專利名稱：單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法及專用冷水機組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法及專用冷水機組，適用于暖通空調技術，屬于溫濕度獨立控制空調技術領域。
背景技術：
目前，建筑物內空調系統的作用是通過送入和排出一定狀態參數的空氣，完成對建筑物內熱環境的溫度、濕度及新風量等的調節和控制，從而保證室內人員的舒適性。在夏季，為控制室內溫度，需要排除通過建筑圍護結構、室內人員及燈光設備等進入室內多余的熱量；為控制濕度及新風量，需要排除人員呼吸和皮膚表面蒸發產生的水蒸氣，以及呼吸產生的二氧化碳。排除室內多余熱量，使室溫控制在25°C左右，則意味著該部分需要的冷源溫度低于25°C即可。對濕度的控制，由于需要除濕，需要較低溫度的冷源。因此，對于溫濕度獨立控制系統，需要提供高低溫兩種大溫差冷源。而現有技術中的空調系統的冷水機組存在功能單一、無法同時制取高低溫不同水溫冷凍水的缺點，因而需要研究可滿足溫濕度獨立控制空調系統要求的冷水機組。

發明內容
本發明的第一個目的，是為了克服現有的空調系統的冷水機組存在功能單一、無法同時制取高低溫(不同水溫)冷凍水的問題，提供一種單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法。本發明的第二個目的，是為了提供一種單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的專用冷水機組。本發明的目的可以通過如下技術方案達到單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法，其特征在于1)在空調系統中設置單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組，在所述的單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組中設置制冷劑環路和冷凍水環路，制冷劑環路由制冷劑在設備及管道中組成，冷凍水環路由冷凍水在設備及管道中組成，2)制冷劑環路，采用單機三級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機三級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽經冷凝器冷凝后分為二路，一路通過旁通節流裝置進入中間冷卻器；另一路通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器后分為二個分支，分支之一流經高溫環路節流裝置后進入高溫蒸發器；分支之二流經低溫環路節流裝置后進入低溫蒸發器，該分支的制冷劑在低溫蒸發器中吸熱氣化變為蒸汽后排入單機三級壓縮機內的低壓級段，經低壓級段壓縮的排氣與來自高溫蒸發器的制冷劑混合后進入單機三級壓縮機內的中壓級段，經中奪級段壓縮后其排氣與來自中間冷卻器的制冷劑蒸汽混合后進入單機三級壓縮機內的高壓級段，完成高壓級段壓縮，即完成一個循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環；3)冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；高溫蒸發器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與高溫冷凍水供水管連通或外接高溫冷凍水，構成高溫冷凍水環路；低溫蒸發器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通或外接低溫冷凍水，構成低溫冷凍水環路；高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出低溫冷凍水。本發明的第一個目的還可以通過如下技術方案達到進一步的解決問題的措施是第i)步的制冷劑環路，單機三級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽從壓縮機排出后進入冷凝器，經過冷凝器冷凝后變成高壓飽和制冷劑液體，所述飽和制冷劑液體從冷凝器排出后分為兩路，一路經過旁通節流裝置，被節流后變為飽和制冷劑液體進入中間冷卻器；另一路通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器內液體部分后被冷卻，該部分制冷劑液體再分為二個分支，分支之一的制冷劑流經高溫環路節流裝置進入高溫蒸發器；分支之二的制冷劑流經低溫環路節流裝置后進入低溫蒸發器，該制冷劑在低溫蒸發器中吸熱氣化后變為蒸汽，排入單機三級壓縮機內的低壓級段，經低壓級段壓縮后的排氣與來自高溫蒸發器的制冷劑混合，一起進入單機三級壓縮機內的中壓級段，在完成中級段壓縮后其排氣與來自中間冷卻器的制冷劑蒸汽混合，一起進入單機三級壓縮機內的高壓級段，完成高壓級段壓縮，即完成一個循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環。