CN102230651B

CN102230651B - 高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组

Info

Publication number: CN102230651B
Application number: CN2011101557216A
Authority: CN
Inventors: 黄翔; 李成成; 屈元
Original assignee: Xian Polytechnic University
Current assignee: Xian Polytechnic University
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: CN102230651A

Abstract

本发明的高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，在机组壳体相对的侧壁上分别设置有进风口和送风口，机组壳体内、按进风方向依次设置有初效过滤器、高压喷气降温空气装置、旋转式空气均流板、流体动力式喷水装置、挡水板和送风机，进风口与初效过滤器之间为新回风混合段，新回风混合段部位的机组壳体侧壁上设置有回风口。本发明将高压喷气和流体动力式喷水室有机地结合，采用两个直接蒸发冷却段，对高显热为主的工业厂房、车间，尤其是矿井中需要对室内空气进行大量降温的场所，具有显著的降温效果。

Description

高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种由高压喷气和流体动力式喷水室相互结合的蒸发冷却空调机组。

背景技术

目前国内外煤矿井下所采用的空调形式主要是机械制冷水降温矿井空调、冰冷却矿井空调和空气压缩制冷空调。这些空调主要是利用制冷机设备的冷冻水作为供冷介质，然后通过空气冷却器冷却空气向采掘工作面上供冷。空气冷却器冷却空气，在采煤地面上的布置方式是集中式布置和分段式布置，这两种布置方式影响矿井的降温效果和经济效果。而具有“零费用、绿色空调”之称的蒸发冷却空调对一些高显热、需要对室内空气进行大量降温的场所，具有显著的降温效果。在当今能源日益紧张的形势下，有必要开发一种新型高效、节能、净化的矿井降温复合型蒸发冷却空调机组，来提高矿井空调的降温效率。

目前高压喷气已广泛应用于航空、制氧、石油、矿井等工业领域。由于矿井中本身具有设备齐全的压缩空气管道，因此使用高压喷气对比其他的制冷方式能够减少机械设备的费用。高压喷气对空气降温的基本原理是利用压缩空气作为供冷媒介，压缩空气经过高压射流器将冷压缩空气射出，形成冷风射流，冷风射流经过膨胀、卷吸、参混等作用与经过过滤的室外空气进行热交换，从而对空气进行降温。高压喷气降温是在压缩空气膨胀以后对空气进行降温，只要保持好一定的压力，膨胀制冷功能就不会丧失，但是在矿井中要做好密封工作，经过工程的实际应用发现高压喷气存在一些问题，如“死角”和“余角”等问题。为了解决上面出现的问题，迫切需要开发一种能够提高矿井降温效果的空调。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，将高压喷气和流体动力式喷水室有序组合，对高显热为主的工业厂房、车间，尤其是矿井中需要对室内空气进行大量降温的场所，具有显著的降温效果。

本发明所采用的技术方案是，高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，在机组壳体相对的侧壁上分别设置有进风口和送风口，机组壳体内、按进风方向依次设置有初效过滤器、高压喷气降温空气装置、旋转式空气均流板、流体动力式喷水装置、挡水板和送风机，进风口与初效过滤器之间为新回风混合段，新回风混合段部位的机组壳体侧壁上设置有回风口。

本发明的特点还在于，

高压喷气降温空气装置包括高压喷气机、通过输送压缩空气管道与高压喷气机相连通的多个高压节气喷嘴，高压节气喷嘴布置朝向经过的过滤空气喷射。

高压节气喷嘴的出口处设置有整流叶片。

旋转式空气均流板内均匀布置有多个导流叶片。

流体动力式喷水装置包括流体动力式喷水室及流体动力式喷水室下部设置的蓄水池，流体动力式喷水室由供水管和供水管上固定安装的多个对喷的喷嘴构成，蓄水池中设置有循环水泵，该循环水泵通过管道与供水管和喷嘴相连通。

蓄水池中、循环水泵与供水管相连接的管道上还设置有浮球阀和水过滤器。

喷嘴采用撞击流靶式喷嘴。

挡水板由多层纸质填料交叠布置构成。

与现有技术的矿井降温空调相比，本发明的复合型空调机组具有如下特点：

1）高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，将高压喷气布置在流体动力式喷水室的前面，在高压喷气的射流器采用节气喷嘴，能节省压缩空气，产生强大射流，增加冷风射流膨胀卷吸、参混室外空气，提高对室外空气的降温效果。

