CN104776529B - 间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组 - Google Patents

间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开的间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，包括有机组壳体和设置于机组壳体外的太阳能加热设备，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气入口、送风口；机组壳体内按一次空气进入后流动方向依次设置有过滤器、风室、间接蒸发冷却单元、滚筒填料式直接蒸发冷却单元、挡水板及风机；间接蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁设置有排风口，太阳能加热设备位于排风口上方。本发明的空调机组，利用太阳能加热设备加热间接蒸发冷却单元排风口处的空气，使间接蒸发冷却单元内的二次空气在热压的作用下上升，省去了二次风机的设置；采用滚筒式填料使布水更加均匀，且无需设置水泵和布水装置。

Description

间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，涉及一种间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组。
背景技术
在现有的间接蒸发冷却器中，通常既要设置一次风机又要设置二次风机，由于风机的设置数量相对较多,导致间接蒸发冷却器在运行时能耗较大，基于节省能耗考虑，如何减少间接蒸发冷却器内风机的设置数量，而不影响机组的正常运行成为了研究的重点。根据自然通风的原理，依靠室内、外空气温差所形成的热压，或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差，能促使室内、外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境，由于自然通风无需设置动力设备，被认为是一种经济的通风方式；将自然通风的原理应用于间接蒸发冷却器，通过使间接蒸发冷却器内、外的空气形成温度差造成热压，可以促使间接蒸发冷却器内的二次空气自然上升由排风口排出，无需二次风机提供动力，省去了二次风机的设置，降低了间接蒸发冷却器的运行。
直接蒸发冷却器是通过水与空气换热最终实现对空气的降温，采用的冷却介质是水，在现有的直接蒸发冷却器内，大部分都是通过水泵将水送入到布水装置中，由布水装置将水喷淋到填料表面，以此来实现对空气的降温；然而直接蒸发冷却器在运行过程中布水装置和水泵都需要消耗大量的能耗才能正常运行，造成了能耗大，而且也容易出现布水不均匀的状况，导致蒸发冷却效率下降，这些都是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，利用太阳能加热设备加热间接蒸发冷却单元排风口处的空气，使间接蒸发冷却单元内的二次空气在热压的作用下上升，省去了二次风机的设置；采用滚筒式填料使布水更加均匀，且无需设置水泵和布水装置。
本发明采用的技术方案是，间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，包括有机组壳体和设置于机组壳体外的太阳能加热设备，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气入口、送风口；机组壳体内按一次空气进入后流动方向依次设有过滤器、风室、间接蒸发冷却单元、滚筒填料式直接蒸发冷却单元、挡水板及风机；间接蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁设置有排风口，太阳能加热设备位于排风口上方。
本发明的特点还在于：
送风口通过送风管与房间内设置的送风窗连接。
一次空气入口内设置有风阀。
间接蒸发冷却单元采用的是管式间接蒸发冷却器。
管式间接蒸发冷却器，包括有换热管组；换热管组的上方设置有布水装置，布水装置由布水管和多个均匀设置于布水管上、面向换热管组喷淋的喷嘴组成；换热管组的下方设置有蓄水箱，蓄水箱通过供水管与布水管连接；换热管组与蓄水箱之间形成二次风流道；二次风流道与风室侧壁上设置的二次空气入口连通。
换热管组由多根水平设置的换热管组成；供水管上设置有水泵。
风室内设置有隔板，隔板将风室分隔成一次风室和二次风室；二次风室通过回风管与房间内设置的回风口连接。
滚筒填料式直接蒸发冷却单元由水平设置的滚筒式填料单元和设置于滚筒式填料单元下部的水箱组成。
滚筒式填料单元包括有滚筒和填料；滚筒连接于水平设置的滚筒旋转轴上，滚筒旋转轴位于滚筒的中轴线上，滚筒旋转轴与电动机连接，在电动机的驱动下滚筒能沿滚筒旋转轴旋转；填料以可拆卸的方式沿滚筒的外壁设置，滚筒转动到下部，填料与水箱内的水接触，实现对填料的布水。
太阳能加热设备由两层太阳能吸热层及位于两层太阳能吸热层之间的加热层组成。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的空调机组，依据自然通风原理，利用太阳能加热设备加热间接蒸发冷却单元排风口处的空气，使得间接蒸发冷却单元内外形成温差，造成热压，为间接蒸发冷却单元内的二次空气提供上升的动力，省去了为间接蒸发冷却单元单独设置二次风机，有效的减少了风机的设置数量，在一定程度上减少了能耗。
2.本发明的空调机组内设置有直接蒸发冷却单元，直接蒸发冷却单元内的填料采用的不是普通填料而是滚筒式填料，并且省去了设置水泵和布水装置，让滚筒式填料直接在旋转过程中与水箱内的水均匀接触，实现了对填料的均匀布水，减少了能耗和投资。
3.本发明的空调机组内设置有滚筒式填料，滚筒式填料是由填料和能够旋转的滚筒组成的，填料以可拆卸的方式沿滚筒的外壁设置，可以根据需要拆卸下来进行清洗，延长了填料的使用寿命。
4.本发明的空调机组，利用房间内的回风作为间接蒸发冷却单元的二次空气，有效提高了间接蒸发冷却单元的蒸发冷却效率。
5.本发明的空调机组内设置风室，风室内设置隔板，通过隔板将风室分成一次风室和二次风室，一次风室直接与一次空气入口连通，二次风室与间接蒸发冷却单元内的二次空气流道连通，隔板进入风室内将一次空气、二次空气隔开，避免气流紊乱。
6.使用本发明的空调机组时，将整个机组放置于阳光能照射到的地方，有利于太阳能加热设备采集太阳光的热能，经处理后用于促进间接蒸发冷却单元内二次空气的上升。
