蒸发冷凝分离式集冷集热三集成冷冻站
技术领域
本发明涉及空调设备,具体是指蒸发冷凝分离式集冷集热三集成冷冻站。
背景技术
现有的水冷机组和水冷集成冷冻站,它们的冷凝器热交换管道,都是通过管壳或套管与冷却水热交换后在将冷却水送于冷却塔降温处理,需要大量冷却水连接管件,管壳或套管成本高,自身重量重,日后维护保养除水垢很不方便,混合水温热交换效率低,并需要建设机房。
发明内容
本发明的目的在于提供水冷风冷混合式热交换装置,以装置成为基础,节省了冷却水循环所需的管壳或套管,以及用于连接冷却塔和制冷机主间的冷却水管件,及人工费,降低设备重量和成本,将冷却水分为低温水和热交换的高温水。提高了热交换效率,节省了机房,同时提高能效比。
本发明的实现方案如下:蒸发冷凝分离式集冷集热三集成冷冻站,包括冷凝装置和蒸发装置,冷凝装置为塔式冷却装置,塔式冷却装置还包括冷凝器热交换管道,冷凝器热交换管道两端的端口管A和端口管B均延伸出塔式冷却装置,冷凝装置通过端口管A和端口管B与蒸发装置连接。
蒸发装置包括压缩机、蒸发器、节流阀、冷冻水泵、控制器、冷冻水出口、冷冻水入口,防晒防水隔音箱体,压缩机与蒸发器连接,蒸发器连接节流阀,冷冻水泵独立与蒸发器的循环水管壳连接,控制器均与冷冻水泵、节流阀、压缩机连接,压缩机、蒸发器、节流阀、冷冻水泵、控制器均设置在防晒防水隔音箱体内部。蒸发器与端口管B连接,致使蒸发器内的冷媒直接流入到塔式冷却装置区域内,在塔式冷却装置内进行热交换,相比传统的设备而言,现有技术采用双管方式或冷凝器热交换管道到塔式冷却装置内进行冷却。本发明中取消了位于蒸发装置部分的冷凝器,而将用于冷却的部分采用塔式冷却装置代替传统的冷凝器,这样,在蒸发装置与冷凝装置之间直接采用2根管道构成冷媒的回路,这样可节约大量的管道建设成本和冷却水泵功率。
塔式冷却装置包括依次从上至下设置的水淋区、水循环填料区、积水盘,冷凝器热交换管道位于积水盘内。
积水盘与水循环填料区之间的区域设置有集冷集热装置。
冷凝器热交换管道位于集冷集热装置与积水盘底面之间区域,冷凝器热交换管道与集冷集热装置之间的区域设置有水泵,水淋区内设置有淋水器,水泵与淋水器连通。
冷凝器热交换管道位于集冷集热装置与积水盘底面之间区域,由于集冷集热装置为一个一端开口指向积水盘底面、另一端封闭的隔热容器,冷凝器热交换管道位于隔热容器开口正下方或冷凝器热交换管道位于隔热容器内,使得积水盘内的水热分布进行隔离处理,集冷集热装置倒扣在积水盘上,使得集冷集热装置与积水盘之间的区域的水在冷凝器热交换管道的热交换下进行不断的升温,由于集冷集热装置的隔热作用,使得从集冷集热装置上方淋流而下的冷水不能快速的进入到集冷集热装置内侧面与积水盘的区域,集冷集热装置内侧面与积水盘之间的区域为集热区,这样集热区的水温能快速的升到较高温度,集热区域的水通过提升装置被抽到水淋区进行过风冷却,使得温差变大,提高热交换的效率。相比传统的冷却水和热交换水混合后形成的混合水,然后被提升进行热交换,本发明的设计的热效交换明显提高,一般热交换效率提高至少2倍大大减少了冷却水循环量,降低了水泵功率,集冷集热装置外侧面与积水盘内侧面构成的区域为集冷区域,集冷区域的冷却水对流下降与冷凝器热交换管道实现热交换,热交换效率提高1.5倍。
水淋区上方为塔式冷却装置的出风口,出风口内设置有风机,所述积水盘与水循环填料区之间的区域为通风区,通风区开有进风口。
集冷集热装置的优选方案:集冷集热装置为一端开口指向积水盘底面,且开口边缘与积水盘底面有水循环间隙、另一端封闭的隔热容器,冷凝器热交换管道位于隔热容器开口正下方或冷凝器热交换管道位于隔热容器内。优选的,调节液面,使得冷凝器热交换管道全部埋入液面以下。
集冷集热装置的优选方案:集冷集热装置为隔热板和隔热导流管组合构成的隔离装置,隔热导流管位于隔热板靠近积水盘的一面上,隔热导流管指向积水盘底面,隔热导流管远离隔热板的一端与积水盘底面存在间隙。
