下陷式管道结构件以及包括下陷式管道结构件的冰机的制作方法

1.本实用新型涉及用于流体的管道的技术领域，特别是涉及一种能够改善冷凝水热量回收的下陷式管道结构件以及包括所述下陷式管道结构件的冰机。


背景技术：

2.管道广泛应用于工业生产和日常生活的各个方面，例如应用于利用冰机进行制冷的生产活动。冰机是一种将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器，其中，从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。冰机内通常包括参与热力过程变化(能量转换和热量转移)的工质，即制冷剂。
3.在利用包括冰机的系统进行制冷的生产活动中，为了节能减排，需要对冰机冷凝器热交换产生的热量进行回收，例如，可以在包括压缩机、主冷凝器、节流阀和蒸发器的制冷循环系统中，增加与主冷凝器连接的辅助冷凝器，用于热量回收。然而，在现有的冰机系统中，当试图将冰机系统从纯制冷模式转换为完全热回收模式时，主冷凝器和辅助冷凝器之间的气态制冷剂的压力差会增大，从而实现通过辅助冷凝器对主冷凝器的热量回收；但是，从辅助冷凝器到主冷凝器的液态制冷剂的流动将由于增大的压力差而阻塞，并可能导致冰机的喘振甚至停机。因此，现有的冰机系统通常只能部分地回收冷凝水的热量；一般而言，制冷剂不能稳定地工作在热量回收率超过50％的情况下。冰机在夏季通常仅用作制冷以维持制冷能力，在冬季仅进行部分热量回收，节能效果不好。此外，由于不能完全回收热量，常常需要利用锅炉来满足加热方面的需求，从而增大了能源(例如，煤炭、天然气等)的消耗。
4.因此，如何改善冰机的热量回收效率，改善节能效果，成为本领域亟待解决的问题。
5.背景技术部分公开的信息只是为了加强对本实用新型的一般背景的理解，不应视为承认或默认这种信息构成本领域技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

6.鉴于本领域的上述情况，本实用新型的目的在于提出一种能够有效改善冰机的热量回收效率并改善节能效果的技术。
7.根据本实用新型的设计，提供了一种下陷式管道结构件，所述下陷式管道结构件包括结构件本体以及位于所述结构件本体的两端的入口部和出口部；所述结构件本体为中空结构，从而使得所述下陷式管道结构件形成流体通路；所述结构件本体的高度低于所述入口部和所述出口部的高度，从而使得流体在流经所述下陷式管道结构件时产生先向下再向上的流动过程。
8.根据本实用新型的具体实施例，所述入口部的高度高于所述出口部的高度。
9.根据本实用新型的具体实施例，所述结构件本体包括平行于水平面的水平段以及位于所述水平段两端的两个竖直段。
10.根据本实用新型的具体实施例，所述结构件本体包括向下凹陷的v形段或者u形段。
11.根据本实用新型的具体实施例，所述结构件本体的横截面呈圆形或者矩形。
12.根据本实用新型的另一设计，提供了一种冰机，所述冰机包括依次连接以形成流体回路的压缩机、主冷凝器、节流阀和蒸发器，其特征在于，所述冰机还包括与所述主冷凝器连接的辅助冷凝器，并且在所述主冷凝器与所述辅助冷凝器的连接处设置有根据上文所述的下陷式管道结构件。
13.通过应用根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件以及冰机，能够改善冰机的热量回收效率，改善节能效果，提高冰机系统的可靠性。
附图说明
14.图1是根据本实用新型的优选实施例的冰机的示意图，其中还示出了下陷式管道结构件的设置位置。
15.图2是根据本实用新型的优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。
16.图3是根据本实用新型的另一优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。
17.图4是根据本实用新型的又一优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。
18.为了清楚地进行描述，省略了与本实用新型技术实质无密切关系的部分；并且在说明书和附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示。应理解的是，为了说明本实用新型的基本原理及各个特征，附图呈现一定程度的简化表示，本实用新型的范围并不限于附图中表示的形式。
具体实施方式
