全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法
【专利摘要】一种全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法，主要是通过在泵体(2)和它的拖动电机二者的组合结构上增设了密封壳体(7)(其密封的结构形式是依靠金属材料并通过金属焊接实施的液泵中的泵与拖动电机二者与外界空间的全密封屏蔽)与增设了气体压力平衡管(3)这个连通由密封壳体(7)与泵体(2)以及拖动电机之间形成的腔体空间的接口关键的二个举措，以及含有泵体(2)的该液态制冷剂泵(B)装置(系统)在高层楼房制冷空调系统中的管连方法来实现的；其中的关键在于，该液态制冷剂泵(B)的气体压力平衡管(3)在空调制冷系统链接的位置是：离开压缩机(9)吸气口最近的部位，即整个制冷系统中压力最低的部位。——它最适合于在高层楼房制冷空调系统中的使用。
【专利说明】全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法技术，属于对同类的使用或应用方法技术的一种改进方案。
【背景技术】
[0002]目前，在高层或超高层建筑的制冷空调系统中，由于制冷系统中压缩机所形成的压力难以将低压液态制冷剂压送上去，通常依靠水及其配套的水泵等设备构成的二次冷量传递冷媒介质配送装置协助完成冷量的输送。
[0003]——由于液泵的泄漏问题没有解决，采用水泵时水的泄漏量再大，基本上不会影响到该制冷系统的使用成本，尽管增加了让水作为中间过渡介质协助传递冷量这个中间环节，于整个制冷系统的节能不利，然而，现实已经证明了这还是可以承受的；而采用制冷剂泵时，它泄漏的是非常昂贵的空调高温制冷用途的制冷剂，所引起的使用成本的剧增是人们难以承受的，尽管此举(采用制冷剂液泵)可以让制冷剂在蒸发器中通过直接的蒸发吸热对房间的空气进行冷却(减少了一个水的冷量传递中间环节)，有利于节能，然而，它带来的好处与制冷剂泄漏带来的害处相比较，是弊大于利，仍然维持请水来协助冷、热量的二次传递。
[0004]目前，高层冷库的低温制冷系统中首先成功地采用了以非密封氨泵(制冷剂可以从液泵的轴封处泄漏到大气空气中——可以说是泄漏量最大的部位)为主体的氨制冷剂加压配送装置，实现了高层低温库房中的制冷剂在蒸发器中直接蒸发制冷的过程。其不足是:氨制冷剂液体从氨泵的各个衔接位置处泄漏较大，经常性地定期对制冷系统补充氨制冷剂(几乎是几天一次)是在所难免的，尽管如此，还是利大于弊，因为氨制冷剂的成本比水大不了多少。如果将制冷剂氨水(每公斤约0.2元)改为氟利昂F12(每公斤约40多元)或它的同性质代用品(成本会更高)，这势必会成近二百倍地提高其制冷成本。为此，采用氟利昂或它的同性质代用品作为制冷剂的低温冷库几乎都是单层(不需要制冷剂液泵)。
[0005]由于制冷系统中主要是作为泄漏“大户”的液泵的泄漏问题没有在技术上给予解决，又由于适合于高温制冷，即空调制冷的制冷剂非常昂贵，因此，如何在使用量最多的高层或超高层建筑的制冷空调系统中，省略遵循低效的“显热”输能规律的水作为输送冷能的中间介质及其配套的由水泵作为动力的循环水冷等设备为主题的中间制冷环节，而取代以由遵循高效“潜热”制冷的制冷剂直接对上述楼房蒸发制冷的问题，就成为有关技术人员一直希望解决的一个大问题。
[0006]显然，解决上述问题或最大问题的前提是:必须解决液泵，即制冷剂液泵的上述泄漏问题，因为它已经直接涉及到了制冷系统的使用成本问题。
【发明内容】
[0007]本发明之目的:从其结构上解决制冷剂液泵的泄漏问题入手，进而实现它在高层或超高层建筑中涉及制冷工程应用方面的一种提高其节能可靠性的改进。
[0008]为了实现本发明的上述目的，拟采用以下的技术:
[0009]本发明在高层楼房制冷系统中的使用方法，主要是设置在配用的低压储液桶装置附近的制冷剂液泵对外管连的方法:
[0010]制冷剂液泵的低压进液管连接在配用的低压储液桶装置的底部位置或低压储液桶装置内制冷剂液面以下的位置；
