蒸发式冷水机组的制作方法

1.本实用新型属于制冷设备技术领域，具体涉及一种蒸发式冷水机组。


背景技术：

2.蒸发冷水机组因能效方面巨大的潜力，市场需求越来越多，但由于蒸发冷水机组需要全年制冷运行，消耗的能源较高，且由于压缩机制冷设备常年运行，可靠性无法保障。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题是能够实现低环境温度工况下利用自然冷源，高温工况下利用压缩机制冷，从而提供一种蒸发式冷水机组。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供一种蒸发式冷水机组，包括：
5.蒸发器，蒸发器连通有压缩制冷回路、自然冷源回路；
6.压缩制冷回路包括压缩机、第一换热器、膨胀阀；自然冷源回路包括冷却水泵、第二换热器；
7.冷却室，冷却室内设有冷却风机，第一换热器、第二换热器设置在冷却室内，冷却风机被构造为增加流经第一换热器和/或第二换热器的风量。
8.本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
9.在一些实施例中，第一换热器包括至少一个蒸发式冷凝器，至少一个蒸发式冷凝器包括壳管换热器、喷淋装置，喷淋装置被配置为向壳管换热器喷淋水分。
10.在一些实施例中，喷淋装置包括循环泵，循环泵被配置为向喷淋装置供水。
11.在一些实施例中，第二换热器包括至少一个冷却盘管，冷却盘管被配置为对自然冷源回路中的冷却介质进行降温散热。
12.在一些实施例中，冷却风机为至少一台，每台冷却风机对应至少一个蒸发式冷凝器和至少一个冷却盘管。
13.在一些实施例中，自然冷源回路包括板式换热器，板式换热器包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口，第一入口、第一出口相连通，第二入口、第二出口相连通，第一入口连接冷冻水进水端，第一出口连通至蒸发器的自然冷源入口，第二出口通过冷却水泵连接至冷却盘管的入口，冷却盘管的出口连通至第二入口，第二出口、冷却水泵、冷却盘管、第二入口构成的循环回路中流通载冷介质。
14.在一些实施例中，载冷介质包括乙二醇溶液。
15.本实用新型提供的蒸发式冷水机组至少具有下列有益效果：
16.本实用新型的蒸发式冷水机组，具有压缩制冷和自然冷源制冷双重冷却功能，能够实现低环境温度工况下利用自然冷源，高温工况下利用压缩机制冷，过渡季节则采用压缩制冷和自热冷源制冷同时运行，节省冷水机组的能源消耗。压缩制冷和自然冷源制冷换热器同室设计，冷却风机能够同时为压缩制冷和自然冷源制冷工作，通过增加流过换热器的风量，提高换热效率，提高整机的能效水平。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的蒸发式冷水机组的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例的cop曲线示意图。
19.附图标记表示为：
20.1、压缩机；2、蒸发式冷凝器；3、膨胀阀；4、蒸发器；5、板式换热器； 6、循环泵；7、冷却水泵；8、冷却盘管；9、冷却风机；10、第一入口；11、第一出口；12、第二入口；13、第二出口。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.结合图1所示，本实施例提供了一种蒸发式冷水机组，包括：蒸发器4，蒸发器4连通有压缩制冷回路、自然冷源回路；压缩制冷回路包括压缩机1、第一换热器、膨胀阀3；自然冷源回路包括冷却水泵7、第二换热器；冷却室，冷却室内设有冷却风机9，第一换热器、第二换热器设置在冷却室内，冷却风机9被构造为增加流经第一换热器和/或第二换热器的风量。