19.下面将结合附图详细描述本实用新型的实施例。尽管结合示例性实施例描述了本实用新型，但应该理解，本说明书并未意欲将本实用新型限制于这些示例性实施例。相反，本实用新型不仅意欲覆盖这些示例性实施例，而且也覆盖包含在由所附权利要求书限定的本实用新型的实质和范围内的各种替代、修改、等价形式。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们的任何变形，意指非排他性的包含。
21.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本技术实施例的描述中，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件时，它可以直接连接或联接到另一个元件，也可以存在一个或多个中间元件。相比之下，当一个元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一个元件时，不存在中间元件。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.图1是根据本实用新型的优选实施例的冰机的示意图，其中还示出了下陷式管道结构件的设置位置。
25.根据本实用新型的优选实施例的冰机包括依次连接以形成流体回路的压缩机110、主冷凝器120、节流阀130和蒸发器140。其中，制冷剂(例如，氨或其他制冷剂)可以在流体回路中流动，形成包括压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程的制冷循环。
26.例如，低温低压的气态制冷剂被压缩机110压缩，形成高温高压的气态制冷剂；高温高压的气态制冷剂被主冷凝器120冷凝，形成高温高压的液态制冷剂；高温高压的液态制冷剂经过节流阀130，形成低温低压的液态制冷剂；低温低压的液态制冷剂再经过蒸发器140，重新形成低温低压的气态制冷剂。各个过程如此循环，从而实现热量/冷量的按需传递。
27.这里描述的仅为冰机实现制冷循环的一种典型过程，其不构成对本实用新型的限制。本实用新型也可以应用于本领域技术人员知悉的以其他方式工作的冰机系统。
28.根据本实用新型的优选实施例的冰机还包括与主冷凝器120连接的辅助冷凝器150，并且在主冷凝器120与辅助冷凝器150的连接处设置有下陷式管道结构件10。
29.辅助冷凝器150可以与主冷凝器120连接，从而使得热回收水或冷却水能够流经主冷凝器120和辅助冷凝器150两者，从而在主冷凝器120和热回收水或冷却水之间进行热交换，带走主冷凝器120的热量，实现热量回收。
30.热回收冰机有纯制冷模式和热回收模式，纯制冷模式只用主冷凝器进行冷却，热回收模式需要主冷凝器和辅助冷凝器，并且热回收比例越大，越多的热量在辅助冷凝器被吸收，在完全热回收模式下，所有的热量都被辅助冷凝器吸收，主冷凝器没有冷却水流过，不吸收热量。如果试图将冰机系统从纯制冷模式转换为完全热回收模式，主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的气态制冷剂的压力差会增大，增大的压力差可能阻塞从辅助冷凝器150到主冷凝器120的液态制冷剂的流动。也就是说，液体制冷剂的路线可能被从压缩机110吹出的高温高压的气态制冷剂阻挡。
31.根据本实用新型的实施例，通过设置下陷式管道结构件10(其具体结构在下文中详述)，能够在流体通路中形成一个下陷部分。这样，随着主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的压力差的增大，液态制冷剂在下陷式管道结构件10两端的高度差增大，但不会中断液态制冷剂的流动，换言之，不会出现阻塞现象，从而避免了冰机的喘振和停机。因此，能够改善冰机的热量回收效率，改善节能效果，提高冰机系统的可靠性。
32.图2是根据本实用新型的优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。
33.如图2所示，根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件10包括入口部12、出口部14和结构件本体16，入口部12和出口部14位于结构件本体16的两端。其中，结构件本体16为中空结构，从而使得下陷式管道结构件10形成流体通路。
34.根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件10可以设置于现有的冰机系统中，通过中空结构的结构件本体16以及入口部12、出口部14用于气体、液体或气体和液体的混合物的输送。
