一種容積式雙工況多功能水風冷機組的製作方法
2023-07-19 22:21:32 2
本發明涉及容積式雙工況水風冷機組領域，具體為一種容積式雙工況多功能水風冷機組。
背景技術：
空調即空氣調節器，調節溫度、溼度，中央空調是一種用於給空間區域提供處理空氣溫度變化的機組，以滿足人體舒適或工藝過程的要求；目前市場上中央空調以風冷方式和水冷方式為主，風冷方式即空氣與冷媒熱交換，通過四通閥的切換可以實現夏天製冷冬天制熱的功能，水冷方式即冷媒通過水氟換熱器進行熱交換，換熱後的升高水溫通過水泵送到冷卻塔散熱冷卻在回到換熱器，夏季製冷時冷媒與水的浸泡換熱比風冷接觸換熱的效率要高70%~80%左右。
風冷方式中央空調是通過壓縮冷媒吸收低品位的空氣溫度源源不斷的為所需的空間提供冷熱溫度，因其施工簡單，無需專用機房，得到廣泛的應用，但其製冷制熱時受外部環境過高或過低的影響導致換熱效率低、能耗高，尤其在冬季制熱時換熱翅片結霜導致換熱率下降；水冷方式中央空調是由水氟換熱器將壓縮冷媒進行水氟熱交換，通過冷卻泵傳送到冷卻塔放熱或地下和水下管路放熱吸熱，因其使用過程中會將空氣中的粉塵和水體中的礦物質物通過水一同帶進冷卻塔及換熱器內，所以需定期保養、清除冷卻塔、換熱器或蒸發管上的汙垢才能保持良好的換熱效率，且施工複雜、需專用機房、保養費用高，但其製冷制熱時受外部環境影響小，換熱效率高同時其冷卻水泵能耗很高。
技術實現要素：
1．要解決的技術問題
針對現有技術中存在的中央空調設備換熱效率低、耗能高及保養維護成本高這些問題，本發明的目的在於提供一種容積式雙工況多功能水風冷機組，實現維護保養簡單化、減少耗能和降低運行成本。
2.技術方案
為解決上述問題，本發明採用如下的技術方案。
一種容積式雙工況多功能水風冷機組，包括壓縮機、四通閥、水冷容積式蒸發器、殼管式熱補償器、儲液器、膨脹閥、冷凝器、汽液分離器和風冷蒸發器，所述的四通閥包括四通閥出口a、四通閥出口b、四通閥出口c和四通閥出口d，所述的壓縮機上出口連接四通閥出口d，四通閥出口a連接水冷容積式蒸發器和風冷蒸發器，所述的水冷容積式蒸發器和風冷蒸發器連接殼管式熱補償器一端，所述的殼管式熱補償器另一端連接儲液器，所述的儲液器連接膨脹閥，所述的膨脹閥連接汽液分離器和冷凝管出口b，所述的汽液分離器連接壓縮機和四通閥出口b，冷凝器出口a及殼管式熱補償器兩端連接分支管，所述的分支管連接四通閥出口c；製冷時採用水槽內置蒸發器水冷方式，制熱時採用風冷方式，在製冷時採用改進後水冷容積蒸發器，省去冷卻水循環泵減去其耗能，省去殼管式換熱器減少專業複雜的定期保養，解決蒸發器及管路的結垢等問題，降低運行耗能及減少保養成本；同時改進機組中殼管式熱補償器，殼管式熱補償器在制熱時通過吸收壓縮機排氣溫度可應需求提高機組中冷媒管路溫度或通過吸收其它機外熱源使機組運行中提高效率，降低壓縮機運行功率損耗。
優選地，所述的水冷容積式蒸發器與殼管式熱補償器連接的管道上設置有電磁閥a及單向閥b，所述的風冷蒸發器與殼管式熱補償器連接的管道上設置有電磁閥b，所述的殼管式熱補償器一端與分支管連接的管道上設置有電磁閥d，所述的殼管式熱補償器另一端與分支管連接的管道上設置有單向閥c，殼管式熱補償器一端和分支管的連接處與殼管式熱補償器另一端和分支管的連接處之間的分支管部位上設置有電磁閥c；殼管式熱補償器在制熱時通過吸收壓縮機排氣溫度可應需求提高機組中冷媒管路溫度或通過其它機外熱源，如煙管餘熱、洗澡排出廢水餘熱、工業廢熱、鍋爐附熱或太陽能熱水這些使機組運行中提高效率，降低壓縮機運行功耗。
優選地，所述的四通閥出口a與水冷容積式蒸發器連接的管道上設置有單向閥a，可以防止高溫高壓冷媒流向水冷容積式蒸發器時發生逆流。
