变频制冷系统和具有其的冷水机组的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种变频制冷系统和具有其的冷水机组。

背景技术：

冷水机组是将制冷系统中的全部或部分设备在工厂组装成一个整体，以水为载体为用户提供所需要的冷量。冷水机组的变频器发热量过大，变频器的散热装置采用普通风扇散热需要大风量的风扇，导致变频器噪音大且体积大。

相关技术中，变频器的散热装置采用冷媒冷却散热的方式，保证了变频器的散热效果；然而，这种散热方式在高温高湿度的环境中使用时，散热装置表面存在凝露风险，影响变频器的可靠性。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种变频制冷系统，所述变频制冷系统具有良好的运行可靠性和稳定性。

本发明还提出一种具有上述变频制冷系统的冷水机组。

根据本发明第一方面的变频制冷系统，包括：主机系统，所述主机系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器和第一节流元件，所述压缩机具有回气端和出气端，所述冷凝器具有第一端和第二端，所述第一端与所述出气端相连，所述蒸发器具有第三端和第四端，所述第三端与所述回气端相连，所述第一节流元件连接在所述第二端和第四端之间；变频器，所述变频器包括壳体、功率模块、散热装置和除湿装置，所述功率模块、所述散热装置和所述除湿装置均设于所述壳体内，所述散热装置用于对所述功率模块散热，所述除湿装置用于对所述壳体内除湿，所述散热装置通过第一冷媒流道与所述主机系统相连，所述除湿装置通过第二冷媒流道与所述主机系统相连，且所述第二冷媒流道的进液口的冷媒温度低于所述第一冷媒流道的进液口的冷媒温度。

根据本发明的变频制冷系统，有效提升了除湿装置的除湿效果和降温效果，避免了壳体内尤其是散热装置产生凝露，保证了变频器运行的可靠性、稳定性。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道的进液口连接在所述第二端与所述第一节流元件之间，所述第二冷媒流道的进液口连接在所述第一节流元件与所述第四端之间。

根据本发明的一些实施例，所述主机系统还包括：过冷装置，所述过冷装置连接在所述第一节流元件和所述第二端之间，所述第一冷媒流道的进液口连接在所述过冷装置与所述第一节流元件之间。

根据本发明的一些实施例，所述第二冷媒流道上设有第二节流元件，且所述第二节流元件位于所述除湿装置与所述第二冷媒流道的进液口之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道上设有第三节流元件，且所述第三节流元件位于所述散热装置与所述第一冷媒流道的出液口之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道的出液口连接在所述第一节流元件与所述回气端之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道的出液口连接在所述第一节流元件和所述第四端之间、或所述第三端和所述回气端之间。

根据本发明的一些实施例，所述第二冷媒流道的出液口连接在所述第三端和所述回气端之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道的出液口与所述第二冷媒流道的进液口在所述主机系统的连接位置相同，且均连接在所述第一节流元件和所述第四端之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一冷媒流道的出液口与所述第二冷媒流道的出液口在所述主机系统的连接位置相同，且均连接在所述第三端和所述回气端之间。

根据本发明第二方面的冷水机组，包括：变频制冷系统，所述变频制冷系统为根据本发明上述第一方面的变频器冷媒系统；润滑系统，所述润滑系统与所述压缩机相连以对所述压缩机进行润滑。

根据本发明的冷水机组，通过采用上述的变频冷水机组，提升了冷水机组的运行可靠性、稳定性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的变频制冷系统的结构示意图，其中箭头表示冷媒流向；

图2是根据本发明另一个实施例的变频制冷系统的结构示意图，其中箭头表示冷媒流向；

图3是根据本发明实施例的变频器的结构示意图。

附图标记：

变频制冷系统100；

主机系统1；压缩机11；冷凝器12；蒸发器13；第一节流元件14；过冷装置15；

回气端111；出气端112；第一端121；第二端122；第三端131；第四端132；

本体151；第一通道151a；第二通道151b；第四节流元件152；

变频器2；壳体21；功率模块22；散热装置23；除湿装置24；

第二节流元件25；第三节流元件26；风扇27；

第一冷媒流道3；第一冷媒流道的进液口31；第一冷媒流道的出液口32；

第二冷媒流道4；第二冷媒流道的进液口41；第二冷媒流道的出液口42。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的变频制冷系统100。其中，变频制冷系统100可以用于制冷，以满足用户所需要的冷量。