水泵位于隔热板与积水盘底面之间,且水泵的进水口高于隔热导流管靠近积水盘底面的一端, 冷凝器热交换管道位于水泵的进水口与隔热导流管靠近积水盘底面的一端之间。
集冷集热装置还可以是隔热板加隔热导流管组合构成隔离装置,隔热导流管与隔热板中部连接,隔热导流管位于隔热板靠近积水盘的一面上,隔热导流管指向积水盘底面,隔热导流管远离隔热板的一端与积水盘底面存在间隙。隔热导流管数量为至少1个,水泵位于隔热板与积水盘底面之间,且水泵的进水口高于隔热导流管靠近积水盘底面的一端。当水淋区的冷却水下流到隔热板上后,通过隔热导流管流向积水盘底部,当冷凝器热交换管道进行热交换后,积水盘内的冷却水与冷凝器热交换管道热交换,水温升高,热水上浮,上浮热水通过水泵提升循环。以此分为热水去和冷水区。
风机设置在水循环填料区下方或侧面,循环水流向与风流向互相垂直。实用于横流式冷却塔。
本发明还可以是:水冷风冷混合式热交换装置,包括冷凝器,冷凝器为塔式冷却装置,塔式冷却装置包括从上至下设置的水淋区、水循环填料区、积水盘,塔式冷却装置还包括冷凝器循环管道,冷凝器循环管道两端的端口管A和端口管B均延伸出塔式冷却装置,冷凝器循环管道依次穿过水淋区、水循环填料区、积水盘积水区。
冷凝器循环管道位于水循环填料区和积水盘积水区域的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道或翅片式管道或板式热交换管道等各种形式的其他热交换管道。
冷凝器循环管道位于水淋区的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道或翅片式管道或板式热交换管道等各种形式的其他热交换管道。
水淋区内设置有淋水器,水循环填料区下方设置有积水盘,积水盘内设置有水泵,水泵与淋水器连通。
所述水淋区上方为塔式冷却装置的出风口,出风口内设置有风机。
所述积水盘与水循环填料区之间的区域为通风区,通风区开有进风口。
具有水冷风冷混合式热交换装置的热交换系统,包括依次连接的压缩机、上述冷凝器、蒸发器,冷凝器循环管道两端的端口管A与压缩机的压缩A口连通,冷凝器循环管道的端口管B与蒸发器连通,蒸发器与压缩机的压缩B口连通。
所述的热交换系统,还包括节流阀,当水冷风冷混合式热交换装置进行制冷时,节流阀位于蒸发器与冷凝器循环管道连接的路径上,此时,压缩A口为压缩机排气口,压缩B口为压缩机吸气口。
所述的热交换系统,还包括节流阀,水冷风冷混合式热交换装置进行制热时,节流阀位于压缩A口与冷凝器循环管道连接的路径上,此时,压缩A口为压缩机吸气口,压缩B口为压缩机排气口。
具体的说,热交换系统,包括依次连接的压缩机、冷凝器、蒸发器,所述冷凝器为塔式冷却装置,塔式冷却装置包括从上至下设置的水淋区、水循环填料区、积水盘,塔式冷却装置还包括冷凝器循环管道,冷凝器循环管道的一端与压缩机的压缩A口连通,冷凝器循环管道的另一端与蒸发器连通,冷凝器循环管道依次穿过水淋区、水循环填料区、积水盘或冷凝器循环管道只位于积水盘,蒸发器与压缩机的压缩B口连通。
依照上述结构,本发明压缩机对冷媒进行压缩处理,冷凝器对冷媒进行冷却处理,蒸发器进行制冷或制热对室内温度进行调节。在制冷时,冷媒从压缩机内流出,沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水淋区、水循环填料区、积水盘,最后冷却后的冷媒进入蒸发器,在蒸发器内进行热交换,蒸发器吸收室内热量对室内降温,起到制冷的目的,最后受热的冷媒进入压缩机,再次进行循环。在制热时,压缩机对冷媒进行压缩,冷媒的温度升高,先进入蒸发器,蒸发器释放冷媒的热量,使得室内空气的温度升高,完成制热处理,然后,冷媒沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水循环填料区、水淋区、积水盘,最后再次进入压缩机。
