过冷紧凑型空调机组及包括该机组的高层建筑的空调系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供的过冷紧凑型空调机组，包括，方形的机架、安装于所述机架上侧的磁悬浮式压缩机以及平行安装在所述机架下侧的板式冷凝器和蒸发器；所述板式冷凝器具有冷凝区和与所述冷凝区连通的过冷区，过冷区的第一出口、第二出口以及入口位于冷凝器的同一侧，且第二出口位于所述机架下侧靠近所述压缩机的一端；蒸发器的入口靠近冷凝器的所述第一出口设置。本发明提供的紧凑型空调机组结构紧凑，换热效率高。
【专利说明】过冷紧凑型空调机组及包括该机组的高层建筑的空调系统【技术领域】
[0001]本发明属于高层建筑的中央空调设备【技术领域】，特别涉及一种集冷凝与过冷为一体的紧凑型空调机组。
【背景技术】
[0002]当前，城市的高层与超高层建筑越来越多，对于高层建筑特别是超高层建筑的中央空调系统提出了更高的要求，由于普通中央空调系统的极限工作压力一般不超过1.6MPa，对于高层建筑来说，根据管内允许流速设计冷冻水循环系统时，如果系统水静压力和水泵工作压力之和超过冷水机组及部件的耐压值时，就需要定制高耐压设备或采用多个分区系统的形式。分区系统一般有两种形式:一种是采用单一空调机组的闭式系统，各高低分区闭式系统之间采用热交换器传递冷量，这将导致系统能耗增加的问题。例如，按照国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003和相关空调机组参数，每增加一套换热器，换热温差增加2°C计，空调机组能耗将增加8%-10%,由于空调机组能耗占空调系统能耗的70%左右，这样势必增加大量的能耗支出。另一种分区系统是高低区分别采用独立的空调机组系统，即将冷冻机置于高楼的中间设备层或顶层用来降低高层或超高层空调系统的投资和运行成本，加之，现有高层或者超高层的空调机组系统的冷凝器和蒸发器一般都采用管式，只能实现冷凝与蒸发功能，过冷量和过热量往往不够，影响了空调机组的工作效率。
[0003] 为了提高空调机组的工作效率，现有空调机组中，在冷凝之后往往增加过冷系统对冷凝器出口的制冷介质进行过冷，但是，该种冷凝器其冷凝区与过冷区为分体式设置，导致整个冷凝器整体结构松散，占地空间大。加之，整个空调机组的部件之间布置不合理，从而加剧了空调机组的大体积，高重量。该种空调机组即使在大楼建造的时候能够放入楼层中间，后期的维护和整机更换也基本没有可能，而且传统机组噪音和振动大，对楼层的潜在损伤的研究也不充分，所以应用并不广泛。
【发明内容】
[0004]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有高层空调机组或者工作效率低或者体积大，不方便整机更换及维修的缺陷，从而提供一种结构紧凑、体积较小且换热效率较高的空调机组。
[0005]为此，本发明提供一种过冷紧凑型空调机组，包括，方形的机架、安装于所述机架上侧的磁悬浮式压缩机以及平行安装在所述机架下侧的板式冷凝器和蒸发器；所述板式冷凝器具有冷凝区和与所述冷凝区连通的过冷区，所述冷凝区的冷凝区入口的一端通过排气管路连通至所述压缩机的制冷介质出口，另一端连通至所述过冷区的第一出口的一端，所述第一出口的另一端通过管路连通至辅电子膨胀阀的入口，所述辅电子膨胀阀的出口连通至所述过冷区的入口，所述过冷区的所述入口进一步连通至所述过冷区的第二出口，所述第二出口通过补气管路连通至所述压缩机的制冷介质第一入口，所述第一出口的另一端还通过管路连通至主电子膨胀阀的入口，所述主电子膨胀阀的出口连通至蒸发器的入口，所述蒸发器的出口连通至所述压缩机的制冷介质第二入口 ；所述第一出口、所述第二出口以及所述入口位于所述冷凝器的同一侧，且所述第二出口位于所述机架下侧靠近所述压缩机的一端；所述蒸发器的入口靠近所述冷凝器的所述第一出口设置。
[0006]所述机架上设置有第一安装通孔，所述排气管路通过设置在所述机架上的第一安装通孔伸入所述机架的下侧与所述冷凝区入口的一端连通。
[0007]还包括冷冻液回收管以及设置在所述机架上的第二安装通孔，所述冷冻液回收管一端连通至所述第一出口，另一端通过所述第二安装通孔伸入所述机架的上侧与所述压缩机连通。
[0008]所述冷凝区与所述过冷区通过一个过冷导流板隔离，所述过冷导流板上设有用于将所述冷凝区冷凝后的所述制冷介质导流至所述过冷区的过冷导流凹槽，所述过冷导流凹槽的截面积与两端的过冷导流接口的过流面积大致相等。
[0009]所述过冷导流凹槽的截面积与两端的过冷导流接口的过流面积相等。
