專利名稱：單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法及專用冷水機組的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法及專用冷水機組，特別適用于溫濕度獨立控制空調(diào)。屬于暖通空調(diào)技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
目前，隨著國家對建筑節(jié)能要求越來越高，建筑能耗中的空調(diào)能耗的節(jié)能成為了建筑節(jié)能中越來越重要的部分?？照{(diào)系統(tǒng)中的主要耗能設備包括冷水機組及冷凍水泵等， 前者為建筑提供冷量而消耗壓縮機電功率，后者為輸送一定溫差冷凍水至建筑房間消耗輸送電功率。為降低冷凍水泵的輸送能耗，可以降低水泵流量或者水泵揚程。在建筑物空調(diào)水系統(tǒng)，通過優(yōu)化的管路設計后，可以降低其阻力損失，從而降低水泵揚程，但管路設計受建筑物實際情況及經(jīng)濟上的約束。而水泵的流量，在滿足建筑物冷量要求的前提下，可以通過增大冷凍水溫差而降低，從而可以降低水泵能耗。如果溫差增大一倍，則流量降低一半， 水泵輸送能耗降低為原來的1/8。然而制取大溫差的冷凍水，會影響到冷水機組壓縮機消耗的功率，從而影響制冷機組的制冷效率，使冷水機組能效比降低，提供同樣的冷量，需要更多的電量，因此需要研究新的技術(shù)，來滿足既可以降低水泵輸送能耗，又能保證冷水機組效率的空調(diào)系統(tǒng)，從而更大限度的實現(xiàn)建筑節(jié)能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的，是為了克服現(xiàn)有的制冷機組在制取大溫差的冷凍水時會使制冷機組的制冷效率降低等問題，提供一種單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法。本發(fā)明的第二個目的，是為了提供一種單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組。該冷水機組既可以提供大溫差冷凍水，同時可以保證冷水機組具有較高的效率。本發(fā)明的第一個目的可以通過如下技術(shù)方案達到單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于1)在空調(diào)系統(tǒng)中設置單機雙級壓縮雙蒸發(fā)器冷水機組，在所述的單機雙級壓縮雙蒸發(fā)器冷水機組中設置制冷劑環(huán)路和冷凍水環(huán)路，制冷劑環(huán)路由制冷劑在設備及管道中組成，冷凍水環(huán)路由冷凍水在設備及管道中組成，2)制冷劑環(huán)路，采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機雙級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后分為二路，一路通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置、高溫蒸發(fā)器后返回單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置、低溫蒸發(fā)器返回單機雙級壓縮機內(nèi)低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段，在所述高壓級段完成高壓壓縮，完成一次循環(huán)；經(jīng)壓縮后的制冷劑蒸汽再進入冷凝器，開始下一次循環(huán)；3)冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；高溫蒸發(fā)器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發(fā)器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路；高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出的冷凍水回水再依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水，冷凍水回水依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。本發(fā)明的第一個目的還可以通過如下技術(shù)方案達到進一步的解決問題的措施是第2、制冷劑環(huán)路，由所述單機雙級壓縮機壓縮的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后，形成高壓飽和制冷劑液體，從冷凝器排出的飽和制冷劑液體分為兩路一路經(jīng)過高溫環(huán)路節(jié)流裝置變?yōu)楦邷氐蛪猴柡椭评鋭┮后w，經(jīng)高溫蒸發(fā)器吸熱汽化形成高溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段的吸入口 ；另一路經(jīng)過低溫環(huán)路節(jié)流裝置變?yōu)榈蜏氐蛪猴柡椭评鋭┮后w，經(jīng)低溫蒸發(fā)器經(jīng)過吸熱汽化形成低溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內(nèi)低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段，完成高壓級段壓縮；經(jīng)壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環(huán)。