CN107084463A - 复合冷源冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合冷源冷水机组，包括机壳，该机壳内设有压缩机，所述机壳内还设有水箱、进风口、间接冷却水盘管、间接蒸发水盘管、蒸发冷却冷凝器、填料、喷淋头、挡水板、风冷冷凝器、风机，且喷淋头位于填料上方、填料位于水箱上方；所述复合冷源冷水机组形成有蒸汽压缩式制冷氟系统、风系统、喷淋水系统、冷冻水系统。本发明的优点是：运行合理高效。

Description

复合冷源冷水机组

技术领域

本发明涉及空调机组技术领域，尤其是涉及一种复合冷源冷水机组。

背景技术

当前的冷水机组大多采用蒸汽压缩式制冷原理，由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等元器件构成。蒸汽压缩式制冷是通过压缩机做功实现将空调房间的热量通过制冷剂系统排到室外大气。由于制冷原理的限制，蒸汽压缩式冷水机组的能效比较低，一般在6.0以下，在当前以节能作为机械产品潮流的形势下，很难达到满意的节能效果。这对于一些特殊行业，比如数据中心空调等，节能的压力非常大。

我国幅员辽阔，在北方地区，尤其是西北地区，夏季湿度不是很高，有广泛的自然冷源--干空气能，利用蒸发冷却技术可以实现干空气能的利用，在我国西北新疆等地，利用蒸发冷却技术直接制冷，可以得到超过20.0的能效。对于像数据中心空调，由于需要全年制冷，即使在我国南方大部分地区，全年湿球温度低于15℃的时间在3000小时以上，通过蒸发冷却技术可以实现高效制冷，从而实现节能。

因此，如果能将当前的蒸汽压缩式制冷机组与以蒸发冷却技术为基础的自然冷源结合使用，一方面蒸汽压缩式机械制冷可以满足空调系统在夏季的制冷需求，另一方面，在过渡季节或冬季，可以利用蒸发冷却得到冷量，不必要开启压缩机，或减小压缩机的开启时间，可以大大提高冷水机组的节能效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合冷源冷水机组，它具有运行合理高效的特点。

本发明所采用的技术方案是：复合冷源冷水机组，包括机壳，该机壳内设有压缩机，

所述机壳内还设有水箱、进风口、间接冷却水盘管、间接蒸发水盘管、蒸发冷却冷凝器、填料、喷淋头、挡水板、风冷冷凝器、风机，且喷淋头位于填料上方、填料位于水箱上方；

所述复合冷源冷水机组形成有蒸汽压缩式制冷氟系统、风系统、喷淋水系统、冷冻水系统；

其中：

该蒸汽压缩式制冷氟系统的连接关系为：压缩机出口连通至风冷冷凝器和蒸发冷却冷凝器的进口，蒸发冷却冷凝器的进口与风冷冷凝器的进口相连，蒸发冷却冷凝器的出口液管通过一第二电磁阀与风冷冷凝器的出口相连，风冷冷凝器的出口连接至一储液器的进口，储液器的出口通过一膨胀阀连接至一机械冷源蒸发器的进口，膨胀阀的开度根据机械冷源蒸发器出口过热度予以控制，机械冷源蒸发器出口连接至压缩机的吸气口；

该风系统连接关系为：进风口连通至间接冷却水盘管和间接蒸发水盘管，间接冷却水盘管和间接蒸发水盘管连通至蒸发冷却冷凝器，蒸发冷却冷凝器连通至填料，填料连通至喷淋头，喷淋头连通至挡水板，挡水板连通至风冷冷凝器，风冷冷凝器连通至风机，风机的出风口连通至该机壳外部；

该喷淋水系统的连接关系为：水箱里的水经过一过滤器和一喷淋水泵后分成两路，一路经过一第一电磁阀进入一自然冷源换热器，另一路分别进入间接冷却水盘管和间接蒸发水盘管，从间接冷却水盘管和间接蒸发水盘管出来的水管与经过自然冷源换热器的管路汇合，然后与喷淋头的集水管相连，从喷淋头喷出的水落入水箱；

