CN109945358B - 一种冷水机组及空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种冷水机组及空调。该冷水机组包括湿度测定装置、蒸发冷却装置、机械制冷装置和控制装置，所述湿度测定装置用于测定外界气体的湿度；所述蒸发冷却装置包括一次风进口、二次风进口、布水器、表冷器、立管段、排风风机和均流板，所述均流板安装于所述表冷器的上游；所述机械制冷装置包括相互连接的压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置；所述控制装置与所述湿度测定装置连接，以获取所述湿度的信息，且对应控制所述蒸发冷却装置和所述机械制冷装置的工作状态。本发明所提供的冷水机组的整体功耗相对较低，且制备高温冷水基本不受外界气体条件的限制。

Description

一种冷水机组及空调

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种冷水机组及空调。

背景技术

目前，常见的冷水机组包括机械制冷冷水机组和蒸发冷却冷水机组两种而机械制冷冷水机组包括压缩机，如果在整个空调运行期间都采用机械制冷高温冷水会造成空调的功耗相对较大，节能效果较差；而蒸发冷却冷水机组的出水温度易受外界气体状态变化而具有不稳定性。基于上述原因，亟待提供一种能耗相对较低，并且制备高温冷水时基本不受外界环境因素影响的冷水机组。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题是：目前的两种冷水机组均存在一定的缺陷，不能确保高温冷水的制备工作不受环境因素影响；并且，冷水机组工作时的功耗相对较高。

(二)技术方案

为了实现上述技术问题，本发明提供了一种冷水机组，其包括：湿度测定装置，所述湿度测定装置用于测定外界气体的湿度；

蒸发冷却装置，所述蒸发冷却装置包括一次风进口、二次风进口、布水器、表冷器、立管段、排风风机和均流板，所述均流板安装于所述表冷器的上游；

机械制冷装置，所述机械制冷装置包括相互连接的压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置；

控制装置，所述控制装置与所述湿度测定装置连接，以获取所述湿度的信息，且对应控制所述蒸发冷却装置和所述机械制冷装置的工作状态。

可选地，所述均流板具有多个结构和尺寸均相同的通流孔。

可选地，所述机械制冷装置与所述蒸发冷却装置的排风风机连通。

可选地，所述冷凝器设置于所述排风风机的上游，且与所述排风风机连通。

可选地，所述冷凝器设置于所述布水器的上方，且二者紧邻设置。

可选地，所述布水器包括喷淋嘴。

可选地，所述立管段和所述表冷器连通。

可选地，所述一次风进口和所述二次风进口均与所述排风风机连通。

可选地，所述排风风机的上游安装有电动调节风阀，所述电动调节风阀与所述控制装置连接，且所述电动调节风阀与所述一次风进口和所述二次风进口均连通。

基于上述任一项所提供的冷水机组，本发明还提供一种空调，其包括上述任一冷水机组。

(三)有益效果

本发明提供一种冷水机组，其包括湿度测定装置、蒸发冷却装置、机械制冷装置和控制装置，其中，湿度测定装置与控制装置连接，以将其所测定出的外界气体的湿度的信息传输至控制装置，控制装置根据前述信息对应控制蒸发冷却装置和机械制冷装置的工作状态。详细来说，在外界气体的湿度相对较小时，蒸发冷却装置单独工作，以在较低功耗条件下，完成高温冷水的制取工作；当外界气体的湿度相对适中时，可以控制蒸发冷却装置和机械制冷装置同时工作，以使高温冷水的制备工作和功耗均能处于相对较优的状态；当外界气体的湿度相对较大时，则控制机械制冷装置单独工作，以防止所形成的高温冷水的温度与所需温度相差较大，而不能满足工作需求；综上，本发明所提供的这种冷水机组，工作过程中的功耗相对较低，且制备高温冷水基本不受外界气体条件的限制；另外，蒸发冷却装置中还设置有安装于表冷器上游的均流板，在均流板的作用下，一次气体能较为平稳且均匀地在表冷器上进行热湿交换，这可以进一步提升整个冷水机组的工作性能，且还可以在一定程度上降低冷水机组的整体功耗。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例所提供的冷水机组的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的冷水机组在另一方向上的结构示意图。

