冷凝器及冷水機組的製作方法

2023-06-24 03:00:56

本實用新型涉及製冷設備領域，尤其是涉及一種冷凝器及冷水機組。

背景技術：

隨著節能減排需求的增加，水冷螺杆要求有熱回收功能的需求越來越多。機組熱回收的常規方式是在系統中冷凝器前增加一個殼管熱回收器，壓縮機排出的高溫冷媒蒸氣先進入熱回收器，與管外的載熱劑實現熱交換，得到高溫熱水，冷媒再進入冷凝器，系統較複雜，冷媒充注量多。

在螺杆機運行時，有部分壓縮機油會進入系統，造成壓縮機缺油保護，換熱器傳熱性能降低，機組能效降低，故系統需設置油分離器，以分離系統中的油回到壓縮機。機組中油回收的常規方式是外置油分離器，油分離器有立式和臥式等類型。

如果機組中既設置了熱回收功能，又設置了油回收功能，機組通常會設置有兩個殼管容器，系統結構複雜，管路較多，對生產、售後的影響較大。

技術實現要素：

本申請旨在至少解決現有技術中存在的問題之一。為此，本實用新型旨在提供一種冷凝器，該冷凝器集合了油分、熱回收及冷凝的功能，結構緊湊，管路少。

本實用新型的另一個目的在於提供一種具有上述冷凝器的冷水機組。

根據本實用新型的冷凝器，包括：殼體，所述殼體內限定出油分離腔、熱回收腔和冷凝腔，所述殼體具有連通所述油分離腔的總進口和連通所述冷凝腔的總出口，所述油分離腔具有排油口和連通所述熱回收腔的第一連通口，所述熱回收腔具有連通所述冷凝腔的第二連通口；熱回收管，所述熱回收管設在所述熱回收腔內以吸收冷媒熱量，所述殼體上設有連通所述熱回收管的熱管進水口和熱管出水口，所述熱管進水口和熱管出水口適於與外部熱回收系統相連以供應熱水。

根據本實用新型的冷凝器，通過在冷凝器內設置油分離腔、熱回收腔和冷凝腔，可實現油分、熱回收、冷凝三個功能為一體，這種冷凝器相當於將油分離器和熱回收器內置於冷凝器中，系統結構緊湊，管路少；由於管路得到了簡化，冷媒從油分到熱回收再到冷凝，流路均在容器內部，熱損少，熱回收效果也較高。

在一些實施例中，冷凝器還包括：冷卻管，所述冷卻管設在所述冷凝腔內以冷卻冷媒，所述殼體上設有連通所述冷卻管的冷卻進水口和冷卻出水口，所述冷卻進水口和冷卻出水口適於與外部冷卻塔系統相連以促使所述冷凝器內冷媒放熱冷凝。

在一些實施例中，所述油分離腔的底壁形成為與水平面具有夾角的斜壁，所述排油口連通所述油分離腔的最低處。

在一些實施例中，所述油分離腔內設有多個擋油膜，至少部分擋油膜位於所述總進口和所述第一連通口之間。

具體地，所述殼體形成為圓桶形，所述油分離腔位於所述殼體內的最上方處，所述冷凝腔位於所述殼體內的最下方處，所述熱回收腔位於所述油分離腔和所述冷凝腔之間。

在一些實施例中，所述殼體的至少一端設有外聯水室，所述外聯水室內限定出間隔開的熱回收水室和冷卻水室，所述熱回收管與所述熱回收水室相連，所述冷卻管與所述冷卻水室相連，所述殼體的相應端面上設有連通所述熱回收水室的所述熱管進水口和熱管出水口，所述殼體的相應端面上還設有連通所述冷卻水室的所述冷卻進水口和冷卻出水口。

具體地，所述熱回收水室包括間隔開的回收進水室和回收出水室，所述熱管進水口與所述回收進水室相連，所述熱管出水口與所述回收出水室相連，所述熱回收管分別與所述回收進水室和回收出水室相連；所述冷卻水室包括間隔開的冷卻進水室和冷卻出水室，所述冷卻進水口與所述冷卻進水室相連，所述冷卻出水口與所述冷卻出水室相連，所述冷卻管分別與所述冷卻進水室和冷卻出水室相連。

根據本實用新型的冷水機組，包括依次連接的壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器，所述蒸發器連接所述壓縮機的吸氣端，所述冷凝器為根據本實用新型上述實施例所述的冷凝器，所述冷凝器油分離腔的排油口與所述壓縮機相連。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據本實用新型實施例的結構示意圖。