该冷冻水系统的连接关系为：从用户回路回来的冷冻水经过一冷冻水循环泵加压后进入自然冷源换热器，自然冷源换热器的出口连接至机械冷源蒸发器的进口，机械冷源蒸发器的出口通过一单向阀连接至用户回路的供水管。

所述水箱、进风口、间接冷却水盘管和间接蒸发水盘管、蒸发冷却冷凝器、填料、喷淋头、挡水板、风冷冷凝器、风机从下至上分布。

所述进风口、间接蒸发水盘管、喷淋头、蒸发冷却冷凝器、填料、水箱从上至下分布，同时，风机、风冷冷凝器、挡水板、填料、间接冷却水盘管、进风口从左至右分布。

本发明和现有技术相比所具有的优点是：运行合理高效。本发明的复合冷源冷水机组，包含有蒸汽压缩式机械制冷和可以利用露点蒸发冷却技术的冷水机组。在夏季湿球温度较高的情况下，采用蒸发冷却来冷凝机械制冷的冷凝器，降低机械制冷的冷凝温度，提高蒸汽压缩式制冷的效率；在过渡季或冬季，即湿球温度较低的情况下，采用露点蒸发冷却技术直接得到冷水，为需要用冷的场合提供冷量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例1的复合冷源冷水机组的主视图；

图2是图1的B—B向视图；

图3是图1的A—A向视图；

图4是本发明的实施例1的复合冷源冷水机组的部件连接示意图；

图5是本发明的实施例2的复合冷源冷水机组的主视图；

图6是图5的右视图。

图中：

1、风机；2、风冷冷凝器；3、挡水板；4、喷淋头；5、填料；6、蒸发冷却冷凝器；7、进风口；8、间接冷却水盘管；9、间接蒸发水盘管；10、水箱；11、过滤器；12、喷淋水泵；13、隔板Ⅰ；14、压缩机；15、第一电磁阀；16、自然冷源换热器；17、隔板Ⅱ；18、隔板Ⅲ；19、隔板Ⅳ；20、冷冻水循环泵；21、机械冷源蒸发器；22、单向阀；23、膨胀阀；24、储液器；25、第二电磁阀；100、机壳。

具体实施方式

实施例1

见图1至图4所示，复合冷源冷水机组，包括机壳100，该机壳100内设有压缩机14。

进一步的讲：

该机壳100内还设有水箱10、进风口7、间接冷却水盘管8、间接蒸发水盘管9、蒸发冷却冷凝器6、填料5、喷淋头4、挡水板3、风冷冷凝器2、风机1，且喷淋头4必然位于填料5上方、填料5必然位于水箱10上方。本实施例1中，水箱10、进风口7、间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9、蒸发冷却冷凝器6、填料5、喷淋头4、挡水板3、风冷冷凝器2、风机1从下至上分布。当然，该进风口7必然位于该机壳100的侧壁上，该风机1一端口部必然延伸至该机壳100外部，且间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9位于同一高度。

该复合冷源冷水机组形成有蒸汽压缩式制冷氟系统、风系统、喷淋水系统、冷冻水系统。

具体而言：

该蒸汽压缩式制冷氟系统的连接关系为：压缩机14出口连通至风冷冷凝器2和蒸发冷却冷凝器6的进口，蒸发冷却冷凝器6的进口与风冷冷凝器2的进口相连，蒸发冷却冷凝器6的出口液管通过一第二电磁阀25与风冷冷凝器2的出口相连。即，蒸发冷却冷凝器6的进口与风冷冷凝器2并联。风冷冷凝器2的出口连接至一储液器24的进口，储液器24的出口通过一膨胀阀23连接至一机械冷源蒸发器21的进口，膨胀阀23的开度根据机械冷源蒸发器21出口过热度予以控制，机械冷源蒸发器21出口连接至压缩机14的吸气口。

