一種螺杆式製冷系統的製作方法

2024-02-21 09:15:15

一種螺杆式製冷系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種螺杆式製冷系統，包括沿製冷工質流動方向依次連通形成製冷循環的蒸發器、螺杆式壓縮機、冷凝器和膨脹閥，還包括設置於冷凝器的工質出口與膨脹閥的工質入口和螺杆式壓縮機的驅動電機的冷卻液入口間的分流元件，以將所述製冷工質分流至所述膨脹閥和所述驅動電機，驅動電機的冷卻液出口與蒸發器的工質入口連通。與現有技術相比，本方案在不增加成本的基礎上，使並未參與冷卻驅動電機的多餘製冷劑，可再次進入蒸發器吸熱蒸發而參與製冷循環，從而在功率相同情況下極大地提高了製冷量，顯著地提高了製冷系統的製冷性能。同時也避免了液態製冷劑直接進入螺杆式壓縮機而引起的液擊現象，保證了螺杆式壓縮機的正常工作。
【專利說明】一種螺杆式製冷系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及螺杆式製冷系統中螺杆式壓縮機用電機的冷卻【技術領域】，特別涉 及一種螺杆式製冷系統。

【背景技術】
[0002] 目前，中央空調系統中、小冷量段所採用的螺杆式製冷系統，以其結構緊湊、尺寸 小、運行可靠性高、易損零件較少、技術性能穩定、管理維護簡單等優勢，在中央空調的製冷 系統產品選型方面，倍受重視。
[0003] 如圖1所示，螺杆式製冷系統通常包括沿箭頭"一"所指方向，通過冷凝管路依次 連通形成製冷循環的蒸發器、螺杆式壓縮機、冷凝器和膨脹閥。其工作原理是：製冷劑經由 蒸發器吸熱形成高溫低壓蒸汽，被吸入螺杆式壓縮機的低壓側，螺杆式壓縮機將較低壓的 製冷劑蒸汽壓縮至較高的冷凝壓力，以便於進入冷凝器後凝結成液體，最後經由膨脹閥減 壓後進入蒸發器內開始下一製冷循環。
[0004] 該螺杆式製冷系統正常工作過程中，需要實時給螺杆式壓縮機的驅動電機進行冷 卻，以避免其過熱燒壞。目前為了降低製冷系統的製造及運行成本，直接在冷凝器工質出口 與膨脹閥工質入口和螺杆式壓縮機冷卻液入口間設置分流元件，冷卻後的製冷劑直接被吸 入螺杆式壓縮機工質進口參與製冷循環。此外，為了進一步廉價的取得電機冷卻效果，製冷 系統也並未採用流量調整機構，而是將進入螺杆式壓縮機冷卻驅動電機的製冷劑的量定為 最大需要量。
[0005] 這樣，在實際製冷循環過程中該螺杆式製冷系統存在下述缺陷：
[0006] 1、進入螺杆式壓縮機內多餘冷卻液並未經過吸熱過程而以液態形式直接進入螺 杆式壓縮機低壓側參與製冷循環，致使製冷系統的製冷效果降低；
[0007] 2、在壓縮機內形成液擊現象而影響壓縮機正常工作。
[0008] 有鑑於此，如何在不犧牲製冷系統製冷效果以及壓縮機正常工作的前提下，低成 本的實現螺杆式壓縮機驅動電機的冷卻，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。 實用新型內容
[0009] 針對上述缺陷，本實用新型的核心目的在於，提供一種螺杆式製冷系統，以在不犧 牲製冷系統製冷效果以及壓縮機正常工作的前提下，低成本的實現螺杆式壓縮機驅動電機 的冷卻。
[0010] 為了達到上述目的，本實用新型所提供的一種螺杆式製冷系統，包括沿製冷工質 流動方向依次連通形成製冷循環的蒸發器、螺杆式壓縮機、冷凝器和膨脹閥，還包括設置於 冷凝器的工質出口與膨脹閥的工質入口和所述螺杆式壓縮機的驅動電機的冷卻液入口間 的分流元件，以將所述製冷工質分流至所述膨脹閥和所述驅動電機，驅動電機的冷卻液出 口與蒸發器的工質入口連通。
