专利名称：并联式差温蒸发冷(热)水机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种并联式差温蒸发冷(热)水机组。
背景技术：
现有的空调用多机压縮冷(热)水机组，由于受早期设计理念的限制，都 设计成单蒸发器单压蒸发系统以简化其结构及降低成本。其系统原理图如图3所示， 其工作过程主要为(为叙述方便省略了辅助部件并以制冷过程为例)制冷剂在蒸发器 内蒸发成蒸汽，蒸发时吸收汽化潜热(产生了冷量)而将盘管外的冷水温度降 低产生低温冷水。为了使蒸发器中的蒸发过程(制冷过程)能持续不断进行下去， 需不断补充制冷剂液体并排走蒸发器内所产生的蒸汽。多个并联的压縮机(吸 汽口及排汽口都并联连接)从蒸发器中吸走制冷剂蒸汽并将其压縮而变成了高 温高压的制冷剂蒸汽；高温高压的制冷剂蒸汽从压縮机的排汽口排出沿制冷剂 管流向冷凝器。在冷凝器中，制冷剂蒸汽在高压下被冷却放出热量，又变成了 制冷剂液体以供蒸发器蒸发制冷用。由于蒸发温度与蒸发压力成正比，为了得 到冷水所需的低蒸发温度，需用节流装置对制冷剂液体节流降压以产生低压； 降压后的制冷剂液体又重新流入蒸发器中蒸发制冷，如此就实现了一个制冷循 环。只要压縮机不停止工作，这种制冷循环就会一直进行下去。
这种冷(热)水机组的缺点在于(1)虽然在冷(热)水流过蒸发器的过 程中水温是逐步下降(上升)的，但由于制冷系统只有一个蒸发器，因而这个蒸 发压力只能由温度最低(高)的蒸发器出口水温决定，制冷循环中无法利用冷水 降温过程中前端的相对高温，根据制冷原理，蒸发温度(压力)越低，制冷效率 就越低；表示其制冷效率与蒸发温度间关系的等效卡诺循环示意图见图5; (2) 由于单蒸发器冷(热)水机组蒸发压力下降时效率降低很快，限制了低温冷水 和大温差(大的机组冷水进出口温差)技术的利用。提高供回水温差对提高空 调系统能量利用效率有很大的潜力，降低冷水温出水度对空调系统除湿性能有 很大的影响，而除湿效率的提高也可显著提高空调系统空气处理过程中的能量 利用效率；(3)制冷过程中，单蒸发器冷水进出口温差大，出口水温在冰点附 近时，蒸发器内易产生因换热死角而导致局部过冷结冰，损坏机组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能降耗的并联式差温蒸发冷(热)水机组。 本发明包括它包括冷凝器、两台或两台以上的压縮机、蒸发器冷水进水管、 蒸发器冷水出水管、制冷剂管，其特征在于它还包括与压縮机数量相同的蒸 发单元以及与压縮机数量相同的节流阀，由多个节流阀、多个蒸发单元、多个
压縮机依序连接后与一个冷凝器连接组成一个循环系统；多个蒸发单元沿水流 方向串联连接组合成蒸发器，前一个蒸发单元的冷水出口连接后一个蒸发单元 的冷水进水口，如此依序串联连接构成组合式蒸发器，蒸发器冷水进水管从蒸 发器的一侧接入，蒸发器冷水出水管从蒸发器的另一侧导出。
