条水路循环用水的流量。水流量可根据运行模式容易实现统一逻辑控制。
如图2所示，为本发明应用于风冷式冷水机组，冷凝器4的冷却介质和辅助换热器8的载冷剂均为空气，利用鼓风装置及风道结构产生气流，实现空气强制对流进行热交换。冷却装置5和辅助换热器8可在结构上共用一个冷却风机14，也可以分别构成各自的风循环系统。风量可根据运行模式容易实现统一逻辑控制。
如图3所示，为本发明应用于水冷式冷风机组冷凝器4采用冷却水塔12冷却，蒸发器7采用风机盘管的形式，增加的辅助换热器8其结构也可用风机盘管形式(管内的循环介质为冷却水塔的循环水)。冷凝器4的冷却水和辅助换热器8的用水可共用冷却水塔12提供的循环水；通过电动三通阀13按比例调控两条水路循环用水的流量。水流量可根据运行模式容易实现统一逻辑控制。蒸发器7和辅助换热器8都是供冷端，结构上可作成一体并可以共用鼓风装置15。
本发明的用户负载循环装置2在与冷机制冷循环装置1进行热交换的基础上，增设了与冷却装置5进行热交换的辅助换热器8以适时辅助热交换，冷却装置5的介质有空气和水两种形式，配有冷却水塔12或冷却风机14，根据对环境温度T1、蒸发器7出口载冷剂温度T2的检测和判断后，选择冷机制冷循环模式或环境冷源循环模式或两者同时进行的模式供冷。
对于水冷式冷冻机组冷却水塔12的水循环回路通过阀件控制冷凝器4的冷却水量和辅助换热器8(辅助冷却换热器)的流量比例。系统供冷模式的选择和切换是根据蒸发器载冷剂出口温度T2及环境温度T1的检测和判断进行的。
对于风冷式冷冻机组，冷风机14同时可对冷冻循环回路中的冷凝器4风冷，也可以对辅助换热器8进行风冷，两侧风量可单独控制或统一控制。可根据蒸发器7的出口温度T2，环境温度T1等选择启动或切换供冷模式。
如图4所示，冷机制冷循环装置1启动后，控制系统首先检测并判断设在冷却装置5循环水管路中的环境温度传感器T1，根据如下条件进行判断当T1≤T0(用户需求温度)-ΔT1(温度偏差值，可设定)，则选择辅助冷却循环模式供冷；当T0-ΔT1＜T1＜T0，则选择启动冷机制冷循环和自然冷却循环供冷两种供冷模式；当T1≥T0，仅选择冷机制冷循环。经过设定的ΔT时间后，检测各温度传感器温度并判断选择模式，此后，检测T2值并取代T0值参与条件判断，如此循环进行。冷机制冷循环装置1的冷凝器4和用户负载循环装置2的辅助换热器8均为与环境进行热交换，结构上可做成一体式且采用同一介质(水或空气)。
对于水冷式机组，可采用电动三通阀13自动调节冷却水塔12对两个供冷回路的供水量的比例；对于风冷机组，可通过控制各自风机的起停或风量调节阀，实现风量的控制。三种模式的选择将依据需要设定控制逻辑，适时启用或切换供冷模式。
相对于其它普通型冷冻机组，本发明仅增加了辅助换热器8和辅助换热器8与冷却装置5之间的管路部分和温度传感器及阀件，修改了逻辑控制程序等。
本发明在普通冷冻机组基础上，增加了辅助换热器8、管路等，增加的设备部分较少，因而，极大地节约了能源和设备的消耗(仅电费年平均降低35％左右)，延长了设备使用寿命。本发明相比单一的普通冷冻机系统，结构没有大的改变，且容易实施联合控制，协调工作。整套设备可一次性制造装配完成，无需现场施工，且不依赖其它冷源即可实现热量由客户端向外界环境转移的目的，节能而且可靠。本发明广泛适用于水冷式和风冷式制冷装置。
本发明在结构上，可将辅助换热器和冷凝器或辅助换热器和蒸发器制作成一体，简单易行，对冷却塔及冷却风机可实行共用。
本发明的两种换热方式可结合成三种供冷模式，根据相关温度点的检测和判断选择，易于实现逻辑控制。
本发明节能且可靠，增加元件少，整机可一次完成，无依赖性，可靠性高。
权利要求
1.一种节能型冷冻机组，包括冷机制冷循环装置(1)和用户负载循环装置(2)，冷机制冷循环装置(1)中连接有压缩机(3)和冷凝器(4)，冷凝器(4)连接有冷却装置(5)，用户负载循环装置(2)中连接有热负载(6)和蒸发器(7)，冷机制冷循环装置(1)和用户负载循环装置(2)通过蒸发器(7)进行热交换，其特征在于所述用户负载循环装置(2)在载冷剂流向处于蒸发器(7)的上游位置上连接有辅助换热器(8)，辅助换热器(8)和冷凝器(4)并联连接在冷却装置(5)上，使用户负载循环装置(2)和冷却装置(5)可通过辅助换热器(8)进行热交换。
2.根据权利要求1所述的节能型冷冻机组，其特征在于所述冷却装置(5)冷却介质的入口处、蒸发器(7)的载冷剂出口处分别设有温度传感器(9、10)。
3.根据权利要求1所述的节能型冷冻机组，其特征在于所述冷机制冷循环装置(1)的冷凝器(4)和用户负载循环装置(2)的辅助换热器(8)可共用一个冷却水塔(12)或冷却风机(14)，且冷却水塔(12)连接有电动三通阀(13)或冷却风机(14)连接风门，可安装在同一壳体中。
4.根据权利要求1所述的节能型冷冻机组，其特征在于所述冷机制冷循环装置(1)的蒸发器(7)和辅助换热器(8)可共用一个风机、安装在同一壳体中。
5.根据权利要求1所述的节能型冷冻机组，其特征在于所述的冷冻机组可由电气组件实现统一的逻辑控制，供冷模式共有三种组合即自然冷却循环、冷机制冷循环、冷机制冷循环和自然制冷循环，根据对温度T1、T2及客户负载温度T0数值检测和判断选择，适时启动供冷模式。
全文摘要
本发明公开了一种节能型冷冻机组，包括冷机制冷循环装置和用户负载循环装置，冷机制冷循环装置中连接有压缩机和冷凝器，冷凝器连接有冷却装置，用户负载循环装置中连接有热负载和蒸发器，冷机制冷循环装置和用户负载循环装置通过蒸发器进行热交换，所述用户负载循环装置在载冷剂流向处于蒸发器的上游位置上还连接有辅助换热器；辅助换热器和冷凝器并联连接在冷却装置上，使用户负载循环装置和冷却装置还可通过辅助换热器进行热交换；本发明在环境温度较低的工况下可应用自然冷却循环进行热量自发转移，或配合冷机制冷循环同时使用，节约了大量电能，延长了设备的使用寿命，还可相互配使用，提高供冷的可靠性。
文档编号F24F3/06GK1975287SQ20061016141
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者刘明国 申请人:苏州昆拓冷机有限公司