單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的專用冷水機組，其結構特點是1)它包括單機三級壓縮機、冷凝器、中間冷卻器、旁通節流裝置、高溫環路節流裝置、低溫環路節流裝置、高溫蒸發器、低溫蒸發器、高溫冷凍水回水管、高溫冷凍水供水管、 低溫冷凍水回水管、低溫冷凍水供水管；2)所述三級壓縮機包括低壓級段、中壓級段和高壓級段；低壓級段的輸出端通過管道與中壓級段的輸入端連接，所述中壓級段的輸出端通過管道高壓級段的輸入端連接； 所述三級壓縮機的高壓級段的輸出端與冷凝器的輸入端連接，所述冷凝器的輸出端之一通過旁通節流裝置與中間冷卻器的輸入端之一連接，冷凝器的輸出端之二直接與中間冷卻器的輸入端之二連接；中間冷卻器的輸出端之一與三級壓縮機的中壓級段和高壓級段之間的管道連接，中間冷卻器的輸出端之二通過高溫環路節流裝置與高溫蒸發器的輸入端之一連接，中間冷卻器的輸出端之三通過低溫環路節流裝置與低溫蒸發器的輸入端之一連接；高溫蒸發器的輸出端之一與三級壓縮機的低壓級段和中壓級段之間的管道連接；低溫蒸發器的輸出端之一與三級壓縮機的低壓級段的輸入端連接；從而構成制冷劑環路；3)冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；高溫蒸發器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水供水口，高溫冷凍水回水口與高溫冷凍水回水管連通，高溫冷凍水供水口與高溫冷凍水供水管連通、輸出高溫冷凍水，高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與高溫冷凍水供水管連通或外接高溫冷凍水，構成高溫冷凍水環路；低溫蒸發器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，低溫冷凍水回水口與低溫冷凍水回水管連通，低溫冷凍水供水口與低溫冷凍水供水管連通、輸出低溫冷凍水，低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通或外接低溫冷凍水，構成低溫冷凍水環路。本發明的有益效果是1、本發明由于設置采用單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組，具有高、中、低三級段壓縮機構，因此可實現高效大壓縮比制冷循環，減少壓縮機耗功，還可同時制取高低溫不同水溫冷凍水，具有一機兩用，效率高，可降低初投資，減少機房占地面積等特點。2、本發明將單機三級壓縮和雙蒸發器結合，壓縮機低壓級段排汽通過與高溫蒸發器排汽混合，被冷卻后進入壓縮機中壓段，經中壓壓縮后，排氣與來自中間冷卻器制冷劑蒸汽混合，被冷卻后再進入壓縮機高壓段，因而可實現高效大壓縮比制冷循環，減少壓縮機耗功。3、本發明由于利用雙蒸發器形成高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路，可同時制取高低溫不同水溫冷凍水，具有一機兩用，效率高，可降低初投資，減少機房占地面積等效果。


圖1是本發明的原理框圖。
具體實施例方式具體實施例參照圖1，本實施例本實施例使用的單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的專用冷水機組包括單機三級壓縮機1、冷凝器2、中間冷卻器4、旁通節流裝置3、高溫環路節流裝置 5和低溫環路節流裝置6、高溫蒸發器7、低溫蒸發器8、高溫冷凍水回水管9、高溫冷凍水供水管10、低溫冷凍水回水管11、低溫冷凍水供水管12 ；三級壓縮機1包括低壓級段1-1、中壓級段1-2和高壓級段1-3 ；低壓級段1-1的輸出端通過管道與中壓級段1-2的輸入端連接，所述中壓級段1-2的輸出端通過管道高壓級段1-3的輸入端連接；三級壓縮機1的高壓級段1-3的輸出端與冷凝器2的輸入端連接，冷凝器2的輸出端之一通過旁通節流裝置3 與中間冷卻器4的輸入端之一連接，冷凝器2的輸出端之二直接與中間冷卻器4的輸入端之二連接；中間冷卻器4的輸出端之一與三級壓縮機1的中壓級段1-2和高壓級段1-3之間的管道連接，中間冷卻器4的輸出端之二通過高溫環路節流裝置5與高溫蒸發器7的輸入端之一連接，中間冷卻器4的輸出端之三通過低溫環路節流裝置6與低溫蒸發器8的輸入端之一連接；高溫蒸發器7的輸出端之一與三級壓縮機1的低壓級段1-1和中壓級段1-2 