本发明具有下述优点(1)由于对每台压縮机设置了独立的蒸发单元并将 蒸发单元按水流方向顺序排列，蒸发单元两端不封闭，机组运行时各蒸发单元 内的的制冷剂液体可在不同的压力下进行蒸发。机组运行时蒸发器进出口水温 存在温差，各级蒸发单元的蒸发温度是逐步下降而不是由蒸发器出口水温决定， 因而提高了机组的平均蒸发温度，提高了机组的能效比。(2)可更安全更高效 地产生更低温度的冷水，减缓了因机组冷(热)水出口温度下降(或升高)而 引起的效率降低，提高机组的综合能效比。更低温的冷水冷源在空调系统的空 气处理过程中有更高的除湿效率及更大的节能潜力。(3)可更高效地实现大温 差供回水，而大温差冷源有利于中央空调系统高效地实现空调负荷的"分质" 处理，这是以前的空调系统中是难以实现的。(4)蒸发单元可按蒸发量范围分 成有限的几个系列，同系列不同蒸发量的蒸发单元采取标准接口，不同压縮机 所匹配的蒸发单元只是厚度(长度)不同，因而可方便地组合成任意所需的蒸 发器；(5)组装式蒸发器更便于维修，更换和内部清洗；(6)由蒸发单元组合 成的蒸发器有利于蒸发器标准化流水线生产以降低成本。
图l为本发明的结构示意图。
图2为本发明中蒸发单元构成的蒸发器的结构示意图。 图3为现在技术的结构示意图。
图4为本发明的制冷效率与蒸发温度间关系的等效卡诺循环示意图。 图5为现有技术的制冷效率与蒸发温度间关系的等效卡诺循环示意图。
标号说明l压縮机、2冷凝器、3节流阀；4蒸发器；5蒸发器冷水进水管、6蒸发器冷水出水管；7制冷剂管、8蒸发单元、81蒸发盘管、82外壳、 83法兰、9蒸发器端盖、10、蒸发器。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括冷凝器2、两个或两个以上的压縮机l、蒸发器冷 水进水管5、蒸发器冷水出水管6、制冷剂管7、与压縮机数量相同的蒸发单元 8以及与压縮机数量相同的节流阀3，由一个压縮机与一个蒸发单元和一个节流 阀依序连接组成一个单元，多个单元之间并联排列后与一个冷凝器串联连接组 成一个循环系统。
多个蒸发单元沿水流方向串联连接组合成蒸发器，前一个蒸发单元的冷水 出口连接后一个蒸发单元的冷水进口，如此依序连接构成串联组合的蒸发器8。 蒸发器冷水进水管5从蒸发器的一侧接入，蒸发器冷水出水管6从蒸发器的另 一侧导出。由于对每台压縮机设置了独立蒸发单元，并将蒸发单元按水流方向 顺序排列，蒸发单元两端不封闭，机组运行时各单元式蒸发可在不同的压力下 进行。机组运行时蒸发器进出口水温存在温差，各级蒸发单元的蒸发温度是逐 步下降而不是由蒸发器出口水温决定，因而提高了机组的平均蒸发温度，提高 了机组的能效比。同时可更安全更高效地产生更低温度的冷水，减缓了机组冷 水出口温度下降(或升高)而引起的效率降低，提高机组的综合能效比。更低 温的冷水冷源在空调系统的空气处理过程中有更高的除湿效率及更大的节能潜 力。
如图2所示，蒸发单元分为蒸发盘管81与外壳82两部分，外壳82为筒状， 外壳内设有蒸发盘管81，两端不封闭且设有法兰83，蒸发器两端设有蒸发器端 盖9。通过设置法兰，可以使蒸发单元两两连接，并使蒸发器两端的蒸发单元与 蒸发器端盖相连。
蒸发单元按蒸发量范围分成有限的几个等级，不同等级的蒸发单元的接口 相同。由于不同压縮机所匹配的蒸发单元只是厚度(长度)不同，因而可方便 地串联组合成任意所需的蒸发器；采用组合式蒸发器更便于维修、更换和内部 清洗；同时由蒸发单元串联所组成的蒸发器有利于蒸发器标准化流水线生产以 降低成本。
下面结合图4图5对本发明与现有技术进行对比分析。
如图5所示，图中W为制冷所消耗的压縮功；TK为冷凝器中制冷剂蒸汽的冷凝温度；TO蒸发器中制冷剂的蒸发温度；
