CN106123172A - 多级高效蒸发冷却冷水机组 - Google Patents

多级高效蒸发冷却冷水机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开的多级高效蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体内的中央设置有分体填料式直接蒸发冷却单元，分体填料式直接蒸发冷却单元的左、右两侧分别设置有第一填料‑换热管复合型蒸发冷却单元、第二填料‑换热管复合型蒸发冷却单元；第一填料‑换热管复合型蒸发冷却单元对应的机组壳体侧壁上设置有进风口a，且该单元与进风口a之间设置有高温表冷器a；第二填料‑换热管复合型蒸发冷却单元对应的机组壳体侧壁上设置有进风口b，且该单元与进风口b之间设置有高温表冷器b；高温表冷器a、高温表冷器b均与分体填料式直接蒸发冷却单元连接。本发明多级高效蒸发冷却冷水机组具有高度低、立管换热效率高、出水温度低及出水净度高的优点。

Description

多级高效蒸发冷却冷水机组
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种多级高效蒸发冷却冷水机组。
背景技术
近年来，由于蒸发冷却冷水机组能产生温度较高的冷水，且具有高能效比，使其在我国纺织厂、办公楼、酒店、医院及商场等领域得到广泛应用。
目前，较为常用的蒸发冷却冷水机组是两级蒸发冷却冷水机组，其运行效果相对较好，但也存在以下几个问题：(1)机组的高度过高，实际生产的两级蒸发冷却冷水机组，其机组高度有的高达6m～7m，这样在大风季节，很容易受到压力作用，导致机组的承压能力增加，长期下去影响机组的牢固性和密封性，严重情况下，可能发生机组被吹倒的现象；(2)两级蒸发冷却冷水机组内的水温受室外空气参数变化和加工工艺影响非常大，往往与设计出水温度有一定偏差，通常是出水温度高于设计值，这样会造成系统因消除相同负荷而引起水泵能耗的增加或者不能满足室内温湿度设计要求的现象；(3)以立管作为间接段的冷水机组，其效率与设计相比偏低；(4)在开式系统中，室外空气对冷水机组的出水净度影响较大，增加了系统潜在风险和维护管理工作。
针对现有两级蒸发冷却冷水机组存在的高度偏高、立管换热效率偏低、出水温度偏高及出水净度低的问题，非常必要研发出一种能克服现有两级蒸发冷却冷水机组上述缺陷的蒸发冷却冷水机组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级高效蒸发冷却冷水机组，解决了现有两级蒸发冷却冷水机组存在的机组高度偏高、立管换热效率偏低、出水温度偏高及出水净度低的问题。
本发明所采用的技术方案是，多级高效蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体内的中央设置有分体填料式直接蒸发冷却单元，分体填料式直接蒸发冷却单元的左、右两侧分别设置有结构相对应的第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元、第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元；第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体一侧壁上设置有进风口a，且第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口a之间设置有高温表冷器a；第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体另一侧壁上设置有进风口b，且第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口b之间设置有高温表冷器b；高温表冷器a、高温表冷器b均与分体填料式直接蒸发冷却单元连接；分体填料式直接蒸发冷却单元、第一立管-填料复合式蒸发冷却单元及第二立管-填料复合式蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁上分别设置有排风口。
本发明的特点还在于：
进风口a和进风口b内均设置有粗效过滤器。
分体填料式直接蒸发冷却单元，包括有立方体状填料和倒立着设置于立方体状填料下方的三棱锥状填料；立方体状填料的上方依次设置有分体式布水单元、植物纤维填料c及排风机；分体式布水单元分别与高温表冷器a、高温表冷器b连接；三棱锥状填料的下方设置有储水箱c，储水箱c连接供水总管；三棱锥状填料的左、右两侧分别设置有湿式过滤器b、湿式过滤器a；湿式过滤器b的上方设置有喷淋单元b，喷淋单元b通过第二供水管与供水总管连接，湿式过滤器b的下方设置有储水箱b；湿式过滤器a的上方设置有喷淋单元a，喷淋单元a通过第一供水管与供水总管连接，湿式过滤器a的下方设置有储水箱a。