附图标记

1-直接段填料；2-流量调节阀；3-表冷段循环水泵；4-集水箱；5-保温水箱；6-过滤填料；7-间接段循环水泵；8-二次风进口；9-蒸发器；10-间接段水箱；11-水处理装置；12-冷冻水循环水泵；13-机组外壳；14-节流装置；15-压缩机；16-一次风进口；17-均流板；18-表冷器；19-立管段；20-间接段填料；21-间接段布水器；22-冷凝器；23-表冷段布水器；24-直接段布水器；25-电动调节风阀；26-排风风机；27-控制装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，本发明提供一种冷水机组，其包括湿度测定装置、蒸发冷却装置、机械制冷装置和控制装置27，其中，湿度测定装置用于测定外界气体的湿度，且湿度测定装置与控制装置27连接，以将其所获取的湿度信息传输给控制装置27，以使控制装置27根据前述湿度的信息控制蒸发冷却装置和机械制冷装置两者的工作状态。蒸发冷却装置运用蒸发冷却原理工作，以产生高温冷水，机械制冷装置则借助压缩机15实现制取高温冷水的目的。详细来说，在外界气体的湿度相对较小时，蒸发冷却装置单独工作，以在较低功耗条件下，完成高温冷水的制取工作；当外界气体的湿度相对适中时，可以控制蒸发冷却装置和机械制冷装置同时工作，以同时兼顾高温冷水的制备工作和功耗均可以处于相对较优的状态；当外界气体的湿度相对较大时，则控制机械制冷装置单独工作，以防止所形成的高温冷水的温度与所需温度相差较大，而不能满足工作需求；综上，本发明所提供的这种冷水机组，工作过程中的功耗相对较低，且制备高温冷水基本不受外界气体条件的限制；另外，蒸发冷却装置中还设置有安装于表冷器18上游的均流板17，在均流板17的作用下，一次气体能较为平稳且均匀地在表冷器18上进行热湿交换，提升气体在表冷器18内的换热效率和换热彻底程度，这可以进一步提升整个冷水机组的工作性能，且还可以在一定程度上降低冷水机组的整体功耗，提升采用这种冷水机组的空调等设备的节能环保系数。

具体地，湿度测定装置可以为干湿球等部件，这种装置对湿度的测定结果相对精确且稳定；如图1所示，蒸发冷却装置包括一次风进口16、二次风进口8、布水器、表冷器18、立管段19、排风风机26和均流板17，一次风进口16和二次风进口8均可以对应配设有排风风机26，且多个排风风机26可以安装在整个冷水机组的不同位置处，布水器可以包括间接段布水器21、表冷段布水器23和直接段布水器24，间接段布水器21和表冷器18均与立管段19连接，表冷段布水器23与表冷器18的另一端连接，直接段布水器24与显热末端连接，均流板17设置在表冷器18所在位置处。机械制冷装置包括相互连接的压缩机15、蒸发器9、冷凝器22和节流装置14，从而在冷水机组进入机械制冷工作状态时，借助压缩机15工作，制取高温冷水；控制装置27可以为工控机或者微型计算机，在控制装置27的作用下，使整个冷水机组进入设定的工作模式。另外，整个冷水机组除上述部件之外，还包括其他部件，如直接段填料1、间接段填料20、表冷段循环水泵3、间接段循环水泵7、冷冻水循环水泵12、集水箱4、保温水箱5、间接段水箱10、机组外壳13；其中，直接段填料1与直接段布水器24连接，间接段填料20与间接段布水器21连接，表冷段循环水泵3、间接段循环水泵7、冷冻水循环水泵12、集水箱4、保温水箱5和间接段水箱10均分别对应安装在管路的合适位置处，且上述部件均可以安装在机组外壳13具有的安装腔内。为了提升所产生的冷水的洁净程度，冷水机组内还设置有水处理装置11和过滤填料6，水处理装置11连接在蒸发器9与冷冻水循环水泵12之间，过滤填料6设置于表冷器18和立管段19的下游，以防止因空调工作过程中产生细菌等而给用户的身体健康带来威胁。