23.本实用新型的蒸发式冷水机组，具有压缩制冷和自然冷源制冷双重冷却功能，能够实现低环境温度工况下利用自然冷源，高温工况下利用压缩机1制冷，过渡季节则采用压缩制冷和自热冷源制冷同时运行，节省冷水机组的能源消耗。冷却风机9能够同时为压缩制冷和自然冷源制冷工作，通过增加流过换热器的风量，提高换热效率，提高整机的能效水平。
24.在一些实施例中，第一换热器包括至少一个蒸发式冷凝器2，至少一个蒸发式冷凝器2包括壳管换热器、喷淋装置，喷淋装置被配置为向壳管换热器喷淋水分。壳管式换热器配合喷淋装置，提高壳管式换热器的换热效率。
25.在一些实施例中，喷淋装置包括循环泵6，循环泵6被配置为向喷淋装置供水。循环泵6提高了喷淋装置的供水性能，保证壳管式换热器的换热效率。
26.在一些实施例中，第二换热器包括至少一个冷却盘管8，冷却盘管8被配置为对自然冷源回路中的冷却介质进行降温散热。自然冷源制冷通过冷却盘管 8对循环载冷剂进行降温，降低流经蒸发器4的冷冻水的温度，增加自然冷源制冷的冷量。
27.在一些实施例中，冷却风机9为至少一台，每台冷却风机9对应至少一个蒸发式冷凝器2和至少一个冷却盘管8。本实施例通过在一台冷却风机9同时为蒸发式冷凝器2和冷却盘管8进行散热降温，最大化的提升整机的能效水平。
28.在一些实施例中，自然冷源回路包括板式换热器5，板式换热器5包括第一入口10、第一出口11、第二入口12、第二出口13，第一入口10、第一出口11相连通，第二入口12、第二出口13相连通，第一入口10连接冷冻水进水端，第一出口11连通至蒸发器4的自然冷源入口，第二出口13通过冷却水泵7连接至冷却盘管8的入口，冷却盘管8的出口连通至第二入口12，第二出口13、冷却水泵7、冷却盘管8、第二入口12构成的循环回路中流通载冷介质。冷冻水沿第一入口10、板式换热器5、第一出口11、蒸发器4、第一入口10 的回路循环，载冷介质
沿冷却水泵7、冷却盘管8、第二入口12、板式换热器5、第二出口13、冷却水泵7的回路循环，冷冻水和载冷介质在板式换热器5 内进行换热，首先，冷却盘管8将外界环境冷量吸收到载冷介质内，载冷介质将冷量搬运至板式换热器5，并在板式换热器5内传递至冷冻水，冷冻水将冷量搬运至蒸发器4，完成自然冷源制冷。
29.在一些实施例中，载冷介质包括乙二醇溶液。乙二醇溶液作为载冷剂具有需冷量大，换热快的优点。
30.结合图2所示，本实施例提供了一种采用上述蒸发式冷水机组的控制方法，包括：
31.当t＞t1时，组件运行的高环境温度工况。运行压缩制冷循环模式，通过压缩制冷回路为蒸发器4供应冷量；冷媒运行由压缩机1
‑
蒸发式冷凝器2
‑
膨胀阀3
‑
压缩机1构成循环回路，100％输出进行运行；此时自然冷却循环回路，停止关闭。
32.在一些实施例中，冷冻水可经第一入口10
‑
板式换热器5
‑
第一出口11
‑
蒸发器4
‑
冷冻水出水；对压缩制冷循环进行冷量补偿。
33.元器件动作控制方式：循环泵6、冷却风机9、压缩机1、膨胀阀3开启，冷却水泵7关闭。
34.当t1≥t＞t2时，机组运行在过渡季节工况。同时运行压缩制冷循环模式、自然冷却循环模式，通过压缩制冷回路、自然冷源回路为蒸发器4供应冷量；
35.自然冷却循环模式：载冷介质(乙二醇溶液)由冷却水泵7
‑
冷却盘管8
‑ꢀ
板式换热器5
‑
冷却水泵7循环回路，100％输出功率运行；
36.压缩制冷循环模式：冷媒运行由压缩机1
‑
蒸发式冷凝器2
‑
电子膨胀阀3
‑ꢀ
蒸发器4
‑
压缩机1构成循环回路，以变频控制在0
