一種冷水機組的製作方法

2023-09-19 06:10:30 1

專利名稱：一種冷水機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及製冷系統，更具體地說，涉及一種冷水機組。
背景技術：
冷水機組為一種常見的空調冷源，隨著經濟的發展和社會的進步，一些應用場合 對該類機組提出了更高的要求，要求實現全年運行並且能提供足夠的冷量。這些應用場 合主要表現為計算機房、醫療、食品生產、手術室、醫藥製造、化工生產等場合，通常在室 外-20°C時還需要對室內進行製冷，這就對冷水機組能否長時間在低溫下正常運行提出了 挑戰。尤其對於水冷式冷水機組，其使用冷卻塔對水降溫後再冷卻製冷劑，受氣候環境的影 響較大，無法保證在室外低溫環境運行，同時有工程比較複雜，費用高等缺點。
對於計算機房及數據中心這類全年需要製冷的特殊場所，如何使冷水機組保證全 年運行並且更加節能，目前主要存在以下兩種技術手段風冷冷水機組和乙二醇自然冷卻。 下面將簡單介紹這兩種技術手段。
1.風冷冷水機組，風冷冷水機組利用環境溫度下的空氣冷卻製冷劑，省去了冷卻 塔，通過改變冷凝風機轉速控制冷凝壓力，控制簡單，維護方便。但其在低環境溫度下運行 效率較低，而且機組長期在低溫下運行必將降低其使用壽命。
2.乙二醇自然冷卻，乙二醇自然冷卻製冷技術使用乙二醇作為載冷劑，在原風冷 冷水機組的基礎上增加一套乙二醇盤管。當室外溫度較低時，用室外低溫自然冷卻乙二醇 水溶液並直接送入室內進行換熱；當室外溫度較高時，運行壓縮機製冷循環。不足之處需 要專門增加一套體積龐大的乙二醇換熱盤管，而這套盤管在一年中除了室外溫度較低(通 常為冬季)以外的大部分時間裡是閒置不用的，而且對於溫暖的南方地區幾乎沒有節能 性。發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的冷水機組的上述節能性差缺陷， 提供一種節能性好的冷水機組。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種冷水機組，包括
載冷劑主迴路，所述載冷劑主迴路包括由載冷劑管線串聯的乾冷器、載冷劑吸熱 換熱器、第一增壓泵、以及控制閥；
製冷劑迴路，所述製冷劑迴路包括由製冷劑管線串聯的壓縮機、蒸發器、膨脹閥和 冷凝器；
載冷劑旁路，與所述載冷劑主迴路相連，所述載冷劑旁路中設有第二增壓泵；
所述蒸發器具有製冷劑通路和載冷劑通路，所述蒸發器的載冷劑通路連入所述載 冷劑主迴路中；
所述冷凝器具有製冷劑通路和載冷劑通路，所述冷凝器的載冷劑通路連入所述載 冷劑旁路中；
控制模塊，用於控制所述冷水機組運行；
所述冷水機組至少具有一過渡季節模式，處在所述過渡季節模式時，所述製冷劑 迴路運行，所述載冷劑旁路運行，由所述載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑的一部分經過載 冷劑旁路然後與另一部分載冷劑混合，混合後的載冷劑再經乾冷器、蒸發器流回載冷劑吸 熱換熱器。
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組包括用於獲取所述冷凝器的冷凝溫度 的第一溫度傳感器，處於過渡季節模式時，所述載冷劑旁路的載冷劑流量根據所述冷凝溫 度調節。
在本發明所述的冷水機組中，處於過渡季節模式時，所述壓縮機的輸出百分比根 據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差調節。
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組還具有一冬季模式，處在所述冬季模 式時，所述製冷劑迴路停止運行，所述載冷劑旁路停止運行，載冷劑在所述載冷劑主迴路中 循環。
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第 二溫度傳感器，以及用於獲取室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器 入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式和冬季模式之 間切換。
在本發明所述的冷水機組中，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於等 於5度且小於等於15度時，所述冷水機組切換至過渡季節模式；當乾冷器入口溫度和室外 環境溫度的溫度差大於15度時，所述冷水機組切換至冬季模式。