进一步地，均流板17可以采用金属、塑料或复合材料等耐用性较好的材料制成，其尺寸可以根据表冷器18的实际尺寸对应设计，相应地，均流板17的外形也可以与表冷器18的结构相适，以最大限度使进入表冷器18内的气体更加均匀。优选地，还可以使均流板17上设置有多个通流孔，且可以使多个通流孔的结构和尺寸均相同，从而使经过均流板17之后的多股气流更加均匀，以尽可能提升表冷器18的热转化效率。具体地，通流孔可以为圆形、方形或者条形结构，优选地，通流孔可以为方形或条形，以尽量增大所有的通流孔的过流总面积，进而保证冷水机组具有满足需求的进风量，相应地，通流孔的具体尺寸可以根据实际需求确定，此处不作限定。

进一步地，机械制冷装置可以与蒸发冷却装置中的排风风机26连通，以使机械制冷装置和蒸发冷却装置共用一个排风风机26，一方面，简化整个冷水机组的整体结构，降低成本；另一方面，还可以优化冷水机组内气体的流动路径。具体地，排风风机26可以设置在整个冷水机组的上方中间位置处，排风风机26的两侧的下方均可以设置有一次风进口16和二次风进口8，相应地，均流板17和表冷器18也可以对应一次风进口16对应安装，无论是机械制冷过程还是蒸发冷却工作过程，气体均可以从一次风进口16和/或二次风进口8进入冷水机组内，完成循环之后，从整个冷水机组上方的排风风机26被排出，完成气体的流动过程。

进一步地，排风风机26的上游还可以安装有电动调节风阀25，电动调节风阀25与控制装置27连接，且电动调节风阀25还与一次风进口16和二次风进口8均连通，从而在冷水机组的工作过程中，控制装置27可以根据外界气体的湿度以及冷水机组的实际运行状态等实际因素，控制一次风进口16和二次风进口8的打开幅度，进而控制一次风和二次风的流量，使二者之间的比例达到最佳，从而提升冷水机组的整体工作效率。

优选地，冷凝器22可以设置在排风风机26的上游，且冷凝器22可以与排风风机26连通，从而在冷水机组的工作过程中，冷凝器22可以进一步回收二次气体所含的热量，增大冷凝器22的换热量，达到提升冷凝器22换热效率的目的。

为了进一步提升冷凝器22的换热效率，优选地，还可以将冷凝器22安装在布水器的上方，具体为间接段布水器21的上方，且使冷凝器22与间接段布水器21紧邻设置，这使得冷凝器22还可以吸收间接段布水器21所散发的热量，从而进一步提升冷凝器22的换热效率，降低机械制冷工作过程中所消耗的电量，提升冷水机组的节能性能。需要说明的是，冷凝器22与间接段布水器21紧邻设置指的是二者在合适的范围内，尽可能靠得更近；二者的间距在一定范围内尽可能得小，但并非一定接触，当然，如果条件允许，二者也可以相互接触。

优选地，布水器可以包括喷淋嘴，水通过喷淋的方式与进入布水器内的气体进行热湿交换，能有效提升气体与水之间所进行的热湿交换的彻底程度，这可以提升冷水机组的整体性能。具体地，间接段布水器21、表冷段布水器23和直接段布水器24三者均可以包括喷淋嘴，从而使气体与水之间的热湿交换程度最大化。另外，喷淋嘴可以为喷淋管、高压雾化喷嘴或离心式喷嘴中的一种。

