带液体降温冷却装置的蒸发冷凝式冷水机组的制作方法

本发明属于制冷机械技术领域，尤其是涉及一种带液体降温冷却装置的蒸发冷凝式冷水机组。

背景技术：

蒸发冷凝式冷水机组结合了水冷及风冷冷水机组的优点，以空气和循环水作为冷却介质，利用蒸发式冷凝器循环冷却水的蒸发潜热来直接冷凝压缩机排出的高温高压气体制冷剂，取消了水冷机组冷却水中间换热环节，故冷凝温度较水冷机组可降低4～5℃，且可节省冷却水泵功耗。

与常规水冷系统（水冷机组+冷却水泵+冷却塔）相比，机组制冷能效可提高20%左右；与风冷机组相比，机组制冷能效则可提高60%左右，因此是目前制冷、空调系统中能效比最高的主机类型，能够很好解决常规风冷和水冷机组冷凝温度高，制冷能效低的缺陷。

正因为常规蒸发冷凝式冷水机组的冷凝温度较低，且蒸发式冷凝器的换热管径相对较粗以便于排液，故蒸发式冷凝器出口的高压液体过冷度近似为零。而从储液器出来的高压饱和液体经过干燥过滤器、截止阀、电磁阀和高压液管时不可避免产生局部阻力和沿程阻力，故饱和液体将产生闪蒸现象，部分饱和液体变成饱和气体。

同时，受气流组织、制冷剂分配均匀性和循环冷却水布水均匀性的影响，蒸发式冷凝器部分回路的高压气体制冷剂未完全冷凝为饱和液体，这些气体也不可避免地进入高压液路。

由于饱和气体的体积是饱和液体的40倍左右，高压液体中夹带的气体制冷剂一旦进入节流装置，将严重影响制冷剂流量，导致机组蒸发温度的降低，及制冷量和制冷能效的严重衰减；同时，闪蒸气体也会造成从节流装置供给蒸发器的液体制冷剂流量不稳定，甚至产生断续供液问题，给机组性能和压缩机运行可靠性产生较大风险，故机组稳定性较差。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种避免闪蒸情况出现的带液体降温冷却装置的蒸发冷凝式冷水机组。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种带液体降温冷却装置的蒸发冷凝式冷水机组，包括压缩机、与该压缩机出口相连的蒸发式冷凝器、与该蒸发式冷凝器出口相连的降温冷却装置、与该降温冷却装置出口相连的节流装置、蒸发器、第一调节阀、第二调节阀；所述节流装置和蒸发器通过管道相连，该管道上设有降温辅路，该降温辅路部分穿入至所述降温冷却装置；所述第一调节阀设于管道上，所述第二调节阀设于该降温辅路上；所述降温冷却装置主路出口和节流装置之间设有电磁阀。本发明通过降温冷却装置的设置，有效实现对高压液体的降温冷却，提高高压液体的过冷度，避免储液器出口的高压液体在过冷度不足情况下因干燥过滤器、电磁阀等部件的局部阻力，避免了储液器至节流装置之间制冷管路的沿程阻力引起的闪蒸而导致严重影响机组制冷量和制冷能效的情况，有效提高机组性能和运行稳定性；通过第一调节阀和第二调节阀的设置，分别对主回路和降温辅路的制冷剂流量进行有效调节，进一步增强降温效果，杜绝闪蒸情况的发生。

所述蒸发式冷凝器出口降温冷却装置之间依次设有储液器和干燥过滤器；对过滤机组内的机械杂质进行有效清除，同时清除制冷剂中的水份。

所述降温辅路和管道连接处与管道和蒸发器连接处之间具有压差，管路内输送的介质可部分进入至所述降温辅路内；保证正常工作过程中，。

所述压缩机排出的高压高温气体制冷剂进入蒸发式冷凝器，将热量排放给空气和循环冷却水后冷凝成高压液体，之后经储液器和干燥过滤器进入降温冷却装置内，被降温辅路中的低温低压气液制冷剂冷却后变成高压过冷液体，高压过冷液体进入节流装置被节流降压成低温低压的气液制冷剂，之后大部分低温低压气液制冷剂再流经调节阀后进入蒸发器内部，汽化成低压气体重新回到压缩机内。

