[發明專利]一體化水冷卻風冷熱泵模塊機組

在審

• 申請號: 201911279273.3
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111006414A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 李國斌
• 申請（專利權）人: 瀚潤聯合高科技發展（北京）有限公司
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B41/00;F25B41/04;F25B41/06;F25B43/00;F28F25/08
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 劉奇

本發明公開了一體化水冷卻風冷熱泵模塊機組，包括小型冷卻塔殼體及集合在小型冷卻塔殼體內部的冷卻系統、冷媒循環系統、功能模塊；所述冷卻系統包括風機、布水器、冷卻循環泵、噴淋器、冷卻填料層、冷卻水箱，所述冷媒循環系統包括小功率壓縮機、風冷翅片式換熱器、開放型螺旋纏繞式冷凝器、四通閥、室內側換熱器、氣液分離器；所述功能模塊包括互相連接的儲液罐、干燥過濾器、電子膨脹閥、若干單向閥；所述小功率壓縮機通過四通閥與風冷翅片式換熱器、開放型螺旋纏繞式冷凝器連接后，經功能模塊、室內側換熱器、四通閥、氣液分離器后與小功率壓縮機連接。

技術領域

本發明涉及空調設備領域，尤其涉及一種冷卻系統與冷凍系統高度合體集成、多臺并聯小型模塊化安裝、能混合風冷和水冷方式的制冷和制熱模塊機組或者直膨(多聯)模塊機組。

背景技術

隨著熱泵技術的發展低溫型風冷熱泵逐漸普及，其冷、暖多功能為用戶提供了更多選擇。

由于水冷機組較風冷冷水機組具有顯著的節能效果，且多采用螺桿壓縮機或離心壓縮機的冷水機組，單臺機組制冷能力少則數百千瓦多則數千千瓦，制冷能力強大。而鍋爐技術成熟，所以應用廣泛。對于冬冷、夏熱地區同時具有制冷、供暖需求建筑，采用水冷冷水中央空調+鍋爐的方式滿足冷、暖需要是一種被普遍采用解決方案；近年來由于熱泵技術發展，尤其是低溫型風冷熱泵可冷、暖雙供，一套設備可滿足兩種需求，作為夏熱、冬冷地區是又一較好解決方案，因此受到市場追捧。以上兩種供冷、供熱方式廣泛的應用于工廠、寫字樓、公寓、酒店、機場、醫院、學校等中、大型建筑或建筑集群中。但現有技術仍存在以下問題：

一、雖然水冷機組較風冷機組制冷節能30％左右，作為水冷機組為夏季制冷的首選機種，但采用大功率螺桿壓縮機及離心壓縮機的現有水冷冷水機組解決夏季炎熱、冬季濕冷地區(-10℃—10℃))的制冷、制熱，存在如下問題：

1.體積大安裝、運輸不便、施工量加大、專業度高。冷水機組一般采用大功率螺桿壓縮機(單機消耗功率100KW以上)或離心壓縮機(單機消耗功率200KW-1000KW以上)，機組重量少則一兩噸多則數噸，所以體積大安裝、運輸不便；水冷制冷機組機房一般設置在建筑主體地下部分，而冷卻塔設置在建筑主體樓頂屋面。機房內制冷主機與冷卻塔之間少則幾十米多則數百米、大管徑的冷卻供回水網施工難度大、施工專業度要求強、增加了施工難度，過長的冷卻循環管網施工量導致施工成本增加。

2.占用主體建筑空間所致建筑利用率降低。制冷主機與補水系統、冷凍水泵組成的循環系統、冷卻水泵構成的循環系統、電控系統需要特定機房，安裝占地面積少則數百平米多則千平米造成對建筑主體有效利用面積的浪費、建筑主體利用率降低。在土地資源供給吃緊，房地產調控越來越嚴格的今天，減少土地使用面積、提高建筑物利用率具有重要意義；在工程實踐中，有些新建、改建的建筑物由于各種原因所致室內空間限制無法在室內安裝制冷主機而采用風冷機組替代方案，從而造成空調制冷運行費用大大提高。

3.單臺機組運行穩定性差且維護難。由于水冷冷水機組功率大、制冷能力強且單機價格高，為提高運行穩定性而采用單機雙機頭壓縮機而并非采用一備一用機組或多機并聯聯合制冷方式，當制冷主機故障或維修時導致無機可用，制冷系統穩定性降低。且水冷冷水機組不易維護、維修價格高昂。

4.機組冷凍系統與冷卻系統分離所致冷卻管網過長循環泵能耗高。由于制冷主機與冷卻塔之間大高度差及過長的冷卻循環水管網增加了冷卻水沿程阻力、增大了冷卻循環泵的揚程增大，繼而提高了循環泵功率，能耗相應增加；另外現有冷水機組多采用殼管式換熱器，較高的流造成流體進出口壓差大，增加了殼體中流體阻力，摩阻增大使循環泵能耗增加。

5.冷水機組中傳統殼管式冷凝器效能有待提高。由于冷媒與冷卻介質熱交換完全在封閉的換熱器殼內進行，因此不利于冷卻介質(水)的汽化蒸發，所以導致水的汽化潛熱蒸發能力降低，從而降低了水的冷卻效果。