CN107883486A - 用于干燥炎热地区的板管式间接‑直接蒸发冷却冷水机组 - Google Patents
用于干燥炎热地区的板管式间接‑直接蒸发冷却冷水机组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了用于干燥炎热地区的板管式间接‑直接蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上各设置一个进风单元；机组壳体内的中央设置有填料塔，填料塔与一个进风单元之间设置有复合式间接蒸发冷却装置，填料塔与另一个进风单元之间也设置有复合式间接蒸发冷却装置，且填料塔分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；填料塔上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口b、两个复合式间接蒸发冷却装置上方对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口a。本发明的板管式间接‑直接蒸发冷却冷水机组，以干燥炎热地区丰富的干空气能为驱动能源，基于间接‑直接蒸发冷却原理，能在较低能耗下制备出低于环境空气湿球温度的冷水。
Description
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组。
背景技术
现今，我国经济高速发展，各行各业对空调系统的需求大幅增加，而各行各业对选择要采用的空调系统具有一定的盲目性，导致空调系统能耗急剧增加，特别是制备冷水的耗能居高不下。
由于不同地域、行业以及用户需求的不同，导致所采用空调系统的类型必然不同，且空调系统中冷水的制备方式也不同，应该结合当地地域情况、气象条件、行业种类和用户需求来确定空调系统以及空调系统中冷水的制备方式。
在干燥炎热的地区，环境干球温度与湿球温度差值大，蒸发冷却制冷驱动势大，干空气能富足且品位高，从而能利用间接蒸发冷却和直接蒸发冷却原理制备出低于环境空气湿球温度的冷水，与蒸气压缩式制冷原理相比较，其初投资和运行费用较低，且对环境无污染，是一种健康、舒适、节能、环保的制备冷水的方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，以干空气能为驱动能源，基于间接-直接蒸发冷却原理，能在较低能耗下制备出低于环境空气湿球温度的冷水且机组制冷效果好。
本发明所采用的技术方案是，用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上各设置一个进风单元；机组壳体内的中央设置有填料塔，填料塔与一个进风单元之间设置有复合式间接蒸发冷却装置，填料塔与另一个进风单元之间也设置有复合式间接蒸发冷却装置，且填料塔分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；填料塔上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口b、两个复合式间接蒸发冷却装置上方对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口a。
本发明的特点还在于：
排风口b设置有一个或多个；排风口b内设置有排风机b，排风口b连接扩散筒b。
排风口a设置有一个或多个，排风口a内设置有排风机a，排风口a连接扩散筒a。
填料塔，包括有填料，填料的上方呈左右对称设置有两个喷淋单元b，两个喷淋单元b的上方设置有挡水板b，挡水板b的上方与机组壳体顶壁之间形成气流收缩通道；两个喷淋单元b分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；填料的下方设置有水箱a，水箱a外接供水管道，供水管道上设置有循环水泵a；填料与水箱a之间形成空气流道b。
填料的下部呈倒棱台状，填料的底部中央连接有竖直设置的导风板。
填料为PVC填料。
挡水板b为湿膜挡水板。
复合式间接蒸发冷却装置，包括有高温表冷器和板管式间接蒸发冷却器，且高温表冷器靠近进风单元设置，板管式间接蒸发冷却器位于高温表冷器与填料塔之间；高温表冷器外接回水管道，高温表冷器还通过供水支管与一个喷淋单元b连接；进风单元与高温表冷器之间形成第一风道，第一风道内水平设置有气流隔板a，气流隔板a将第一风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道，对应的将进风单元分成呈上下分布的一次进风口和二次进风口b，第一风道下部对应的机组壳体底部上设置有二次进风口a；高温表冷器与板管式间接蒸发冷却器之间形成第二风道，第二风道内水平设置有气流隔板b，气流隔板b将第二风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道。
一次进风口和二次进风口b内共同设置有主进风过滤单元；二次进风口a内设置有辅进风过滤单元。