优选的,冷凝器循环管道位于水循环填料区及积水盘积水区的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道等。可增加冷凝器循环管道的冷却面积,使得采用水冷的效率更高,冷却时间更短。
冷凝器循环管道位于水淋区的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道等。可增加冷凝器循环管道的冷却面积,使得采用水冷的效率更高,冷却时间更短。
水淋区内设置有淋水器。淋水器从整个塔式冷却装置的上方进行喷水处理,对位于水循环填料区、水淋区内的冷凝器循环管道进行水冷和风冷同时冷却。
水循环填料区下方设置有积水盘,积水盘内设置有水泵,水泵与淋水器连通。积水盘接收上方落下的水源,将降温后的水汇集起来,另外,水泵将积水盘内的积水抽起,然后输送到淋水器内,进行循环喷射。
所述水淋区上方为塔式冷却装置的出风口,出风口内设置有风机。
水循环填料区下方设置有积水盘。
所述积水盘与水循环填料区之间的区域为通风区,通风区开有进风口。利用风机对塔式冷却装置内部抽气,外部的气体从通风区的进风口内吸入塔式冷却装置,这样可完成空气冷却处理,基于上述,水冷原理和风冷原理,本发明可实现水冷和风冷双重的冷却效果。
还包括节流阀,当蒸发风冷式热交换总成进行制冷时,节流阀位于蒸发器与冷凝器循环管道连接的路径上,此时,压缩A口为压缩机排气口,压缩B口为压缩机吸气口。
还包括节流阀,当水冷风冷混合式热交换装置进行制热时,节流阀位于压缩A口与冷凝器循环管道连接的路径上,此时,压缩A口为压缩机吸气口,压缩B口为压缩机排气口。它们之间需要通过空调专用的电动四通阀来进行吸气排气方式的相互转换,从而才能实现制热制冷的转换。
本发明的优点在于:提高能效比高,可用于传统的变频多联机、风冷模块机以及各种风冷型空调机组,也可以用于传统的水冷机组,将传统单冷式水冷机组转变成冷热两用机组,并实现了风冷、水冷同时进行,提高了机组的能效比。
在制热时,当室外温度为0度以下时,需冷却塔内加注防冻液。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示。
蒸发冷凝分离式集冷集热三集成冷冻站,包括冷凝装置和蒸发装置,冷凝装置为塔式冷却装置,塔式冷却装置还包括冷凝器热交换管道,冷凝器热交换管道14两端的端口管A101和端口管B102均延伸出塔式冷却装置,冷凝装置通过端口管A101和端口管B102与蒸发装置连接。
蒸发装置包括压缩机、蒸发器11、节流阀8、冷冻水泵、控制器、防晒防水隔音箱体,压缩机与蒸发器11连接,蒸发器11连接节流阀,冷冻水泵独立与蒸发器11的水循环管壳连接,控制器均与冷冻水泵、水泵9、风机、节流阀8、压缩机连接,压缩机、蒸发器11、节流阀8、冷冻水泵、控制器均设置在防晒防水隔音箱体内部。
塔式冷却装置包括依次从上至下设置的水淋区5、水循环填料区13、积水盘7,冷凝器热交换管道14位于积水盘7内。
积水盘7与水循环填料区13之间的区域设置有集冷集热装置91。
冷凝器热交换管道14位于集冷集热装置91与积水盘7底面之间区域,冷凝器热交换管道14与集冷集热装置91之间的区域设置有水泵9,水淋区5内设置有淋水器2,水泵9与淋水器2连通。
水淋区5上方为塔式冷却装置的出风口10,出风口10内设置有风机,所述积水盘7与水循环填料区13之间的区域为通风区,通风区开有进风口。
集冷集热装置91为一端开口指向积水盘底面、且开口边缘与积水盘7底面有适量的水循环间隙,另一端封闭的隔热容器,冷凝器热交换管道位于隔热容器开口正下方或冷凝器热交换管道位于隔热容器内。集冷集热装置91为一端开口指向积水盘7底面,且开口边缘与积水盘7底面有水循环间隙、另一端封闭的隔热容器,冷凝器热交换管道位于隔热容器开口正下方或冷凝器热交换管道位于隔热容器内。
风机1设置在水循环填料区13下方或侧面,循环水流向与风流向互相垂直。