圖2是根據本實用新型實施例的冷凝器的剖視圖；

圖3是根據本實用新型實施例的冷凝器在外聯水室外的結構布局圖。

附圖標記：

冷水機組1000、

冷凝器100、

殼體1、總進口A、排油口B、第二連通口D、總出口E、熱管進水口F、熱管出水口G、冷卻進水口H、冷卻出水口J、

油分離腔11、熱回收腔12、冷凝腔13、

擋油膜14、

外聯水室20、熱回收水室21、回收進水室211、回收出水室212、冷卻水室22、冷卻進水室221、冷卻出水室222、

熱回收管3、冷卻管4、隔筋5、支撐板6、

壓縮機200、蒸發器300、節流裝置400、

熱回收系統2000、冷卻塔系統3000。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

下面參考圖1-圖3描述根據本實用新型實施例的冷凝器100。

根據本實用新型實施例的冷凝器100，如圖2所示，包括：殼體1和熱回收管3。如圖1所示，殼體1內限定出油分離腔11、熱回收腔12和冷凝腔13，殼體1具有連通油分離腔11的總進口A和連通冷凝腔13的總出口E，油分離腔11具有排油口B和連通熱回收腔12的第一連通口(圖未示出)，熱回收腔12具有連通冷凝腔13的第二連通口D。熱回收管3設在熱回收腔12內以吸收冷媒熱量，殼體1上設有連通熱回收管3的熱管進水口F和熱管出水口G，熱管進水口F和熱管出水口G適於與外部的熱回收系統2000相連以供應熱水。

冷凝器100的工作原理為：混有潤滑油的高溫高壓冷媒氣體從總進口A進入冷凝器100，混合物先進入油分離腔11內進行潤滑油-冷媒分離；分離出的潤滑油可從排油口B處排出，分離出的冷媒氣體通過第一連通口排入熱回收腔12；由於外部的熱回收系統2000有冷水流入冷凝器100的熱回收管3內，冷媒氣體與冷水換熱後，冷媒氣體放熱冷凝，而熱回收管3內冷水加熱升溫，加熱的熱水流回到熱回收系統2000中，可以供應生活用水或者辦公、工廠用水；在熱回收腔12內放熱後的冷媒通過第二連通口D排入冷凝腔13進一步放熱，在冷凝腔13內大部分冷媒氣體可轉化為冷媒液體，最後冷媒液體從總出口E排出。

在本實用新型實施例中，通過在冷凝器100內設置油分離腔11、熱回收腔12和冷凝腔13，可實現油分、熱回收、冷凝三個功能為一體，這種冷凝器100相當於將油分離器和熱回收器內置於冷凝器100中，系統結構緊湊，管路少；由於管路得到了簡化，冷媒從油分到熱回收再到冷凝，流路均在容器內部，熱損少，熱回收效果也較高。

可以理解的是，這種設計方式，簡化了油分和熱回收的設計，而且由於油分、熱回收、冷凝三者均內置，冷凝器100的殼體1可不作為壓力容器設計。

在本實用新型實施例中，冷凝器100的殼體1內用於吸收冷媒熱量的管道可僅設置熱回收管3，這樣冷凝器100內冷媒放出的大部分熱量可均被熱回收管3吸收，這種冷凝器100相當於全熱回收的冷凝器100。

但是也有的實施例中，冷凝器100的殼體1內還可以設置其他吸收冷媒熱量的管道，這種冷凝器100相當於部分熱回收的冷凝器100。

例如如圖2所示，冷凝器100還包括冷卻管4，冷卻管4設在冷凝腔13內以冷卻冷媒，如圖1所示，殼體1上設有連通冷卻管4的冷卻進水口H和冷卻出水口J，冷卻進水口H和冷卻出水口J適於與外部冷卻塔系統3000相連，以促使冷凝器100內冷媒放熱冷凝。

外部冷卻塔系統3000包括冷卻外管，冷卻外管與冷凝器100內冷卻管4相連，管道內載冷劑在冷卻外管和冷卻管4之間可循環流動，以將冷凝器100內冷媒的熱量載出冷凝器100，冷卻外管連接冷卻塔，這樣可加快冷媒的冷凝速度，提高冷凝器100的工作效率。

當然，為保證冷凝器100的冷凝效率，加快散熱速度，冷卻外管也可連接散熱器等，或者給冷卻外管配置散熱風機等，或者也可將冷卻外管置於鄰近的水塘、遊池等，此時冷凝器100的冷卻管4相當於與其他的冷卻系統相連，這裡不作具體限定。

下面參考圖2和圖3描述本實用新型一個具體實施例中冷凝器100的結構。

該實施例中，油分離腔11位於殼體1的長度方向上的中間位置處，具體地，殼體1形成為圓桶形，油分離腔11位於殼體1內的最上方處，冷凝腔13位於殼體1內的最下方處，熱回收腔12位於油分離腔11和冷凝腔13之間。這樣，進入冷凝器100的冷媒逐漸由氣態轉化為液態，在重力作用下冷媒氣體可自動由總出口E排出冷凝器100。

具體地，如圖2所示，油分離腔11的底壁形成為與水平面具有夾角的斜壁，排油口B連通油分離腔11的最低處，這樣可利於分離出的潤滑油可自動匯集到排油口B處排出。在圖2中，油分離腔11在殼體1的端面上的投影形成為弓形。

