制冷机组及其自由冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷机组，尤其涉及具有自由冷却功能的制冷机组。
【背景技术】
[0002]制冷机组在冬季进行制冷的时候，环境温度比较低，可以进行自由冷却，采用重力作用进行热管原理制冷；也可以采用氟泵进行液体制冷剂循环制冷。采用重力作用的自由冷却方案具有一定的局限性，因为制冷量比较少。而采用氟泵制冷的自由冷却方案，其冷却量大，但是氟泵的价格高，必须保证气蚀余量，否则氟泵容易损坏。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种制冷机组及其自由冷却系统，其中的自由冷却借助于气动泵提高制冷量。
[0004]为实现所述目的的制冷机组的自由冷却系统，其特点是在制冷剂回路中设置的压缩机、冷凝器、蒸发器和气动泵，所述冷凝器安装位置要高于所述气动泵，所述气动泵通过管路分别连接所述压缩机的气体侧、所述冷凝器的液体侧、所述蒸发器的液体侧，以便于引入所述压缩机输出的一部分气体来驱动所述气动泵，并将所述冷凝器输出的制冷剂液体泵入到所述蒸发器，所述蒸发器的气体侧和所述冷凝器的气体侧连接，以便于所述蒸发器输出的至少部分制冷剂气体进入到所述冷凝器进行冷凝。
[0005]所述的自由冷却系统，其进一步的特点是至少两个所述气动泵并联于所述自由冷却系统中。
[0006]所述的自由冷却系统，其进一步的特点是所述气动泵与所述冷凝器的液体侧之间的管路中设置有制冷剂缓冲罐。
[0007]所述的自由冷却系统，其进一步的特点是所述气动泵还通过带阀门的管路与所述蒸发器的气体侧的管路连接，以便于所述气动泵引入所述冷凝器输出的制冷剂液体时排出气体。
[0008]为实现所述目的的制冷机组包括由压缩机、第一冷凝器、膨胀阀以及第一蒸发器构成的压缩式制冷系统，其特点是还包括自由冷却系统，该自由冷却系统包括第二冷凝器、第二蒸发器和气动泵，所述第二冷凝器安装位置要高于所述气动泵，所述气动泵通过管路分别连接所述压缩机的气体侧、所述第二冷凝器的液体侧、所述第二蒸发器的液体侧，以便于引入所述压缩机输出的一部分气体来驱动所述气动泵，并将所述第二冷凝器输出的制冷剂液体泵入到所述第二蒸发器，所述第二蒸发器的气体侧和所述第二冷凝器的气体侧连接，以便于所述第二蒸发器输出的至少部分制冷剂气体进入到所述第二冷凝器进行冷凝。
[0009]所述的制冷机组，其进一步的特点是，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并联，并且，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器气体侧之间的管路设置有电磁阀，且液体侧之间管路设置有单向阀，以使从所述压缩机喷出的制冷剂气体能分别进入到所述第一冷凝器和所述第二冷凝器进行冷凝，并且所述第一冷凝器和所述第二冷凝器液体侧输出的制冷剂液体能汇集至所述压缩式制冷系统中。
[0010]所述的制冷机组，其进一步的特点是，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器为同一蒸发器或者并联的蒸发器，所述膨胀阀低压侧的管路和所述气动泵输出侧的管路汇集并连接至所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的液体侧，所述气动泵输出侧的管路设置有单向阀，以使制冷剂液体单向流动至所述第一蒸发器和所述第二蒸发器，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的气体侧通过管路与所述第二冷凝器、所述压缩机分别连接，以使输出的制冷剂气体能一部分流入至所述压缩机，一部分流入至所述第二冷凝器。
[0011]所述的制冷机组，其进一步的特点是，至少两个所述气动泵并联于所述自由冷却系统中。
[0012]所述的制冷机组，其进一步的特点是，所述气动泵与所述冷凝器的液体侧之间的管路中设置有制冷剂缓冲罐。
[0013]所述的制冷机组，其进一步的特点是，所述气动泵还通过带阀门的管路与所述蒸发器的气体侧的管路连接，以便于所述气动泵引入所述冷凝器输出的制冷剂液体时排出气体。