附图说明
图1是本发明空调机组的结构示意图。
图中，1.过滤器，2.太阳能加热设备，3.加热层，4.滚筒填料，5.风机，6.送风管，7.挡水板，8.水箱，9.滚筒旋转轴，10.填料，11.换热管组，12.二次空气入口，13.隔板，14.回风口，15.送风窗，16.一次空气入口，17.送风口，18.布水管，19.喷嘴，20.供水管，21.蓄水箱，22.回风管，23.房间，24.滚筒，25.太阳能吸热层。
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。
本发明间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，其结构如图1所示，包括有机组壳体和设置于机组壳体外的太阳能加热设备2，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气入口16、送风口17；机组壳体内按一次空气进入后流动方向依次设有过滤器1、风室、间接蒸发冷却单元、滚筒填料式直接蒸发冷却单元、挡水板7及风机5；间接蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁设置有排风口，太阳能加热设备2位于排风口上方。
送风口17通过送风管6与房间23内设置的送风窗15连接。
一次空气入口16内设置有用于控制风量的风阀。
间接蒸发冷却单元采用的是管式间接蒸发冷却器。
管式间接蒸发冷却器，包括有换热管组11，换热管组11的上方设置有布水装置，布水装置由布水管18和多个均匀设置于布水管18上、面向换热管组11喷淋的喷嘴19组成；换热管组11的下方设置有蓄水箱21，蓄水箱21通过供水管20与布水管18连接；换热管组11与蓄水箱21之间形成二次风流道；二次风流道与风室侧壁上设置的二次空气入口12连通。
换热管组11由多根水平设置的换热管组成。
供水管20上设置有水泵。
风室内设置有隔板13，隔板13将风室分隔成一次风室和二次风室，二次风室通过回风管22与房间23内设置的回风口14连接。
滚筒填料式直接蒸发冷却单元由水平设置的滚筒式填料单元和设置于滚筒式填料单元下部的水箱8组成。
滚筒式填料单元，包括有滚筒24和填料10；滚筒24连接于水平设置的滚筒旋转轴9上，滚筒旋转轴9位于滚筒24的中轴线上，滚筒旋转轴9与电动机连接，在电动机的驱动下滚筒24能沿滚筒旋转轴9转动；填料10以可拆卸的方式沿滚筒24的外壁设置，当滚筒24转动到下部时，填料10能与水箱8内的水接触，在滚筒24的不断转动中能完成对填料10的布水。
太阳能加热设备2由两层太阳能吸热层25及位于两层太阳能吸热层25之间的加热层3组成；两层太阳能吸热层25用于吸收太阳光的热量，吸收的热量在加热层3处升温。由于太阳能加热设备2设置于排风口上方，此时排风口处的空气温度高，而机组壳体内间接蒸发冷却单元内的空气温度低，使得机组壳体内、外的空气形成了温度差，这个温度差可以造成热压，就可以为间接蒸发冷却单元内二次空气的上升提供动力，相当于将热能转化为动能，此时就无需设置二次风机。
本发明间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组内各部件的作用：
太阳能加热设备2：设置于整个机组壳体的上部，且与机组壳体顶壁上设置的排风口相对；太阳能加热设备2用于改变机组壳体外部的温度场，使得机组壳体内外的空气形成温度差，进而导致形成热压，经间接蒸发冷却单元处理后的二次空气在热压的作用下可以上升，最终通过排风口排出机组壳体，此时可以省去二次风机的设置。
过滤器1：用于过滤掉空气中的灰尘和杂质，保证空气的品质。
风室内设置有隔板13，隔板13将风室分成容纳一次空气的一次风室和容纳二次空气的二次风室，能有效防止气流紊乱；房间23内的回风通过回风管22送至二次风室内，采用房间23内的回风作为二次空气，一方面可以有利用房间23的高度来使得室内的回风容易上升，另一方面利用回风可以提高间接蒸发冷却单元的效率；回风经过二次空气入口12进入到间接蒸发冷却单元内，与一次空气和水进行热湿交换后，依靠热压动力上升，最终排出机组壳体。
间接蒸发冷却单元：采用的是管式间接蒸发冷却器，能有效的降低一次空气的温度，对进入机组壳体内的空气进行第一级降温；在排风口内没有设置二次风机，直接利用排风口内、外空气温差形成的热压促使流经换热管组11的二次空气不断上升至排风口，最终排到机组壳体外。
滚筒填料式直接蒸发冷却单元：主要由滚筒式填料单元和水箱8组成，填料10随滚筒24的旋转可以与水箱8内水接触，完成对填料10的布水，无需设置水泵和布水装置，减少了能耗；由于填料10可以拆卸下来清洗，可以在很大程度上延长填料10的使用寿命。滚筒24可以根据空气的流动调节转速，在转动的时候不宜过快，应该满足能够将填料10润湿。
本发明间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，室外的一次空气经过间接蒸发冷却单元进行第一级降温后，进入到滚筒填料式直接蒸发冷却单元，一次空气连续两次经过填料层，进行第二级降温；一次空气经过间接蒸发冷却及直接蒸发冷却两级降温后，通过送风管6送至房间内，对房间进行降温。
本发明间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，其工作过程为：
一次空气：室外的一次空气经过滤器1过滤后，进入到间接蒸发冷却单元内进行第一级降温，后在进入到滚筒填料式直接蒸发冷却单元内，滚筒式填料单元在电动机的带动下围绕滚筒旋转轴9旋转，转动的速度可以根据空气的流速调节；一次空气通过滚筒式填料单元后，完成两级降温，降温后的空气通过送风管6送入房间23内。
二次空气：利用房间23内的回风作为二次空气(能有效提高蒸发冷却效率)，回风流入二次风室内，二次风室内的二次空气通过侧壁上的二次空气入口流入二次风流道，二次风流经多根换热管外，与多根换热管内的一次空气、水热湿交换；之后二次空气在热压的作用下上升，最后从排风口排出。
本发明间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，利用自然通风的原理，采用太阳能加热设备为二次空气的上升提供动力，省去了间接蒸发冷却单元内的二次风机；采用可以旋转的滚筒式填料单元，在滚筒24旋转的过程中填料10与水箱8内的水接触，省去了为直接蒸发冷却单元设置水泵和布水装置，不仅有效降低了能耗，还能节省制造成本。

