[发明专利]带中间水箱的双回路串联逆流冷却器

说明书

发明背景

本发明大体涉及水冷式冷却器，且更具体地，涉及呈串联逆流布 置的两个蒸汽压缩制冷系统的互连。

串联逆流布置的水冷式冷却器包括两个独立的蒸汽压缩制冷系 统，这两个系统具有对两种回路来说公共的且串联地布置的冷却水回 路和冷凝器水回路。因为具有串联逆流的分开的回路在蒸发器和冷凝 器之间具有更低的平均压差，所以这种布置允许比单制冷回路设计更 高的性能系数(COP)，从而需要更少的能量来将制冷剂从蒸发器压缩 到冷凝器。

在这种系统中，蒸发器和冷凝器各自中的水流过跨过两个制冷回 路的多个管道，其中制冷回路被位于管道的中间处的管板分开，且各 个管道通常通过使管道向管板扩张而封闭地密封到管板上。

出现的一个问题是对管道进行维护的问题(例如如果管道在运行 中出现故障时可能需要的)。管道的这种移除需要在管道已经扩张的所 有位置处切割管道，然后拉出管道。不可能完全移除管道，因为不能 接近以切割在制冷剂边界内的中心管板位置处的管道。如果从内部切 割管道，或者如果管道在运行中出现故障，则会在回路之间产生不允 许任何一个回路运行的泄漏路径，从而不利地影响可靠性和可维护性 两者。

双回路系统的另一个问题是控制的问题。用于控制水冷式冷却器 的关键参数是离开温差的使用，离开温差是离开热交换器的水的温度 和热交换器内的制冷剂温度的差值。由于水管跨过双系统中的两个制 冷剂回路，所以不可能获得上游回路的冷凝器或蒸发器的离开水温。

除了上述可维护性和控制之外，跨过双回路的现有技术热交换器 管道还引起可靠性、运输和性能的问题。也就是说，因为公共的管道 延伸越过两个回路，所以不可能独立地优化各个回路中的热传递管 道，而且由于更长的管道引起的更长的机器运输也是困难的。

发明概述

简单地讲，根据本发明的一个方面，各个回路具有使制冷回路与 致冷介质分开的唯一的管板。在各个回路之间的是将水从上游回路传 到下游回路的中间水箱。水箱可以移除以便于维护，且使得能够以更 短的长度要求来分开运输元件。

根据本发明的另一个方面，由于各个回路具有其分开且唯一的管 道，因此任何一个回路中的管道故障不再形成对相邻回路的制冷剂泄 漏路径，使得可以保持无故障回路的运行，从而提高可靠性。

根据本发明的另一个方面，由于可从外面接近中间水箱，所以可 以安装温度测量仪，以获得第一回路的离开温差，从而提供对系统更 好的控制。

根据本发明的另一方面，中间水箱引起在进入下游回路之前离开 上游回路的水的混合，从而提高热传递效能和COP。

通过本发明的又一方面，使用水箱容许有可以改变以优化各个回 路的效率的多个参数。除了改变各个回路的长度，管道材料，管道热 传递增强以及管道的数量都是可配置的，并且对于各个回路可以是唯 一的。

在以下所述的附图中描绘了一个优选实施例；然而，可以对其做 出各种其它修改和备选构造而不偏离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是根据现有技术的单回路冷却器中的温度的示意性说明。

图2是根据现有技术的双回路冷却器中的温度的示意性说明。

图3是根据现有技术的双回路冷却器的冷凝器和蒸发器的示意性 说明。

图4是根据本发明的双回路冷却器系统的示意性说明。

图5是本发明的双回路系统中的冷凝器和蒸发器的示意性说明。

图6是根据本发明的双回路系统的水箱部分的示意性说明。

图7是根据本发明的双回路系统的水箱部分的透视图。

图8是根据本发明的双回路系统的水箱部分的端视图。

优选实施例描述

图1显示了现有技术中典型的单回路冷却器的冷凝器11和致冷 器或蒸发器12。如图所示，冷凝器水和蒸发器水以逆流关系流动，且 引起的进入和离开冷凝器和蒸发器的温度如图所示。