在本發明所述的冷水機組中，所述乾冷器包括散熱風機，所述散熱風機為變頻風 機，處於冬季模式時，所述散熱風機的輸出百分比根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的 溫度差調節
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組還具有一夏季模式，處在所述夏季模 式時，所述製冷劑迴路運行，所述載冷劑主迴路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制 下與所述乾冷器構成第一載冷劑次迴路，由所述乾冷器流出的載冷劑經所述蒸發器之後流 回乾冷器，所述載冷劑吸熱換熱器和所述蒸發器構成第二載冷劑次迴路，由所述載冷劑吸 熱換熱器流出的載冷劑經蒸發器流回載冷劑吸熱換熱器。
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第 二溫度傳感器，以及用於獲取室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器 入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式和夏季模式之 間切換。
在本發明所述的冷水機組中，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於等 於5度且小於等於15度時，所述冷水機組切換至過渡季節模式；當乾冷器入口溫度和室外 環境溫度的溫度差小於5度時，所述冷水機組切換至夏季模式。
在本發明所述的冷水機組中，所述冷水機組還具有冬季模式和夏季模式，
處在所述冬季模式時，所述製冷劑迴路停止運行，所述載冷劑旁路停止運行，載冷 劑在所述載冷劑主迴路中循環；
處在所述夏季模式時，所述製冷劑迴路運行，所述載冷劑主迴路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述乾冷器構成第一載冷劑次迴路，由所述乾冷器流出的載 冷劑經所述蒸發器之後流回乾冷器，所述載冷劑吸熱換熱器和所述蒸發器構成第二載冷劑 次迴路，由所述載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑經蒸發器流回載冷劑吸熱換熱器；
所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用於獲取 室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫 度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式、冬季模式和夏季模式之間切換。
實施本發明的冷水機組，具有以下有益效果本發明的冷水機組能夠充分利用室 外環境作為冷源，可以減少壓縮機的輸出，具有良好的節能效果，能夠滿足常年製冷的要 求。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖1是本發明的冷水機組的第一實施例的系統原理圖2是本發明的冷水機組的第一實施例運行在冬季模式時的系統原理圖3是本發明的冷水機組的第一實施例運行在過渡季節模式時的系統原理圖4是本發明的冷水機組的第一實施例運行在夏季模式時的系統原理圖5是本發明的冷水機組的第二實施例的系統原理圖。
具體實施方式
本發明的冷水機組適於計算機房、醫療、食品生產、手術室、醫藥製造、化工生產等 各種應用場合。本發明的冷水機組包括一載冷劑主迴路和一製冷劑迴路，其中載冷劑主回 路包括由載冷劑管線串聯的乾冷器、載冷劑吸熱換熱器、第一增壓泵、以及若干控制閥；制 冷劑迴路則包括由製冷劑管線串聯的壓縮機、蒸發器、膨脹閥和冷凝器，其中蒸發器和冷凝 器為雙進雙出的換熱器，其各自都包括一製冷劑通道和一載冷劑通道，當製冷劑和載冷劑 在其中流動時，可以進行熱交換，其中，在蒸發器中，製冷劑膨脹吸熱可以對載冷劑進行冷 卻，在冷凝器中，製冷劑則可以由載冷劑進行冷卻，乾冷器則利用外部環境對載冷劑進行冷 卻。本發明的冷水機組還包括一載冷劑旁路，製冷劑迴路的冷凝器的載冷劑通路連入到該 載冷劑旁路中，該載冷劑旁路中還設有第二增壓泵，載冷劑旁路與載冷劑主迴路相連，通過 管線、若干控制閥、以及冷水機組控制模塊的配合，使得該冷水機組系統至少具有過渡季節 模式。