[0011]制冷剂液泵的高压出液管连接在制冷系统蒸发器的进口端；
[0012]制冷剂液泵上部的气体压力平衡管连接在离开压缩机吸气口最近的部位(例如:临近吸气口阀门的前端)。
[0013]本发明作为关键执行装置的制冷剂液泵的结构形式:
[0014]在结构上包括:泵体和由电机转子与转子绕组构成的拖动电机以及密封壳体，泵体和与拖动电机被密封在一个密封壳体中，该密封壳体上设有低压进液管、高压出液管和气体压力平衡管三个管道接口；
[0015]所述的密封壳体是指由金属形成的与外界空气完全隔绝的通过金属焊密封的金属密闭容器；
[0016]所述的气体压力平衡管的管接口是连通由密封壳体与泵体以及拖动电机之间形成的腔体空间上部的；
[0017]所述的低压进液管的管接口是穿过密封壳体中上述的腔体空间与泵体的进液管口接通的；
[0018]所述的高压出液管的管接口是穿过密封壳体中上述的腔体空间与泵体的出液管口接通的。
[0019]本发明的特点:
[0020]一.在结构上增设了全密封型金属密封壳体，为彻底解决制冷剂液泵对外界空间泄漏制冷剂的问题创造了条件；——同时进而为在高层或超高层建筑制冷空调系统中省略水这个由低效“显热” 二次冷量传递冷媒介质而代之以由高效“潜热”产生的制冷量来执行直接蒸发制冷过程的制冷剂又创造了条件，于大幅度地节能有利。
[0021]二.最关键的是让本发明中的气体压力平衡管连在离开压缩机吸气口最近的部位(例如:临近吸气口阀门的前端):这就为让制冷系统中最低压力的部位为主来负责制冷剂液泵内部泄漏的液态制冷剂的汽化与回收任务，在这关键的管连结构上提高了为彻底间接解决上述制冷剂液泵对外界空间泄漏制冷剂问题的可靠性更创造了条件；一同时客观上为本发明允许使用泄漏量较大的制冷剂液泵中的核心部件泵体(例如:转轴密封较差)或延长该泵体内部磨损件的寿命(与液态制冷剂泄漏出泵体的程度有关)又创造了条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示意了全密封型制冷剂液泵的结构形式。——图示的关键点是:在普通液泵泵体及拖动电机的外围增加了由金属密封壳体构成了杜绝由泵体泄漏的制冷剂进入大气空间的立体防线，使得上述的泄漏变为制冷系统的内部泄漏。
[0023]图2示意了由低压储液桶和密封型制冷剂液泵为主体而组成的制冷剂加压配送装置系统。——图示的关键点是:将连接制冷剂液泵的气体压力平衡管的另一头连接在制冷系统中最低的低压源位置附近。
[0024]B:制冷剂液泵；D:低压储液桶装置；P:低压储液桶装置内的制冷剂液面；1:进液管；2:泵体(可以位于拖动电机的下部或上部)；3:气体压力平衡管；4:电机转子；5:转子绕组；6:传动轴；7:金属密封壳体；8:出液管；9:压缩机；10:冷凝器；11:节流阀；12:绝热层；13:低压储液桶壳体；14:液态制冷剂；15:位于高层楼房制冷系统中的蒸发器；16:压缩机低压回气管；17:压缩机高压排气管。
【具体实施方式】
[0025]通过制冷系统冷凝器10后变为液态制冷剂，进入低压储液桶装置D暂存后，由于它外包绝热层，液态制冷剂不会在这个中间过度容器中吸热蒸发，只有当它被制冷剂液泵B泵入高层楼房蒸发器15后，才会与外界热交换进行正常的吸热沸腾蒸发制冷工作；从蒸发器15过来并进入低压储液桶装置D的气态制冷剂，其气流速度突然减缓，其中尚未蒸发汽化而剩余的液态制冷剂依靠自身的重力就会落入下部的制冷剂液面P中，之后，变纯的气态制冷剂就会继续被以高速气流形式被压缩机9的低压回气管16吸进。
[0026]低压回气管16内形成的气态制冷剂高速气流，会产生很大的“压力降”，造成低压储液桶装置D上部至压缩机9的吸气口位置两端的“压力降”会很大，因此，低压储液桶装置D上部的压力会高于压缩机9的吸气口位置，显然，低压回气管16靠近压缩机9吸气口位置附近的抽吸力度最大，将会远大于低压储液桶装置D上部的抽吸力度。——本发明可以成立的一个关键的技术依据。