板管式间接蒸发冷却器，包括有板管式换热器，板管式换热器的上方依次设置有喷淋单元a、挡水板a，板管式换热器的下方设置有水箱b，喷淋单元a通过蓄水管与水箱b连接，蓄水管上设置有循环水泵b；板管式换热器与水箱b之间形成空气流道a，且空气流道a分别与第二风道内的二次风流道、空气流道b连通。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其复合式间接蒸发冷却装置内采用板管式换热器，一次空气走板管内，二次空气走板管外，与目前普遍应用的圆管式、椭圆管式和板翅式相比，其管外布水均匀性提高、换热效果较好；
(2)本发明的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其复合式间接蒸发冷却装置采用高温表冷与板管式间接蒸发冷却两级冷却形式，室外新风首先经过高温表冷器实现预冷，一部分流入板管式换热器的一次空气流道内，另一部分流入板管式换热器的二次空气流道内，这使得进入填料塔内空气的干球温度和湿球温度都降低，更有利于制取亚湿球温度的高温冷水；
(3)本发明的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其进风口设计为三面进风的方式，即机组壳体侧壁上有一次进风口，机组壳体侧壁以及机组壳体底部均设置有二次进风口，大大增加了复合式间接蒸发冷却装置二次空气的需求量；
(4)本发明的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其复合式间接蒸发冷却装置的排风机和填料塔的排风机下侧均形成气流收缩通道，其上侧配设扩散筒，可适当的增加排风量。
附图说明
图1是本发明板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组的结构示意图；
图2是本发明板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组的俯视图；
图3是本发明板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组的左视图。
图中，1.水箱a，2.循环水泵a，3.导风板，4.循环水泵b，5.板管式换热器，6.水箱b，7.二次进风口a，8.二次进风口b，9.一次进风口，10.主进风过滤单元，11.高温表冷器，12.喷淋单元a，13.挡水板a，14.排风机a，15.扩散筒a，16.填料，17.挡水板b，18.排风机b，19.扩散筒b，20.气流收缩通道，21.喷淋单元b，22.气流隔板a，23.回水管道，24.供水管道，25.排风口a，26.排风口b，27.供水支管，28.空气流道a，29.空气流道b，30.辅进风过滤单元，31.气流隔板b，32.蓄水管。
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。
本发明用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，如图1及图2所示，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上各设置一个进风单元；机组壳体内的中央设置有填料塔，填料塔与一个进风单元之间设置有复合式间接蒸发冷却装置，填料塔与另一个进风单元之间也设置有复合式间接蒸发冷却装置，且填料塔分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；填料塔上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口b26、两个复合式间接蒸发冷却装置上方对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口a25。
如图1及图3所示，排风口b26根据需要设置有一个或多个；排风口b26内设置有排风机b18，排风口b26连接扩散筒b19。
如图1及图3所示，排风口a25根据需要设置有一个或多个；排风口a25内设置有排风机a14，排风口a25连接扩散筒a15。
填料塔，如图1所示，包括有填料16，填料16的上方呈左右对称设置有两个喷淋单元b21，两个喷淋单元b21的上方设置有挡水板b17，挡水板b17的上方与机组壳体顶壁之间形成气流收缩通道20；两个喷淋单元b21分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；填料16的下方设置有水箱a1，水箱a1外接供水管道24，供水管道24上设置有循环水泵a2；填料16与水箱a1之间形成空气流道b29。
填料16的下部呈倒棱台状，填料16的底部中央连接有竖直设置的导风板3；填料16为PVC填料。
挡水板b17为湿膜挡水板。