[0010]所述冷凝区由多个冷凝换热片紧密连接而成，所述过冷区由多个过冷换热片紧密连接而成，所述冷凝换热片以及所述过冷换热片的板面上成型有用于导通换热介质的导流孔以及多个规则排列的换热凹槽。
[0011]所述换热凹槽呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽呈正人字形和倒人字形设置。
[0012]所述机架上侧相对于所述磁悬浮式压缩机的另一侧还安装有控制柜和电气柜。
[0013]一种高层建筑的空调系统，其包括至少两个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个如上所述的空调机组，以及连通所述空调机组冷冻水接口的冷冻水循环泵。
[0014]需要说明的是，本发明中所述的“大致相等”的含义为:导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积设置为完全相等或相比上下相差不超过10%，优选地，导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积设置为完全相等或相比上下相差不超过5%。
本发明提供的过冷紧凑型空调机组具有以下优点:
1.发明提供的过冷紧凑型空调机组，所述冷凝器包括冷凝区和与所述冷凝区连通的过冷区，所述冷凝器集冷凝与过冷为一体，相对于分体式的设置方式来说，节省了空间；另外，本发明提供的空调机组，通过机架将所述压缩机、冷凝器以及蒸发器进行合理布置，压缩机位于机架的上方，冷凝器和蒸发器平行设置在机架的下方，空间布置合理，并且所述第一出口、所述第二出口以及所述入口位于所述冷凝器的同一侧，且所述第二出口位于所述机架下侧靠近所述压缩机的一端；所述蒸发器的入口靠近所述冷凝器的所述第一出口设置，该种设置方式使得冷凝器与压缩机以及冷凝器与蒸发器之间通过最短的管路实现连通，从而使得本申请的空调机组结构更加紧凑，进一步减小了体积。
[0015]2.本发明提供的过冷紧凑型空调机组，所述机架上设置有第一安装通孔，所述排气管路通过设置在所述机架上的第一安装通孔伸入所述机架的下侧与所述冷凝区入口的一端连通，该种设置方式使得空调机组的结构更加紧凑。
[0016]3.本发明提供的过冷紧凑型冷水机组，所述冷凝区与所述过冷区通过一个过冷导流板隔离，所述过冷导流板上设有用于将所述冷凝区冷凝后的所述制冷介质导流至所述过冷区的过冷导流凹槽，所述过冷导流凹槽的截面积与两端的过冷导流接口的过流面积大致相等。本发明的导流板开设的导流凹槽的截面积与两端接口的截面积大致相等，使制冷介质的流速在导流板处稳定，换热效率大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的空调机组的系统原理图；
图2是本发明的空调机组的板式冷凝器的结构示意图；
图3是本发明的空调机组的过冷导流板的结构示意图；
图4是本发明的空调机组的结构示意图；
图5是图4所不的空调机组的侧视图；
图6是图4所不的空调机组的另一侧视图；
图7是本发明的空调机组的原理结构图；
图8是本发明的高层建筑的空调系统示意图。
[0018]图中附图标记表示为:
1-压缩机；2_冷凝器；21_冷凝区；22_过冷区；211_冷凝换热片；221_过冷换热片；23-过冷导流板；231-过冷导流凹槽；232-过冷导流接口 ；2111_导流孔；2112_换热凹槽；3_蒸发器；4_辅电子膨胀阀；A-制冷介质；B-冷却液；2a-冷凝区入口 ；2b_第一出口 ；2c-入口 ；2d-第二出口 ；5_主电子膨胀阀；6-端盖；7-补气管路；8-冷冻液回收管；9-冷冻水循环泵；10_机架；11-排气管路；12_控制柜；13_电气柜。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
如图4-图6所示，本实施例提供一种过冷紧凑型空调机组，包括，方形的机架10、安装于所述机架10上侧的磁悬浮式压缩机I以及平行安装在所述机架10下侧的板式冷凝器2和蒸发器3，所述机架10上侧相对于所述磁悬浮式压缩机I的另一侧还安装有控制柜12和电气柜13 (所述控制柜12和电气柜13用于实现对整个机组的供电和机组运行状态的控制);所述板式冷凝器2具有冷凝区21和与所述冷凝区21连通的过冷区22，所述冷凝区21的冷凝区入口 2a的一端通过排气管路11连通至所述压缩机I的制冷介质出口，另一端连通至所述过冷区22的第一出口 2b的一端，所述第一出口 2b的另一端通过管路连通至辅电子膨胀阀4的入口，所述辅电子膨胀阀4的出口连通至所述过冷区22的入口 2c，所述过冷区的所述入口 2c进一步连通至所述过冷区的第二出口 2d，所述第二出口 2d通过补气管路7连通至所述压缩机I的制冷介质第一入口，所述第一出口 2b的另一端还通过管路连通至主电子膨胀阀5的入口，所述主电子膨胀阀5的出口连通至蒸发器3的入口，所述蒸发器3的出口连通至所述压缩机的制冷介质第二入口 ；所述第一出口 2b、所述第二出口 2d以及所述入口 2C位于所述冷凝器2的同一侧，且所述第二出口 2d位于所述机架10下侧靠近所述压缩机I的一端；所述蒸发器3的入口靠近所述冷凝器2的所述第一出口 2b设置。