高温表冷器a分别连接出水管a、进水管a，高温表冷器a通过出水管a与分体式布水单元连接；高温表冷器b分别连接出水管b、进水管b，高温表冷器b通过出水管b与分体式布水单元连接。
分体式布水单元由呈左、右设置的布水器c和布水器d构成；布水器c与出水管a连接，用于对立方体状填料的对应部分进行喷淋；布水器d与出水管b连接，用于对立方体状填料的对应部分进行喷淋。
供水总管上设置有循环水泵c。
第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元，包括有立式换热管组a，立式换热管组a的上方依次设置有PVC填料a、布水器a、植物纤维填料a及二次排风机a；立式换热管组a的下方设置有循环水箱a，立式换热管组a与循环水箱a之间形成第一二次风流道；循环水箱a通过第一蓄水管与布水器a连接。
立式换热管组a由多根竖直设置的换热管构成；第一二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口a；第一蓄水管上设置有循环水泵a。
第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元，包括有立式换热管组b，立式换热管组b的上方依次设置有PVC填料b、布水器b、植物纤维填料b及二次排风机b；立式换热管组b的下方设置有循环水箱b，立式换热管组b与循环水箱b之间形成第二二次风流道；循环水箱b通过第二蓄水管与布水器b连接。
立式换热管组b由多根竖直设置的换热管构成；第二二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口b；第二蓄水管上设置有循环水泵b。
本发明的有益效果在于：
1)本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，在机组内分别布置了立方体状填料和三棱锥状填料，且立方体状填料在横向方向紧接填料-换热管复合型蒸发冷却单元，增加了填料的横向跨度，从而减小了填料的纵向高度，增加了机组的稳定性和安全性。
2)本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，在填料-换热管复合型蒸发冷却单元内采用PVC填料和立式换热管组结合的方式，可以增大二次风与循环水的热湿交换，使循环水温度更趋近于二次风湿球温度，从而提高了蒸发冷却效率，进而使本发明多级高效蒸发冷却冷水机组的出水温度更低，增加了系统的稳定性。
3)本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，流过填料-换热管复合型蒸发冷却单元的二次风为经高温表冷器等湿处理后的空气，具有比室外空气更低的湿球温度，能增加换热的效率。
4)本发明多级高效蒸发冷却冷水机组内采用了湿式过滤器，能够对一次空气进行二次净化，使一次风空气中的杂质拦截在湿式过滤器上，最后落入储水箱中，从而减少了一次空气对机组出水的污染。
附图说明
图1是本发明多级高效蒸发冷却冷水机组的结构示意图。
图中，1.高温表冷器a，2.立式换热管组a，3.出水管a，4.PVC填料a，5.布水器a，6.植物纤维填料a，7.二次排风机a，8.植物纤维填料c，9.布水器c，10.排风机，11.立方体状填料，12.布水器d，13.进水管a，14.二次排风机b，15.植物纤维填料b，16.布水器b，17.PVC填料b，18.出水管b，19.立式换热管组b，20.高温表冷器b，21.进水管b，22.循环水泵b，23.二次进风口b，24.循环水箱b，25.喷淋单元a，26.湿式过滤器a，27.储水箱a，28.储水箱c，29.三棱锥状填料，30.循环水泵c，31.储水箱b，32.湿式过滤器b，33.喷淋单元b，34.循环水箱a，35.二次进风口a，36.循环水泵a，37.进风口a，38.进风口b。
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。
本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，如图1所示，包括有机组壳体，机组壳体内的中央设置有分体填料式直接蒸发冷却单元，分体填料式直接蒸发冷却单元的左、右两侧分别设置有结构相对应的第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元、第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元；第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体一侧壁上设置有进风口a37，且第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口a37之间设置有高温表冷器a1；第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体另一侧壁上设置有进风口b38，且第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口b38之间设置有高温表冷器b20；高温表冷器a1、高温表冷器b20均与分体填料式直接蒸发冷却单元连接；分体填料式直接蒸发冷却单元、第一立管-填料复合式蒸发冷却单元及第二立管-填料复合式蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁上分别设置有排风口。