集冷集热装置91为隔热板和隔热导流管组合构成的隔离装置,隔热导流管位于隔热板靠近积水盘7的一面上,隔热导流管指向积水盘7底面,隔热导流管远离隔热板的一端与积水盘7底面存在间隙。
水泵9位于隔热板与积水盘7底面之间,且水泵9的进水口高于隔热导流管靠近积水盘7底面的一端, 冷凝器热交换管道14位于水泵9的进水口与隔热导流管靠近积水盘7底面的一端之间。
集冷集热装置91还可以是隔热板加隔热导流管组合构成隔离装置,隔热导流管与隔热板中部连接,隔热导流管位于隔热板靠近积水盘7的一面上,隔热导流管指向积水盘7底面,隔热导流管远离隔热板的一端与积水盘7底面存在间隙,该间隙为流通水的水循环间隙,隔热导流管数量为至少1个,水泵9位于隔热板与积水盘7底面之间,且水泵9的进水口高于隔热导流管靠近积水盘7底面的一端。当水淋区5的冷却水下流到隔热板上后,通过隔热导流管流向积水盘7底部,当冷凝器热交换管道14进行热交换后,积水盘7内的冷却水与冷凝器热交换管道14热交换,水温升高,热水上浮,上浮热水通过水泵9提升循环。以此分为热水去和冷水区。
实施例2
如图1所示。
蒸发冷凝分离式集冷集热三集成冷冻站,包括冷凝器,冷凝器为塔式冷却装置,塔式冷却装置包括从上至下设置的水淋区5、水循环填料区13、积水盘,塔式冷却装置还包括冷凝器循环管道,冷凝器循环管道14两端的端口管A101和端口管B102均延伸出塔式冷却装置,冷凝器循环管道依次穿过水淋区5、水循环填料区13、积水盘。
冷凝器循环管道14位于水循环填料区13的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道或翅片式管道或板式热交换管道等各种形式的其他热交换管道。
冷凝器循环管道14位于水淋区5的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道或翅片式管道或板式热交换管道等各种形式的其他热交换管道。
冷凝器循环管道14位于积水盘的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道或翅片式管道或板式热交换管道等各种形式的其他热交换管道。
水淋区5内设置有淋水器2,水循环填料区13下方设置有积水盘7,积水盘7内设置有水泵9,水泵9与淋水器2连通。
所述水淋区5上方为塔式冷却装置的出风口10,出风口10内设置有风机。
所述积水盘7与水循环填料区13之间的区域为通风区,通风区开有进风口。
热交换系统,包括依次连接的压缩机、上述冷凝器、蒸发器11,冷凝器循环管道14两端的端口管A101与压缩机的压缩A口3连通,冷凝器循环管道的端口管B102与蒸发器11连通,蒸发器11与压缩机的压缩B口12连通。
所述的热交换系统,还包括节流阀8,当水冷风冷混合式热交换装置进行制冷时,节流阀8位于蒸发器11与冷凝器循环管道14连接的路径上,此时,压缩A口3为压缩机排气口,压缩B口为压缩机吸气口。
所述的热交换系统,还包括节流阀8,水冷风冷混合式热交换装置进行制热时,节流阀8位于压缩A口3与冷凝器循环管道14连接的路径上,此时,压缩A口3为压缩机吸气口,压缩B口为压缩机排气口。
热交换系统,包括依次连接的压缩机、冷凝器、蒸发器11,所述冷凝器为塔式冷却装置,塔式冷却装置包括从上至下设置的水淋区5、水循环填料区13、积水盘,塔式冷却装置还包括冷凝器循环管道,冷凝器循环管道14的一端与压缩机的压缩A口3连通,冷凝器循环管道的另一端与蒸发器11连通,冷凝器循环管道依次穿过水淋区5、水循环填料区13、积水盘,蒸发器11与压缩机的压缩B口12连通。