所述降温辅路上设有辅路节流装置，保证经过降温辅路的高压液体节流降压为低温低压气液制冷剂的效果更为良好，保证经过降温辅路内的冷却剂介质均能够气化为低压气体。

所述蒸发器包括筒体、设于筒体两端的端盖、设于端盖上的进水口和出水口、设于筒体内的管板、折流件、穿设于管板和折流件上的换热管、设于筒体上的进气口和出气口及用于对进气口处进入至筒体内的气体进行引流的缓冲装置；通过缓冲装置的设置，使得进气口处冲入至筒体内的气体冲击力不会直接作用于换热管上，降低气体对换热管的冲击力，降低换热管的损坏率，延长设备使用寿命。

所述缓冲装置包括对应所述进气口位置设置的第一缓冲部件和设于该第一缓冲部件侧部的第二缓冲部件；该第一缓冲部件包括可于气体冲击下产生弹性形变的缓冲板、与该缓冲板相连的定位部及设于所述筒体内壁上公开定位部插入的定位槽，所述缓冲板设于所述进气口出口处下方位置，该缓冲板一端与该定位部相连，一端向下弯折形成弧形的引流部；所述定位部包括插板和连接该插板和缓冲板的连接臂，该插板为弧形结构设置；优选的，所述缓冲板的厚度为1-3cm，具有一定的形变能力；在进气口处的气体进入至筒体内时，将先行冲击在缓冲板上，之后部分气体于缓冲板的反弹下冲击至第二缓冲部件上，从而经过两次的撞击，气体的流向被冲散至较为紊乱的状态，之后再与换热管接触，保证了换热管仅能受到极小的撞击力，实现对换热管的保护；其次，由于气体流向的部分紊乱，使得气体的运行速度得到减缓，气体在筒体内流动的初期阶段相较传统方式而更为缓慢，从而与换热管端部的接触时间增大，增强了换热效果；再者，由于气体被紊乱，从而气体初期在筒体内的分散面积得到增大，进一步增强了初期与换热管之间的换热效率；缓冲板具有一定的形变能力，进而在气体冲击缓冲板时，其将发生一定程度的形变，以使得缓冲板表面成为不平整的表面，对气体的紊流分散效果更为良好；所述引流部对起到引导的作用，使得部分气体在引流部的导向下快速向前流动，从而避免了气体被过度紊流的情况，保证了气体依旧存在主流的运动趋势，使得气体在筒体内维持正常流速，保证换热效率。

所述缓冲装置还包括与该缓冲板相连的多个撑件，该撑件一侧面与缓冲板固连，一侧面为弧面结构设置，该弧面上设有橡胶层；弧面的中心部与筒体内壁相连，弧面的两端与筒体内壁之间具有间隙；撑件对缓冲板进行稳定支撑，保证缓冲板在受到气体冲击时不会发生过度的形变，形变后也可以实现快速复位，延长缓冲板的使用寿命；且由于撑件的弧面与筒体内壁之间存在部分的间隙，使得撑件能够在缓冲板受到冲击时在筒体内产生轻微的摆动，对气体产生更好的缓冲，气体的紊态更为充分；再者由于弧面上设置了橡胶层，从而撑件在摆动的过程中不会因为与筒体内壁的撞击而产生声音，保证设备不会出现噪音。

所述缓冲板上焊接固连有拱形的遮盖板，该遮盖板内壁上粘接固连有防撞层；对应于缓冲板上部位置处的换热管可设置为u型结构，从而这些换热管仅存在端部一小部分位于缓冲板上方的情况，而遮盖板则可对换热管的该部分进行遮挡，避免气体直接撞击该部分；该种结构下，使得换热管的数量无需减少，保证换热效率，位于缓冲板上方的换热管也不会遭受冲击，延长换热管的使用寿命。

所述第二缓冲部件包括分流板、该分流板相连的限位件及设于筒体内壁上供该限位件插入的限位槽，该分流板的纵向截面为波浪状结构设置；通过分流板的波纹状设置，对气流进行进一步的的紊流分散，分散效果好。