如图1-图2所示，变频制冷系统100包括主机系统1，主机系统1包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13和第一节流元件14，压缩机11具有回气端111和出气端112，冷凝器12具有第一端121和第二端122，第一端121与出气端112相连，蒸发器13具有第三端131和第四端132，第三端131与回气端111相连，第一节流元件14连接在第二端122和第四端132之间。

当变频制冷系统100用于制冷时，冷媒可以自回气端111流入压缩机11内，并在压缩机11内完成压缩后形成高温高压气态冷媒通过出气端112排出，高温高压冷媒通过第一端121流入冷凝器12内，以在冷凝器12中冷凝成压力较高的液态冷媒，该液态冷媒通过第二端122流向第一节流元件14，经第一节流元件14节流降压后形成压力较低的液态冷媒(或气液混合态冷媒)；而后冷媒通过第四端132流入蒸发器13内，以在蒸发器13内吸热蒸发而成为压力较低的气态冷媒，该气态冷媒通过第三端131流出以流向压缩机11的回气端111，完成制冷循环。其中，主机系统1的各部件之间可以通过冷媒管道相连，例如第一端121与出气端112之间可以通过冷媒管道相连，第三端131与回气端111相连可以通过冷媒管道相连，第一节流元件14与第二端122之间、第一节流元件14与第四端132之间可以分别通过冷媒管道相连。

如图1-图3所示，变频制冷系统100还包括变频器2，变频器2可以用于控制和调整压缩机11的转速，使得压缩机11的转速可以始终处于最佳的转速状态，以提高能效比。变频器2包括壳体21、功率模块22、散热装置23和除湿装置24，功率模块22、散热装置23和除湿装置24均设于壳体21内，功率模块22可以包括驱动模块和整流模块，功率模块22运行过程中会产生热量，散热装置23用于对功率模块22散热，散热装置23可以设在功率模块22上，以避免功率模块22温度较高，保证功率模块22可靠运行；除湿装置24用于对壳体21内除湿，使得壳体21内部环境湿度较低，避免散热装置23凝露而影响变频器2可靠性。

散热装置23通过第一冷媒流道3与主机系统1相连，使得主机系统1内流动的冷媒的一部分可以通过第一冷媒流道3流经散热装置23，以及时带走功率模块22的热量，实现功率模块22的高效散热，且便于节省变频器2的占用空间，有利于变频制冷系统100的合理布局，同时散热装置23在一定程度上可以降低壳体21内部环境的湿度。

除湿装置24通过第二冷媒流道4与主机系统1相连，使得主机系统1内流动的冷媒的一部分可以通过第二冷媒流道4流经除湿装置24，使得除湿装置24的温度可以低于壳体21内部环境的温度，除湿装置24表面产生冷凝水，以降低壳体21内部环境的湿度，从而避免在壳体21内各部件尤其是散热装置23上产生凝露而影响变频器2的使用可靠性，保证变频器2可靠、稳定运行，同时除湿装置24还可以降低壳体21内部的环境温度，提升变频器2的散热性能。

其中，第二冷媒流道的进液口41的冷媒温度低于第一冷媒流道的进液口31的冷媒温度，则第二冷媒流道4和第一冷媒流道3单独分开取冷媒，且流经除湿装置24的冷媒的温度低于流经散热装置23的冷媒的温度，有利于使得除湿装置24表面的温度低于散热装置23表面的温度，从而提升了除湿装置24的除湿效果，保证了壳体21内部环境的干燥程度，进一步避免散热装置23产生凝露，且除湿装置24在一定程度上也可以降低壳体21内部环境温度，有利于提升变频器2的散热性能。