2）在节气喷嘴上安装整流叶片，不仅能扩大冷风射流经过膨胀、卷吸、参混室外空气的接触面积，提高换热效果，减少射流器的个数，节约成本，同时又能克服空气流速分布不均匀的缺点，对被处理的空气进行整流使空气在断面上的流速分布均匀。

3）空气均流板采用旋转式结构，在其内部装有导流叶片，这样能够消除了矩形空气均流板四周出现涡流的区域，使经过高压喷气降温的空气更加均匀。同时使进入流体动力式喷水室中一次降温的空气均匀分布在流体动力式喷水室整个断面上，同时旋转式空气均流板利用旋转的高速气流均流空气，减少空气的阻力。

4）高压喷气－流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，将高压喷气放在流体动力式喷水室的前面，不仅能够发挥高压喷气绝热膨胀对室外空气的降温作用，而且高压喷气能够对流体动力式喷水室对被处理的空气起到均流的作用。

附图说明

图1是本发明蒸发冷却空调机组的结构示意图；

图2是本发明蒸发冷却空调机组中高压节气喷嘴的结构示意图，其中a是高压节气喷嘴的俯视图，b是高压节气喷嘴的正视图；

图3是本发明蒸发冷却空调机组中旋转式空气均流板的结构示意，其中a是旋转式空气均流板的正视图，b是侧向剖试图；

图4是本发明蒸发冷却空调机组中填料式挡水板的结构示意图。

图中，1进风口，2纸质填料，3高压喷气机，4回风口，5新回风混合段，6初效过滤器，7输送压缩空气管道，8高压节气喷嘴，9旋转式空气均流板，10浮球阀，11水过滤器，12循环水泵，13蓄水池，14喷嘴，15流体动力式喷水室，16供水管，17挡水板，18送风机，19送风口，20导流叶片，21整流叶片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的高压喷气－流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，采用高压喷气绝热膨胀降温空气装置和流体动力式喷水热湿交换装置相互组合的结构，利用了两级直接蒸发冷却原理。其结构如图1所示，在机组壳体相对的侧壁上分别设置进风口1和送风口19，机组壳体内、按进风方向依次设置初效过滤器6、高压喷气降温空气装置、旋转式空气均流板9、流体动力式喷水装置、挡水板17和送风机18，进风口1与初效过滤器6之间为新回风混合段5，新回风混合段5部位的机组壳体侧壁上设置回风口4。

高压喷气降温空气装置包括高压喷气机3、通过输送压缩空气管道7与高压喷气机3相连通的多个高压节气喷嘴8，高压节气喷嘴8布置朝向经过的过滤空气喷射，高压节气喷嘴8的出口处设置整流叶片21，高压节气喷嘴8的结构如图2所示，高压喷气降温空气装置为第一级直接蒸发冷却。

旋转式空气均流板9内均匀布置多个导流叶片20，其结构如图3所示。

流体动力式喷水装置为第二级直接蒸发冷却，包括流体动力式喷水室15及流体动力式喷水室15下部设置的蓄水池13，流体动力式喷水室15由供水管16和供水管16上固定安装的多个对喷的喷嘴14构成，喷嘴14采用撞击流靶式喷嘴。蓄水池13中设置循环水泵12、浮球阀10和水过滤器11，该循环水泵12通过管道与浮球阀10、水过滤器11、供水管16和喷嘴14相连通，蓄水池13、循环水泵12、浮球阀10、水过滤器11、供水管16、和喷嘴14构成了水循环系统。

填料式挡水板17由多层纸质填料2交叠布置构成，其结构如图4所示。

本发明的复合型蒸发冷却空调机组采用两个直接蒸发冷却段，第一个直接蒸发冷却段为高压喷气段，高压喷气机3通过高压节气喷嘴8喷出的冷射流经过膨胀、卷吸、参混将被处理的空气进行第一次降温。第二个直接蒸发冷却段为流体动力式喷水装置，被降温的空气与小水滴直接接触对被降温的空气进行再一次降温，实现对空气更大温降的目的。

