[發明專利]一種冷水機組

在審

• 申請號: 202011201547.X
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN114440490A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 彭楠;張宇;董斌;李空榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25B25/02
• 分類號: F25B25/02;F01K13/00;F01K25/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明提供的冷水機組，包括：余熱回收模塊、第三環境散熱器及制冷冷卻模塊，所述的余熱回收模塊將擁有可回收價值的熱量進行回收，使得熱源的溫度下降，并且同時產生一定的可用能量(包括機械能、電能或熱能)，所述的環境散熱器將沒有可回收價值的熱量，通過向環境(如大氣、海洋等)散熱，使得熱源的溫度下降至略高于環境溫度，與環境溫度的溫差取決于換熱的溫差，所述的制冷冷卻模塊的將略高于環境溫度的熱源，通過制冷循環進一步降低其溫度，與傳統風冷冷水機組相比，本發明提供的冷水機組能夠獲得更接近環境溫度或低于環境溫度的冷卻溫度；此外，與傳統的制冷冷水機組相比，本發明能通過回收具有一定品位的熱能，降低了能耗。

技術領域

本發明涉及制冷技術領域，特別涉及一種冷水機組。

背景技術

冷水機組從原理上一般可分為風冷冷水機組和制冷冷水機組，其中：風冷冷水機組是利用環境的空氣對循環載冷劑進行通風冷卻；而制冷冷水機組，則帶有一個制冷機組，通過制冷循環產生冷量，從而可以獲得低于環境溫度的載冷劑，進而吸收熱源的熱量。

無論是在工業領域還是民用領域，都經常遇到需要散熱的情況。特別是工業領域，往往需要散熱的量很大，而且有時希望散熱后的溫度能更接近，甚至低于環境溫度。因此，僅僅通過風冷水冷機組就不能滿足要求，需要引入制冷循環的冷水機組。而制冷循環的運行，需要消耗一定的電力，產生了較大的能耗。

發明內容

鑒于此，有必要針對現有技術存在的缺陷提供一種低能耗的冷水機組。

為解決上述問題，本發明采用下述技術方案：

第一方面，本發明提供了一種冷水機組，包括：余熱回收模塊、制冷冷卻模塊及第三環境散熱器，所述余熱回收模塊包括循環泵、高溫換熱器、膨脹機、發電機、第一環境散熱器及第一儲液罐，所述制冷冷卻模塊包括壓縮機、第二環境散熱器、第二儲液罐、節流閥及低溫換熱器；

待冷卻流體通過待冷卻流體入口進入所述高溫換熱器中進行冷卻，再進入到所述第三環境散熱器中進一步散熱至略高于環境溫度，最后進入到所述低溫換熱器中進行冷卻，最后被冷卻至低溫的流體從待冷卻流體出口流出，完成冷卻；

所述第一儲液罐中的液態有機工質通過所述循環泵增壓后進入所述高溫換熱器，所述高溫換熱器吸收來自待冷卻流體的熱量后形成高溫高壓的有機工質，所述高溫高壓的有機工質進入所述膨脹機并推動所述膨脹機做功，軸功通過所述發電機轉化成電能，所述高溫高壓的有機工質在所述膨脹機對外做功后，變成低壓的有機工質，所述低壓的有機工質繼續進入所述第一環境散熱器中進行散熱，冷凝成液態的低溫低壓有機工質，并存儲在所述第一儲液罐中循環使用；

所述第二儲液罐中的高壓常溫液態制冷工質通過所述節流閥進行減壓，形成了低壓低溫的制冷工質，所述低壓低溫的制冷工質進入所述低溫換熱器并吸收來自待冷卻流體的熱量后形成高溫低壓的制冷工質，所述高溫低壓的制冷工質進入所述壓縮機被壓縮至高溫高壓的制冷工質，所述高溫高壓的制冷工質在所述第二環境散熱器進行散熱，冷凝成液態的高壓常溫有機工質，所述液態的高壓常溫有機工質存儲在所述第二儲液罐中循環使用。

在其中一些實施例中，所述余熱回收模塊中產生的電能通過外部的電流整流裝置，可以為所述冷水機組供電。

第二方面，本發明還提供了一種冷水機組，包括：余熱回收模塊、制冷冷卻模塊、膨脹壓縮同軸機及第三環境散熱器，所述余熱回收模塊包括循環泵、高溫換熱器、膨脹壓縮同軸機的膨脹端、第一環境散熱器及第一儲液罐，所述制冷冷卻模塊包括膨脹壓縮同軸機的壓縮端、第二環境散熱器、第二儲液罐、節流閥及低溫換熱器；

待冷卻流體通過待冷卻流體入口進入所述高溫換熱器中進行冷卻，再進入到所述第三環境散熱器中進一步散熱至略高于環境溫度，最后進入所述低溫換熱器中進行冷卻，最后被冷卻至低溫的流體從待冷卻流體出口流出，完成冷卻；