进风口a37和进风口b38内均设置有粗效过滤器。
分体填料式直接蒸发冷却单元，如图1所示，包括有立方体状填料11和倒立着设置于立方体状填料11下方的三棱锥状填料29；立方体状填料11的上方依次设置有分体式布水单元、植物纤维填料c8及排风机10；分体式布水单元分别与高温表冷器a1、高温表冷器b20连接；三棱锥状填料29的下方设置有储水箱c28，储水箱c28连接供水总管，且供水总管上设置有循环水泵c30；三棱锥状填料29的左、右两侧分别设置有湿式过滤器b32、湿式过滤器a26；湿式过滤器b32的上方设置有喷淋单元b33，喷淋单元b33通过第二供水管与供水总管连接，湿式过滤器b32的下方设置有储水箱b31；湿式过滤器a26的上方设置有喷淋单元a25，喷淋单元a25通过第一供水管与供水总管连接，湿式过滤器a26的下方设置有储水箱a27。
高温表冷器a1分别连接出水管a3、进水管a13；高温表冷器b20分别连接出水管b18、进水管b21；高温表冷器a1的进水管a13和高温表冷器b20的进水管b21均与室内回水管连接；高温表冷器a1通过出水管a3与分体式布水单元连接，高温表冷器b20通过出水管b18与分体式布水单元连接。
分体式布水单元由呈左、右设置的布水器c9和布水器d12构成，布水器c9与出水管a3连接，能对立方体状填料11的左半部分进行喷淋，布水器d12与出水管b18连接，能对立方体状填料11的右半部分进行喷淋。
第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元，如图1所示，包括有立式换热管组a2，立式换热管组a2的上方依次设置有PVC填料a4、布水器a5、植物纤维填料a6及二次排风机a7；立式换热管组a2的下方设置有循环水箱a34，立式换热管组a2与循环水箱a34之间形成第一二次风流道；循环水箱a34通过第一蓄水管与布水器a5连接。
立式换热管组a2由多根竖直设置的换热管构成。
第一二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口a35。
第一蓄水管上设置有循环水泵a36。
第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元，如图1所示，包括有立式换热管组b19，立式换热管组b19的上方依次设置有PVC填料b17、布水器b16、植物纤维填料b15及二次排风机b14，立式换热管组b19的下方设置有循环水箱b24，立式换热管组b19与循环水箱b24之间形成第二二次风流道；循环水箱b24通过第二蓄水管与布水器b16连接。
立式换热管组b19由多根竖直设置的换热管构成。
第二二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口b23。
第二蓄水管上设置有循环水泵b22。
本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，其工作过程可分为风系统工作流程和水系统工作过程，具体如下：
(1)风系统工作过程：
室外新风分别经进风口a37、进风口b38进入机组壳体内，由于进风口a37和进风口b38内均设置有粗效过滤器，所以能对室外新风进行过滤，使室外新风进入机组壳体后成为洁净的空气；
经进风口a37进入机组壳体内的洁净空气首先流过高温表冷器a1，由高温表冷器a1对其进行等湿冷却，形成预冷空气，预冷空气分为如下两部分进行处理：
一部分预冷空气做为一次空气进入立式换热管组a2，与每根换热管外壁上的水膜进行热湿交换完成等湿冷却，形成一次冷空气；一次冷空气经湿式过滤器b32进行过滤后进入分体填料式直接蒸发冷却单元内，与立方体状填料11和三棱锥状填料29再次进行热湿交换，形成一次冷风；一次冷风在排风机10的作用下向上运动，流过植物纤维填料c8时，由植物纤维填料c8对其进行除湿处理，最终符合送风条件的一次冷风被排到周围大气中；
另一部分预冷空气做为二次风，这部分预冷空气经二次进风口a35进入立式换热管组a2的每根换热管内，使这部分预冷空气在流经换热管内时与换热管内壁上形成的水膜发生热湿交换，形成二次冷风；二次冷风在二次排风机a7的作用下继续向上运动，与PVC填料a4再次进行热湿交换，最终经过植物纤维填料a6的干式过滤，由二次排风机a7排到周围大气中。