當處於過渡季節模式時，製冷劑迴路也處於運行狀態，載冷劑旁路開啟，由載冷劑 吸熱換熱器流出的載冷劑中的一部分先經過載冷劑旁路然後與另一部分載冷劑混合，經過 載冷劑旁路的那部分載冷劑在冷凝器中與高溫的製冷劑進行熱交換，吸熱後溫度升高，該 部分載冷劑與另一部分載冷劑混合後，使載冷劑的整體溫度升高，一方面，調高了乾冷器入 口溫度和室外環境溫度的溫度差，提高幹冷器的換熱量，另一方面由於載冷劑對蒸發器中 的製冷劑進行冷卻，可以提高製冷劑迴路壓縮機的效率，減小壓縮機的輸出，此模式通過利 用載冷劑循環和製冷劑循環的雙重換熱，有效的降低了壓縮機的輸出，提高了節能性。
該冷水機組還可以具有一冬季模式時，處於冬季模式時，由於室外環境溫度比較 低，乾冷器入口溫度和室外環境的溫度差比較大，可以利用室外環境直接對載冷劑進行冷卻，此時製冷劑迴路停止工作，載冷劑旁路停止運行，載冷劑在載冷劑主迴路中循環，由載 冷劑吸熱換熱器流出的溫度較高的載冷劑通過管線流入到乾冷器中，在乾冷器中被冷風冷 卻後溫度降低，然後回流入載冷劑吸熱換熱器與室內環境進行熱交換，帶走室內環境的熱 量，使室內溫度降低。乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差越大，熱交換的量的就越 大，製冷效果越明顯。該模式完全利用外部環境製冷，製冷劑迴路停止運行，節能效果明顯。
該冷水機組還可以具有一夏季模式時，處於夏季模式時，此時室外環境溫度較高， 乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差較小，此時，載冷劑主迴路斷開，載冷劑旁路在控 制閥的控制下與乾冷器構成第一載冷劑次迴路，部分載冷劑在該第一載冷劑次迴路中循 環，用於對冷凝器中的製冷劑進行冷卻，以此降低冷凝溫度和冷凝壓力，減小壓縮機的輸 出；載冷劑吸熱換熱器和蒸發器則構成第二載冷劑次迴路，由載冷劑吸熱換熱器流出的載 冷劑經蒸發器的載冷劑通道被製冷劑冷卻後回流至載冷劑吸熱換熱器。如果載冷劑吸熱散 熱器的負荷上升，導致乾冷器入口溫度與室外環境溫度的溫度差過高，當達到切換條件時， 則冷水機組會切換至過渡季節模式運行。
需要理解的是，本發明的冷水機組可以根據需要，根據應用環境的室外溫度，可以 只具有一個過渡季節模式，也可以具有過渡季節模式和冬季模式，或者具有過渡季節模式 和夏季模式，還可以具有過渡季節模式、夏季模式和冬季模式，當具有兩個或兩個以上模式 時，模式之間的切換是根據乾冷器進口溫度和室外溫度的溫度差進行切換，當乾冷器進口 溫度和室外溫度的溫度差達到預設值時，控制模塊通過控制控制閥、增壓泵、以及壓縮機等 來切換冷水機組的運行模式。
以上對本發明的冷水機組的工作原理進行了詳細闡述，在理解上述原理和不脫離 本發明的主旨的基礎上可以搭建出各種冷水機組系統，這些都屬於本發明的冷水機組保護 的範圍。
為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現過一個具體的冷水 機組的實施例詳細說明。
如圖1所示，為本發明的冷水機組的一個第一實施例。該冷水機組包括一載冷劑 主迴路和一製冷劑迴路，其中該載冷劑主迴路可包括由載冷劑管線串聯的乾冷器1、載冷劑 吸熱換熱器2、第一增壓泵31、以及控制閥；該製冷劑迴路可包括由製冷劑管線301串聯的 壓縮機4、蒸發器5、膨脹閥6和冷凝器7。該冷水機組還包括一載冷劑旁路，該載冷劑旁路 與載冷劑主迴路相連，載冷劑旁路中設有第二增壓泵32 ;製冷劑迴路中的蒸發器5具有制 冷劑通路和載冷劑通路，蒸發器5的載冷劑通路連入載冷劑主迴路中；冷凝器7也具有製冷 劑通路和載冷劑通路，冷凝器7的載冷劑通路連入載冷劑旁路中。
在載冷劑主迴路中，載冷劑管線可包括連接乾冷器I的乾冷器入口 11和載冷劑吸 熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器出口 21的出口側載冷劑管線302、以及連接乾冷器I的幹 冷器出口 12和載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器入口 22的入口側載冷劑管線303。 控制閥則可包括串聯在出口側載冷劑管線302上的第一三通閥81和二通閥9，其中第一三 通閥81位於二通閥9的上遊，第一三通閥81的第一接口 811和第二接口 812接入出口側 載冷劑管線302，且第一接口 811位於第二接口 812的上遊；控制閥還可包括串聯在入口側 載冷劑管線303上的第二三通閥82，該第二三通閥82位於蒸發器5的上遊，第二三通閥82 的第一接口 821和第二接口 822接入入口側載冷劑管線303，且第一接口 821位於第二接口 822的上遊。製冷劑主迴路中的第一增壓泵31和蒸發器5的載冷劑通路可接入在入口 側載冷劑管線303上，第一增壓泵31位於蒸發器5的上遊。