35.根据本实用新型的应用场景，入口部12和出口部14可以采用本领域已知或未来开发的适当对接结构，例如法兰结构等等，以使得根据本实用新型实施例的下陷式管道结构
件10能够通过入口部12和出口部14适当地安装在现有的冰机系统中并实现流体的输送。
36.本领域技术人员应该理解，图2中所示的相对位置只是本实用新型实施例的下陷式管道结构件10的一种示例，而并非意图对本实用新型进行限制。入口部12、出口部14与结构件本体16之间的其他相对位置关系、朝向关系，例如入口部12和出口部14具有不同的水平高度或者具有不同的朝向，均在本实用新型的范围之内。
37.如图2所示，结构件本体16的高度低于入口部12和出口部14的高度，从而使得流体在流经下陷式管道结构件10时产生先向下再向上的流动过程。
38.在本文中，“上”、“下”方向是参考下陷式管道结构件整体安装在冰机系统中并正常工作时的应用场景来确定的，例如，液体在不受外界作用的情况下仅由于重力作用而流动的方向称为下方或向下，与下相反的方向称为上。
39.通过在冰机系统中设置下陷式管道结构件10，能够在流体通路中形成一个下陷部分，因此，当试图增加冰机系统的热量回收时，随着主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的压力差的增大，液态制冷剂在下陷式管道结构件10两端的高度差增大，但不会中断液态制冷剂的流动，换言之，不会出现阻塞现象，从而避免了冰机的喘振和停机。因此，根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件10，能够改善冰机的热量回收效率，改善节能效果，提高冰机系统的可靠性。
40.在本实用新型的实施例中，如图2所示，入口部12的高度高于出口部14的高度。而且，结构件本体16包括平行于水平面的水平段以及位于水平段两端的两个竖直段。这样，当主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的压力差的增大，液态制冷剂在结构件本体16中形成一种液封，并且在两个竖直段中形成高度不同的液柱。其中，两个竖直段中液柱的高度差与主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的压力差成正比。
41.通过这样的下陷式管道结构件，制冷循环回路和热量回收回路之间的压力差被下陷式管道结构件中的液柱的高度差所抵消，从而能够使得下陷式管道结构件中的制冷剂流动免受主冷凝器120和辅助冷凝器150之间的压力差的影响，即，在所述压力差增大的情况下也不中断液态制冷剂的流动。
42.本领域技术人员可以理解，图2中所示的构造只是本实用新型实施例的一种示例，而并非意图对本实用新型进行限制。
43.图3是根据本实用新型的另一优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。图4是根据本实用新型的又一优选实施例的下陷式管道结构件的示意图。
44.如图3和图4所示，根据本实用新型实施例的结构件本体16可以包括向下凹陷的v形段或者u形段。与本实用新型的前述实施例相同的部分不再赘述。
45.通过包括v形段或者u形段的结构件本体16，根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件10能够应用于对冰机系统的尺寸、外观、配合等方面有要求的具体场景。
46.本领域技术人员可以理解，根据本实用新型的实际应用场景，可以采用不同形状和构造的结构件本体16。结构件本体16的具体形状和构造不构成对本实用新型的限制。
47.在本实用新型的实施例中，第一对接部12、第二对接部14和结构件本体16的横截面均呈圆形或者均呈矩形。也就是说，根据本实用新型实施例的下陷式管道结构件能够应用于整体圆形的冰机系统或者应用于整体矩形的冰机系统；此外，根据本实用新型的实际应用场景，所述下陷式管道结构件也能够应用于其他构造的冰机系统。根据本实用新型的
实施例，能够改善冰机的热量回收效率，改善节能效果，提高冰机系统的可靠性。
48.上文以举例说明的目的，呈现了本实用新型的特定示例性实施例。上文的描述并不意图对本实用新型进行无遗漏的穷举，也不意图将本实用新型限制为所公开的确切形式。显然，本领域技术人员根据上文的描述可以进行很多改变和变化。选择并描述这些示例性实施例是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够制造并使用本实用新型的各个示例性实施例，及其各种替代和修改形式。事实上，本实用新型的范围由所附的权利要求及其等效形式限定。