一种冷媒冷却器及绝热蒸发工业冷冻系统

技术领域

本发明涉及制冷/冷冻领域，尤其涉及一种冷媒冷却器及绝热蒸发工业冷冻系统。

背景技术

传统冷冻系统已经不能满足社会和企业对产品节能和环保的需求。传统风冷冷冻机组产品，能效偏低，并且在夏天高环温运行时，存在能力衰减和机组高压跳机停止运转等风险。

目前市场上已有的蒸发冷却产品，存在结垢、能效衰减、污水排放等弊病。另外，风冷和蒸发冷产品，昼夜温差大的应用下，机组工艺冷冻水温波动大/恢复慢，极大影响生产工艺稳定性，造成生产不良率提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷媒冷却器，提高冷却效果。

本发明还提供一种绝热蒸发工业冷冻系统，提供较稳定的工业生产环境。

实现上述目的的技术方案是：

一种冷媒冷却器，包括：

至少一个呈密闭倒三角形结构的密闭腔体；

位于所述密闭腔体上方的至少一个冷媒盘管；

位于所述冷媒盘管上方，提供由下向上的风场的至少一个风扇；以及

位于所述密闭腔体的密闭倒三角形结构的中心正下方的接水盘；

其中，所述密闭腔体内顶部设置有用于喷出流体的至少两个喷头；所述密闭腔体底部中心开孔。

优选的，所述密闭腔体包括：

V型的第一材料板；

与第一材料板前后连接的侧板；以及

通过钣金连接所述第一材料板上方，并构成密闭倒三角形结构的第二材料板，

其中，第一材料板和第二材料板均采用介孔绝热材料。

优选的，两个所述喷头喷出的流体方向正对第一材料板的两个长边。

优选的，所述喷头外接射流泵和流体阀门，

所述接水盘设置液位探测部件，液位检测部件实时检测液位情况，控制调节射流泵和/或流体阀门，调节所述喷头喷出的流量。

包含上述冷媒冷却器的一种绝热蒸发工业冷冻系统，还包括压缩机、蒸发器、节流装置，

所述压缩机、所述蒸发器、节流装置以及冷媒盘管依次串联并构成环路。

优选的，所述蒸发器为双流体换热器，内部一个通路连接所述压缩机和节流装置，内部另一个通路通过第一电磁阀门连接冷冻水系统水泵。

优选的，还包括：过滤器，所述过滤器连接在所述节流装置和所述冷媒盘管之间的管路上。

优选的，还包括：自然冷却换热器、第二电磁阀门和第三电磁阀门，

所述自然冷却换热器、第二电磁阀门、第一电磁阀门和第三电磁阀门依次串联并构成回路；

所述自然冷却换热器置于由所述由风扇驱动的风场内，气流方向上置于所述冷媒盘管的下游，或者置于封闭腔体和所述冷媒盘管之间，或者置于封闭腔体的上游。

优选的，所述喷头的流体喷出量同时联动降低压缩机的压比。

本发明的有益效果是：本发明通过密闭腔体、冷媒盘管等组合，雾化喷水方向和空气流向为逆流结构特征，确保高效绝热蒸发换热，对空气进行冷却降温。密闭腔体挡掉空气中的残留水分，防止水分接触冷媒换热器造成腐蚀。通过机械制冷系统提供较稳定的工业生产环境，确保产品合格率。通过机械制冷系统、绝热蒸发系统、自然冷却系统的配合，可以通过设置环境温度或其他方式进行干湿模式切换，达到最佳节电节水效果。在夏季高环温下，机组湿模式运行，通过绝热蒸发对机组进风进行预处理，降低压缩机功耗，降低高环温下机组能力衰减/跳机风险。在环境温度较低时，机组进入干模式运转，并结合自然冷却免费取冷，节省水资源和显著降低机组耗电量。在环境温度极低时，完全通过自然冷却免费取冷，极大降低机组耗电量。并且，本发明不采用循环水从而避免防冻液添加/污水排放等污染。