載冷劑旁路包括載冷劑旁路管線304和連入載冷劑旁路管線304的冷凝器7的載 冷劑通路。出口側載冷劑管線302上設有第一接入點201和第二接入點202，第一接入點 201和第二接入點202可以是三通接頭，其中，第一接入點201位於二通閥9的下遊，第二接 入點202位於第一三通閥81和二通閥9之間；載冷劑旁路的第一端與第一接入點201相連 通，第二端可通過管線305與第二接入點202相連通，該載冷劑旁路的第二端還與第二三通 閥82的第三接口 823相連通。在入口側載冷劑管線303上設有第三接入點203，第一三通 閥81的第三接口 813與第三接入點203通過管線306相連通，第三接入點203位於第二三 通閥82和蒸發器5的載冷劑通路之間，第三接入點203位於第一增壓泵31的上遊，第二接 入點203可以是三通接頭。
該冷水機組可以在三種運行模式之間切換，三種運行模式分別為冬季模式、過渡 季節模式、夏季模式。圖2和圖4分別示出了這三種模式的示意圖，圖中箭頭示出了製冷劑 以及載冷劑在系統內的流動方向。
在本實施例中，三種模式的切換是根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差 的大小進行切換的。為了使冷水機組能夠自動切換運行狀態，進一步，冷水機組還可包括用 於控制冷水機組運行的控制模塊，控制模塊可以常用的控制模塊，例如微處理器、單片機、 可編程控制器件等等，第一三通閥81、第二三通閥82、以及所述二通閥9為電控閥，可由控 制模塊控制。該冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用於獲 取室外環境溫度的第三溫度傳感器，第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別與控制模塊電 連接，控制模塊根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制該冷水機組在冬季模 式、過渡季節模式和夏季模式之間切換。
如圖2所示，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於15度時，控制模塊 將冷水機組切換至冬季模式，此時，製冷劑迴路停止運行，壓縮機4停機，載冷劑旁路中的 第二增壓泵32停機從而使載冷劑旁路停止運行，第一三通閥81的第一接口 811和第二接 口 812導通，第一三通閥81的第三接口 813關閉，第二三通閥82的第一接口 821和第二接 口 822導通，第二三通閥82的第三接口 823關閉，二通閥9開啟，第一增壓泵31啟動，載冷 劑在載冷劑主迴路中循環，載冷劑在載冷劑吸熱換熱器2與室內環境進行熱交換後溫度升 高，然後沿出口側載冷劑管線302依次流過第一三通閥81和二通閥9，然後進入到乾冷器 I中，乾冷器I利用室外冷風冷卻，經冷卻後的載冷劑沿入口側載冷劑管線303依次流過第 二三通閥82、第一增壓泵31和蒸發器5的載冷劑通道，然後流回至載冷劑吸熱換熱器2進 行熱交換，如此持續循環。在本實施例中，乾冷器I可包括一散熱風機10，該散熱風機10為 變頻風機，可以是可改變輸出的交流變頻或者EC風機，處於冬季模式時，該散熱風機10的 輸出百分比可根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差調節，溫差增大，則可減少散 熱風機10輸出。
如圖3所示，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於等於5度且小於等 於15度時，控制模塊將冷水機組切換至過渡季節模式，此時，製冷劑迴路運行，也即壓縮機 4開啟，第一三通閥81的第一接口 811和第二接口 812導通，第一三通閥81的第三接口 813 關閉，第二三通閥82的第一接口 821和第二接口 822導通，第二三通閥82的第三接口 823關閉，二通閥9開啟，第一增壓泵31和第二增壓泵32都啟動。由載冷劑吸熱換熱器2流出 的載冷劑經過第一三通閥81後分為兩部分，其中一部分由第二接入點202引出，並流經管 線305進入載冷劑旁路，該部分載冷劑進入到冷凝器7的載冷劑通路，在冷凝器7中與高溫 高壓的製冷劑蒸汽進行熱交換後溫度升高，該部分載冷劑在第一接入點201回到載冷劑主 迴路，另一部分載冷劑直接通過二通閥9到第一接入點後與前一部分的載冷劑混合，混合 後的載冷劑再流經乾冷器1、第二三通閥82、第一增壓泵31和蒸發器5流回載冷劑吸熱換 熱器2中，載冷劑在經過蒸發器5時被製冷劑再次冷卻。