复合式间接蒸发冷却装置，如图1所示，包括有高温表冷器11和板管式间接蒸发冷却器，且高温表冷器11靠近进风单元设置，板管式间接蒸发冷却器位于高温表冷器11与填料塔之间；高温表冷器11外接回水管道23，高温表冷器11还通过供水支管27与一个喷淋单元b21连接；进风单元与高温表冷器11之间形成第一风道，第一风道内水平设置有气流隔板a22，气流隔板a22将第一风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道，对应的将进风单元分成呈上下分布的一次进风口9和二次进风口b8，第一风道下部对应的机组壳体底部上设置有二次进风口a7；高温表冷器11与板管式间接蒸发冷却器之间形成第二风道，第二风道内水平设置有气流隔板b31，气流隔板b31将第二风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道。
气流隔板a22和气流隔板b31的设置高度相同。
一次进风口9和二次进风口b8内共同设置有主进风过滤单元10；二次进风口a7内设置有辅进风过滤单元；主进风过滤单元10和辅进风过滤单元30，可以根据需要灵活选择合适的空气过滤器。
板管式间接蒸发冷却器，如图1所示，包括有板管式换热器5，板管式换热器5的上方依次设置有喷淋单元a12、挡水板a13，板管式换热器5的下方设置有水箱b6，喷淋单元a12通过蓄水管32与水箱b6连接，蓄水管32上设置有循环水泵b4；板管式换热器5与水箱b6之间形成空气流道a28，且空气流道a28分别与第二风道内的二次风流道、空气流道b29连通。
板管式换热器5由多根呈上下且水平设置的板管构成。
本发明用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组：
(1)为了能保证复合式间接蒸发冷却装置中的进风量，在机组壳体的侧壁上设置一次进风口9、二次进风口b8，同时在机组壳体的底部处设置二次进风口a7，形成三面进风的形式；
(2)为了避免填料塔上的排风机b18与板管式换热器5上的排风机a14在板管式换热器5的一次进风量与二次排风量之间发生“争抢”，在一次风与二次风的路径之间设置气流隔板a22、气流隔板b31；
(3)为了减少排风流动的动能损失以及降低排风机a14、排风机b18的震动噪声，设计了气流收缩通道20，并应用了扩散筒a15和扩散筒b19；
(4)为了能实现填料塔内进风的均匀性，将填料16下部的四周设计成斜面的形式(或梯形斜面形式)；
(5)为了能保证填料塔内喷淋水在填料16上均匀分布，分设两个呈左右对称设置的独立喷淋单元b21，这样的方式也能避免一个喷淋单元b21故障后，导致整个机组停止运行；
(6)为了避免排风中的带水现象，在内部配设了挡水板a13、挡水板b17；特别是挡水板b17采用湿膜挡水板，能对排风中的水分进行回收。
本发明用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其工作过程可分为风系统工作过程和水系统工作过程，具体如下：
(1)风系统工作过程如下：
室外新风分别从两个进风单元进入机组壳体内，室外新风被分为两部分；
一部分室外新风在排风机b18的抽吸作用经一次进风口9进入机组壳体内，经过滤后掠过高温表冷器11的上半部分，经过高温表冷器11等湿冷却后的这部分风成为一次冷空气；接着一次冷空气被送入板管式换热器5的板管内流道中，再次被等湿冷却形成一次冷风；左右对称的两股一次冷风继续被抽到填料塔内，沿填料16下方部分向上流动与填料16表面的水膜进行热湿交换，且这两股风经导风板3作用后更均匀的进入填料16的底部；与水进行充分热湿交换的一次冷风在被抽入排风口b26前，要经过挡水板b17进行除湿处理，最终符合排放条件的一次冷风被排出；
另一部分风在排风机a14的抽吸作用分别由二次进风口a7、二次进风口b8进入机组壳体内，经过滤后略过高温表冷器11的下半部分，经高温表冷器11等湿冷却后的这部分风成为二次冷空气；然后，二次冷空气向上外掠板管式换热器5，在板管的外壁上与喷淋下来的水进行热湿交换，从而冷却板管内壁的一次风；与水进行充分热湿交换的二次冷空气在被抽入排风口a25前，要经过挡水板a13进行除湿处理，最终符合排放条件的二次冷空气被排出。
(2)水系统工作过程：
第一种水系统的工作过程具体如下：
用户末端回水首先通过回水管道23进入高温表冷器11，用户末端的高温回水在高温表冷器11内的盘管中流过，带走一部分新风负荷，使进入机组壳体内的一、二次风等湿冷却；高温表冷器11中的水沿供水支管27送至填料16上方的喷淋单元b21中，并通过喷淋单元b21将水喷淋到填料16上形成水膜，此时从下往上的一次冷风与喷淋水热湿交换，热湿交换后的水温度下降落回到水箱a1中；水箱a1内的冷水在循环水泵a2的作用下经供水管道管24送入用户末端。
第二种水系统的工作过程具体如下：
水箱b6中的循环水在循环水泵b4的抽吸作用下，沿蓄水管32送至喷淋单元a12中；循环水从喷淋单元a12中喷淋下来，在板管式换热器5中的板管外壁上形成水膜，在排风机a14的作用下，二次冷空气与水发生热湿交换，以降低板管内的一次冷空气的温度；与二次冷空气进行充分热湿交换后的循环水落入水箱b6，如此循环。
本发明用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，以干燥炎热地区丰富的干空气能为驱动能源，基于间接-直接蒸发冷却原理，能在较低能耗下制备出低于环境空气湿球温度的冷水且机组制冷效果好。本发明用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，解决了现有两级间接蒸发冷却冷水机组存在的间接段二次风量不够、板管式换热器换热效率低、填料下方一次冷风受风不均匀等一系列问题。