Claims (5)

1.间接蒸发冷却与滚筒填料式直接蒸发冷却联合的空调机组，其特征在于，包括有机组壳体和设置于机组壳体外的太阳能加热设备(2)，所述机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气入口(16)、送风口(17)；
所述机组壳体内按一次空气进入后流动方向依次设有过滤器(1)、风室、间接蒸发冷却单元、滚筒填料式直接蒸发冷却单元、挡水板(7)及风机(5)；
所述间接蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁设置有排风口，所述太阳能加热设备(2)位于该排风口上方；
所述送风口(17)通过送风管(6)与房间(23)内设置的送风窗(15)连通；
所述风室内设置有隔板(13)，所述隔板(13)将风室分隔成一次风室和二次风室；所述二次风室通过回风管(22)与房间(23)内设置的回风口(14)连接；
所述滚筒填料式直接蒸发冷却单元由水平设置的滚筒式填料单元和设置于滚筒式填料单元下部的水箱(8)组成；
所述滚筒式填料单元包括有滚筒(24)和填料(10)；
所述滚筒(24)连接于水平设置的滚筒旋转轴(9)上，所述滚筒旋转轴(9)位于滚筒(24)的中轴线上，所述滚筒旋转轴(9)与电动机连接，在电动机的驱动下滚筒(24)能沿滚筒旋转轴(9)旋转；
所述填料(10)以可拆卸的方式沿滚筒(24)的外壁设置，滚筒(24)转动到下部，填料(10)与水箱（ 8） 内的水接触，实现对填料(10)的布水；
所述太阳能加热设备(2)由两层太阳能吸热层(25)及位于两层太阳能吸热层(25)之间的加热层(3)组成。
2.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述一次空气入口(16)内设置有风阀。
3.根据权利要求1所述的空调机组，其特征在于，所述间接蒸发冷却单元采用的是管式间接蒸发冷却器。
4.根据权利要求3所述的空调机组，其特征在于，所述管式间接蒸发冷却器，包括有换热管组(11)；所述换热管组(11)的上方设置有布水装置，所述布水装置由布水管(18)和多个均匀设置于布水管(18)上、面向换热管组(11)喷淋的喷嘴(19)组成；
所述换热管组(11)的下方设置有蓄水箱(21)，所述蓄水箱(21)通过供水管(20)与布水管(18)连接；
所述换热管组(11)与蓄水箱(21)之间形成二次风流道；所述二次风流道与风室侧壁上设置的二次空气入口(12)连通。
5.根据权利要求4所述的空调机组，其特征在于，所述换热管组(11)由多根水平设置的换热管组成；所述供水管(20)上设置有水泵。
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