為了提高冷水機組的效率，以及最大程度的利用室外環境，在過渡季節模式時，進 一步，可以根據冷凝溫度來調節二通閥9的開度，該冷水機組可包括用於獲取冷凝器7的冷 凝溫度的第一溫度傳感器，此種模式時，二通閥9的開度通過冷凝溫度來調節，冷凝溫度越 高，二通閥的開度就越小，這樣進入冷凝器7的載冷劑的量增多，冷凝壓力下降，反之則二 通閥9開度增大，由此可以把冷凝溫度和冷凝壓力調節在理想範圍，提高壓縮機4的運行 效率。此模式下散熱風機10輸出為100%，從而最大限度的減少壓縮機4的輸出。壓縮機 4的輸出百分比根據乾冷器進口溫度和室外環境溫度的溫差來調節，溫差增大，乾冷器的換 熱量增大，則減少壓縮機的輸出。此模式通過利用製冷劑循環和載冷劑循環的雙重換熱，有 效降低了壓縮機的輸出。
如圖4所示，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差小於5度時，控制模塊將 冷水機組切換至夏季模式，此時，第一三通閥81的第一接口 811和第三接口 813導通，第 一三通閥81的第二接口 812關閉，所述第二三通閥82的第一接口 821和第三接口 823導 通，第二三通閥82的第二接口 822關閉，二通閥9關閉；製冷劑迴路運行，載冷劑主迴路被 斷開，載冷劑旁路在控制閥的控制下與乾冷器I構成第一載冷劑次迴路，由乾冷器I流出的 載冷劑經蒸發器5之後流回乾冷器5，第一載冷劑次迴路利用載冷劑對冷凝器7進行冷卻， 載冷劑在乾冷器中被室外環境冷卻，然後流入到冷凝器中對高溫高壓的製冷劑蒸氣進行冷 卻；載冷劑吸熱換熱器2和蒸發器5構成第二載冷劑次迴路，由載冷劑吸熱換熱器2流出的 載冷劑經蒸發器5流回載冷劑吸熱換熱器2，載冷劑在蒸發器5中被冷卻後進入載冷劑吸熱 換熱器2與室內環境進行熱交換。在該種模式下，冷凝器7利用乾冷器出口的載冷劑作為 冷源換熱，運行壓縮機製冷循環，如果室內負荷上升，乾冷器入口溫度升高，導致乾冷器入 口溫度與室外環境溫度的溫差大於5度，則切換到過渡季節模式。
需要理解的是第一實施例中的冷水機組也可以只運行在過渡季節模式，或者在過 渡季節模式和冬季模式之間切換，或者在過渡季節模式和夏季模式之間切換。
如圖5所示，為本發明的冷水機組的第二實施例的系統原理圖，該冷水機組包括 一載冷劑主迴路，該載冷劑主迴路包括由載冷劑管線串聯的載冷劑吸熱換熱器2、第一增壓 泵31、二通閥91、二通閥9、乾冷器1、三通閥81、蒸發器5的載冷劑通道等；該冷水機組還 包括製冷劑迴路，該製冷劑迴路包括由製冷劑管線串聯的壓縮機4、冷凝器7、膨脹閥6、以 及蒸發器5 ;該冷水機組還包括載冷劑旁路，載冷劑旁路包括由載冷劑旁路關係串聯的冷 凝器7的載冷劑通道、第二增壓泵32，載冷劑旁路的上遊連接在載冷劑主迴路中二通閥91 和二通閥9之間，載冷劑旁路的下遊連接在二通閥9和乾冷器I之間。
該冷水機組可以具有過渡季節模式和夏季模式，圖5所示的即為該冷水機組處於 過渡季節模式時的示意圖，如圖所示，處在過渡季節模式時，三通閥81的接口 811與接口812和接口 813斷開，接口 812與接口 813導通，二通閥91、9開啟，二通閥92關閉，第一增 壓泵31、第二增壓泵32、以及壓縮機4開啟，由載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器出 口 21流出的載冷劑經過第一增壓泵31、二通閥91之後分流，其中一部分載冷劑進入載冷劑 旁路經冷凝器7的載冷劑通路與高溫高壓的製冷劑蒸氣進行熱交換，然後經過第二增壓泵 32，與經二通閥9流過來的另一部分載冷劑混合後由乾冷器I的載冷劑入口 11進入到乾冷 器I，經乾冷器I冷卻後由乾冷器I的載冷劑出口 12流出，再經三通閥81的接口 812、813 後進入蒸發器5，經蒸發器5冷卻後由載冷劑吸熱換熱器2的載冷劑吸熱換熱器入口 22進 入載冷劑吸熱換熱器2與室內環境進行換熱。
