一种立式模块式冷水机组的制作方法

本实用新型涉及一种用于制冷、制热冷水机组，具体涉及一种大型冷水机组。

背景技术：

现有市场上能满足进货梯尺寸要求的冷水机组蒸发器和冷凝器大都是板式换热器，相较于壳管式换热器板式换热器有其固有的缺陷，一是板式换热器的换热性能较差，接近温差大约在5-10℃，而壳管式换热器的接近温差大约在1-3℃；二是板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成，换热器结垢后需要打开固定板片，将换热器拆开后进行清洗，操作复杂，冷水机组长时间运行换热器结垢对冷水机组的性能影响较大。

壳管式换热器可配备在线清洗装置，机组可以在运行时自动对换热管进行清洗，将污垢对机组性能的影响降到最低。但这种冷水机组的蒸发器和冷凝器大都是卧式形式，有些客户在使用冷水机组时需要将其安装到楼的顶部或其它楼层，因卧式蒸发器和冷凝器的长度较长不能满足进货梯的要求只能采用吊装的方式，安装极其麻烦。

影响卧式壳管式冷水机组进货梯的主要限制是卧式壳管式冷水机组的长度较长，宽度较宽，受到电梯长度和深度方向的限制。现有的卧式满液式模块化冷水机组，为了尽量减少电梯深度方向的限制，将容器做成椭圆形式。该方案受到电梯尺寸的限制，容器的长度不能很长，容器做成异形一方面加工制造困难，另一方面冷媒气体在容器内的气流组织形式不好，容器的换热效率差，蒸发器及冷凝器的尺寸限制使压缩机的选型受到限制，模块机单机的冷量小，因为蒸发器和冷凝器的接近温度较高导致单机的cop也较低。另外，该方案冷凝器的过冷是通过冷凝器和蒸发器顶部的气态冷媒之间的温差来实现，实际运行效率低。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提出一种立式模块式冷水机组，相较于板式换热器冷水机组，机组模块化组装，能够适宜于电梯运载，同时不影响机组换热效率，可以在更高的蒸发温度、更低的冷凝温度下运行，压缩机提升力减小、效率增加，机组制冷量增大，机组运行性能更高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种立式模块式冷水机组，其特征在于：包括至少一个模块式组装而成的最小机组单元，所述最小机组单元至少包括压缩机、壳管式冷凝器、壳管式蒸发器，压缩机与壳管式冷凝器、壳管式蒸发器顺次连接组成回路，壳管式冷凝器、壳管式蒸发器均为竖直设置的立式圆筒状，且各筒体之间共同固定于同一个安装底座上。

进一步的，所述最小机组单元还包括气液分离器，压缩机与壳管式冷凝器、壳管式蒸发器、气液分离器顺次连接组成回路，壳管式冷凝器、壳管式蒸发器、气液分离器均为竖直设置的立式圆筒状，且各筒体之间共同固定于同一个安装底座上。

或者所述最小机组单元还包括经济器，压缩机与壳管式冷凝器、经济器、壳管式蒸发器顺次连接组成回路，经济器与压缩机连通，壳管式冷凝器、壳管式蒸发器、经济器均为竖直设置的立式圆筒状，且各筒体之间共同固定于同一个安装底座上。

或者所述最小机组单元还包括经济器和气液分离器，压缩机与壳管式冷凝器、经济器、壳管式蒸发器、气液分离器顺次连接组成回路，壳管式冷凝器、经济器、壳管式蒸发器、气液分离器均为竖直设置的立式圆筒状，且各筒体之间共同固定于同一个安装底座上。