经进风口b38进入机组壳体内的洁净空气首先流过高温表冷器b20，由高温表冷器b20对其进行等湿冷却，形成预冷空气，预冷空气分为如下两部分进行处理：
一部分预冷空气做为一次空气进入立式换热管组b19，与每根换热管外壁上的水膜进行热湿交换完成等湿冷却，形成一次冷空气；一次冷空气经湿式过滤器a26进行过滤后进入分体填料式直接蒸发冷却单元内，与立方体状填料11和三棱锥状填料29再次进行热湿交换，形成一次冷风；一次冷风在排风机10的作用下向上运动，流过植物纤维填料c8时，由植物纤维填料c8对其进行除湿处理，最终符合送风条件的一次冷风被排到周围大气中；
另一部分预冷空气做为二次风，这部分预冷空气经二次进风口b23进入立式换热管组b19的每根换热管内，使这部分预冷空气在流经换热管内时与换热管内壁上形成的水膜发生热湿交换，形成二次冷风；二次冷风在二次排风机b14的作用下继续向上运动，与PVC填料b17再次进行热湿交换，最终经过植物纤维填料b15的干式过滤，由二次排风机b14排到周围大气中。
(2)水系统的工作过程具体如下：
第一种水系统的工作过程具体：
室内回水首先通过进水管a13进入高温表冷器a1中，待高温表冷器a1与空气间接换热后，高温表冷器a1中的水沿出水管a3进入布水器c9中，并由布水器c9将水向下喷淋在立方体状填料11和三棱锥状填料29上形成水膜，此时流经立方体状填料11和三棱锥状填料29的一次空气能与水膜发生热湿交换，热湿交换完成后立方体状填料11和三棱锥状填料29上的水温变低，这部分水在重力的作用下落入储水箱c28中。
室内回水首先通过进水管b21进入高温表冷器b20中，待高温表冷器b20与空气间接换热后，高温表冷器b20中的水沿出水管b18进入布水器d12中，并由布水器d12将水向下喷淋落在立方体状填料11和三棱锥状填料29上形成水膜，此时流经立方体状填料11和三棱锥状填料29的一次空气能与水膜发生热湿交换，热湿交换完成后立方体状填料11和三棱锥状填料29上的水温变低，这部分水在重力的作用下落入储水箱c28中。
第二种水系统的工作过程具体：
循环水箱a34中的循环水在循环水泵a36的动力作用下沿第一蓄水管进入布水器a5中，由布水器a5将水向下喷淋至PVC填料a4上，能在PVC填料a4表面形成水膜，PVC填料a4多余的水滴落至立式换热管组a2内，流经立式换热管组a2和PVC填料a4的空气能进行两次热湿交换，进一步降低空气的温度，而PVC填料a4和立式换热管组a2上多余的水能落入循环水箱a34中，循环往复。
循环水箱b24中的循环水在循环水泵b22的动力作用下沿第二蓄水管进入布水器b16中，由布水器b16将水向下喷淋至PVC填料b17上，能在PVC填料b17表面形成水膜，PVC填料b17多余的水滴落至立式换热管组b19内，流经立式换热管组b19和PVC填料b17的空气能进行两次热湿交换，进一步降低空气的温度，而PVC填料b17和立式换热管组b19上多余的水能落入循环水箱b24中，循环往复。
第三种水系统的工作过程具体：
储水箱c28中的一小部分冷水在循环水泵c30的动力作用下沿供水总管输出，并分流至第一供水管、第二供水管；第一供水管将水输送至喷淋单元a25，由喷淋单元a25将水喷淋至湿式过滤器a26，多余的水在重力作用下落到储水箱a27；第二供水管将水输送至喷淋单元b33，由喷淋单元b33将水喷淋至湿式过滤器b32，多余的水在重力作用下落到储水箱b31。
本发明多级高效蒸发冷却冷水机组，解决了现有两级蒸发冷却冷水机组存在的机组高度偏高、立管换热效率偏低、出水温度偏高及出水净度低的问题。

Claims (10)

1.多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，包括有机组壳体，所述机组壳体内的中央设置有分体填料式直接蒸发冷却单元，所述分体填料式直接蒸发冷却单元的左、右两侧分别设置有结构相对应的第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元、第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元；
所述第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体一侧壁上设置有进风口a(37)，且第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口a(37)之间设置有高温表冷器a(1)；所述第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元进风侧对应的机组壳体另一侧壁上设置有进风口b(38)，且第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元与进风口b(38)之间设置有高温表冷器b(20)；高温表冷器a(1)、高温表冷器b(20)均与分体填料式直接蒸发冷却单元连接；