‑
25％
‑
50％
‑
75％
‑
100％的区间范围部分负荷输出功率运行；冷冻水经第一入口10
‑
板式换热器5
‑
第一出口11
‑ꢀ
蒸发器4
‑
冷冻水出水，搬运自然冷却循环冷量。
37.元器件动作控制方式：冷却风机9、冷却水泵7、板式换热器5开启，另外循环泵6、压缩机1、膨胀阀3进行变频部分负荷运行。
38.当t≤t2时，机组运行在低环境温度工况下。运行自然冷却循环模式，通过自然冷源回路为蒸发器4供应冷量；
39.自然冷却循环模式：载冷介质(乙二醇溶液)由冷却水泵7
‑
冷却盘管8
‑ꢀ
板式换热器5
‑
冷却水泵7循环回路，100％输出功率运行；此时压缩制冷循环回路，停止关闭。冷冻水经第一入口10
‑
板式换热器5
‑
第一出口11
‑
蒸发器4
‑
冷冻水出水，搬运自然冷却循环冷量。
40.元器件动作控制方式：冷却风机9、冷却水泵7、板式换热器5开启，关闭循环泵6、压缩机1、膨胀阀3；通过冷却水泵7作为动力源，将板式换热器 5中的热量通过自然冷却循环载冷介质(乙二醇溶液)转运到室外冷却盘管8 侧，通过冷却风机9排出室外，从而实现制冷。
41.其中t为环境温度，t1为第一预设温度，t2为第二预设温度，t1＞t2。优选的，t1＝15℃，t2＝2℃。
42.在一些实施例中，同时运行压缩制冷循环模式、自然冷却循环模式包括：根据压缩制冷回路、自然冷源回路的cop曲线控制冷却风机的工作频率。
43.在过渡季节工况下，冷量负荷需求偏低温度下优先以自然冷却循环模式优先。冷量无法满足或者冷冻水出水温度无法达到设定要求，开启压缩制冷循环模式，但是压缩机1
制冷模式和自然冷却模式的风室是同一路。100％自然冷却模式下风机风量大，风机功耗大，是压缩机1机制冷模式下风机风量的2～4倍，风机功率低。在高温下需优先以压缩制冷模式优先，防止总体能耗过大。
44.同时防止优先运行自然冷却循环模式下，冷却风机9风量过大导致，同时段运行的压缩制冷循环模式下的喷淋水随冷却风机9飘出，产生白雾现象，即飞水现象，导致景观问题。
45.以cop最佳能效曲线导向控制机组的运行，同时兼顾不产生飘水问题，在相同冷量下，冷却风机9的运行频率根据自然冷却模式进行调整or压缩机1 制冷模式进行调整。
46.在一些实施例中，根据压缩制冷回路、自然冷源回路的cop曲线控制蒸发式冷水机组的工作频率的步骤包括：确定cop曲线中的最优能效点，以最优能效点对应的温度为基准温度to，当t≤to时，冷却风机以满足自然冷源回路输出功率需求的工作频率运行，当t＞to时，冷却风机以满足压缩制冷回路输出功率需求的工作频率运行。
47.举例：在10℃时候a为最佳能效点，b为压缩机1制冷运行时候的飞水点，由于不同工况和负荷b可能在a的左侧或者右侧。
48.当b点在a的右侧时候，优先运行能效最高的模式，即控制冷却风机以满足压缩制冷回路输出功率需求的工作频率运行。
49.当b点在a的左侧时候，优先保障不飞水的运行模式，冷却风机以满足自然冷源回路输出功率需求的工作频率运行。
50.从而，还能够解决自然冷却循环的蒸发式冷水机组在过渡季节，冷却风机一直按照自然冷却循环需求的较大的工作频率运行，造成风机运行能耗大，整机节能效果不佳的问题。
51.本实用新型的控制方法，能够根据不同工况和运行模式下进行最佳能效的寻优运行，调整压缩机1制冷循环和自然冷却循环的制冷比例，实现全工况、全环温的高效运行。
52.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
53.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。