进一步地，还可以使表冷器18和立管段19相互连通，从而在冷水机组的工作过程中，使经过均流板17均流后的气体可以先后经过表冷器18和立管段19两级等湿冷却后，再进行热湿交换过程，从而最大程度地降低气体的温度，使与喷淋水进行热湿交换的气体的温度尽可能得低，进而与前述气体完成热湿交换的水的温度也相对较低，前述温度较低的水可以通过喷淋的方式输送至表冷器18内，以对表冷器18内的一次气体进行预冷，再次完成换热的水被送至间接段水箱10内，循环上述流程。

另外，本发明所提供的冷水机组还可以包括流量调节阀2，机械制冷过程产出的冷水与蒸发冷却过程产出的冷水在集水箱4通过流量调节阀2进行流量配比混合后由多个循环水泵送入至末端，因而本发明所提供的冷水机组可以对两种工作原理产生的冷水进行配比，以使混合形成的冷水的温度能满足显热末端的实际需求，以适应多种工况的实际情况。

本发明所提供的冷水机组在不同湿度条件下的不同工作模式的具体工作流程如下：

1、外界气体的湿度较大时，机械制冷装置单独工作

冷媒的工作流程：蒸发器9的低温低压的气体经过压缩机15变为高温高压的气体，经冷凝器22后变为高温高压的液体，然后，再经过节流装置14后，变成低温低压的液体，低温低压的液体经过蒸发器9换热后变成低温低压的气体，如此反复循环。

气体的流动过程：在控制装置27的作用下，关闭一次风进口16，开启二次风进口8。外界气体通过二次风进口8进入立管段19中，与从间接段布水器21中流出的水进行热湿交换后，再经间接段填料20，带走冷凝器22产出的热量后，最后经过电动调节风阀25，通过排风风机26排至外界。

制取冷水的工作流程：水从设置于机组外壳13上的冷冻水供水口进入冷水机组内，在冷冻水循环水泵12的作用下，经水处理装置11后，通入蒸发器9中，以与蒸发器9中低温低压的冷媒进行换热工作，然后，水的温度降低，再借助流量调节阀2将所需流量的前述冷水送至集水箱4，再由冷却水循环水泵12通入末端，末端的水换热后，水温上升并输送至前述冷冻水供水口处，如此反复循环。为了进一步降低机械制冷的能耗，在本发明所提供的冷却机组的具备的条件下，间接段工作，具体如下：间接段水箱10中的水在间接段循环水泵7的作用下，被输送至间接段布水器21进行喷淋，在间接段填料20内与二次气体进行热湿交换，水的温度降低，再被淋落至立管段19中，以用于预冷表冷器18内的一次气体，再次完成换热后的水被送至间接段水箱10中，如此反复循环。

2、外界气体的湿度适中时，机械制冷装置和蒸发冷却装置联合工作

气体的流动过程：在控制装置27的作用下，开启一次风进口16，开启二次风进口8。外界气体通过一次风进口16进行粗效过滤后，经过均流板17被均流，再通过表冷器18和立管段19进行两级等湿冷却后，进入过滤填料6进行进一步过滤，然后，进入直接段填料1中与直接段填料1上方的喷淋水进行热湿交换，前述气体带走喷淋水的热量，再通过排风风机26排至外界。相应地，对于间接段来说，气体的流程是外界气体通过二次风进口8进入立管段19段中，与从间接段布水器21中流出的水进行热湿交换后，再经间接段填料20，带走冷凝器22产出的热量后，最后，经电动调节风阀25，借助排风风机26排至外界。

制取冷水的工作流程；对于机械制冷进程而言，冷冻水供水口提供的水在冷冻水循环水泵12的作用下，经水处理装置11被通入蒸发器9中，以与蒸发器9中低温低压的冷媒进行换热工作，水的温度降低，再通过流量调节阀2将所需流量的冷水送至集水箱4。同时，对于蒸发冷却进程而言，在末端吸热后的高温冷水和在表冷器18中吸取热量的高温水，分别在直接段布水器24和表冷段布水器23的作用下进入直接段布水器24内，通过喷淋的方式与直接段填料1进行热湿交换后，水的温度降低，被送至保温水箱5中，保温水箱5中的冷水一部分进入集水箱4，机械制冷产出的冷水与蒸发冷却产出的冷水在集水箱4通过流量调节阀2进行流量配比并混合后，由表冷段循环水泵3送入至末端，在末端吸热后水温上升后分为两部分，一部分输送到直接段布水器24进行喷淋，另一部分通过冷冻水循环水泵12输送至前述冷冻水供水口处，如此反复循环。