即蒸发器中制冷剂的蒸发温度越低，面积越大，制冷所消耗的压縮功也越大， 现有技术的制冷系统中只有一个蒸发器，因而这个蒸发温度只能由温度最低的 蒸发器出口水温决定，制冷循环中无法利用冷水降温过程中前端的相对高温，所 以现有技术存在着不足之处。
如图4所示，它是采用了 3组压縮机的制冷效率与蒸发温度间关系的等效卡诺循 环示意图，图中Wl第一台压縮机所消耗的压縮功；W2第二台压縮机所消耗 的压縮功；W3第三台压縮机所消耗的压縮功；Wl、 W2下的阴影面积为本发 明所节约的压縮功。
由于在第1组压縮机所对应的蒸发单元的出口处的水温较高，即制冷剂的 蒸发温度高，故所消耗的压縮功较小，依此类推，最后一组蒸发单元的出口处 的水温最低，制冷剂的蒸发温度低，故所消耗的压縮功最大。机组运行时蒸发 器进出口水温存在温差，各级蒸发单元的蒸发温度是逐步下降而不是由蒸发器 出口水温决定，因而提高了机组的平均蒸发温度，提高了机组的能效比，其等 效卡诺循环示意图见图4。在假定冷凝温度都为40°C，蒸发器最终出水温度都 为7'C，蒸发器进出口水温差都为5-C时，各压縮机均为同型号压縮机前提下， 经计算，本发明在理论上比现有的冷水机组一般可提高制冷效率5%以上，而且 蒸发器进出口水温差越大节能效果越好。
权利要求
1、一种并联式差温蒸发冷(热)水机组，它包括冷凝器、两个或两个以上的压缩机、蒸发器冷水进水管、蒸发器冷水出水管、制冷剂管，其特征在于它还包括与压缩机数量相同的蒸发单元以及与压缩机数量相同的节流阀，由多个节流阀、多个蒸发单元、多个压缩机依序连接后与一个冷凝器连接组成一个循环系统；多个蒸发单元沿水流方向串联连接组合成蒸发器，前一个蒸发单元的冷水出口管连接后一个蒸发单元的冷水进水管，如此依序连接构成串联的蒸发器，蒸发器冷水进水管从蒸发器的一侧接入，蒸发器冷水出水管从蒸发器的另一侧导出。
2、 根据权利要求1所述的并联式差温蒸发冷(热)水机组，其特征在于-由一个压縮机与一个蒸发单元和一个节流阀依序连接组成一个单元，多个单元 之间并联排列。
3、 根据权利要求2所述的并联式差温蒸发冷(热)水机组，其特征在于所述的蒸发单元分为蒸发盘管与外壳两部分，外壳为筒状，外壳内设有蒸发盘 管，两端不封闭且设有法兰。
4、 根据权利要求3所述的并联式差温蒸发冷(热)水机组，其特征在于所述的蒸发器两端设有蒸发器端盖。
5、 根据权利要求4所述的并联式差温蒸发冷(热)水机组，其特征在于所述的蒸发单元按蒸发量范围分成有限的几个等级，不同等级的蒸发单元的接 口相同。
全文摘要
本发明涉及一种并联式差温蒸发冷(热)水机组，它包括冷凝器、两个或两个以上的压缩机、蒸发器冷水进水管、蒸发器冷水出水管、制冷剂管，它还包括与压缩机数量相同的蒸发单元以及与压缩机数量相同的节流阀，所述的多个节流阀、多个蒸发单元、多个压缩机依序连接后与一个冷凝器连接组成一个循环系统；多个蒸发单元沿水流方向并排连接组合成蒸发器，前一个蒸发单元的冷水出口管连接后一个蒸发单元的冷水进水管，如此依序连接构成并联的蒸发器。本发明具有节能降耗，维修方便等优点。
文档编号F25B29/00GK101532742SQ20091011154
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者吴金毅, 施孝增, 李曹县, 鄢庆春 申请人:福州市仓山区宇泓空调节能技术有限公司