所述折流件包括中心轴和设于该中心轴上的折流板，该折流板为螺旋状结构设置；所述筒体内壁上设有两导轨和与该导轨相连的多个撑脚组，该撑脚组包括分别设于导轨左右侧的两斜撑脚，该斜撑脚一端与筒体内壁固连，一端与导轨固连；所述折流板上设有供导轨穿过的条形槽和供斜撑脚穿过的三角槽，该三角槽与该条形槽相连通，三角槽的左右侧壁上分别连接有三角形的橡胶块；通过滑轨对折流件的安装实现定位处理，保证折流件安装完成后，u型的换热管位于缓冲板和遮挡板之间；撑脚对导轨进行支撑，保证导轨与筒体的牢固连接；橡胶块具有形变能力，从而保证其不会对折流件的装配造成影响，而折流件安装完成后，橡胶块能够对三角槽进行密封，避免气体直接从三角槽处通过，保证筒体内的所有气体均在折流板的引导下流动，与换热管进行接触。

本发明通过降温冷却装置的设置，有效实现对高压液体的降温冷却，提高高压液体的过冷度，避免储液器出口的高压液体在过冷度不足情况下因干燥过滤器、电磁阀等部件的局部阻力，避免了储液器至节流装置之间制冷管路的沿程阻力引起的闪蒸而导致严重影响机组制冷量和制冷能效的情况，有效提高机组性能和运行稳定性。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的结构示意图。

图2为本发明第二种实施例的结构示意图。

图3为本发明中蒸发器的结构示意图。

图4为本发明中蒸发器的分解示意图。

图5为本发明中蒸发器去除端盖后的结构示意图。

图6为图5的侧视图。

图7为图6中的局部放大图。

图8为本发明中第一缓冲部件的结构示意图。

图9为本发明中第二缓冲部件的结构示意图。

图10为本发明中折流件的结构示意图。

具体实施方式

如图1-10所示，一种带液体降温冷却装置的蒸发冷凝式冷水机组，包括压缩机1、蒸发式冷凝器2、降温冷却装置3、节流装置5、蒸发器8、第一调节阀以及第二调节阀，该蒸发式冷凝器2与该压缩机出口相连，降温冷却装置3与该蒸发式冷凝器出口相连，节流装置5与该降温冷却装置出口相连，节流装置5和蒸发器8通过管道相连，使得上述部件形成了一个主回路；所述第一调节阀设于管道上，该管道上连接有一个降温辅路12，该降温辅路12与蒸发器相连，且降温辅路部分穿入至所述降温冷却装置3，所述第二调节阀设于该降温辅路12上；上述提及的压缩机1、蒸发式冷凝器2、降温冷却装置3、节流装置5、蒸发器8、第一调节阀以及第二调节阀分别为市面上采购得到的压缩机、蒸发式冷凝器、水冷却器、节流阀、蒸发器以及调节阀，结构及原理不再赘述。

进一步的，所述降温冷却装置3主路出口和节流装置5之间设有电磁阀4，以避免压缩机停机时蒸发式冷凝器、降温冷却装置和高压液管中的大量高压液体制冷剂经节流装置进入蒸发器，导致压缩机再次启动时发生严重液压缩；所述蒸发式冷凝器2出口降温冷却装置3之间依次设有储液器20和干燥过滤器30，储液器用来收集蒸发式冷凝器所冷凝的高压液体，干燥过滤器用来过滤机组的机械杂质，清除制冷剂中的水份；于其他实施例中，所述降温辅路12上设有辅路节流装置11；上述提及的电磁阀、储液器、干燥过滤器均为市面上直接采购得到，不再赘述；辅路节流装置为市面上采购得到的节流阀，结构及原理不再赘述。

通过第一调节阀的设置，使得管路在第一调节阀的位置上存在局部阻力，且节流装置与蒸发器之间还存在管路压降，从而降温辅路12和管道连接处与管道和蒸发器8连接处之间存在压差，在工作过程中，使得管路内输送的低温低压液体制冷剂将部分进入至所述降温辅路12内，与降温冷却装置主路中温度较高的高压液体进行换热，吸收高压液体热量将高压液体降温冷却成高压过冷液体后蒸发为低压气体，然后再进入蒸发器壳体，以实现对高压液体的降温冷却。