依照上述结构,本发明压缩机对冷媒进行压缩处理,冷凝器对冷媒进行冷却处理,蒸发器11进行制冷或制热对室内温度进行调节。在制冷时,冷媒从压缩机内流出,沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水淋区5、水循环填料区13、、积水盘,最后冷却后的冷媒进入蒸发器11,在蒸发器内进行热交换,蒸发器11吸收室内热量对室内降温,起到制冷的目的,最后受热的冷媒进入压缩机,再次进行循环。在制热时,压缩机对冷媒进行压缩,冷媒的温度升高,先进入蒸发器,蒸发器释放冷媒的热量,使得室内空气的温度升高,完成制热处理,然后,冷媒沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水循环填料区13、水淋区5、积水盘,最后再次进入压缩机。
优选的,冷凝器循环管道14位于水循环填料区13的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道。可增加冷凝器循环管道14的冷却面积,使得采用水冷的效率更高,冷却时间更短。
冷凝器循环管道14位于水淋区5的部分为毛细血管式或盘管式热交换管道。可增加冷凝器循环管道14的冷却面积,使得采用水冷的效率更高,冷却时间更短。
水淋区5内设置有淋水器2。淋水器2从整个塔式冷却装置的上方进行喷水处理,对位于水循环填料区13、水淋区5内的冷凝器循环管道进行水冷却和风冷却同时进行。
水循环填料区13下方设置有积水盘7,积水盘7内设置有水泵9,水泵9与淋水器2连通。积水盘7接收上方落下的水源,将降温后的水汇集起来,另外,水泵9将积水盘7内的积水抽起,然后输送到淋水器2内,进行循环喷射。
所述水淋区5上方为塔式冷却装置的出风口10,出风口10内设置有风机。
水循环填料区13下方设置有积水盘7。
所述积水盘7与水循环填料区13之间的区域为通风区,通风区开有进风口。利用风机对塔式冷却装置内部抽气,外部的气体从通风区的进风口内吸入塔式冷却装置,这样可完成空气冷却处理,基于上述,水冷原理和风冷原理,本发明可实现水冷和风冷双重的冷却效果。
还包括节流阀8,当蒸发风冷式热交换总成进行制冷时,节流阀8位于蒸发器11与冷凝器循环管道14连接的路径上,此时,压缩A口3为压缩机排气口,压缩B口为压缩机吸气口。节流阀8起到节流作用。
由于塔式冷却装置内的水处于不断蒸发的状态,因此,塔式冷却装置还设置有补水口6,补水口连接补水装置,不断对本系统进行补水处理。
冷凝器对冷媒进行冷却处理,蒸发器11进行制冷或制热对室内温度进行调节。在制冷时,冷媒从压缩机内流出,沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水淋区5、水循环填料区13,最后冷却后的冷媒进入蒸发器11,在蒸发器内进行热交换,蒸发器11吸收室内热量对室内降温,起到制冷的目的,最后受热的冷媒进入压缩机,再次进行循环。在水淋区5和水循环填料区13同时采用水冷和风冷进行降温处理,水冷描述中,水流由上至下,风冷描述中,进风由下至上,形成对流。可将风冷型机组热交换的温度提高20摄氏度左右,省电60%,能效比值从原来的3.5提高到6.0。本实施例将传统空调器的冷凝部分外置,利用水塔改造设计,最终形成外置式冷却用水塔,增大热交换面积,采用毛细血管式的热交换管道,可降低铜材损耗,减少成本,同时可增加受热效率。降低水泵流量和功率、扬程,同时省去传统水冷机组的热交换管壳,降低机组成本和重量。
实施例3
本实施例与实施例1 的区别在于:节流阀8的位置和冷媒的流向不同。本实施例还包括节流阀8,当蒸发风冷式热交换总成进行制热时,节流阀8位于压缩A口3与冷凝器循环管道14连接的路径上,此时,压缩A口3为压缩机吸气口,压缩B口为压缩机排气口。在制热时,压缩机对冷媒进行压缩,冷媒的温度升高,先进入蒸发器,蒸发器释放冷媒的热量,使得室内空气的温度升高,完成制热处理,然后,冷媒沿着冷凝器循环管道依次进入塔式冷却装置的水循环填料区13、水淋区5,最后再次进入压缩机。蒸发器连通有冷凝水进管111和冷凝水出管112。
上述实施例中,当需要制热时,风机可以反转,使得风流向改变。冷冻水出口111、冷冻水入口112分别为冷冻水泵的出口和进口。
如上所述,则能很好的实现本发明。