进一步的，所述最小机组单元的外轮廓高度和底面积小于通用标准电梯的高度和投影容纳面积。

进一步的，多个最小机组单元可拆卸地固定拼接。

进一步的，所述压缩机的设置高度与壳管式冷凝器和壳管式蒸发器的顶部高度相当，且不超过蒸发器的顶部出气管的高度。

进一步的，壳管式蒸发器和壳管式冷凝器均与外部冷却水形成供水端和出水端，壳管式冷凝器的供水端和出水端之间设置清洁除垢装置。

进一步的，壳管式冷凝器与经济器之间设置第一级节流装置；经济器与壳管式蒸发器之间设置第二级节流装置。

所述最小机组单元还包括经济器和气液分离器时，在底座的其中一侧，壳管式蒸发器和气液分离器前后并列设置，底座的另一侧与气液分离器呈对角线处布置所述壳管式冷凝器，壳管式冷凝器和壳管式蒸发器之间设置经济器，在经济器和壳管式冷凝器后方设置所述压缩机。

进一步的，除垢装置为管路式在线清洗装置。

冷凝器可选择地配在线清洗装置，机组运行时自动清洗将污垢对机组性能的影响降到最低，机组使用寿命长，制造工艺简单，机组外形尺寸小，满足商用电梯使用要求。

本实用新型相对于现有技术来说具有如下有益效果：

1、各容器采用立式壳管蒸发器+立式壳管冷凝器设计，容器高度尺寸较大，系统运行时蒸发器和冷凝器的接近温度低，单机制冷量大，系统cop较高。

2、壳管式蒸发器和冷凝器都采用立式结构并固定在同一底座上形成最小机组单元，大大减小机组长度和宽度尺寸，使机组能够满足进电梯的尺寸要求，解决了卧式蒸发器与卧式冷凝器因外形尺寸大无法商用电梯使用要求的问题，也解决了常规卧式机组必须拆分后去现场重新装配及安装调试的问题。。

3.冷水机组模块化可拼接结构设计，单模块尺寸小，重量轻，满足电梯运输要求；多个模块拼接在一起，机组冷量大，满足用户大冷量需求。

4.立式壳管式换热器换热性能好，换热接近温差大约在1-3℃，较于板式换热器冷水机组，机组可以在更高的蒸发蒸发温度、更低的冷凝温度下运行，压缩机提升力减小、效率增大，机组制冷量增大，机组运行性能更高。

5、压缩机可采用磁悬浮压缩机，机组全系统无油运行，系统只需一路电机冷却管路，系统结构简单、运行噪音低、管路震动小；

6.机组采用带经济器的双级压缩过程，进一步减小压缩机的耗功，从而提高整机性能；

7.机组配气液分离器，压缩机无吸气带液风险，运行更安全可靠；

8.冷凝器可以配在线清洗装置，机组在运行时自动对立式冷凝器换热管内壁进行清洗，无需人工清洗，操作简单，将污垢对机组性能的影响降到最低。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明，附图中：

图1是本实用新型立式模块式冷水机组的一个最小机组单元结构示意图。

图2是一个最小机组单元的俯视图。

图3是一个最小机组单元的正视图。

图4是一个最小机组单元的左视图。

图5是一个最小机组单元的的后视图。

图6是三个最小机组单元拼接而成的机组结构示意图。

图7是简化实施例的立式模块式冷水机组的一个最小机组单元结构示意图。

图8是另一个简化实施例的立式模块式冷水机组的一个最小机组单元结构示意图。

图9是第三个简化实施例的立式模块式冷水机组的一个最小机组单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-9对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1-5分别显示了立式模块式冷水机组的一个最小机组单元11的结构布局图，该最小机组单元11由压缩机1、立式壳管式冷凝器2、节流装置3、经济器4、节流装置5、壳管式蒸发器6、气液分离器7组成。压缩机1与壳管式冷凝器2、经济器4、壳管式蒸发器6、气液分离器7顺次连接组成回路，壳管式冷凝器2、经济器4、壳管式蒸发器6、气液分离器7均为竖直设置的立式圆筒状，且各筒体之间共同固定于同一个安装底座上。

蒸发器6的顶部出气管与气液分离器7侧壁的进气口连通。

进一步的，所述最小机组单元11的外轮廓高度和底面积小于通用标准电梯的高度和投影容纳面积。

进一步的，在底座的其中一侧，壳管式蒸发器6和气液分离器7前后并列设置，底座的另一侧与气液分离器7呈对角线处布置所述壳管式冷凝器2，壳管式冷凝器2和壳管式蒸发器6之间设置经济器4，在经济器4和壳管式冷凝器2后方设置所述压缩机1。