本發(fā)明的第二個目的可以通過如下技術(shù)方案達到單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組，其特征在于1)它包括單機雙級壓縮機、冷凝器、高溫環(huán)路節(jié)流裝置和低溫環(huán)路節(jié)流裝置、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器、大溫差冷凍水回水管和大溫差冷凍水供水管2)所述單機雙級壓縮機包括低壓級段和高壓級段；低壓級段的輸出端通過管道與高壓級段的輸入端連接；所述單機雙級壓縮機的高壓級段的輸出端與冷凝器的輸入端連接，所述冷凝器的輸出端之一通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置與高溫蒸發(fā)器的輸入端之一連接，冷凝器的輸出端之二通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置與低溫蒸發(fā)器的輸入端之一連接；高溫蒸發(fā)器的輸出端之一與單機雙級壓縮機的低壓級段和高壓級段之間的管道連接，低溫蒸發(fā)器的輸出端之一與單機雙級壓縮機的低壓級段的輸入端連接；構(gòu)成制冷劑環(huán)路；3)冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；高溫蒸發(fā)器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發(fā)器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明由于設計將單機雙級壓縮和雙蒸發(fā)器結(jié)合，具有二級壓縮機構(gòu)，因此通過利用高溫蒸發(fā)器排汽冷卻雙級壓縮機低壓級段排汽溫度，即降低雙級壓縮機高壓級段的吸汽溫度，從而可實現(xiàn)大壓縮比制冷循環(huán)，并保證制冷機組效率。2、本發(fā)明由于設計二級冷凍機構(gòu)，冷水依次經(jīng)過高低蒸發(fā)溫度兩個蒸發(fā)器，可以制取大溫差冷水，且高溫蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度比常規(guī)機組高，冷水機組能效可大大提高?？梢约葘崿F(xiàn)大溫差冷凍水的制取，降低空調(diào)水系統(tǒng)的輸送能耗，又可以保證冷水機組制冷效率。


圖1是本發(fā)明的原理框圖。
具體實施例方式具體實施例參照圖1，本實施例使用的單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組包括單機雙級壓縮機1、冷凝器2、高溫環(huán)路節(jié)流裝置3、低溫環(huán)路節(jié)流裝置4、高溫蒸發(fā)器5、 低溫蒸發(fā)器6、大溫差冷凍水回水管7和大溫差冷凍水供水管8 ；單機雙級壓縮機1包括低壓級段1-1和高壓級段1-2 ；低壓級段1-1的輸出端通過管道與高壓級段1-2的輸入端連接；所述單機雙級壓縮機1的高壓級段1-2的輸出端與冷凝器2的輸入端連接，所述冷凝器 2的輸出端之一通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置3與高溫蒸發(fā)器5的輸入端之一連接，冷凝器2的輸出端之二通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置4與低溫蒸發(fā)器6的輸入端之一連接；高溫蒸發(fā)器5的輸出端之一與單機雙級壓縮機1的低壓級段1-1和高壓級段1-2之間的管道連接，低溫蒸發(fā)器6的輸出端之一與單機雙級壓縮機1的低壓級段1-1的輸入端連接；從而構(gòu)成制冷劑環(huán)路；冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；高溫蒸發(fā)器5中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發(fā)器6中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管7與低溫冷凍水供水管8連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路。本實施例中單機雙級壓縮機1、冷凝器2、高溫環(huán)路節(jié)流裝置3、低溫環(huán)路節(jié)流裝置4、高溫蒸發(fā)器5、低溫蒸發(fā)器6，可以采用常規(guī)技術(shù)的單機雙級壓縮機、冷凝器、高溫環(huán)路節(jié)流裝置、低溫環(huán)路節(jié)流裝置、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器。本發(fā)明的工作原理參照圖1，制冷劑經(jīng)過壓縮機雙級壓縮后，進入冷凝器2，制冷劑經(jīng)過冷凝后，分為兩部分，分別通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置3和低溫環(huán)路節(jié)流裝置4，從而獲得高低兩種溫度及壓力的制冷劑液體，分別進入高溫蒸發(fā)器5和低溫蒸發(fā)器6。冷凍水回水依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器 5和低溫蒸發(fā)器6，被雙級冷卻，從而獲得更低溫度出水。制冷劑在高溫蒸發(fā)器5和低溫蒸發(fā)器6中吸熱汽化，低溫蒸發(fā)器5排汽進入單機雙級壓縮機1內(nèi)低壓級段1-1的吸入口，經(jīng)過低壓級段1-1壓縮后，該部分制冷劑蒸汽與來自高溫蒸發(fā)器5的蒸汽混合，被冷卻后一起進入單機雙級壓縮機1內(nèi)高壓級段1-2，完成高壓級段壓縮。經(jīng)壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器2，開始下一次循環(huán)。冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路；高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出的冷凍水回水再依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器5和低溫蒸發(fā)器6，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水，冷凍水回水依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。即高溫冷凍水回水管7內(nèi)的回水，首先流經(jīng)高溫蒸發(fā)器5，實現(xiàn)第一階段冷卻；經(jīng)冷卻后流經(jīng)低溫蒸發(fā)器6，實現(xiàn)進一步冷卻，從而獲得更低的冷凍水溫度，完成大溫差冷凍水制取。