專利名稱：單機雙級壓縮式制取大溫差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雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法及專用冷水機組，特別適用于溫濕度獨立控制空調。屬于暖通空調技術領域。
背景技術：
目前，隨著國家對建筑節能要求越來越高，建筑能耗中的空調能耗的節能成為了建筑節能中越來越重要的部分。空調系統中的主要耗能設備包括冷水機組及冷凍水泵等， 前者為建筑提供冷量而消耗壓縮機電功率，后者為輸送一定溫差冷凍水至建筑房間消耗輸送電功率。為降低冷凍水泵的輸送能耗，可以降低水泵流量或者水泵揚程。在建筑物空調水系統，通過優化的管路設計后，可以降低其阻力損失，從而降低水泵揚程，但管路設計受建筑物實際情況及經濟上的約束。而水泵的流量，在滿足建筑物冷量要求的前提下，可以通過增大冷凍水溫差而降低，從而可以降低水泵能耗。如果溫差增大一倍，則流量降低一半， 水泵輸送能耗降低為原來的1/8。然而制取大溫差的冷凍水，會影響到冷水機組壓縮機消耗的功率，從而影響制冷機組的制冷效率，使冷水機組能效比降低，提供同樣的冷量，需要更多的電量，因此需要研究新的技術，來滿足既可以降低水泵輸送能耗，又能保證冷水機組效率的空調系統，從而更大限度的實現建筑節能。

發明內容
本發明的第一個目的，是為了克服現有的制冷機組在制取大溫差的冷凍水時會使制冷機組的制冷效率降低等問題，提供一種單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法。本發明的第二個目的，是為了提供一種單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組。該冷水機組既可以提供大溫差冷凍水，同時可以保證冷水機組具有較高的效率。本發明的第一個目的可以通過如下技術方案達到單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于1)在空調系統中設置單機雙級壓縮雙蒸發器冷水機組，在所述的單機雙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，采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機雙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，一路通過高溫環路節流裝置、高溫蒸發器后返回單機雙級壓縮機內高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環路節流裝置、低溫蒸發器返回單機雙級壓縮機內低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內高壓級段，在所述高壓級段完成高壓壓縮，完成一次循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽再進入冷凝器，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出水口，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，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，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的冷凍水回水再依次經過高溫蒸發器和低溫蒸發器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水，冷凍水回水依次經過高溫蒸發器和低溫蒸發器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。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2、制冷劑環路，由所述單機雙級壓縮機壓縮的高溫高壓制冷劑蒸汽經冷凝器冷凝后，形成高壓飽和制冷劑液體，從冷凝器排出的飽和制冷劑液體分為兩路一路經過高溫環路節流裝置變為高溫低壓飽和制冷劑液體，經高溫蒸發器吸熱汽化形成高溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內高壓級段的吸入口 ；另一路經過低溫環路節流裝置變為低溫低壓飽和制冷劑液體，經低溫蒸發器經過吸熱汽化形成低溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內高壓級段，完成高壓級段壓縮；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環。本發明的第二個目的可以通過如下技術方案達到單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組，其特征在于1)它包括單機雙級壓縮機、冷凝器、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、大溫差冷凍水回水管和大溫差冷凍水供水管2)所述單機雙級壓縮機包括低壓級段和高壓級段；低壓級段的輸出端通過管道與高壓級段的輸入端連接；所述單機雙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高溫環路節流裝置與高溫蒸發器的輸入端之一連接，冷凝器的輸出端之二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單機雙級壓縮機的低壓級段和高壓級段之間的管道連接，低溫蒸發器的輸出端之一與單機雙級壓縮機的低壓級段的輸入端連接；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出水口，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，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構成低溫冷凍水環路。本發明的有益效果是1、本發明由于設計將單機雙級壓縮和雙蒸發器結合，具有二級壓縮機構，因此通過利用高溫蒸發器排汽冷卻雙級壓縮機低壓級段排汽溫度，即降低雙級壓縮機高壓級段的吸汽溫度，從而可實現大壓縮比制冷循環，并保證制冷機組效率。2、本發明由于設計二級冷凍機構，冷水依次經過高低蒸發溫度兩個蒸發器，可以制取大溫差冷水，且高溫蒸發器蒸發溫度比常規機組高，冷水機組能效可大大提高。可以既實現大溫差冷凍水的制取，降低空調水系統的輸送能耗，又可以保證冷水機組制冷效率。