處在夏季模式時，乾冷器1、二通閥92、冷凝器7的載冷劑通路、第二增壓泵32構 成第一載冷劑次迴路，用於對流經冷凝器7的製冷劑蒸氣進行冷卻；載冷劑吸熱換熱器2、 第一增壓泵31、三通閥81、蒸發器5的載冷劑通路構成第二載冷劑次迴路，利用蒸發器5對 載冷劑進行冷卻。此時，三通閥81接口 811和接口 813導通，接口 812與接口 811和接口 813斷開，二通閥91、9關閉，二通閥92開啟。
第二實施例的冷水機組的模式之間的切換與第一實施例中冷水機組的模式之間 的切換類似，不再贅述。第二實施例的冷水機組根據需要也可以運行冬季模式。
需要理解的是，本發明的冷水機組並不局限於上述具體實施例的結構，在理解上 述結構和本發明的主旨的情況下，可以對上述冷水機組作出很多變形方案，這些都屬於本 發明的保護範圍。本發明的冷水機組的運行模式的切換條件的乾冷器入口溫度和室外環境 溫度的溫度差並不局限實施例中的具體溫度，可以根據實際情況預設。
由於本發明的冷水機組的載冷劑需要跟室外環境進行熱交換，在冬季模式時，室 外環境溫度較低，載冷劑應選用低凝固點的載冷劑，例如可以是乙二醇水溶液、鹽水、丙二 醇水溶液等等常用的低溫載冷劑。本發明中的製冷劑可以是R134a、R22、R407C、R410A等， 冷凝器可以是板式、殼管式或者套管式等冷凝器，蒸發器可以是板式、殼管式或者套管式等 蒸發器，膨脹閥可以是熱力膨脹閥、電子膨脹閥或者毛細管等，二通閥可以是電動球閥、電 磁閥等電動流量調節閥。
在本發明的冷水機組中，可以只有一個過渡季節模式，或者可以在同一個系統內 集成了兩種或三種不同的製冷模式。既能直接把被室外低溫冷卻的載冷劑送入室內進行 換熱，又可在過渡季節利用溫度較低的載冷劑回水冷卻製冷劑，還可按照常規壓縮機製冷 原理進行製冷。本發明的冷水機組能夠充分利用室外環境作為冷源，可以減少壓縮機的輸 出，具有良好的節能效果，能夠滿足常年製冷的要求。本冷水機組將製冷壓縮系統和冷凍水 系統集成在一起，相對於水冷冷水機組也不需要外接任何冷源設備，產品工程安裝簡單、靈 活。
上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體 實施方式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員 在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多 形式，這些均屬於本發明的保護之內。
權利要求
1.一種冷水機組，其特徵在於，包括 載冷劑主迴路，所述載冷劑主迴路包括由載冷劑管線串聯的乾冷器(I)、載冷劑吸熱換熱器(2)、第一增壓泵(31)、以及控制閥； 製冷劑迴路，所述製冷劑迴路包括由製冷劑管線串聯的壓縮機(4)、蒸發器(5)、膨脹閥(6)和冷凝器(7); 載冷劑旁路，與所述載冷劑主迴路相連，所述載冷劑旁路中設有第二增壓泵(32); 所述蒸發器(5)具有製冷劑通路和載冷劑通路，所述蒸發器(5)的載冷劑通路連入所述載冷劑主迴路中； 所述冷凝器(7)具有製冷劑通路和載冷劑通路，所述冷凝器(7)的載冷劑通路連入所述載冷劑旁路中； 控制模塊，用於控制所述冷水機組運行； 所述冷水機組至少具有一過渡季節模式，處在所述過渡季節模式時，所述製冷劑迴路運行，所述載冷劑旁路運行，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑的一部分經過載冷劑旁路然後與另一部分載冷劑混合，混合後的載冷劑再經乾冷器(I)、蒸發器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2)。
2.根據權利要求1所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組包括用於獲取所述冷凝器(7)的冷凝溫度的第一溫度傳感器，處於過渡季節模式時，所述載冷劑旁路的載冷劑流量根據所述冷凝溫度調節。
3.根據權利要求1所述的冷水機組，其特徵在於，處於過渡季節模式時，所述壓縮機(4)的輸出百分比根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差調節。
4.根據權利要求1至3任一項所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組還具有一冬季模式，處在所述冬季模式時，所述製冷劑迴路停止運行，所述載冷劑旁路停止運行，載冷劑在所述載冷劑主迴路中循環。