此外，除湿装置24产生的冷凝水可以收集起来，并通过排水管排出变频器2的壳体21外；例如，排水管的出口端可以连通至蒸发器13的接水盘，使得除湿装置24产生的冷凝水可以通过排水管排至接水盘；但不限于此。

需要说明的是，“进液口”并非是限定流入第一冷媒流道3/第二冷媒流道4的冷媒为液态，则自第一冷媒流道的进液口31流入第一冷媒流道3的冷媒可以为液态、也可以为气液混合态，自第二冷媒流道的进液口41流入第二冷媒流道4的冷媒可以为液态、也可以为气液混合态，但不限于此。

可以理解的是，散热装置23可以为一个或多个，当散热装置23为多个时，多个散热装置23可以并联设置，但不限于此；例如散热装置23为两个，两个散热装置23可以分别为第一散热装置和第二散热装置，第一散热装置可以设在驱动模块上以用于对驱动模块散热，第二散热装置可以设在整流模块上以用于对整流模块散热，第一散热装置和第二散热装置可以并联设置，也就是说，第一散热装置可以通过一个第一冷媒流道3与主机系统1相连、第二散热装置可以通过另一个第一冷媒流道3与主机系统1相连。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，“第一端121”、“第二端122”、“第三端131”和“第四端132”并非指冷凝器12/蒸发器13的端部，“第一端121”可以理解为冷凝器12的入口端，“第二端122”可以理解为冷凝器12的出口端，“第三端131”可以理解为蒸发器13的出口端，“第四端132”可以理解为蒸发器13的入口端。

根据本发明实施例的变频制冷系统100，通过设置散热装置23和除湿装置24分别与主机系统1相连，且使得第二冷媒流道的进液口41的冷媒温度低于第一冷媒流道的进液口31的冷媒温度，从而流经除湿装置24的冷媒的温度低于流经散热装置23的冷媒的温度，有效提升了除湿装置24的除湿效果和降温效果，进而避免壳体21内尤其是散热装置23产生凝露，保证了变频器2运行的可靠性、稳定性。

相对于将第一冷媒流道的进液口31和第二冷媒流道的进液口41连接在主机系统1上的同一位置以使第一冷媒流道的进液口31的冷媒温度与第二冷媒流道的进液口41的冷媒温度相等而言，虽然采用上述连接方式时散热装置23可以对功率模块22散热、除湿装置24可以对壳体21内部环境除湿，然而，在一些特殊工况下，除湿效果并不明显，散热装置23仍然存在凝露的风险；例如，当室外环境温度低、室内环境温度高时，变频制冷系统100在制冷过程中，冷凝器12温度较低，如果自冷凝器12流出的冷媒的一部分流向散热装置23、一部分流向除湿装置24，当主机系统1小负载运行时，散热装置23的温度会出现低于变频器2内部环境温度的情况，结合除湿装置24的除湿效果不明显，使得散热装置23产生凝露而影响变频器2的可靠性。而本申请有效提升了除湿装置24的除湿效果，有效避免了壳体21内各部件表面产生凝露尤其是散热装置23产生凝露。

需要说明的是，“第一冷媒流道的进液口31和第二冷媒流道的进液口41连接在主机系统1上的同一位置”中“同一位置”可以理解为同一冷媒管道上的相同位置或不同位置。

可选地，第一节流元件14可以为节流阀、或电子膨胀阀、或毛细管等；例如，在图1和图2的示例中，第一节流元件14为节流阀。

进一步地，壳体21内还可以设有风扇27，风扇27转动可以驱动壳体21内部空气流动，使得壳体21内部的空气可以更好地与除湿装置24接触以进一步提升除湿装置24的除湿效果，同时有利于提升除湿装置24的降温效果，保证壳体21内部空气温度和湿度较为均匀。