该风系统连接关系为：进风口7连通至间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9，间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9连通至蒸发冷却冷凝器6。间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9可以并联亦可串联在一起。蒸发冷却冷凝器6连通至填料5，填料5连通至喷淋头4，喷淋头4连通至挡水板3，挡水板3连通至风冷冷凝器2，风冷冷凝器2连通至风机1，风机1的出风口连通至该机壳100外部。换句话说，室外空气从进风口7进入机壳100内，紧挨着进入间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9，再进入蒸发冷却冷凝器6，从蒸发冷却冷凝器6出来后进入填料5，从填料5出来后经过喷淋头4和挡水板3，然后进入风冷冷凝器2，从风冷冷凝器2出来后被风机1排出机壳100的外部。

该喷淋水系统的连接关系为：水箱10里的水经过一过滤器11和一喷淋水泵12后分成两路。过滤器11可以位于该喷淋水泵12的进水口上，而该喷淋水泵12的进水口可以位于该水箱10内。该喷淋水泵12的出水口分为两路：一路经过一第一电磁阀15进入一自然冷源换热器16，另一路分别进入间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9。从间接冷却水盘管8和间接蒸发水盘管9出来的水管与经过自然冷源换热器16的管路汇合，然后与喷淋头4的集水管相连，从喷淋头4喷出的水落入水箱10。

该冷冻水系统的连接关系为：从用户回路回来的冷冻水经过一冷冻水循环泵20加压后进入自然冷源换热器16，自然冷源换热器16的出口连接至机械冷源蒸发器21的进口，机械冷源蒸发器21的出口通过一单向阀22连接至用户回路的供水管。

蒸汽压缩式制冷氟系统、冷冻水系统和喷淋水系统的各部件均可以布置在搞机壳100的一个侧面，下部为蒸汽压缩式氟系统和冷冻水系统，上部分成两部分，一部分用于布置电气和控制系统，另一部分用于布置自然冷源换热器等部件。该机壳100内可以通过隔板Ⅰ13、隔板Ⅱ17、隔板Ⅲ18、隔板Ⅳ19等隔板分割为若干个独立的区域，该机壳100内的部件根据需要可以设置于该些区域内。

该复合冷源冷水机组可以有三种运行模式：

模式一为机械制冷。在这种模式下喷淋水系统不经过自然冷源换热器，蒸发冷却冷凝器液管上的第二电磁阀打开，制冷剂依次经过压缩机、蒸发冷却冷凝器、储液器、膨胀阀、机械冷源蒸发器。

模式二为自然冷源和机械制冷。在这种模式下，喷淋水系统经过自然冷源换热器，蒸发冷却冷凝器液管上的第二电磁阀关闭，制冷剂依次经过压缩机、风冷冷凝器、储液器、膨胀阀、机械冷源蒸发器。

模式三为自然冷源。在这种模式下，压缩机不运行，喷淋水系统经过自然冷源换热器。

更具体的讲：

在湿球温度比较高时，机组按照模式一运行：第一电磁阀15关闭，第二电磁阀25打开，压缩机14、蒸发冷却冷凝器6和机械冷源蒸发器21工作。

在湿球温度比较低，但蒸发冷却不足以提供足够的冷量时，机组按照模式二运行：第一电磁阀15开启，第二电磁阀25关闭，压缩机14、风冷冷凝器2、自然冷源换热器16和机械冷源蒸发器21同时工作。

当湿球温度足够低时，机组按照模式三运行：第一电磁阀15开启，第二电磁阀25关闭，压缩机14不运行，自然冷源换热器16工作，只采用蒸发冷却。

综上所述，本发明的复合冷源冷水机组包含有蒸汽压缩式机械制冷和可以利用露点蒸发冷却技术的冷水机组。在夏季湿球温度较高的情况下，采用蒸发冷却来冷凝机械制冷的冷凝器，降低机械制冷的冷凝温度，提高蒸汽压缩式制冷的效率；在过渡季或冬季，即湿球温度较低的情况下，采用露点蒸发冷却技术直接得到冷水，为需要用冷的场合提供冷量。