Claims (10)
1.用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两侧壁上各设置一个进风单元；所述机组壳体内的中央设置有填料塔，所述填料塔与一个进风单元之间设置有复合式间接蒸发冷却装置，所述填料塔与另一个进风单元之间也设置有复合式间接蒸发冷却装置，且所述填料塔分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；所述填料塔上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口b(26)、所述两个复合式间接蒸发冷却装置上方对应的机组壳体顶壁上均设置有排风口a(25)。
2.根据权利要求1所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述排风口b(26)设置有一个或多个；所述排风口b(26)内设置有排风机b(18)，所述排风口b(26)连接扩散筒b(19)。
3.根据权利要求1所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述排风口a(25)设置有一个或多个；所述排风口a(25)内设置有排风机a(14)，所述排风口a(25)连接扩散筒a(15)。
4.根据权利要求1所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述填料塔，包括有填料(16)，所述填料(16)的上方呈左右对称设置有两个喷淋单元b(21)，所述两个喷淋单元b(21)的上方设置有挡水板b(17)，所述挡水板b(17)的上方与机组壳体顶壁之间形成气流收缩通道(20)；所述两个喷淋单元b(21)分别与两个复合式间接蒸发冷却装置连接；
所述填料(16)的下方设置有水箱a(1)，所述水箱a(1)外接供水管道(24)，所述供水管道(24)上设置有循环水泵a(2)；
所述填料(16)与水箱a(1)之间形成空气流道b(29)。
5.根据权利要求4所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述填料(16)的下部呈倒棱台状，所述填料(16)的底部中央连接有竖直设置的导风板(3)。
6.根据权利要求4或5所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述填料(16)为PVC填料。
7.根据权利要求4所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述挡水板b(17)为湿膜挡水板。
8.根据权利要求4所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述复合式间接蒸发冷却装置，包括有高温表冷器(11)和板管式间接蒸发冷却器，且所述高温表冷器(11)靠近进风单元设置，所述板管式间接蒸发冷却器位于高温表冷器(11)与填料塔之间；所述高温表冷器(11)外接回水管道(23)，所述高温表冷器(11)还通过供水支管(27)与一个喷淋单元b(21)连接；
所述进风单元与高温表冷器(11)之间形成第一风道，所述第一风道内水平设置有气流隔板a(22)，所述气流隔板a(22)将第一风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道，对应的将进风单元分成呈上下分布的一次进风口(9)和二次进风口b(8)，所述第一风道下部对应的机组壳体底部上设置有二次进风口a(7)；
所述高温表冷器(11)与板管式间接蒸发冷却器之间形成第二风道，所述第二风道内水平设置有气流隔板b(31)，所述气流隔板b(31)将第二风道分隔成呈上下分布的一次风流道、二次风流道。
9.根据权利要求8所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述一次进风口(9)和二次进风口b(8)内共同设置有主进风过滤单元(10)；
所述二次进风口a(7)内设置有辅进风过滤单元(30)。
10.根据权利要求8所述的用于干燥炎热地区的板管式间接-直接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述板管式间接蒸发冷却器，包括有板管式换热器(5)，所述板管式换热器(5)的上方依次设置有喷淋单元a(12)、挡水板a(13)，所述板管式换热器(5)的下方设置有水箱b(6)，所述喷淋单元a(12)通过蓄水管(32)与水箱b(6)连接，所述蓄水管(32)上设置有循环水泵b(4)；
所述板管式换热器(5)与水箱b(6)之间形成空气流道a(28)，且所述空气流道a(28)分别与第二风道内的二次风流道、空气流道b(29)连通。
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