[发明专利]具有多层效蒸发式冷凝器的空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种空调系统，尤其涉及一种利用多效蒸发式冷凝器来有效且高效地冷却制冷剂的空调机。

背景技术

图1到图2显示了应用于中央空调系统的一种传统冷凝器1002P和一种传统冷却塔1001P。传统冷却塔1001P和传统冷凝器1002P通过水管931P，923P相接，冷却水924P被水泵932P泵出后通过水管931P，923P在冷却塔1001P与冷凝器1002P之间循环流动。冷却塔1001P通常安装于一建筑物外部，例如建筑物顶部。

具有一定高温的制冷剂蒸汽934P(来自于中央空调机组的一压缩机)进入冷凝器1002P，并与来自冷却塔1001P洒落下来的冷却水924P进行换热。换热之后，制冷剂蒸汽934P将被冷却下来，转化为液体状态。液态制冷剂935P被预设流出冷凝器1002P后返回蒸发器，进行蒸发吸热成饱和蒸汽，经压缩机压缩进入到下一个换热循环。

冷却水924P在冷却塔1001P和冷凝器1002P之间循环流动。冷却水924P在冷凝器1002P中流动时，从蒸汽态制冷剂934P中吸收热量，从而增加了自身温度。吸热后，冷却水924P经水管923P被泵送回冷却塔1001P使其降温。然后低温的冷却水924P经水管931P循环回流至冷凝器1002P，进入下一个与蒸汽态制冷剂934P进行换热的循环。通常，流出冷却塔1001P的冷却水924P的温度接近于32℃，而流出冷凝器1002P的冷却水924P的温度(也就是，从蒸汽状制冷剂中吸收热量之后)接近于37℃。

流出冷凝器1002P的冷却水924P被收集于一顶部储水盆925P内。冷却塔1001P包括一具有容纳腔的塔壳，一入风口929P和一出风侧930P，入风口929P与出风侧930P都与容纳腔相连通，其中顶部储水盆925P位于塔壳顶部。冷却塔1001P还包括一底部储水盆928P，和被容纳于容纳腔的一定数量的填料926P。收集于顶部布水盆925P的冷却水924P被(重力)倒流至容纳腔，并与填料926P直接进行接触。流经空气通过入风口929P被吸入容纳腔，并被预设为与流经填料929P的冷却水924P进行换热。换热之后，空气被预设为经出风侧929P流出冷却塔1001P，而冷却水924P被收集于连接到冷凝器1002P上的底部储水盆928P。

上述空调系统存在着很多缺陷。第一，对于上述冷凝器1002P来说，流入冷凝器1002P的冷却水924P温度越低，降低蒸汽态制冷剂934P的温度的效果就越好，且流出冷凝器1002P的冷却水924P的温度也就越低。然而，对于冷却塔1001P来说，收集于顶部布水盆925P的冷却水924P的温度越高，空气与流经填料926P的冷却水924P之间的换热就越有效。也就是说，冷凝器1002P与冷却塔1001P中各自的冷却水924P之间的温度要求存在着一定的张力关系。

第二，如图2所示，冷却塔1001P被填料926P所填充以引导水膜与流经填料的冷却空气进行换热。流入顶部储水盆925P的水被引导沿着水塔1001P的纵向流经填料(成为薄水膜的形态)。然而从实践角度来看，入风侧929P和出风侧930P之间的空气存在着逐渐升温的现象，因为空气被从入风侧929P吸至出风侧930P。另一方面，沿着冷却塔100lP的横向也存在着换热效果逐渐减弱的现象。如图2所示，如果冷却塔1001P被假想分为四个部分，也就是W1，W2，W3，和W4，那么换热效果在这四个部分是不同的，因为它们的空气温度不同。因此，流出这四部分的冷却水924P具有不同的温度，然而它们全部都被收集于底部储水盆928P中。因而，通过水管931P流出冷却塔1001P的冷却水924P的整体温度实际上是流出填料926P的四个不同部分的冷却水924P混合后的最终合成温度。

第三，传统冷却塔空调系统需要使用很长的管子(例如水管923P，931P)来连接它的不同部件。例如，空调机组与冷却塔安装的位置不同时，连接冷却塔1001P和冷凝器1002P的管道长度就必须很长，因为冷却塔1001P通常位于建筑物顶部，而冷凝器1002P则位于建筑物内某个位置。这样一个长管道系统需要麻烦的维护程序，且造成原材料的大量浪费。而且，由于连接冷却塔1001P和冷凝器1002P的输送管很长，输送管内将产生很大的供水阻力，这样，泵送在冷却塔1001P和冷凝器1002P之间循环流动的冷却水所需的能量必然被浪费。这实际上降低了整个冷却塔空调系统的效率。

发明内容