[0011] 優選地，所示分流元件為分流管，該分流管包括主管路和兩個支管路，所述主管路 與所述冷凝器的工質出口連通，兩個所述支管路分別與所述驅動電機的冷卻液入口和所述 膨脹閥的工質入口連通。
[0012] 優選地，所述分流元件具體為分流閥。
[0013] 優選地，所述分流閥具體為可控流量分流閥。
[0014] 優選地，所述螺杆式壓縮機具體為雙螺杆式壓縮機。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1示出了現有螺杆式製冷系統的結構示意圖；
[0016] 圖2示出了本實用新型所提供的螺杆式製冷系統【具體實施方式】的結構示意圖。
[0017] 圖1和圖2中附圖標記與各個部件名稱之間的對應關係：
[0018] 1蒸發器、Iin蒸發器工質入口、I wt蒸發器工質出口、2螺杆式壓縮機、2 in壓縮機 工質入口、2wt壓縮機工質出口、21 J令卻液入口、21 _冷卻液出口、3冷凝器、3 J令凝器工質 入口、3wt冷凝器工質出口、4膨脹閥、4 in膨脹閥工質入口、4 _膨脹閥工質出口。

【具體實施方式】
[0019] 本實用新型的核心在於，提供一種螺杆式製冷系統，以在不犧牲製冷系統製冷效 果以及壓縮機正常工作的前提下，低成本的實現螺杆式壓縮機驅動電機的冷卻。
[0020] 接下來結合說明書附圖，來說明本實用新型所提供的螺杆式製冷系統的具體結構 及其冷卻方式，需要說明的是，本實用新型所提供的螺杆式製冷系統的構成元件及工作原 理與現有技術完全相同，本領域技術人員基於現有技術完全可實現，故而本文在此僅對其 發明點螺杆式壓縮機用驅動電機的冷卻方式加以詳述。此外，本方案和【背景技術】中所述技 術方案中同一部件採用相同的附圖標記。
[0021] 請參見圖2,圖2示出了本實用新型所提供的螺杆式製冷系統的結構示意圖。
[0022] 如圖2所示，螺杆式製冷系統包括沿箭頭"一"所指製冷工質的流動方向，通過冷 凝管依次連通形成製冷循環的蒸發器1、螺杆式壓縮機2、冷凝器3和膨脹閥4。具體地，蒸 發器工質出口 Iwt與螺杆式壓縮機工質入口 2 in連通，螺杆式壓縮機工質出口 2 _與冷凝器 工質入口 3in連通，而冷凝器工質出口 3wt又與膨脹閥工質入口 4in連通，膨脹閥工質出口 4_最後與蒸發器工質入口 I in連通，如此製冷工質在製冷系統中循環流動實現製冷目的。
[0023] 該螺杆式製冷系統還包括分流元件（圖中未示出），該分流元件設置於冷凝器3與 膨脹閥4和螺杆式壓縮機3的驅動電機（圖中未示出）之間，以將來自於冷凝器4的液態 製冷工質分流至膨脹閥4和驅動電機內，用於為該驅動電機進行冷卻。具體地，該分流元件 為分流管，該分流管包括主管路和兩個支管路，其中，主管路與冷凝器工質出口 3wt連通、 兩個支管路分別於膨脹閥工質入口 4in和驅動電機的冷卻液入口 21 in連通，該驅動電機的冷 卻液出口 21_直接與蒸發器工質入口 I in連通。
[0024] 接下來結合熱力學公式，來說明與現有螺杆式製冷系統相比，本方案中所提供的 螺杆式製冷系統在製冷效果及其他方面的改善效果。
[0025] 現有螺杆式製冷系統：= /?2(/?匕-/?,.) = -/\ )
[0026] P = m2(h2mt - h2i〇) + m.ih^ - h2tu) = - A2in)
[0027] COP = Q〇/P
[0028] 本方案中螺杆式製冷系統：a = (4-/?;) + %(/?! ,, -Ii1' J
[0029] P = _ Ii1J