之間的管道連接；低溫蒸發器8的輸出端之一與三級壓縮機1的低壓級段1-1的輸入端連接；從而構成制冷劑環路；冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；高溫蒸發器7中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水供水口，高溫冷凍水回水口與高溫冷凍水回水管9連通，高溫冷凍水供水口與高溫冷凍水供水管10連通、輸出高溫冷凍水，高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管9與高溫冷凍水供水管10連通或外接高溫冷凍水，構成高溫冷凍水環路；低溫蒸發器8中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，低溫冷凍水回水口與低溫冷凍水回水管11連通，低溫冷凍水供水口與低溫冷凍水供水管12連通、輸出低溫冷凍水，低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管11與低溫冷凍水供水管12連通或外接低溫冷凍水，構成低溫冷凍水環路。本實施例中單機三級壓縮機1、冷凝器2、中間冷卻器4、旁通節流裝置3、高溫環路節流裝置5和低溫環路節流裝置6、高溫蒸發器7、低溫蒸發器8，可以采用常規技術的單機三級壓縮機、冷凝器、中間冷卻器、旁通節流裝置、高溫環路節流裝置和低溫環路節流裝置、高溫蒸發器、低溫蒸發器。
本發明的工作原理參照圖1，制冷劑經過所述壓縮機三級壓縮后，進入所述冷凝器2，制冷劑經過冷凝后，分為兩部分，一部分經過旁通節流裝置3，被節流后變為飽和制冷劑液體，進入中間冷卻器4;另一部分通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器內液體部分，被冷卻后，該部分制冷劑液體再分為兩部分。其中一部分制冷劑流經高溫環路節流裝置5后，進入高溫蒸發器7，另一部分流經低溫環路節流裝置6后，進入低溫蒸發器8。高溫冷凍水回水管9及高溫冷凍水供水管10與高溫蒸發器7相連，完成高溫冷凍水的制取。低溫冷凍水回水管11及低溫冷凍水供水管12與低溫蒸發器8相連，完成低溫冷凍水的制取。制冷劑在低溫蒸發器8中吸熱氣化后變為蒸汽，被吸入單機三級壓縮機1內的低壓級段1-1，經壓縮后其排氣與來自高溫蒸發器7的制冷劑混合，一起進入單機三級壓縮機1內的中壓級段1-2，完成中級壓縮后其排氣與來自中間冷卻器7的制冷劑蒸汽混合，一起進入單機三級壓縮機1內的高壓級段 1-3，完成高壓級段壓縮。經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器2，開始下一次循環。高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出低溫冷凍水。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法，其特征在于1)在空調系統中設置單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組，在所述的單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組中設置制冷劑環路和冷凍水環路，制冷劑環路由制冷劑在設備及管道中組成， 冷凍水環路由冷凍水在設備及管道中組成，2)制冷劑環路，采用單機三級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機三級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽經冷凝器冷凝后分為二路，一路通過旁通節流裝置進入中間冷卻器； 另一路通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器后分為二個分支，分支之一流經高溫環路節流裝置后進入高溫蒸發器；分支之二流經低溫環路節流裝置后進入低溫蒸發器，該分支的制冷劑在低溫蒸發器中吸熱氣化變為蒸汽后排入單機三級壓縮機內的低壓級段，經低壓級段壓縮的排氣與來自高溫蒸發器的制冷劑混合后進入單機三級壓縮機內的中壓級段，經中奪級段壓縮后其排氣與來自中間冷卻器的制冷劑蒸汽混合后進入單機三級壓縮機內的高壓級段，完成高壓級段壓縮，即完成一個循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環；3)冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；高溫蒸發器中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與高溫冷凍水供水管連通或外接高溫冷凍水，構成高溫冷凍水環路；低溫蒸發器中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通或外接低溫冷凍水，構成低溫冷凍水環路；高溫冷凍水供水口輸出高溫冷凍水，低溫冷凍水供水口輸出低溫冷凍水。