实施例2

结合图5和图6所示，与实施例1的区别在于机组结构布置不同。即，进风口7、间接蒸发水盘管9、喷淋头4、蒸发冷却冷凝器6、填料5、水箱10从上至下分布。同时，风机1、风冷冷凝器2、挡水板3、填料5、间接冷却水盘管8、进风口7从左至右分布。这种布置方式为优选的方式，优点在于：机组的总体高度可以较低，而且喷淋水先经过蒸发冷却冷凝，经过蒸发冷凝的水升温后在填料段蒸发冷却继续降温，两者进风独立设置，可以有较好的机械制冷效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.复合冷源冷水机组，包括机壳（100），该机壳（100）内设有压缩机（14），其特征在于：

所述机壳（100）内还设有水箱（10）、进风口（7）、间接冷却水盘管（8）、间接蒸发水盘管（9）、蒸发冷却冷凝器（6）、填料（5）、喷淋头（4）、挡水板（3）、风冷冷凝器（2）、风机（1），且喷淋头（4）位于填料（5）上方、填料（5）位于水箱（10）上方；

所述复合冷源冷水机组形成有蒸汽压缩式制冷氟系统、风系统、喷淋水系统、冷冻水系统；

其中：

该蒸汽压缩式制冷氟系统的连接关系为：压缩机（14）出口连通至风冷冷凝器（2）和蒸发冷却冷凝器（6）的进口，蒸发冷却冷凝器（6）的进口与风冷冷凝器（2）的进口相连，蒸发冷却冷凝器（6）的出口液管通过一第二电磁阀（25）与风冷冷凝器（2）的出口相连，风冷冷凝器（2）的出口连接至一储液器（24）的进口，储液器（24）的出口通过一膨胀阀（23）连接至一机械冷源蒸发器（21）的进口，膨胀阀（23）的开度根据机械冷源蒸发器（21）出口过热度予以控制，机械冷源蒸发器（21）出口连接至压缩机（14）的吸气口；

该风系统连接关系为：进风口（7）连通至间接冷却水盘管（8）和间接蒸发水盘管（9），间接冷却水盘管（8）和间接蒸发水盘管（9）连通至蒸发冷却冷凝器（6），蒸发冷却冷凝器（6）连通至填料（5），填料（5）连通至喷淋头（4），喷淋头（4）连通至挡水板（3），挡水板（3）连通至风冷冷凝器（2），风冷冷凝器（2）连通至风机（1），风机（1）的出风口连通至该机壳（100）外部；

该喷淋水系统的连接关系为：水箱（10）里的水经过一过滤器（11）和一喷淋水泵（12）后分成两路，一路经过一第一电磁阀（15）进入一自然冷源换热器（16），另一路分别进入间接冷却水盘管（8）和间接蒸发水盘管（9），从间接冷却水盘管（8）和间接蒸发水盘管（9）出来的水管与经过自然冷源换热器（16）的管路汇合，然后与喷淋头（4）的集水管相连，从喷淋头（4）喷出的水落入水箱（10）；

该冷冻水系统的连接关系为：从用户回路回来的冷冻水经过一冷冻水循环泵（20）加压后进入自然冷源换热器（16），自然冷源换热器（16）的出口连接至机械冷源蒸发器（21）的进口，机械冷源蒸发器（21）的出口通过一单向阀（22）连接至用户回路的供水管。

2.根据权利要求1所述的复合冷源冷水机组，其特征在于：所述水箱（10）、进风口（7）、间接冷却水盘管（8）和间接蒸发水盘管（9）、蒸发冷却冷凝器（6）、填料（5）、喷淋头（4）、挡水板（3）、风冷冷凝器（2）、风机（1）从下至上分布。

3.根据权利要求1所述的复合冷源冷水机组，其特征在于：所述进风口（7）、间接蒸发水盘管（9）、喷淋头（4）、蒸发冷却冷凝器（6）、填料（5）、水箱（10）从上至下分布，同时，风机（1）、风冷冷凝器（2）、挡水板（3）、填料（5）、间接冷却水盘管（8）、进风口（7）从左至右分布。