可选地，壳体21可以形成为密闭箱体，从而在一定程度上，壳体21可以将壳体21内部环境与壳体21外部环境分隔，避免壳体21外部环境影响壳体21内部环境。可以理解的是，上述“密闭箱体”并非指完全封闭的箱体，壳体21内部环境与壳体21外部环境之间可以通过壳体21的缝隙连通。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第一冷媒流道的进液口31连接在第二端122与第一节流元件14之间，即自冷凝器12的第二端122流出的冷媒的一部分可以通过第一冷媒流道的进液口31流向散热装置23以实现散热、另一部分可以流向第一节流元件14，以保证主机系统1的制冷循环；而且，自冷凝器12的第二端122流出的冷媒的温度不会过低、也不会过高，从而满足了散热装置23的散热要求，且进一步避免了散热装置23的冷媒温度过低而产生凝露。

如图1和图2所示，第二冷媒流道的进液口41连接在第一节流元件14与第四端132之间，即自第一节流元件14流出的冷媒的一部分可以通过第二冷媒流道的进液口41流向除湿装置24以实现除湿、另一部分可以流向蒸发器13，以保证主机系统1的制冷循环。由于主机系统1中经过第一节流元件14节流后的冷媒的温度最低，使得除湿装置24的冷媒温度最低，进一步有效提升了除湿装置24的除湿效果，且进一步有效降低了壳体21内部的环境温度。

在本发明的进一步实施例中，如图2所示，主机系统1还包括过冷装置15，过冷装置15连接在第一节流元件14和第二端122之间，自第二端122流出的压力较高的液态冷媒的至少部分流经过冷装置15以被过冷，过冷冷媒再流向第一节流元件14，从而提高了变频制冷系统100的制冷量。其中，第一冷媒流道的进液口31连接在过冷装置15与第一节流元件14之间，使得过冷冷媒的一部分可以自第一冷媒流道的进液口31流向散热装置23，提升了散热装置23的散热性能，进一步保证了变频器2运行可靠。

例如，在图2的示例中，过冷装置15可以为经济器，过冷装置15可以包括本体151和第四节流元件152，本体151可以具有相互换热的第一通道151a和第二通道151b，第一通道151a串联连接在第二端122和第一节流元件14之间，第二通道151b和第四节流元件152串联连接在第二端122和回气端111之间，且第四节流元件152位于第二通道151b的上游，使得自冷凝器12流出的一部分冷媒先经过第四节流元件152的节流后、再流向第二通道151b；此时，第一冷媒流道的进液口31可以连接在第一通道151a与第一节流元件14之间，从而过冷冷媒的一部分可以流向散热装置23以用于散热。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第二冷媒流道4上设有第二节流元件25，且第二节流元件25位于除湿装置24与第二冷媒流道的进液口41之间，使得第二节流元件25位于除湿装置24的上游，也就是说，第二冷媒流道4内的冷媒先流经第二节流元件25、再流经除湿装置24，从而第二节流元件25可以对第二冷媒流道4内的冷媒进一步节流、降压，以进一步降低冷媒的温度，提升除湿装置24的除湿效果。

其中，第二节流元件25可以设在变频器2的壳体21内，使得变频器2具有良好的集成度，以便于变频制冷系统100的组装；当然，第二节流元件25也可以设在变频器2的壳体21外。可选地，第二节流元件25可以为节流阀、或电子膨胀阀、或毛细管等；例如，在图1和图2的示例中，第二节流元件25为毛细管。

可以理解的是，当第二节流元件25的开度可调时，可以通过调节第二节流元件25的开度调节流向第二冷媒流道4的冷媒流量。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第一冷媒流道3上设有第三节流元件26，且第三节流元件26位于散热装置23与第一冷媒流道的出液口32之间，使得第三节流元件26位于散热装置23的下游，也就是说，第一冷媒流道3内的冷媒先流经散热装置23、再流经第三节流元件26，从而第一冷媒流道3内的冷媒可以先带走散热装置23的热量、再经第三节流元件26节流降压后便于重新流至主机系统1内参与制冷循环，保证变频制冷系统100正常运行。