可選地，如圖2中所示，油分離腔11內設有多個擋油膜14，至少部分擋油膜14位於總進口A和第一連通口之間，每流經一次擋油膜14，冷媒氣體內的潤滑油可析出一部分，這樣多次析油後，可提高油分離的效果。當然，為保證油分離腔11內的分離效率，還可以在油分離腔11內設置其他加速分油的部件，如在油分離腔11內填充析油顆粒等，這裡不作限定。

有利地，如圖2所示，在殼體1內還設有支撐板6，熱回收管3和冷卻管4均穿過支撐板6，以支撐熱回收管3和冷卻管4。

在殼管式換熱器中，殼體1的兩端通常均設有水室，管體兩端與兩側水室相連，以保證均勻換熱。現有技術中，殼管式換熱器兩端的水室分別為一個整體水腔。

而本實用新型實施例中，如圖1所示，殼體1的至少一端設有外聯水室20，外聯水室20內限定出間隔開的熱回收水室21和冷卻水室22，熱回收管3與熱回收水室21相連，冷卻管4與冷卻水室22相連。殼體1的設有外聯水室20的端面上，設有連通熱回收水室21的熱管進水口F和熱管出水口G，殼體1的相應端面上，還設有連通冷卻水室22的冷卻進水口H和冷卻出水口J。

也就是說，本實用新型實施例中為適應熱回收的設計，會至少將連接外部系統的水室分隔成熱回收水室21和冷卻水室22，熱回收系統2000與熱回收水室21相連，冷卻塔系統3000與冷卻水室22相連。

具體地，如圖3所示，熱回收水室21包括間隔開的回收進水室211和回收出水室212，熱管進水口F與回收進水室211相連，熱管出水口G與回收出水室212相連，熱回收管3分別與回收進水室211和回收出水室212相連。也就是說，在熱回收水室21內，將流入熱回收管3的冷水和流出熱回收管3的熱水分隔開，保證熱回收效率。

如圖3所示，冷卻水室22包括間隔開的冷卻進水室221和冷卻出水室222，冷卻進水口H與冷卻進水室221相連，冷卻出水口J與冷卻出水室222相連，冷卻管4分別與冷卻進水室221和冷卻出水室222相連。也就是說，在冷卻水室22內，將流入冷卻管4的冷水和流出冷卻管4的熱水分隔開，保證冷卻效率。

更具體地，冷卻進水室221和冷卻出水室222的容積大體相等。

在圖3中，外聯水室20內通過多個隔筋5將內部空間間隔成回收進水室211、回收出水室212、冷卻進水室221和冷卻出水室222。

下面參考圖1描述根據本實用新型實施例的冷水機組1000。

根據本實用新型的冷水機組1000，如圖1所示，包括依次連接的壓縮機200、冷凝器、節流裝置400和蒸發器300，蒸發器300連接壓縮機200的吸氣端，冷凝器為根據本實用新型上述實施例的冷凝器100，冷凝器100的油分離腔11的排油口B與壓縮機200相連。

其中，壓縮機200的排氣端與冷凝器100的總進口A相連，冷凝器100的總出口E與節流裝置400相連以將冷凝後的冷媒節流降壓，節流後的冷媒流入蒸發器300內以吸收熱量，之後蒸發器300排出的冷媒再流回壓縮機200中以循環流動。

冷凝器100的結構與工作原理在上文中均有說明，這裡不再贅述。在該實施例中，冷凝器100相當於內置有油分離器和熱回收器，壓縮機200排出的高溫冷媒蒸氣進入冷凝器100中油分離腔11，分離出油後，通過壓差油回機組吸氣端，冷媒蒸氣進入冷凝器100中的熱回收腔12；對於部分熱回收，放出顯熱後進入冷凝腔13冷凝，熱水和冷卻水同時流動；對於全熱回收，放出熱量給管外的載熱劑，冷媒蒸氣冷凝為液體，冷凝腔13內雖然通水但是水不流動，不發揮冷凝作用。

結構上，內置油分布置在冷凝器100內斜上方，便於分離油後下部集聚油再排出，熱回收和冷凝在冷凝器100殼程中分別布置，管板按熱回收和冷凝分別布管，冷凝器100水室分為兩部分，一部分為熱回收水室21，一部分為冷卻水室22，中間用隔筋5分割開。因需容納熱回收和油分，容器殼體1比常規冷凝器直徑大。

根據本實用新型實施例的冷水機組1000，可實現油分和熱回收器、冷凝器於一體，結構緊湊；機組管路簡化，油分到熱回收再到冷凝，其間流路在容器內部；簡化油分和熱回收設計，因內置，不作為壓力容器設計。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「長度」、「上」、「下」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。

在本實用新型的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語「實施例」、「示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由權利要求及其等同物限定。