5.根據權利要求4所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用於獲取室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式和冬季模式之間切換。
6.根據權利要求5所述的冷水機組，其特徵在於，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於等於5度且小於等於15度時，所述冷水機組切換至過渡季節模式；當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於15度時，所述冷水機組切換至冬季模式。
7.根據權利要求4所述的冷水機組，其特徵在於，所述乾冷器(I)包括散熱風機(10)，所述散熱風機(10)為變頻風機，處於冬季模式時，所述散熱風機(10)的輸出百分比根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差調節。
8.根據權利要求1至3任一項所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組還具有一夏季模式，處在所述夏季模式時，所述製冷劑迴路運行，所述載冷劑主迴路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述乾冷器(I)構成第一載冷劑次迴路，由所述乾冷器(I)流出的載冷劑經所述蒸發器(5 )之後流回乾冷器(5 )，所述載冷劑吸熱換熱器(2 )和所述蒸發器(5)構成第二載冷劑次迴路，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑經蒸發器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2)。
9.根據權利要求8所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用於獲取室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式和夏季模式之間切換。
10.根據權利要求9所述的冷水機組，其特徵在於，當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差大於等於5度且小於等於15度時，所述冷水機組切換至過渡季節模式；當乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差小於5度時，所述冷水機組切換至夏季模式。
11.根據權利要求1至3任一項所述的冷水機組，其特徵在於，所述冷水機組還具有冬季模式和夏季模式， 處在所述冬季模式時，所述製冷劑迴路停止運行，所述載冷劑旁路停止運行，載冷劑在所述載冷劑主迴路中循環； 處在所述夏季模式時，所述製冷劑迴路運行，所述載冷劑主迴路斷開，所述載冷劑旁路在所述控制閥的控制下與所述乾冷器(I)構成第一載冷劑次迴路，由所述乾冷器(I)流出的載冷劑經所述蒸發器(5 )之後流回乾冷器(5 )，所述載冷劑吸熱換熱器(2 )和所述蒸發器(5)構成第二載冷劑次迴路，由所述載冷劑吸熱換熱器(2)流出的載冷劑經蒸發器(5)流回載冷劑吸熱換熱器(2); 所述冷水機組還包括用於獲取乾冷器入口溫度的第二溫度傳感器，以及用於獲取室外環境溫度的第三溫度傳感器，所述控制模塊根據乾冷器入口溫度和室外環境溫度的溫度差控制所述冷水機組在所述過渡季節模式、冬季模式和夏季模式之間切換。
全文摘要
本發明涉及一種冷水機組，包括由載冷劑管線串聯的乾冷器、載冷劑吸熱換熱器、第一增壓泵、以及控制閥等組成的載冷劑主迴路；由製冷劑管線串聯的壓縮機、蒸發器、膨脹閥和冷凝器等組成製冷劑迴路；與載冷劑主迴路相連的載冷劑旁路，該載冷劑旁路中設有第二增壓泵；控制冷水機組運行的控制模塊；該冷水機組至少具有一過渡季節模式，處在該模式時，製冷劑迴路運行，載冷劑旁路運行，由載冷劑吸熱換熱器流出的載冷劑的一部分經過載冷劑旁路然後與另一部分載冷劑混合後再經乾冷器、蒸發器流回載冷劑吸熱換熱器。本發明的冷水機組能夠充分利用室外環境作為冷源，可以減少壓縮機的輸出，具有良好的節能效果，能夠滿足常年製冷的要求。
文檔編號F25B1/00GK103032980SQ20111029550
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者王峰, 馬臻, 任冰 申請人:艾默生網絡能源有限公司