優選地，所述的儲液器與膨脹閥連接的管道上設置有過濾器a，防止儲液器長期使用可能產生有害物質，過濾其中流向膨脹閥的液體。
優選地，所述的膨脹閥與冷凝器出口b連接的管道上設置有過濾器b，對流向冷凝器中的液體二次過濾，通過對機組中液體多次過濾，減少反複製冷制熱過程中可能產生的危害。
3.有益效果
相比於現有技術，本發明的優點在於：
（1）本方案的容積式雙工況多功能水風冷機組與傳統的空調水系統相比，製冷時採用水槽內置蒸發器水冷方式，制熱時採用風冷方式，在製冷時採用改進後水冷容積式蒸發器，省去冷卻水循環泵減去其耗能，省去殼管式換熱器減少專業複雜的定期保養，解決蒸發器及管路的結垢等問題，降低運行耗能及減少保養成本；同時改進機組中殼管式熱補償器，殼管式熱補償器在制熱時通過吸收壓縮機排氣溫度可應需求提高機組中冷媒管路溫度或通過吸收其它機外熱源使機組運行中提高效率，降低壓縮機運行功率損耗。
（2）本發明中通過對不同位置的管道上設置電磁閥，可以控制機組中電器的通電狀況，制熱時，當風冷蒸發器溫度過低時電磁閥d開啟、電磁閥c關閉，進行管溫熱補償，以解決冬天制熱時風冷蒸發器結霜所導致的效率下降問題，同時如有能源塔或其他熱源，可通過殼管式熱補償器熱回收大大提高制熱效率；製冷時，電磁閥a開啟、電磁閥b關閉，冷媒進入水冷容積式蒸發器進行換熱，當水冷容積式蒸發器進行保養或維修時，系統可手動或自動切換到風冷模式工作以確保在清洗保養水冷容積式蒸發器時，系統可以進行正常的工作。
（3）本發明中在四通閥出口a與水冷容積式蒸發器間的管道上設置單向閥a，可以防止高溫高壓冷媒流向水冷容積式蒸發器時發生逆流。
（4）本發明中在儲液器與膨脹閥間的管道上設置過濾器a，防止儲液器長期使用可能產生有害物質，過濾其中流向膨脹閥的液體。
（5）本發明中在膨脹閥與冷凝器間的管道上設置過濾器b，對流向冷凝器中的液體二次過濾，通過對機組中液體多次過濾，減少反複製冷制熱過程中可能產生的危害。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明中水冷容積式蒸發器的結構示意圖；
圖3為本發明中水冷容積式蒸發器的俯視圖；
圖4為本發明中殼管式熱補償器的結構示意圖；
圖5為本發明中殼管式熱補償器的俯視圖；
圖6為本發明中補償器的結構示意圖。
圖中標號說明：
1、壓縮機，2、四通閥，201、四通閥出口a，202、四通閥出口b，203、四通閥出口c，204、四通閥出口d，3、水冷容積式蒸發器，301、鋼製殼體，302、散熱風機，303、噴淋器，304、噴淋管，305、散熱片，306、容積水槽，307、板管式換熱器，308、噴淋水泵，309、水位檢測器，310、補水及水軟化過濾系統，311、感溫探頭，312、電氣控制倉，313、自動排汙閥，314、底座，315、100目過濾網，4、殼管式熱補償器，401、殼體，402、內螺紋銅管，403、補償器，404、冷媒進口c，405、冷媒出口d，406、冷媒出口a，407、冷媒進口b，408、進水口，409、出水口，5、儲液器，6、膨脹閥，7、冷凝器，701、冷凝器出口a，702、冷凝器出口b，8、汽液分離器，9、風冷蒸發器，10、單向閥a，11、單向閥b，12單向閥c，13、電磁閥a，14、電磁閥b，15、電磁閥c，16、電磁閥d，17、過濾器a，18、過濾器b，19、分支管。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例：