[0020]如图2、图3所不，为了提闻本实施例的空调机组的换热效率，对本实施例提供的冷凝器2进行优选设计，所述冷凝器2为板式冷凝器，包括冷凝区21，所述冷凝区21由多个冷凝换热片211紧密连接而成，用于实现来自压缩机I的制冷介质A与冷却液B的换热；过冷区22，所述过冷区22由多个过冷换热片221紧密连接而成，所述过冷区22用于实现经过所述冷凝区21后的制冷介质A与经辅电子膨胀阀4节流后的制冷介质的A换热，所述冷凝区2 I与所述过冷区22通过一个过冷导流板23隔离，所述过冷导流板23上设有用于将所述冷凝区21冷凝后的所述制冷介质A导流至所述过冷区22的过冷导流凹槽231，所述过冷导流凹槽231的截面积与两端的过冷导流接口 32的过流面积大致相等，使制冷介质A的流速在过冷导流板23处稳定，换热效率大大提高。
[0021]需要说明的是，本实施例中所述的“大致相等”的含义为:导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积设置为完全相等或相比上下相差不超过10%。在此范围内优选地的范围为所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积设置为完全相等或相比上下相差不超过5%，在本实施例中，所述导流凹槽的截面积与两端的导流接口的过流面积设置为完全相等。
[0022]所述冷凝换热片211以及所述过冷换热片221的板面上成型有用于导通换热介质的第一导流孔2111以及多个规则排列的第一换热凹槽2112，所述第一换热凹槽2112呈人字形，相邻换热片上的所述第一换热凹槽2112呈正人字形和倒人字形设置，该换热板的换热面积大，换热效率进一步提闻。
[0023]为了进一步提高本实施例的所述空调机组的紧凑性，所述机架10上设置有第一安装通孔，所述排气管路11通过设置在所述机架10上的第一安装通孔伸入所述机架10的下侧与所述冷凝区入口 2a的一端连通。
[0024]所述空调机组还包括冷冻液回收管8以及设置在所述机架10上的第二安装通孔，所述冷冻液回收管8 —端连通至所述第一出口 2b，另一端通过所述第二安装通孔伸入所述机架10的上侧与所述压缩机I连通。设置冷冻液回收管8使得冷凝器2出口的冷媒得到利用，而冷冻液回收管8的该种设置方式则进一步提高了机组的紧凑性。
[0025]经过上述设计后，本实施例的空调机组的体积小于1.4m*1.1m电梯(中国13人电梯标准)容量，其制冷量根据压缩机的功率选取标准能够达到250Kw-800kW。
[0026]本实施例提供的空调机组的工作原理为(原理图见图1和图7):冷却液B通过端盖6进入至所述冷凝区21内间隔设置的所述冷凝换热片211内，与此同时，从压缩机I出来的高温高压的气态制冷介质A通过冷凝区入口 2a进入至所述冷凝区21的与所述冷却液B相邻的所述冷凝换热片211内，实现换热；换热后，高温高压的气态制冷介质A变为液态制冷介质A，所述液态制冷介质A经过所述过冷导流板23的所述过冷导流接口 232进入至所述过冷区22，从过冷区的第一出口 2b排出后经过辅电子膨胀阀4节流后成为低温低压的制冷介质A，所述低温低压的制冷介质A从过冷区的入口 2c进入过冷区22，与来自于冷凝区21的未被节流的制冷介质A进行换热，低温低压的制冷介质A本身温度得到升高后从过冷区22的第二出口 2d排出，从所述第二出口 2d排出后的制冷介质进入主电子膨胀阀5，经过主电子膨胀阀5的节流后进入蒸发器3，在蒸发器3内换热后被蒸发成气态制冷剂A，并通过送气管路7进入压缩机I，供循环使用。
[0027]作为其他可以实施的方式，本实施例中的空调机组的结构还可以用作制热的热水机组。同时，该空调机组还可以设计到能够通过1.6m*1.2m的电梯(中国的21人电梯标准)运输，其制冷量根据压缩机的功率选取标准可以达到250Kw-1000kW。
[0028]实施例2