[0014]本实用新型通过气动泵引入压缩机的部分压缩气体作为动力来提升自由冷却制冷的制冷量，制冷量较大，相对于氟泵不存在价格高的问题，也不容易损坏。这种有机组合的系统，可以满足不同制冷量的需求。自由冷却的冷量受限于环境温度和水温，在一定环温和水温情况下，自由冷却的制冷量基本上保持不变，可以通过变压缩机的转速或者台数来调节总制冷量。随着环境温度的升高，自由冷却的制冷量下降，可以通过增加压缩冷凝侧的输气量来增加制冷量，以保证总制冷量需求。
【附图说明】
[0015]本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:
[0016]图1为本实用新型实施例1中制冷剂机组的系统示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例2中制冷剂机组的系统示意图。
[0018]图3为本实用新型实施例3中制冷剂机组的系统示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0020]如图1所示，制冷机组的制冷剂回路包括压缩机1、第一冷凝器21、膨胀阀3、蒸发器4，压缩机1、第一冷凝器21、膨胀阀3以及蒸发器4以压缩式制冷方式运行，即高温低压的制冷剂气体经过压缩机I压缩成高温高压的制冷剂气体，再经第一冷凝器21冷凝为低温高压的制冷剂液体，再经膨胀阀3节流后称为低温低压的制冷剂液体，再经蒸发器4蒸发后称为高温低压的制冷剂气体，最后在返回到压缩机I进行循环。
[0021]制冷剂回路还包括可以按照自由冷却模式运转的自由冷却系统，该自由冷却系统包括四个第二冷凝器22、气动泵5、蒸发器4，第二冷凝器22的数量也可以是一个。气动泵5的构造可以是公知的方式来运行，其是以压缩气体作为动力源，通过配气换向装置控制压缩气体的流向，压缩气体带动气缸活塞运动，直线输出往复直线运动的功能，配气换向装置包括但不限于是气动换向阀控制压缩气体的流向，另一类是采用机械换向机构控制压缩气体流向，关于气动泵的构造、工作原理可以参看专利文献CN103244370，或者其他技术文献。在如图所示的实施例中，气动泵5的驱动侧通过管路连接一个压缩机I的喷出侧，引入该压缩机I的部分高压气体作为驱动气源，引入压缩气体的管路中设置电磁阀232，电磁阀232在制冷机组的自由冷却模式下可以不用一直开启，可以时断时续地开启，即等待第二冷凝器22中的制冷剂液体积累到一定量后再开启，电磁阀232以及后继或者前述的其他电磁阀可以是由制冷机组的。气动泵5的被动侧通过管路连接四个第二冷凝器22的液体侧，气动泵5还通过管路连接蒸发器4的气体侧的管路，管路中设置有电磁阀233，电磁阀233关闭时，可以待制冷剂液体在冷凝器22中储存一定量后再开启，以便于将至少部分压缩气体排出返回到第二冷凝器22。其工作原理为制冷剂液体在蒸发器4中蒸发成在制冷剂气体，制冷剂气体再进入到第二冷凝器22，在第二冷凝器22中冷凝为制冷剂液体，制冷剂液体借助于重力落入到气动泵5的被动侧，气动泵5的驱动侧从一个压缩机I的喷出侧引入压缩的制冷剂气体来驱动气动泵5，从而将气动泵5中的制冷剂液体泵入到蒸发器4，制冷剂液体在蒸发器4中再次蒸发成制冷剂气体。
[0022]在图1所示的实施例中，压缩式制冷和自由冷却方式同时进行，膨胀阀3节流后的制冷剂液体和气动泵5输出的经过单向阀242的制冷剂液体汇集到蒸发器4的液体侧，从蒸发器4气体侧排出的气体一部分由压缩机I吸入，一部分按照前述方式进入到第二冷凝器22进行冷凝。
[0023]继续参照图1，制冷机组的控制器可以设置成电磁阀231开启，电磁阀233、234、232关闭，即开启压缩制冷模式，此时，第一冷凝器21和四个第二冷凝器22并联设置在制冷剂回路中，经过它们冷凝后的制冷剂液体汇流到膨胀阀3，此时整个制冷剂回路按照公知的压缩式制冷的原理运行，在该运行过程中，由于单向阀243的作用，高温高压的制冷剂不会从压缩机I喷出后直接朝蒸发器4方向流动，同样地，由于单向阀242的作用，制冷剂液体不会从膨胀阀3节流后进入到气动泵5。压缩制冷模式通常在室外温度不会明显低于用户水温的情况下开启，例如在夏季开启压缩制冷模式。蒸发器4通常设置在室内机中，第一冷凝器21和第二冷凝器22设置在室外机中，蒸发器4可以选用满液式蒸发器或者降膜式蒸发器，用户水可以用于对一些发热装置进行冷却，除了如图1所示，蒸发器4的外界热交换对象为用户水外，还可以是气体，