[0027]由于存在构成制冷剂液泵B的金属密封壳体7 (对其中的泵体2与拖动电机二者实施了立体的全密封)，这就阻断了泵体2中的液态制冷剂从传动轴6的轴封处强行泄漏(渗漏)后再进入大气空间造成制冷剂浪费的通路，而主要由转子绕组5工作时产生的电热量以及外界较高温度的导入热量这二个促其上述泄漏液态制冷剂的汽化要素，即让该泄漏并进入了金属密封壳体7内部的液态制冷剂就在原地完全蒸发成气态制冷剂(一般的液态制冷剂均属于易汽化液体)，再通过金属密封壳体7上部的气体压力平衡管3，被最靠近压缩机9吸气口的低压回气管16回收；显然:压缩机9吸气口强大的抽吸气力度也会在更大的程度上促使了上述从泵体2中泄漏的液态制冷剂的汽化，并且:
[0028]从另一个角度来看，气体压力平衡管3在压缩机低压回气管16上的接口距离压缩机9吸气口越近，再加上此处又面临了呈高速气流状态(流速越大则压力越低)的吸入制冷剂，这二者要素更会使得该气体压力平衡管3在该处接口内的压力越会接近于整个制冷系统中压力最低的位置，这就为进而促使由泵体2与传动轴6形成的轴封位置泄漏的液态制冷剂，在很低的压力情况(压力越低越容易促使作为易挥发性液体的制冷剂汽化)下汽化成制冷剂气体并被压缩机9的吸气口及时高可靠性地回收创造了条件。
[0029]显然，本发明通过金属焊接方式实施的全密封技术的关键在于:彻底解决了制冷剂液泵对外泄漏制冷剂的问题(制冷剂分子无法穿透比它直径更小的金属分子之间的间隙)，只要制冷剂液泵B不会对外界的大气空间泄漏制冷剂，这就为低成本地使用制冷系统创造了条件；同时，由图2示意的制冷系统当中，非但不需要“水”这个二次冷量(热能)传递冷媒介质及其相关的设备(水管中的水垢处理一直以来都是相当令人烦恼的)，而且由于位于高层或超高层楼房制冷空调系统中最高处的蒸发器15的设置高度只与制冷剂液泵B的扬程有关，即为制冷剂在蒸发器15中直接对外蒸发吸热(制冷)的设置高度可以实现“非常高”的程度又创造了条件。
[0030]据说，一般符合国标的气泵(例如:电冰箱中使用的压缩机气泵)无需维修的持续工作时间(当工作系数50%时一开机与停机时间对半)可超过15年，而世界上生产的高品质液泵(本发明中所述的液态制冷剂泵体2)无需维修的持续工作时间也可超过15年。
【权利要求】
1.一种全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法，即该制冷剂液泵(B)的对外管连方法如下: 制冷剂液泵⑶的低压进液管⑴连接在配用的低压储液桶装置⑶的底部位置或低压储液桶装置(D)内制冷剂液面(P)以下的位置； 制冷剂液泵⑶的高压出液管⑶连接在制冷系统蒸发器(15)的进口端； 制冷剂液泵(B)上部的气体压力平衡管(3)连接在离开压缩机(9)吸气口最近的部位。
2.根据权利要求1所述的全密封型制冷剂液泵在高层楼房制冷空调系统中的应用方法的执行装置，即全密封型制冷剂液泵的结构形式， 在结构上包括:泵体(2)和由电机转子(4)与转子绕组(5)构成的拖动电机以及密封壳体(7)，泵体(2)和与拖动电机被密封在一个密封壳体(7)中，该密封壳体(7)上设有低压进液管(I)、高压出液管(8)和气体压力平衡管(3)三个管道接口 ； 所述的密封壳体(7)是指由金属形成的与外界空气完全隔绝的通过金属焊密封的金属密闭容器； 所述的气体压力平衡管(3)的管接口是连通由密封壳体(7)与泵体(2)以及拖动电机之间形成的腔体空间的上部； 所述的低压进液管⑴的管接口是穿过密封壳体(7)中上述的腔体空间与泵体(2)的进液管口接通的； 所述的高压出液管(8)的管接口是穿过密封壳体(7)中上述的腔体空间与泵体(2)的出液管口接通的。
【文档编号】F25B41/00GK103759478SQ201410053421
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年2月16日 优先权日:2014年2月16日
【发明者】梁嘉麟 申请人:中国计量学院