其中，第三节流元件26可以设在变频器2的壳体21内，使得变频器2具有良好的集成度，以便于变频制冷系统100的组装；当然，第三节流元件26也可以设在变频器2的壳体21外。可选地，第三节流元件26可以为节流阀、或电子膨胀阀、或毛细管等；例如，在图1和图2的示例中，第三节流元件26为节流阀。

可以理解的是，当第三节流元件26的开度可调时，可以通过调节第三节流元件26的开度调节流向第一冷媒流道3的冷媒流量。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第一冷媒流道的出液口32连接在第一节流元件14与回气端111之间，使得第一冷媒流道的出液口32处的冷媒压力较低，而第一冷媒流道的进液口31处的冷媒压力高于第一冷媒流道的出液口32处的冷媒压力，则方便了第一冷媒流道的进液口31的设置，保证第一冷媒流道3内的冷媒可以自第一冷媒流道的进液口31流向第一冷媒流道的出液口32，同时使得由主机系统1流至第一冷媒流道3内的冷媒可以重新流入主机系统1内，保证主机系统1的制冷效果。

在本发明的一些可选实施例中，如图1和图2所示，第一冷媒流道的出液口32连接在第一节流元件14和第四端132之间，则自第一冷媒流道的出液口32流出的冷媒可以与经过第一节流元件14的冷媒汇流并一起流向蒸发器13的第四端132。

在本发明的另一些可选实施例中，第一冷媒流道的出液口32连接在第三端131和回气端111之间，则自第一冷媒流道的出液口32流出的冷媒可以与自蒸发器13流出的冷媒汇流并一起流向压缩机11的回气端111。

可以理解的是，第一冷媒流道的出液口32还可以连接在第一节流元件14与回气端111之间的其他位置，而不限于此。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，第二冷媒流道的出液口42连接在第三端131和回气端111之间，便于使得第二冷媒流道的出液口42处的冷媒压力最低，而第二冷媒流道的进液口41处的冷媒压力高于第二冷媒流道的出液口42处的冷媒压力，则方便了第二冷媒流道的进液口41的设置，保证第二冷媒流道4内的冷媒可以自第二冷媒流道的进液口41流向第二冷媒流道的出液口42；而且自第二冷媒流道的出液口42流出的冷媒可以与自蒸发器13流出的冷媒汇流并一起流向压缩机11的回气端111，使得由主机系统1流至第一冷媒流道3内的冷媒可以重新流入主机系统1内，保证主机系统1的制冷效果。

可选地，如图1和图2所示，第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的进液口41在主机系统1的连接位置相同，且第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的进液口41均连接在第一节流元件14和第四端132之间，则第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的进液口41可以均连接在第一节流元件14和第四端132之间的冷媒管道上，置于第一冷媒流道的出液口32在该冷媒管道上的连通位置和第二冷媒流道的进液口41在该冷媒管道上的连通位置可以相同、也可以不同。由此，方便了第一冷媒流道3和第二冷媒流道4的设置，便于变频制冷系统100的组装。

可选地，第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的出液口42在主机系统1的连接位置相同，且第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的出液口42均连接在第三端131和回气端111之间，则第一冷媒流道的出液口32与第二冷媒流道的出液口42可以均连接在第三端131和回气端111之间的冷媒管道上，置于第一冷媒流道的出液口32在该冷媒管道上的连通位置和第二冷媒流道的出液口42在该冷媒管道上的连通位置可以相同、也可以不同。由此，方便了第一冷媒流道3和第二冷媒流道4的设置，便于变频制冷系统100的组装。

根据本发明第二方面的冷水机组，包括变频制冷系统100和润滑系统，变频制冷系统100为根据本发明上述第一方面实施例的变频制冷系统100，润滑系统与压缩机11相连以对压缩机11进行润滑。其中，冷水机组可以用于空气空调中，但不限于此。

根据本发明的冷水机组，通过采用上述的变频制冷系统100，提升了冷水机组的运行可靠性、稳定性。

根据本发明实施例的冷水机组的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。