請參閱圖1-6，一種容積式雙工況多功能水風冷機組，包括壓縮機1、四通閥2、水冷容積式蒸發器3、殼管式熱補償器4、儲液器5、膨脹閥6、冷凝器7、汽液分離器8和風冷蒸發器9，四通閥2包括四通閥出口a201、四通閥出口b202、四通閥出口c203和四通閥出口d204，壓縮機1上出口連接四通閥出口d204，四通閥出口a201連接水冷容積式蒸發器3和風冷蒸發器9，水冷容積式蒸發器3和風冷蒸發器9連接殼管式熱補償器4一端的冷媒出口a406，殼管式熱補償器4另一端的冷媒進口b407連接儲液器5，儲液器5連接膨脹閥6，膨脹閥6連接汽液分離器8和冷凝管出口b702，汽液分離器8連接壓縮機1和四通閥出口b202，冷凝器出口a701及殼管式熱補償器4兩端的冷媒進口c404和冷媒出口d405連接分支管19，分支管19連接四通閥出口c203；製冷時採用水槽內置蒸發器水冷方式，制熱時採用風冷方式，在製冷時採用改進後水冷容積蒸發器3，省去冷卻水循環泵減去其耗能，省去殼管式換熱器減少專業複雜的定期保養，解決蒸發器及管路的結垢等問題，降低運行耗能及減少保養成本；同時改進機組中殼管式熱補償器4，殼管式熱補償器4在制熱時通過吸收壓縮機1排氣溫度可應需求提高機組中冷媒管路溫度或通過吸收其它機外熱源使機組運行中提高效率，降低壓縮機1運行功率損耗。
其中，在實際應用中，水冷容積式蒸發器3包括鋼製殼體301、散熱風機302、散熱層、容積水槽306和底座314，水冷容積式蒸發器3外部為鋼製殼體301，內部從上至下分別為散熱風機302、散熱層、容積水槽306和底座314，散熱層包括噴淋器303、噴淋管304和散熱片305，水冷容積式蒸發器3內部頂端安裝散熱風機302，散熱風機302下方一層設置有噴淋器303，噴淋管304設置在水冷容積式蒸發器3內部的四周及中心軸上，散熱片305設置在鋼製殼體301內部，散熱層與容積水槽306中間設置有100目過濾網315；水冷容積式蒸發器3可以提高換熱效率，減少輔助設備功率損耗，降低運行成本及維護設備。
容積水槽306包括板管式換熱器307、噴淋水泵308、水位檢測器309、補水及水軟化過濾系統310、感溫探頭311、電氣控制倉312和自動排汙閥313，板管式換熱器307水平設置在容積水槽306內部上方，水位檢測器309設置在容積水槽306中間內壁上方，感溫探頭311設置在水位檢測器309下方，補水及水軟化過濾系統310設置在容積水槽306邊緣一側上方，電氣控制倉312設置在補水及水軟化過濾系統310正下方，噴淋水泵308設置在容積水槽306邊緣另一側下方，噴淋水泵308連接噴淋管304，自動排汙閥313設置在容積水槽306中間下方最低處；水冷容積式蒸發器3設有水位檢測器309、噴淋水泵308和感溫探頭311，感溫探頭311檢測容積水槽306水溫，水位檢測器309檢測水位不要過低，噴淋水泵308根據溫度及水位調節噴淋水量，當高溫冷媒流經板管式換熱器307時感溫探頭311檢測到水溫的高低，噴淋水泵308根據溫度變化調節噴淋水量，當水溫過高或水位低於板管式換熱器307時，機組將自動切換到風冷方式並通過通訊系統報警提示工作故障點異常，本換熱系統關閉，當機組檢測到水質硬度過高時自動啟動補水及水軟化過濾系統310進行容積水槽306內的軟水循環處理，通過這種工作方式節省水冷容積式蒸發器3的冷卻水使用時間，減少水資源的浪費，風冷方式的配合使用，降低由故障點引起的系統停機所造成損失。
