[发明专利]一种应用于自然冷源磁悬浮制冷系统的过冷装置

说明书

 

技术领域

本发明属于空调制冷技术，尤其涉及制冷压缩机和自然冷源联合冷水机组。

背景技术

伴随着国家节能减排的政策出台，利用第二冷源和自然冷源成为空调行业的主要节能手段之一，尤其是机房空调领域，因为数据中心全年都有制冷需求，在过度季节和冬季利用自然冷源节能效果会更显著。

数据中心的制冷需求一般是来自IT设备的冷却需要，使用冷冻水的数据中心一般是通过冷冻水设备里的冷冻水和机房内的空气进行换热，从而实现机房内的降温，水温升高之后（一般在12-18度甚至更高）进入冷水机组处进行降温（温度一般在7-15之间）。在室外温度较低时，机房出来的水（12-18度）可以直接或间接地和环境空气进行换热， 从而不用开启压缩机，达到免费制冷的目的，一般称之为自然冷源或者免费冷源。

随着科技的进步，IT设备能够承受越来越高的温度，因此相应地冷冻水的温度也可以使用得更高，而且在数据中心，可以通过气流的有效组织，使得回风温度更高，回风温度的升高也可以提升冷冻水，从而提高自然冷源的利用时间。

当前传统自然冷源利用技术中，一般集中在螺杆式或涡旋式压缩制冷系统，因为使用风冷的冷水机组，从结构上和换热机理上更有利于自然冷源的利用，系统也会更为简单，因此风冷机组使用自然冷源更为广泛。

但是，统离心机组由于各种原因（无二级接口，吸气带液，容量较大无法应用在风冷机组等），不能采用多级过冷装置，基本采用冷凝器过冷方式，只能采用冷凝器排布大量冷凝管对冷媒进行过冷，为提高效果多充注部分冷媒，其过冷效果有限，只能在3-4度，目的只是在于克服管路阻力损失，无法真正用于提高制冷能力和能效方面。

传统的离心机组一般冷量比较多，受限于风冷冷凝器的尺寸原因，一般没有风冷离心冷水机组（或自然冷源冷水机组），并且传统离心机组一般不需要对直流变频控制器及电机进行冷却，因此对过冷度并没有严格要求。

在控制冷凝温度的同时要提高过冷的办法，在现有换热技术的条件下，一般都是需要对应的加大换热盘管的面积，一般是需要加深排数，或者加大迎风面积，但是加深排数会加大换热器的成本，而加大迎风面积会使得机组的结构偏大，并且迎风面积的加大，也会降低迎面风速，从而空气侧换热也会有所弱化。

本发明的产品，由于有自然冷源的技术，为了提升机组的可靠性，适当的利用自然冷源盘管的部分换热盘管，从而保证在全年运行、部分负荷运行的条件下，机组都有较好的过冷度，进而提升产品的可靠性。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种应用于自然冷源磁悬浮系统的二次过冷装置，能利用多次过冷装置提高制冷剂的过冷度确保磁悬浮压缩机安全可靠运行，并降低运行成本。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种应用于自然冷源磁悬浮制冷系统的过冷装置，包括蒸发器、磁悬浮压缩机和一次过冷段；所述蒸发器出口与磁悬浮压缩机的吸气口连接；

所述一次过冷段包括冷媒系统盘管和自然冷源盘管，所述自然冷源盘管中部分冷凝管作为一次过冷管，所述磁悬浮压缩机排气口依次与冷媒系统盘管和一次过冷管连通，所述自然冷源盘管剩余冷凝管用于制冷剂冷却；

所述一次过冷管的出液口通过管道与蒸发器的进口连接，且该管道上设有第一节流阀；同时一次过冷管的出液口设有支路，该支路与磁悬浮压缩机的电机的冷却进口连接。

进一步改进，本发明还包括二次过冷段，该二次过冷段为经济器，它包括进液口、出液口、气液进口和出气口；一次过冷段的出液口通过管道与经济器进液口连接；二次过冷段的出液口出来后分为第一支路和第二支路，第一支与蒸发器进口连接，且该支路上设有第一节流阀；第二支路设有第二节流阀，并与气液进口连接，所述经济器出气口通过管道与磁悬浮压缩机的吸气口连接。

进一步的，本装置设有多套并联的一次过冷段。

作为优选，所述第一节流阀和第二节流阀均采用电子膨胀阀。

进一步的，还包括自然冷源水系统，该自然冷源水系统包括两条支路，所述自然冷源盘管剩余冷凝管设在其中一条支路，且两条支路的汇合处设有三通阀，并与蒸发器的冷却通道连接。