附图说明

图1是本发明的冷媒冷却器的结构图；

图2是本发明的绝热蒸发工业冷冻系统的结构图；

图3是本发明中模式切换控制流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的一种冷媒冷却器，包括：至少一个密闭腔体、至少一个冷媒盘管5、至少一个风扇6和至少一个接水盘13。密闭腔体呈密闭倒三角形结构。冷媒盘管5位于密闭腔体上方。密闭腔体、冷媒盘管5、风扇6和接水盘13均设置负压腔内。

风扇6位于冷媒盘管5上方，提供由下向上的风场。接水盘13位于密闭腔体的密闭倒三角形结构的中心正下方。密闭腔体内顶部设置有用于喷出流体的至少两个喷头3；密闭腔体底部中心开孔，正对接水盘13。

风扇6提供动力，使空气从下到上，通过密闭倒三角结构下面的V型的第一材料板81进入密闭倒三角结构内部，并和喷头3喷出的流体进行绝热蒸发换热，空气温度下降，再通过密闭倒三角结构上面的第二材料板82，挡掉空气中残留的流体，流过冷媒盘管5和其内制冷剂进行热交换，吸热后的空气通过风扇6排出。

密闭腔体包括：V型的第一材料板81和第二材料板82。第二材料板82通过钣金连接第一材料板81上方，并构成密闭倒三角形结构。第一材料板81前后连接侧板。

其中，第一材料板81和第二材料板82均采用介孔绝热材料，吸附、分散、二次过滤结合微颗粒射流技术(空气通过时引起空气涡流，和换热流体充分接触/换热)实现微米级的蒸发换热及精确控温。

喷头3外接射流泵10和流体阀门123，其具有相应供液管路，由射流泵10提供喷射流体。

两个喷头3喷出的流体方向正对第一材料板81的两个长边，和空气流入的方向相反，成逆流换热特征。第一材料板81接住换热后多余的流体，流体沿第一材料板81在重力的作用下流入接水盘13。第一板材81可以底部开孔，也可以设置专用排水特征。第二材料板82挡掉空气中残余的液态流体，防止液态流体接触冷媒盘管5后，对冷媒盘管5造成腐蚀。

接水盘13设置液位探测部件14，液位检测部件14实时检测液位情况，控制调节射流泵10和/或流体阀门123，调节喷头3喷出的流量。在确保接水盘13内流体不溢出的前提下，以最大喷头喷出流量达到最佳空气绝热预冷效果。

请参阅图2，本发明的绝热蒸发工业冷冻系统，包括冷媒冷却器、压缩机1、蒸发器2、节流装置3、过滤器4、冷却换热器7、第二电磁阀门121和第三电磁阀门122。

压缩机1、蒸发器2、节流装置3以及冷媒盘管5依次串联并构成环路。

蒸发器2为双流体换热器，内部一个通路连接压缩机1和节流装置3，内部另一个通路通过第一电磁阀门120连接冷冻水系统水泵11。即：一种流体作为制冷剂，其流经压缩机1、冷媒冷却器5、节流装置3、蒸发器2等。相应连接管路和阀件构成完整的制冷系统。另外一种流体在蒸发器2内被制冷系统冷却，输送到其他换热器，对工业场或设备提供冷源。

过滤器4连接在节流装置3和所述冷媒盘管5之间的管路上。自然冷却换热器 7、第二电磁阀门121、第一电磁阀门120和第三电磁阀门122依次串联并构成回路；所述自然冷却换热器7置于由所述由风扇6驱动的风场内，气流方向上置于冷媒盘管5的下游，或者置于封闭腔体和所述冷媒盘管5之间，或者置于封闭腔体的上游。喷头3的流体喷出量同时联动降低压缩机1的压比，实现机组节能节水，降低高环温下机组能力衰减/跳机风险，解决昼夜温差大地区/季节应用下机组冷冻水波动大/恢复慢影响。