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于1)在空調(diào)系統(tǒng)中設置單機雙級壓縮雙蒸發(fā)器冷水機組，在所述的單機雙級壓縮雙蒸發(fā)器冷水機組中設置制冷劑環(huán)路和冷凍水環(huán)路，制冷劑環(huán)路由制冷劑在設備及管道中組成， 冷凍水環(huán)路由冷凍水在設備及管道中組成，2)制冷劑環(huán)路，采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機雙級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后分為二路，一路通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置、高溫蒸發(fā)器后返回單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置、低溫蒸發(fā)器返回單機雙級壓縮機內(nèi)低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段，在所述高壓級段完成高壓壓縮，完成一次循環(huán)；經(jīng)壓縮后的制冷劑蒸汽再進入冷凝器，開始下一次循環(huán)；3)冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；高溫蒸發(fā)器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發(fā)器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路；高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出的冷凍水回水再依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器( 和低溫蒸發(fā)器(6)，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水冷凍水回水依次經(jīng)過高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器，被雙級冷卻， 獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于第 2)制冷劑環(huán)路，由所述單機雙級壓縮機壓縮的高溫高壓制冷劑蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后，形成高壓飽和制冷劑液體，從冷凝器排出的飽和制冷劑液體分為兩路一路經(jīng)過高溫環(huán)路節(jié)流裝置變?yōu)楦邷氐蛪猴柡椭评鋭┮后w，經(jīng)高溫蒸發(fā)器吸熱汽化形成高溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段的吸入口 ；另一路經(jīng)過低溫環(huán)路節(jié)流裝置變?yōu)榈蜏氐蛪猴柡椭评鋭┮后w，經(jīng)低溫蒸發(fā)器經(jīng)過吸熱汽化形成低溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內(nèi)低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內(nèi)高壓級段，完成高壓級段壓縮；經(jīng)壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環(huán)。
3.單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組，其特征在于1)它包括單機雙級壓縮機(1)、冷凝器O)、高溫環(huán)路節(jié)流裝置C3)和低溫環(huán)路節(jié)流裝置G)、高溫蒸發(fā)器(5)、低溫蒸發(fā)器(6)、大溫差冷凍水回水管(7)和大溫差冷凍水供水管 ⑶；2)所述單機雙級壓縮機(1)包括低壓級段(1-1)和高壓級段(1-2)；低壓級段(1-1) 的輸出端通過管道與高壓級段(1- 的輸入端連接；所述單機雙級壓縮機(1)的高壓級段 (1-2)的輸出端與冷凝器( 的輸入端連接，所述冷凝器( 的輸出端之一通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置C3)與高溫蒸發(fā)器(5)的輸入端之一連接，冷凝器O)的輸出端之二通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置(4)與低溫蒸發(fā)器(6)的輸入端之一連接；高溫蒸發(fā)器(5)的輸出端之一與單機雙級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)和高壓級段(1- 之間的管道連接，低溫蒸發(fā)器(6)的輸出端之一與單機雙級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)的輸入端連接；構(gòu)成制冷劑環(huán)路；3)冷凍水環(huán)路包括高溫冷凍水環(huán)路和低溫冷凍水環(huán)路；高溫蒸發(fā)器( 中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發(fā)器(6)中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管(7)與低溫冷凍水供水管(8)連通， 構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路。
全文摘要
本發(fā)明涉及單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法及專用冷水機組，其特征是在空調(diào)系統(tǒng)的中設置制冷劑環(huán)路和冷凍水環(huán)路，制冷劑環(huán)路采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，經(jīng)冷凝器冷凝后分為二路，一路通過高溫環(huán)路節(jié)流裝置、高溫蒸發(fā)器后返回壓縮機內(nèi)高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環(huán)路節(jié)流裝置、低溫蒸發(fā)器返回壓縮機內(nèi)低壓級段的吸入口；由高溫冷凍水回水口與低溫冷凍水供水管(8)連通，構(gòu)成高溫冷凍水環(huán)路，由低溫冷凍水回水口與高溫冷凍水出水口連通，構(gòu)成低溫冷凍水環(huán)路。本發(fā)明實現(xiàn)高效大壓縮比制冷循環(huán)，減少壓縮機耗功，同時制取高低溫冷凍水，具有一機兩用、效率高、降低投資、減少機房占地面積等特點。
文檔編號F25B5/02GK102445016SQ201110362910
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者屈國倫, 譚海陽 申請人:廣州市設計院