如图8所示，本实施例提供一种高层建筑的空调系统，其包括三个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，一个所述空调系统设置于中层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个实施例1所述的空调机组A，以及连通所述空调机组A的冷冻水接口的冷冻水循环泵9。
[0029]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.过冷紧凑型空调机组，其特征在于:包括， 方形的机架(10)、安装于所述机架(10 )上侧的磁悬浮式压缩机(1)以及平行安装在所述机架(10)下侧的板式冷凝器(2)和蒸发器(3)； 所述板式冷凝器(2)具有冷凝区(21)和与所述冷凝区(21)连通的过冷区(22)，所述冷凝区(21)的冷凝区入口(2a)的一端通过排气管路(11)连通至所述压缩机(I)的制冷介质出口，另一端连通至所述过冷区(22)的第一出口(2b)的一端，所述第一出口(2b)的另一端通过管路连通至辅电子膨胀阀(4)的入口，所述辅电子膨胀阀(4)的出口连通至所述过冷区(22)的入口(2C)，所述过冷区的所述入口(2C)进一步连通至所述过冷区的第二出口(2d),所述第二出口(2d)通过补气管路(7)连通至所述压缩机(I)的制冷介质第一入口，所述第一出口(2b)的另一端还通过管路连通至主电子膨胀阀(5)的入口，所述主电子膨胀阀(5)的出口连通至蒸发器(3)的入口，所述蒸发器(3)的出口连通至所述压缩机(I)的制冷介质第二入口； 所述第一出口(2b)、所述第二出口(2d)以及所述入口(2C)位于所述冷凝器(2)的同一侦牝且所述第二出口(2d)位于所述机架(10)下侧靠近所述压缩机(I)的一端；所述蒸发器(3)的入口靠近所述冷凝器(2)的所述第一出口(2b)设置。
2.根据权利要求1所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述机架(10)上设置有第一安装通孔，所述排气管路(11)通过设置在所述机架(10)上的第一安装通孔伸入所述机架(10)的下侧与所述冷凝区入口(2a)的一端连通。
3.根据权利要求1或2所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:还包括冷冻液回收管(8)以及设置在所述机架(10)上的第二安装通孔，所述冷冻液回收管(8)—端连通至所述第一出口(2b)，另一端通过所述第二安装通孔伸入所述机架(10)的上侧与所述压缩机(I)连通。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述冷凝区(21)与所述过冷区(22)通过一个过冷导流板(23)隔离，所述过冷导流板(23)上设有用于将所述冷凝区(21)冷凝后的所述制冷介质(A)导流至所述过冷区(22)的过冷导流凹槽(231)，所述过冷导流凹槽(231)的截面积与两端的过冷导流接口(232)的过流面积大致相坐寸ο
5.根据权利要求4所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述过冷导流凹槽(231)的截面积与两端的过冷导流接口(232)的过流面积相等。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述冷凝区(21)由多个冷凝换热片(211)紧密连接而成，所述过冷区(22 )由多个过冷换热片(221)紧密连接而成，所述冷凝换热片(211)以及所述过冷换热片(221)的板面上成型有用于导通换热介质的导流孔(2111)以及多个规则排列的换热凹槽(2112 )。
7.根据权利要求6所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述换热凹槽(2112)呈人字形，相邻换热片上的所述换热凹槽(2112)呈正人字形和倒人字形设置。
8.根据权利要求7所述的过冷紧凑型空调机组，其特征在于:所述机架(10)上侧相对于所述磁悬浮式压缩机(1)的另一侧还安装有控制柜(12)和电气柜(13)。
9.一种高层建筑的空调系统，其特征在于:其包括至少两个独立的空调系统，其中一个所述空调系统设置于低层区，另一个所述空调系统设置于高层区，每个所述空调系统包括至少一个如权利要求1-8任一所述的空调机组(A)，以及连通所述空调机组(A)冷冻水接口的冷冻水循环泵( 9)。
【文档编号】F24F3/00GK103900168SQ201210582302
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】查晓冬 申请人:苏州必信空调有限公司