机组壳体内设置混合段将室外新风和室内回风充分混合。

初效过滤器6能够将室外空气进行净化，提高高压喷气机3与空气的热质交换效率。

利用高压喷气装置，主要是利用压缩空气作为供冷媒介，压缩空气通过输送压缩空气管道7传给高压节气喷嘴8，同时通过整流叶片21将冷压缩空气射出，整流叶片21增加冷风射流与被处理空气的接触面积，冷风射流经过膨胀、卷吸、参混等作用与经过过滤的混合空气进行热交换，从而对空气进行降温。

空气均流采用旋转式空气均流板9，在其内部装有导流叶片20，这样能够消除矩形空气均流器四周出现涡流的区域，使经过高压喷气降温的空气更加均匀。同时使进入流体动力式喷水室15中一次降温的空气均匀分布在流体动力式喷水室15整个断面上，同时旋转式空气均流板9利用旋转的高速气流均流空气，减少空气的阻力。

流体动力式喷水装置中，水流通过每组对喷的喷嘴相向喷射，两股水流相遇后从每组两个喷嘴之间的缝隙中挤压出一圆形水膜，从而与被一次降温和均流的空气相互接触，吸收空气中的热量，对空气进行降温。流体动力式喷水室15采用撞击流靶式喷嘴，该喷嘴水膜雾化角度可以达到180°,覆盖面宽且分散度均匀。在喷嘴密度较小的条件下，达到较高的热湿交换效果；与离心式喷嘴相比所需的压力小，喷水量少，从而降低了风机和水泵的能耗。

蓄水池13中的水经过水过滤器11处理，防止喷嘴14发生堵塞现象。

具有能减少被处理空气带走水量的挡水板17由纸质填料2构成，挡水板17能够分离出空气中携带的水滴，以减少被处理空气中带走的水量，同时还能够对被处理的空气进行降温。

送风机18是将被处理的空气经过送风口19送入室内对室内空气进行降温处理。

本发明高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组的工作过程：

室外空气通过进风口1、室内回风经过回风口4进入新回风混合段5相互混合，经过初效过滤器6将混合空气净化后，进入第一个直接蒸发冷却高压喷气段。此时高压喷气机3中的压缩空气通过输送压缩空气管道7传给高压节气喷嘴8，同时通过整流叶片21将冷压气射出，冷风射流经过膨胀、卷吸、参混等作用与经过过滤的混合空气进行热交换，从而对空气进行第一次降温，被一次降温的空气经过旋转式空气均流板9进行均流。被均流的空气进入第二级直接蒸发冷却段流体动力式喷水室15。被均流的空气与流体动力式喷水室15喷出的小水滴直接接触进行热质交换，对空气再一次降温。被处理的空气通过送风机18经过送风口19送入室内。

Claims

1.高压喷气—流体动力式喷水室复合型蒸发冷却空调机组，其特征在于，在机组壳体相对的侧壁上分别设置有进风口（1）和送风口（19），机组壳体内、按进风方向依次设置有初效过滤器（6）、高压喷气降温空气装置、旋转式空气均流板（9）、流体动力式喷水装置、挡水板（17）和送风机（18），所述进风口（1）与初效过滤器（6）之间为新回风混合段（5），所述新回风混合段（5）部位的机组壳体侧壁上设置有回风口（4），所述的高压喷气降温空气装置包括高压喷气机（3）、通过输送压缩空气管道（7）与高压喷气机（3）相连通的多个高压节气喷嘴（8），所述的高压节气喷嘴（8）布置朝向经过的过滤空气喷射。

2.按照权利要求1所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述高压节气喷嘴（8）的出口处设置有整流叶片（21）。

3.按照权利要求1所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述的旋转式空气均流板（9）内均匀布置有多个导流叶片（20）。

4.按照权利要求1所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述的流体动力式喷水装置包括流体动力式喷水室（15）及流体动力式喷水室（15）下部设置的蓄水池（13），流体动力式喷水室（15）由供水管（16）和供水管（16）上固定安装的多个对喷的喷嘴（14）构成，蓄水池（13）中设置有循环水泵（12），该循环水泵（12）通过管道与供水管（16）和喷嘴（14）相连通。

5.按照权利要求4所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述的蓄水池（13）中、循环水泵（12）与供水管（16）相连接的管道上还设置有浮球阀（10）和水过滤器（11）。

6.按照权利要求4所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述的喷嘴（14）采用撞击流靶式喷嘴。

7.按照权利要求1所述的蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述的挡水板（17）由多层纸质填料（2）交叠布置构成。