所述分体填料式直接蒸发冷却单元、第一立管-填料复合式蒸发冷却单元及第二立管-填料复合式蒸发冷却单元上方对应的机组壳体顶壁上分别设置有排风口。
2.根据权利要求1所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述进风口a(37)和进风口b(38)内均设置有粗效过滤器。
3.根据权利要求1所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述分体填料式直接蒸发冷却单元，包括有立方体状填料(11)和倒立着设置于立方体状填料(11)下方的三棱锥状填料(29)；
所述立方体状填料(11)的上方依次设置有分体式布水单元、植物纤维填料c(8)及排风机(10)；所述分体式布水单元分别与高温表冷器a(1)、高温表冷器b(20)连接；
所述三棱锥状填料(29)的下方设置有储水箱c(28)，所述储水箱c(28)连接供水总管；所述三棱锥状填料(29)的左、右两侧分别设置有湿式过滤器b(32)、湿式过滤器a(26)；
所述湿式过滤器b(32)的上方设置有喷淋单元b(33)，所述喷淋单元b(33)通过第二供水管与供水总管连接，所述湿式过滤器b(32)的下方设置有储水箱b(31)；
所述湿式过滤器a(26)的上方设置有喷淋单元a(25)，喷淋单元a(25)通过第一供水管与供水总管连接，所述湿式过滤器a(26)的下方设置有储水箱a(27)。
4.根据权利要求1或3所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述高温表冷器a(1)分别连接出水管a(3)、进水管a(13)，所述高温表冷器a(1)通过出水管a(3)与分体式布水单元连接；
所述高温表冷器b(20)分别连接出水管b(18)、进水管b(21)，所述高温表冷器b(20)通过出水管b(18)与分体式布水单元连接。
5.根据权利要求4所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述分体式布水单元由呈左、右设置的布水器c(9)和布水器d(12)构成；
所述布水器c(9)与出水管a(3)连接，用于对立方体状填料(11)的对应部分进行喷淋；
所述布水器d(12)与出水管b(18)连接，用于对立方体状填料(11)的对应部分进行喷淋。
6.根据权利要求3所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述供水总管上设置有循环水泵c(30)。
7.根据权利要求1所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述第一填料-换热管复合型蒸发冷却单元，包括有立式换热管组a(2)，所述立式换热管组a(2)的上方依次设置有PVC填料a(4)、布水器a(5)、植物纤维填料a(6)及二次排风机a(7)；
所述立式换热管组a(2)的下方设置有循环水箱a(34)，所述立式换热管组a(2)与循环水箱a(34)之间形成第一二次风流道；
所述循环水箱a(34)通过第一蓄水管与布水器a(5)连接。
8.根据权利要求7所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述立式换热管组a(2)由多根竖直设置的换热管构成；
所述第一二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口a(35)；
所述第一蓄水管上设置有循环水泵a(36)。
9.根据权利要求1所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述第二填料-换热管复合型蒸发冷却单元，包括有立式换热管组b(19)，所述立式换热管组b(19)的上方依次设置有PVC填料b(17)、布水器b(16)、所述植物纤维填料b(15)及二次排风机b(14)；
所述立式换热管组b(19)的下方设置有循环水箱b(24)，所述立式换热管组b(19)与循环水箱b(24)之间形成第二二次风流道；所述循环水箱b(24)通过第二蓄水管与布水器b(16)连接。
10.根据权利要求9所述的多级高效蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述立式换热管组b(19)由多根竖直设置的换热管构成；
所述第二二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次进风口b(23)；所述第二蓄水管上设置有循环水泵b(22)。
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