殼管式熱補償器4包括殼體401、內螺紋銅管402、補償器403、冷媒出口a406、冷媒進口b407、進水口408和出水口409，殼管式熱補償器4從外到內依次為殼體401、內螺紋銅管402及補償器403，冷媒出口a406設置在殼管式熱補償器4頂端，冷媒進口b407設置在殼管式熱補償器4底部，補償器403一側設置有冷媒進口c404和冷媒出口d405，殼管式熱補償器4一側設置有進水口408和出水口409；殼管式熱補償器4在制熱時通過吸收壓縮機1排氣溫度可應需求提高機組中冷媒管路溫度或通過其它機外熱源，如煙管餘熱、洗澡排出廢水餘熱、工業廢熱、鍋爐附熱或太陽能熱水這些使機組運行中提高效率，降低壓縮機1運行功耗。
水冷容積式蒸發器3與殼管式熱補償器4連接的管道上設置有電磁閥a13及單向閥b11，風冷蒸發器9與殼管式熱補償器4連接的管道上設置有電磁閥b14，殼管式熱補償器4一端與分支管19連接的管道上設置有電磁閥d16，殼管式熱補償器4另一端與分支管19連接的管道上設置有單向閥c12，殼管式熱補償器4一端和分支管19的連接處與殼管式熱補償器4另一端和分支管19的連接處之間的分支管19部位上設置有電磁閥c15；通過對不同位置的管道上設置電磁閥，可以控制機組中電器的通電狀況，制熱時，當風冷蒸發器9溫度過低時電磁閥d16開啟、電磁閥c15關閉，進行管溫熱補償，以解決冬天制熱時風冷蒸發器9結霜所導致的效率下降問題，同時如有能源塔或其他熱源，可通過殼管式熱補償器4熱回收大大提高制熱效率；製冷時，電磁閥a13開啟、電磁閥b14關閉，冷媒進入水冷容積式蒸發器3進行換熱，當水冷容積式蒸發器3進行保養或維修時，系統可手動或自動切換到風冷模式工作以確保在清洗保養水冷容積式蒸發器3時，系統可以進行正常的工作。
四通閥出口a201與水冷容積式蒸發器3連接的管道上設置有單向閥a10，可以防止高溫高壓冷媒流向水冷容積式蒸發器3時發生逆流。
儲液器5與膨脹閥6連接的管道上設置有過濾器a17，防止儲液器5長期使用可能產生有害物質，過濾其中流向膨脹閥6的液體。
膨脹閥6與冷凝器出口b702連接的管道上設置有過濾器b18，對流向冷凝器7中的液體二次過濾，通過對機組中液體多次過濾，減少反複製冷制熱過程中可能產生的危害。
一種容積式雙工況多功能水風冷機組的工作原理：本發明在製冷時採用水冷方式，制熱時採用風冷方式；製冷時，經壓縮機1壓縮後的高溫高壓的冷媒通過四通閥2出，經單向閥a10進入水冷容積式蒸發器3，從水冷容積式蒸發器3出後經過電磁閥a13、單向閥b11、殼管式補償器4、儲液器5、過濾器a17、膨脹閥6，從膨脹閥6節流後的低溫高壓冷媒通過過濾器b18進入冷凝器出口b702進行換熱，換熱後冷媒從冷凝器出口a701出後經過電磁閥c15回到四通閥2，經四通閥2出進入汽液分離器8，汽液分離器8出後進入壓縮機1完成製冷過程，反覆此過程為製冷；製冷時，電磁閥a13開啟、電磁閥b14關閉，冷媒進入水冷容積式蒸發器3進行換熱，當水冷容積式蒸發器3進行保養或維修時，系統可手動或自動切換到風冷模式工作以確保在清洗保養水冷容積式蒸發器3時，系統可以進行正常的工作；制熱時，經壓縮機1排氣後的高溫高壓冷媒通過四通閥2出去，經過電磁閥c15進入冷凝器出口a701，從冷凝器出口b702出去，經過濾器b18、膨脹閥6、過濾器a17、儲液器5、殼管式熱補償器4，經過電磁閥b14進入風冷蒸發器9進行吸熱，吸熱後的冷媒經四通閥2到汽液分離器8再回到壓縮機1，如此反覆為制熱；制熱時，當風冷蒸發器9溫度過低時電磁閥d16開啟、電磁閥c15關閉，進行管溫熱補償，以解決冬天制熱時風冷蒸發器9結霜所導致的效率下降問題，同時如有能源塔或其他熱源，可通過殼管式熱補償器4熱回收大大提高制熱效率。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其改進構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。