进一步的，所述压缩机1（自带电机m）的设置高度与壳管式冷凝器2和壳管式蒸发器6的顶部高度相当，且不超过蒸发器6的顶部出气管的高度。

进一步的，压缩机1优选磁悬浮压缩机，压缩机不限于磁悬浮压缩机。

进一步的，壳管式冷凝器2与经济器4之间设置第一节流装置3。

进一步的，经济器4与壳管式蒸发器6之间设置第二节流装置5。

进一步的，壳管式蒸发器6和壳管式冷凝器2均与外部冷却水形成供水端和出水端，壳管式冷凝器2的供水端和出水端之间设置清洁除垢装置8。

进一步的，除垢装置8为管路式在线清洗装置。

冷凝器2自带过冷区，蒸发器6顶部没有过冷管段。

从气液分离器7出来的低压的带一定过热度的气态制冷剂经压缩机1压缩后变为高温高压的过热气体，高温高压的过热气体经排气管进入冷凝器2的顶部在冷凝器中冷凝放热变为高压的带一定过冷度的液态冷媒从立式冷凝器的底部流出，从冷凝器的底部流出的液态冷媒经节流装置3节流后温度和压力都降低变为气液两态的混合气体进入到经济器中，在经济器中的饱和气态制冷剂进入到压缩机的中间补气口，液态制冷剂经过节流装置5节流后变为蒸发压力下的气液两态的混合物进入到蒸发器6的底部，气液两态的混合气体在蒸发器中吸热气化变为带一定过热度的气态制冷剂从蒸发器的顶部进入到气液分离器7的底部，在气液分离器中进行气液分离后从气液分离器7被压缩机1吸入到压缩机被压缩为高温高压的过热气体从而完成整个循环。壳管式蒸发器和冷凝器都采用立式结构，大大减小机组长度和宽度尺寸，使机组能够满足进电梯的尺寸要求；压缩机可采用磁悬浮压缩机，机组全系统无油运行，系统只需一路电机冷却管路，系统结构简单、运行噪音低、管路震动小；机组采用带经济器的准双极压缩过程，进一步减小压缩机的耗功，从而提高整机性能；机组配气液分离器，压缩机无吸气带液风险，运行更安全可靠；冷凝器配在线清洗装置，机组在运行时自动对立式冷凝器换热管内壁进行清洗，无需人工清洗，操作简单，将污垢对机组性能的影响降到最低。

图6显示了多个最小机组单元11在运达目的地后可拼接结构设计示意图，如图6所示，将三个最小机组单元11通过螺栓连接拼接在一起，单模块尺寸小，重量轻，满足电梯运输要求；多个模块拼接在一起，机组冷量大，满足用户大冷量需求。各最小机组单元11共用冷热水源和供电装置。

上述三模块最小机组单元11仅是模块冷水机组的一个示例，具体模块数视需求确定。

图7显示了立式壳管式冷水机组的另一种实施方式，该立式壳管式冷水机组由压缩机1、立式壳管式冷凝器2、节流装置3、立式壳管式蒸发器6组成。相较于图1，系统省去了经济器4和气液分离器7，系统结构简单，成本低，但系统是单级压缩，系统性能稍差，省去了气液分离器7可能存在吸气带液的风险。

图8显示了立式壳管式冷水机组的又一种实施方式，该立式壳管式冷水机组由压缩机1、立式壳管式冷凝器2、节流装置3、立式壳管式蒸发器6、气液分离器7组成。相较于图1，系统减少经济器4，省去经济器成本，无带液风险，但系统性能会适当降低。

图9显示了立式壳管式冷水机组的再一种实施方式，该立式壳管式冷水机组由压缩机1、立式壳管式冷凝器2、节流装置3、经济器4、节流装置5、立式壳管式蒸发器6组成。相较于图1，系统省去气液分离器7，机组性能不变，成本降低，但可能存在吸气带液风险。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。