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，本實施例使用的單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組包括單機雙級壓縮機1、冷凝器2、高溫環路節流裝置3、低溫環路節流裝置4、高溫蒸發器5、 低溫蒸發器6、大溫差冷凍水回水管7和大溫差冷凍水供水管8 ；單機雙級壓縮機1包括低壓級段1-1和高壓級段1-2 ；低壓級段1-1的輸出端通過管道與高壓級段1-2的輸入端連接；所述單機雙級壓縮機1的高壓級段1-2的輸出端與冷凝器2的輸入端連接，所述冷凝器 2的輸出端之一通過高溫環路節流裝置3與高溫蒸發器5的輸入端之一連接，冷凝器2的輸出端之二通過低溫環路節流裝置4與低溫蒸發器6的輸入端之一連接；高溫蒸發器5的輸出端之一與單機雙級壓縮機1的低壓級段1-1和高壓級段1-2之間的管道連接，低溫蒸發器6的輸出端之一與單機雙級壓縮機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5中設有高溫冷凍水回水口和高溫冷凍水出水口，低溫蒸發器6中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管7與低溫冷凍水供水管8連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構成低溫冷凍水環路。本實施例中單機雙級壓縮機1、冷凝器2、高溫環路節流裝置3、低溫環路節流裝置4、高溫蒸發器5、低溫蒸發器6，可以采用常規技術的單機雙級壓縮機、冷凝器、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。本發明的工作原理參照圖1，制冷劑經過壓縮機雙級壓縮后，進入冷凝器2，制冷劑經過冷凝后，分為兩部分，分別通過高溫環路節流裝置3和低溫環路節流裝置4，從而獲得高低兩種溫度及壓力的制冷劑液體，分別進入高溫蒸發器5和低溫蒸發器6。冷凍水回水依次經過高溫蒸發器 5和低溫蒸發器6，被雙級冷卻，從而獲得更低溫度出水。制冷劑在高溫蒸發器5和低溫蒸發器6中吸熱汽化，低溫蒸發器5排汽進入單機雙級壓縮機1內低壓級段1-1的吸入口，經過低壓級段1-1壓縮后，該部分制冷劑蒸汽與來自高溫蒸發器5的蒸汽混合，被冷卻后一起進入單機雙級壓縮機1內高壓級段1-2，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。冷凍水環路包括高溫冷凍水環路和低溫冷凍水環路；由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，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的冷凍水回水再依次經過高溫蒸發器5和低溫蒸發器6，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水，冷凍水回水依次經過高溫蒸發器和低溫蒸發器，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。即高溫冷凍水回水管7內的回水，首先流經高溫蒸發器5，實現第一階段冷卻；經冷卻后流經低溫蒸發器6，實現進一步冷卻，從而獲得更低的冷凍水溫度，完成大溫差冷凍水制取。
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.單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于1)在空調系統中設置單機雙級壓縮雙蒸發器冷水機組，在所述的單機雙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，采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，單機雙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，一路通過高溫環路節流裝置、高溫蒸發器后返回單機雙級壓縮機內高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環路節流裝置、低溫蒸發器返回單機雙級壓縮機內低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內高壓級段，在所述高壓級段完成高壓壓縮，完成一次循環；經壓縮后的制冷劑蒸汽再進入冷凝器，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出水口，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，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管與低溫冷凍水供水管連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，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的冷凍水回水再依次經過高溫蒸發器( 和低溫蒸發器(6)，被雙級冷卻，獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水冷凍水回水依次經過高溫蒸發器和低溫蒸發器，被雙級冷卻， 獲得更低溫度出水，即低溫冷凍水供水口輸出大溫差冷凍水。
2.根據權利要求1所述的單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法，其特征在于第 2)制冷劑環路，由所述單機雙級壓縮機壓縮的高溫高壓制冷劑蒸汽經冷凝器冷凝后，形成高壓飽和制冷劑液體，從冷凝器排出的飽和制冷劑液體分為兩路一路經過高溫環路節流裝置變為高溫低壓飽和制冷劑液體，經高溫蒸發器吸熱汽化形成高溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內高壓級段的吸入口 ；另一路經過低溫環路節流裝置變為低溫低壓飽和制冷劑液體，經低溫蒸發器經過吸熱汽化形成低溫低壓蒸汽，進入單機雙級壓縮機內低壓級段的吸入口 ；所述高溫低壓蒸汽與低溫低壓蒸汽混合后進入單機雙級壓縮機內高壓級段，完成高壓級段壓縮；經壓縮后的制冷劑蒸汽進入冷凝器，開始下一次循環。
3.單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的專用冷水機組，其特征在于1)它包括單機雙級壓縮機(1)、冷凝器O)、高溫環路節流裝置C3)和低溫環路節流裝置G)、高溫蒸發器(5)、低溫蒸發器(6)、大溫差冷凍水回水管(7)和大溫差冷凍水供水管 ⑶；2)所述單機雙級壓縮機(1)包括低壓級段(1-1)和高壓級段(1-2)；低壓級段(1-1) 的輸出端通過管道與高壓級段(1- 的輸入端連接；所述單機雙級壓縮機(1)的高壓級段 (1-2)的輸出端與冷凝器( 的輸入端連接，所述冷凝器( 的輸出端之一通過高溫環路節流裝置C3)與高溫蒸發器(5)的輸入端之一連接，冷凝器O)的輸出端之二通過低溫環路節流裝置(4)與低溫蒸發器(6)的輸入端之一連接；高溫蒸發器(5)的輸出端之一與單機雙級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)和高壓級段(1- 之間的管道連接，低溫蒸發器(6)的輸出端之一與單機雙級壓縮機(1)的低壓級段(1-1)的輸入端連接；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出水口，低溫蒸發器(6)中設有低溫冷凍水回水口和低溫冷凍水供水口，由高溫冷凍水回水口通過高溫冷凍水回水管(7)與低溫冷凍水供水管(8)連通， 構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口通過低溫冷凍水回水管與高溫冷凍水出水口連通，構成低溫冷凍水環路。
全文摘要
本發明涉及單機雙級壓縮式制取大溫差冷凍水的方法及專用冷水機組，其特征是在空調系統的中設置制冷劑環路和冷凍水環路，制冷劑環路采用單機雙級壓縮機通過管道與冷凝器連接，經冷凝器冷凝后分為二路，一路通過高溫環路節流裝置、高溫蒸發器后返回壓縮機內高壓級段的吸入口，另一路通過低溫環路節流裝置、低溫蒸發器返回壓縮機內低壓級段的吸入口；由高溫冷凍水回水口與低溫冷凍水供水管(8)連通，構成高溫冷凍水環路，由低溫冷凍水回水口與高溫冷凍水出水口連通，構成低溫冷凍水環路。本發明實現高效大壓縮比制冷循環，減少壓縮機耗功，同時制取高低溫冷凍水，具有一機兩用、效率高、降低投資、減少機房占地面積等特點。
文檔編號F25B5/02GK102445016SQ201110362910
公開日2012年5月9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