所述第一调节阀用来调节节流装置出口的制冷剂压力与蒸发器壳体制冷剂压力之间的压差,第一调节阀关小时该压差增加，故降温辅路12和管道连接处与蒸发器壳体之间的制冷剂压差也将相应增加，从而流经降温冷却装置辅路的制冷剂流量将提高；反之，降温辅路12和管道连接处与蒸发器壳体之间的制冷剂压差也将相应减少，从而流经降温冷却装置辅路的制冷剂流量将减少；第二调节阀用来流经调节进入降温冷却装置辅路的低温低压制冷剂流量,第二调节阀开大时制冷剂流量增加，关小时制冷剂流量下降。

具体工作原理为：机组运行时压缩机排出的高压高温气体制冷剂进入蒸发式冷凝器，将热量排放给空气和循环冷却水后冷凝成高压液体，之后经储液器和干燥过滤器进入降温冷却装置的主路，被降温辅路中的低温低压气液制冷剂冷却后变成高压过冷液体，高压过冷液体进入节流装置被节流降压成低温低压的气液制冷剂，之后大部分低温低压气液制冷剂再流经调节阀后进入蒸发器内部的分配器，低温低压气液制冷剂被均匀分配至蒸发器轴向壳体空间，与换热管内部温度相对较高的冷冻水进行换热，对冷冻水进行降温冷却吸收冷冻水热量后汽化成低压气体，之后重新回到压缩机被压缩成高温高压气体，如此反复循环。

具体的，所述蒸发器8包括金属制成的筒体81、分别与筒体两端焊接固连的两端盖82、分别设于两端盖上的进水口和出水口、设于筒体内的管板84、折流件85、穿设于管板和折流件上的换热管86、设于筒体上的进气口87和出气口88及用于对进气口87处进入至筒体81内的气体进行引流的缓冲装置；优选的，所述进气口87和出气口88均为倾斜设置；所述缓冲装置包括对应所述进气口87位置设置的第一缓冲部件和设于该第一缓冲部件侧部的第二缓冲部件；该第一缓冲部件包括可于气体冲击下产生弹性形变的缓冲板91、与该缓冲板相连的定位部92及设于所述筒体内壁上公开定位部插入的定位槽93；该缓冲板91由不锈钢制成，厚度在1-3cm，其设于所述进气口出口处下方位置，且该缓冲板91一端与该定位部相连，一端向下弯折形成弧形的引流部911；所述定位部为金属制成，其包括插板和连接该插板921和缓冲板的连接臂922，该插板921为弧形结构设置，连接臂的上端与插板固连，下端与缓冲板端部固连；所述定位槽一端为封闭设置，另一端与筒体端面相连通，在安装完折流件后，可将定位部对准定位槽插入，实现对缓冲板的安装；所述折流件85包括中心轴851和设于该中心轴上的折流板852，该折流板852为螺旋状结构设置，该缓冲板与折流板相接触的一端的形状优选与折流件表面相配适，使得缓冲板与折流板表面之间不会存在间隙。

进一步的，所述缓冲装置还包括与该缓冲板相连的多个金属撑件94，该撑件94一侧面与缓冲板固连，一侧面为弧面941结构设置，该弧面941上设有橡胶层942；弧面941的中心部与筒体内壁相连，弧面941的两端与筒体内壁之间具有间隙；所述缓冲板91上表面还通过焊接固连有拱形的金属遮盖板912，该遮盖板内壁上粘接固连有防撞层913，该防撞层913为橡胶制成。

所述第二缓冲部件包括分流板101、该分流板相连的限位件102及设于筒体内壁上供该限位件插入的限位槽103，该分流板101为不锈钢制成，且分流板的纵向截面为波浪状结构设置；所述限位件为金属制成，限位槽设于筒体上，形状与限位件相配适，在安装完折流件后，可将限位部对准限位槽插入，实现对分流板的安装。

所述筒体81内壁上设有两导轨811和与该导轨相连的多个撑脚组，多个撑脚组沿导轨的长度方向均匀分布，且每组撑脚组均包括分别设于导轨左右侧的两斜撑脚812，该斜撑脚一端与筒体内壁固连，一端与导轨固连；所述折流板852上对应于导轨的位置上设有条形槽853和三角槽854，且该三角槽与该条形槽相连通；在安装时，条形槽853供导轨811穿过，三角槽854供斜撑脚穿过；优选的，该三角槽的左右侧壁上分别粘接固连有三角形的橡胶块855。