CN106440438A - 一种模块化磁悬浮制冷***及其多功能换热器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化磁悬浮制冷***，包括由磁悬浮离心式压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器组成的制冷循环***，以及位于蒸发器上方的实现过冷、回热及气液分离功能的多功能换热器；冷凝器的出液口通过管路连接至多功能换热器的第一进液口，电子膨胀阀安装于多功能换热器的第一出液口与第二进液口之间的管路上，多功能换热器的第二出液口通过管路连接至蒸发器，蒸发器的气体出口通过管路连接至多功能换热器的进气口，多功能换热器的进气口通过管路连接至磁悬浮离心式压缩机。本发明采用重力供液方式，可以为蒸发器提供更多的制冷剂循环量，能充分利用蒸发器的换热面积，获得更高的蒸发效率，并且有效规避吸气带液风险。

Description

一种模块化磁悬浮制冷***及其多功能换热器结构
技术领域
本发明涉及一种以多功能换热器为核心部件的模块化磁悬浮制冷***，特别是涉及一种应用与数据中心和民用建筑的节能型的空调***。
背景技术
数据中心与民用建筑改造项目需要一种模块化制冷机组，其主要特点是尺寸小、重量轻可以适应货用甚至商用电梯进行搬运；具有与传统冷水机组相同的制冷效率。
目前针对改造项目需求和技术进展情况，最可靠的方案是利用磁悬浮离心式压缩机、冷凝器和蒸发器都采用板式换热器(钎焊式)，采用过热度控制电子膨胀阀，为了平衡板式换热器在制冷循环中充注量小和吸气带液的风险，常在***循环中设置气液分离器和回热器。但是并不能从根本克服严重的吸气带液风险。采用过热度控制方式，蒸发器的蒸发温度难以提高；并且为克服吸气带液风险需要在换热器中增加换热面积，造成成本增加。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种模块化磁悬浮制冷***及其多功能换热器结构，能充分利用蒸发器的换热面积，获得更高的蒸发效率，并且有效规避吸气带液风险。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种模块化磁悬浮制冷***，包括由磁悬浮离心式压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器组成的制冷循环***，还包括位于蒸发器上方的实现过冷、回热及气液分离功能的多功能换热器，所述多功能换热器的换热组件设有第一进液口和第一出液口，壳体设有第二进液口、第二出液口、进气口、出气口和液位传感器，壳体内上部设有除雾器；冷凝器的出液口通过管路连接至多功能换热器的第一进液口，电子膨胀阀安装于多功能换热器的第一出液口与第二进液口之间的管路上，多功能换热器的第二出液口通过管路连接至蒸发器，蒸发器的气体出口通过管路连接至多功能换热器的进气口，多功能换热器的进气口通过管路连接至磁悬浮离心式压缩机。
作为优选，所述多功能换热器的壳体内下部还设有多孔板，第二进液口第二出液口位于壳体底部。
作为优选，所述冷凝器为钎焊式冷凝器，所述蒸发器为钎焊式蒸发器。
一种多功能换热器结构，包括换热组件和换热器壳体，所述换热组件位于壳体内，设有第一进液口和第一出液口，壳体设有第二进液口、第二出液口、进气口、出气口和液位传感器，壳体内上部设有除雾器；所述进气口用于接入蒸发器蒸发后的气体，出气口用于连接至压缩机；所述第一进液口用于接入来自冷凝器的制冷剂液体，第一出液口用于连接至电子膨胀阀，第二进液口用于接入经电子膨胀阀节流后的液体，第二出液口用于连接至蒸发器。
作为优选，所述壳体内下部还设有多孔板，第二进液口第二出液口位于壳体底部。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：本发明多功能换热器位于蒸发器上方，存在高差，形成重力供液方式，与传统的直膨供液方式相比，可以为蒸发器提供更多的制冷剂循环量，并且不采用传统的过热度控制方式，换热器的换热面积只需要满足蒸发需求即可，不需要提供过热；并且蒸发器回气进入多功能换热器进行气液分离，从而规避吸气带液风险。
附图说明
图1为本发明实施例的多功能换热器原理图。
图2为本发明实施例的模块化磁悬浮制冷***原理图。
图中，1-换热组件，2-壳体，3-第一进液口，4-第一出液口，5-第二进液口，6-第二出液口，7-进气口，8-出气口，9-除雾器，10-多孔板，11-液位传感器，20-磁悬浮离心式压缩机，21-安全阀，22-单向阀，23-蝶阀，24-高压传感器，25-板式冷凝器，26-球阀，27-干燥过滤器，28-电子膨胀阀，29-板式蒸发器，30-多功能换热器，31-电磁阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明实施例公开的一种多功能换热器是一种具有过冷、回热、气液分离功能的特殊换热器，包括换热组件1和换热器壳体2，换热组件1设有第一进液口3和第一出液口4。壳体2内上部设有除雾器9，下部设有多孔板10，壳体2上设有第二进液口5和第二出液口6，以及进气口7和出气口8；第二进液口5和第二出液口6位于壳体2底部，出气口8位于除雾器9上方，进气口7位于除雾器9下方。进气口7用于连接蒸发器出气口8，引入蒸发器蒸发后的气体，出气口8用于连接至压缩机吸气口；第一进液口3用于接入来自冷凝器的制冷剂液体，第一出液口4用于连接至电子膨胀阀，第二进液口5用于接入经电子膨胀阀节流后的液体，第二出液口6用于连接至蒸发器。多功能换热器还设有探测壳体内制冷剂液面位置的液位传感器11。
多功能换热器换热组件1是一组铜管组合螺旋结构，来自冷凝器的制冷剂液体在其管内流动，在多功能换热器壳体2内的液体(来自电子膨胀阀节流之后的气液两相液体)蒸发从而冷却制冷剂液体；蒸发器蒸发后的气体经过多功能换热器内上部换热器组件，从而为制冷剂气体提供过热，与除雾器9配合从而实现气液分离功能。除雾器9可采用不锈钢材质金属网或者钣金组成的多孔板或者铝合金网等方式，将制冷剂气体中混杂的微小液滴进行隔离。壳体2内下部的多孔板10具有均匀分配流体的作用，使制冷剂在多功能换热器中液面稳定，避免波动，提供阻力利于制冷剂液体分配，并为克服蒸发器阻力提供动力。
如图2所示，本发明实施例公开的一种模块化磁悬浮制冷***，在传统的由磁悬浮离心式压缩机20、冷凝器25、电子膨胀阀28和蒸发器29组成的制冷循环***基础上，设计了如图1所示的具有过冷、回热、气液分离功能的多功能换热器30。多功能换热器30位于蒸发器29上方，冷凝器25的出液口通过管路连接至多功能换热器30的第一进液口3，电子膨胀阀28安装于多功能换热器30的第一出液口4与第二进液口5之间的管路上，多功能换热器30的第二出液口6通过管路连接至蒸发器29，蒸发器29的气体出口通过管路连接至多功能换热器30的进气口7，多功能换热器30的进气口7通过管路连接至磁悬浮离心式压缩机20。本实施例制冷***中制冷剂的工作流程是：从压缩机20经过单向阀、冷凝器25、干燥过滤器27、多功能换热器30(内置换热组件1)、电子膨胀阀28、多功能换热器30(壳体2)、蒸发器29、功能换热器(壳体2)再回到压缩机20形成循环。
本实施例的电子膨胀阀28采用液位控制方式，多功能换热器30设有探测壳体内制冷剂液面位置的液位传感器11，根据液位传感器11信号控制电子膨胀阀28开度。具体控制方法为：设定液位控制目标值作为控制量，如果检测的液位高于目标值，则减小电子膨胀阀28开度，使进入蒸发器29的制冷剂流量降低；如果检测的液位低压于目标值，则增大电子膨胀阀28开度，使进入蒸发器29的制冷剂流量增大。通过检测多功能换热器的液位位置直接控制进入蒸发器的制冷剂循环量，从而控制进入压缩机吸气口的制冷剂气体为近似饱和状态，充分利用蒸发器的换热面积，从而获得更高的蒸发效率。