2.根據權利要求1所述的單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法，其特征在于第 2)步的制冷劑環路，單機三級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽從壓縮機排出后進入冷凝器，經過冷凝器冷凝后變成高壓飽和制冷劑液體，所述飽和制冷劑液體從冷凝器排出后分為兩路，一路經過旁通節流裝置，被節流后變為飽和制冷劑液體進入中間冷卻器；另一路通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器內液體部分后被冷卻，該部分制冷劑液體再分為二個分支， 分支之一的制冷劑流經高溫環路節流裝置進入高溫蒸發器；分支之二的制冷劑流經低溫環路節流裝置后進入低溫蒸發器，該制冷劑在低溫蒸發器中吸熱氣化后變為蒸汽，排入單機三級壓縮機內的低壓級段，經低壓級段壓縮后的排氣與來自高溫蒸發器的制冷劑混合，一起進入單機三級壓縮機內的中壓級段，在完成中級段壓縮后其排氣與來自中間冷卻器的制冷劑蒸汽混合，一起進入單機三級壓縮機內的高壓級段，完成高壓級段壓縮，即完成一個循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環。
3.單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的專用冷水機組，其特征在于1)它包括單機三級壓縮機⑴、冷凝器O)、中間冷卻器⑷、旁通節流裝置⑶、高溫環路節流裝置( 、低溫環路節流裝置(6)、高溫蒸發器(7)、低溫蒸發器(8)、高溫冷凍水回水管(9)、高溫冷凍水供水管(10)、低溫冷凍水回水管(11)、低溫冷凍水供水管(12)；2)所述三級壓縮機⑴包括低壓級段(1-1)、中壓級段(1-2)和高壓級段(1-3)；低壓級段(1-1)的輸出端通過管道與中壓級段(1- 的輸入端連接，所述中壓級段(1-2)的輸出端通過管道高壓級段(1-3)的輸入端連接；所述三級壓縮機(1)的高壓級段(1-3)的輸出端與冷凝器O)的輸入端連接，冷凝器O)的輸出端之一通過旁通節流裝置C3)與中間冷卻器(4)的輸入端之一連接，冷凝器O)的輸出端之二直接與中間冷卻器(4)的輸入端之二連接；中間冷卻器的輸出端之一與三級壓縮機(1)的中壓級段(1- 和高壓級段 (1-3)之間的管道連接，中間冷卻器⑷的輸出端之二通過高溫環路節流裝置(5)與高溫蒸發器(7)的輸入端之一連接，中間冷卻器的輸出端之三通過低溫環路節流裝置(6)與低溫蒸發器(8)的輸入端之一連接；高溫蒸發器(7)的輸出端之一與三級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)和中壓級段(1- 之間的管道連接；低溫蒸發器(8)的輸出端之一與三級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)的輸入端連接；從而構成制冷劑環路；3)冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；高溫蒸發器(7)中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水供水口，高溫冷凍水回水口與高溫冷凍水回水管(9)連通，高溫冷凍水供水口與高溫冷凍水供水管(10)連通、輸出高溫冷凍水，高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管(9)與高溫冷凍水供水管(10)連通或外接高溫冷凍水，構成高溫冷凍水環路；低溫蒸發器(8)中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，低溫冷凍水回水口與低溫冷凍水回水管(11)連通，低溫冷凍水供水口與低溫冷凍水供水管(1 連通、輸出低溫冷凍水，低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管(11)與低溫冷凍水供水管(1 連通或外接低溫冷凍水，構成低溫冷凍水環路。
全文摘要
本發明涉及單機三級壓縮式制取高低溫冷凍水的方法及專用冷水機組，其特征是在空調系統中設置單機三級壓縮雙蒸發器冷水機組，在冷水機組中設置制冷劑環路和冷凍水環路，制冷劑環路采用單機三級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機三級壓縮機輸出的高溫高壓制冷劑蒸汽經冷凝器冷凝后分為二路，一路通過旁通節流裝置進入進入中間冷卻器；另一路通過制冷劑管道，穿越中間冷卻器后分為二個分支；高溫冷凍水回水管和高溫冷凍水供水管與高溫蒸發器連接，獲得高溫冷凍水；低溫冷凍水回水管和低溫冷凍水供水管與低溫蒸發器連接，獲得低溫冷凍水。本發明實現高效大壓縮比制冷循環，可單機同時制取大溫差冷凍水，一機兩用、效率高、耗功低等特點。
文檔編號F25B1/10GK102434994SQ20111036290
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者屈國倫, 譚海陽 申請人:廣州市設計院