其中，压缩机1、蒸发器2、节流装置3、过滤器4、冷媒冷却器5、风扇6构成机械制冷系统。喷头9、射流泵10、封闭腔体、风扇6构成绝热蒸发系统。自然冷却换热器7、第二电磁阀门121和第三电磁阀门122、风扇6构成自然冷却系统。

请参阅图3，本发明运行模式分为湿式机械制冷、干式机械制冷、干式机械制冷/自然冷却混合制冷、干式自然冷却制冷。高环境温度下，机组湿式运行，通过绝热蒸发系统对进入机组冷凝侧的室外进风进行降温调节，提高机组能效，降低压缩机1功率，实现机组节能，降低高环温下机组能力衰减/跳机风险。在春秋季节，机组干式机械制冷模式运转或干式机械制冷/自然冷却混合制冷，和蒸发冷机组相比，极大降低机组耗水量；在冬季，机组为干式自然冷却运行，实现免费取冷。

干式机械制冷：环境温度较低的情况下，机组运行为常规冷冻机组运行。射流泵10关闭，不对机组冷凝侧进风进行预处理。压缩机1出来的高温高压制冷剂气体通过相应管路，进入冷媒盘管5，高温高压制冷剂在冷媒盘管5内通过热传导把热量传导给冷媒盘管5外面的空气，空气为在风扇6驱动下的强制气流。被冷却后的高压制冷剂经过滤器4进入节流装置3进行绝热节流膨胀，变为低温低压制冷剂，其进入蒸发器2和冷冻水系统进系换热，冷冻水在冷冻水系统水泵11的驱动下，在蒸发器2内进行放热，变为客户需求的低温冷冻水，供给客户应用侧。制冷剂吸热后变为高温低压制冷剂流回压缩机1，完成一个制冷循环。

湿式机械制冷：在环境温度高和/或显著高于冷冻水温度时，绝热降温系统开启，对高温空气进入降温预处理。射流泵10开启，驱动水或其他流体通过喷头9，喷射微颗粒射流状雾弥漫于封闭腔体，机外空气在风扇6的驱动下，通过具有微通道特性的解控绝热材料进入此绝热负压腔，与微颗粒射流状喷雾进行混合绝热换热后放热温度降低5-15度，然后进入冷媒盘管5和冷媒进行热交换。

干式机械制冷/自然冷却混合制冷：在环境温度低于冷冻水温度的季节，绝热蒸发系统关闭，冷冻水在冷冻水系统水泵11驱动下，先通过相应阀门进入自然冷却换热器7，和风扇6驱动的室外空气进行热交换，温度降低后进入蒸发器2，如果冷冻水温度已经达到客户要求温度，则不需要运行机械制冷，压缩机1关闭，如果冷冻水温度高于客户要求温度，则运行机械制冷，开启压缩机1进行补充。

干式自然冷却制冷：在环境温度显著低于冷冻水温度时，绝热蒸发系统关闭，冷冻水在冷冻水系统水泵11驱动下，先通过相应阀门进入自然冷却换热器7，和风扇6驱动的室外空气进行热交换，温度降低后进入蒸发器2，如果冷冻水温度已经达到客户要求温度，则第三电子阀门122关小和/或冷冻水系统水泵11降低流速，从而降低免费取冷量。

综上，本发明提供节能环保产品，采用介孔绝热材料吸附及分散，二次过滤，可拆卸结合微颗粒射流技术引起空气涡流，和换热流体充分接触/换热实现微米级的蒸发换热及精确控温；同时联动降低压缩机的压比，实现机组节能节水，降低高环温下机组能力衰减/跳机风险，解决昼夜温差大地区/季节应用下机组冷冻水波动大/恢复慢影响，不采用循环水从而避免防冻液添加/污水排放等污染。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。