Claims (5)

1.一种模块化磁悬浮制冷***，包括由磁悬浮离心式压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器组成的制冷循环***，其特征在于：还包括位于蒸发器上方的实现过冷、回热及气液分离功能的多功能换热器，所述多功能换热器的换热组件设有第一进液口和第一出液口，壳体设有第二进液口、第二出液口、进气口、出气口和液位传感器，壳体内上部设有除雾器；冷凝器的出液口通过管路连接至多功能换热器的第一进液口，电子膨胀阀安装于多功能换热器的第一出液口与第二进液口之间的管路上，多功能换热器的第二出液口通过管路连接至蒸发器，蒸发器的气体出口通过管路连接至多功能换热器的进气口，多功能换热器的进气口通过管路连接至磁悬浮离心式压缩机。
2.根据权利要求1所述的模块化磁悬浮制冷***，其特征在于：所述多功能换热器的壳体内下部还设有多孔板，第二进液口第二出液口位于壳体底部。
3.根据权利要求1所述的模块化磁悬浮制冷***，其特征在于：所述冷凝器为钎焊式冷凝器，所述蒸发器为钎焊式蒸发器。
4.一种多功能换热器结构，其特征在于：包括换热组件和换热器壳体，所述换热组件位于壳体内，设有第一进液口和第一出液口，壳体设有第二进液口、第二出液口、进气口、出气口和液位传感器，壳体内上部设有除雾器；所述进气口用于接入蒸发器蒸发后的气体，出气口用于连接至压缩机；所述第一进液口用于接入来自冷凝器的制冷剂液体，第一出液口用于连接至电子膨胀阀，第二进液口用于接入经电子膨胀阀节流后的液体，第二出液口用于连接至蒸发器。
5.根据权利要求4所述的多功能换热器结构，其特征在于：所述壳体内下部还设有多孔板，第二进液口第二出液口位于壳体底部。
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