[0030] COP = Q〇/P
[0031] 其中：Qtl-製冷量；
[0032] P-輸入功率；
[0033] COP-性能係數；
[0034] m-冷媒量，且 m = 1?+!?;
[0035] Hi1-分流至驅動電機內的冷媒量；
[0036] m2-分流至膨脹閥的冷媒量；
[0037] hx-焓值，X代表螺杆式製冷系統中功能元件的工質出口或入口。
[0038] 顯然，與現有技術相比，本方案在不增加成本的基礎上通過將驅動電機的冷卻液 出口 21wt與蒸發器工質入口 1&直接連通，使並未參與冷卻驅動電機的多餘製冷劑，可再次 進入蒸發器1吸熱蒸發而參與製冷循環，從而在功率相同情況下極大地提高了製冷量，顯 著地提高了製冷系統的製冷性能。同時也避免了液態製冷劑直接進入螺杆式壓縮機2而引 起的液擊現象，保證了螺杆式壓縮機的正常工作。
[0039] 如前所述，本方案中採用分流管作為分流元件，結構簡單、製造成本低。可以理解， 在滿足將冷凝器3中液態製冷劑分流至膨脹閥4和驅動電機功能及裝配工藝要求的基礎 上，該分流元件也可以為液壓系統中常用的分流閥，當然，為了根據製冷系統的實際工作需 求來調節進入螺杆式壓縮機冷卻其驅動電機的製冷劑量，該分流元件進一步還可以為液控 系統中常用的流量可調式分流閥。
[0040] 此外，螺杆式壓縮機2具體為雙螺杆式壓縮機，以使該製冷系統具有較高的製冷 效率。當然，該螺杆式壓縮機也可以為單螺杆式壓縮機。需要說明的是，雙螺杆式壓縮機的 結構及其工作原理為成熟的現有技術，本領域技術人員基於現有技術完全可以實現，故而 本文在此不再贅述。
[0041] 以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，並不構成對本實用新型保護範圍的限 定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在 本實用新型的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種螺杆式製冷系統，包括沿製冷工質流動方向依次連通形成製冷循環的蒸發器 (1) 、螺杆式壓縮機（2)、冷凝器（3)和膨脹閥（4)，還包括設置於所述冷凝器（3)的工質出 口（3wt)與所述膨脹閥（4)的工質入口（4J和所述螺杆式壓縮機（2)的驅動電機的冷卻 液入口（21J間的分流元件，W將所述製冷工質分流至所述膨脹閥和所述驅動電機，其特 徵在於，所述驅動電機的冷卻液出口（21wt)與所述蒸發器（1)的工質入口（1J連通。
2. 如權利要求1所述的螺杆式製冷系統，其特徵在於，所述分流元件為分流管，該分流 管包括主管路和兩個支管路，所述主管路與所述冷凝器的工質出口連通，兩個所述支管路 分別與所述驅動電機的冷卻液入口和所述膨脹閥的工質入口連通。
3. 如權利要求1所述的螺杆式製冷系統，其特徵在於，所述分流元件具體為分流閥。
4. 如權利要求3所述的螺杆式製冷系統，其特徵在於，所述分流閥具體為可控流量分 流閥。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的螺杆式製冷系統，其特徵在於，所述螺杆式壓縮機 (2) 具體為雙螺杆式壓縮機。
【文檔編號】F25B1/047GK204227741SQ201420646283
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】任健, 白雲飛, 孫海榮, 前原厚志 申請人:煙臺荏原空調設備有限公司, 荏原冷熱系統株式會社