3、外界气体的湿度较小时，蒸发冷却装置单独工作

气体的流动过程：在控制装置27的作用下，开启一次风进口16，开启二次风进口8。外界气体通过一次风进口16口进行粗过滤后，经均流板17被均流，再通过表冷器18和立管段19进行两级等湿冷却工作，再经过滤填料6进一步过滤，被送入直接段填料1中与直接段填料1上方的喷淋水进行热湿交换工作，气体带走喷淋水的热量，并通过排风风机26被排至外界。相应地，对于间接段来说，气体的流程是外界气体通过二次风进口8进入立管段19中，与从间接段布水器21中流出的水进行热湿交换后，再经过间接段填料20和冷凝器22，最后经过电动调节风阀25，借助排风风机26被排放至外界。

制取冷水的工作流程：在末端吸热后的高温冷水和在表冷器18中吸取热量的高温水，分别在直接段布水器24和表冷段布水器23的作用下进入直接段布水器24内，通过喷淋的方式与直接段填料1进行热湿交换后，水的温度降低，被送至保温水箱5中，保温水箱5中的冷水一部分进入集水箱4，机械制冷产出的冷水与蒸发冷却产出的冷水在集水箱4通过流量调节阀2进行流量配比并混合后，由表冷段循环水泵3送入至末端，在末端吸热后水温上升后分为两部分，一部分输送到直接段布水器24进行喷淋，另一部分通过冷冻水循环水泵12输送至前述冷冻水供水口处，如此反复循环。对于间接段来说，间接段水箱10中的水在间接段循环水泵7的作用下，被输送至间接段布水器21进行喷淋，从而在间接段填料20内与二次气体进行热湿交换，水的温度降低，然后被淋落至立管段19中，以用于预冷进入表冷器18内的一次气体，再次完成换热后的水被送至间接段水箱10中，如此反复循环。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷水机组，其特征在于，包括：

湿度测定装置，所述湿度测定装置用于测定外界气体的湿度；

蒸发冷却装置，所述蒸发冷却装置包括一次风进口(16)、二次风进口(8)、布水器、表冷器(18)、立管段(19)、排风风机(26)和均流板(17)，所述均流板(17)安装于所述表冷器(18)的上游；

机械制冷装置，所述机械制冷装置包括相互连接的压缩机(15)、蒸发器(9)、冷凝器(22)和节流装置(14)；

控制装置(27)，所述控制装置(27)与所述湿度测定装置连接，以获取所述湿度的信息，且对应控制所述蒸发冷却装置和所述机械制冷装置的工作状态；

所述排风风机(26)的上游安装有电动调节风阀(25)，所述电动调节风阀(25)与所述控制装置(27)连接，且所述电动调节风阀(25)与所述一次风进口(16)和所述二次风进口(8)均连通；

一次风流动路径依次包括所述一次风进口(16)、所述均流板(17)、所述表冷器(18)、所述立管段(19)、过滤填料(6)、直接段填料(1)和所述排风风机(26)，二次风流动路径依次包括二次风进口(8)、立管段(19)、间接段填料(7)、所述冷凝器(22)、所述电动调节风阀(25)和所述排风风机(26)；外界气体的湿度为第一湿度时，机械制冷装置单独工作，所述一次进风口(16)关闭，所述二次进风口(8)开启；外界气体的湿度为第二湿度时，机械制冷装置和蒸发冷器装置联合工作，一次进风口(16)开启，二次进风口(8)开启；外界气体的湿度为第三湿度时，蒸发冷却装置单独工作，一次进风口(16)开启，二次进风口(8)开启。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述均流板(17)具有多个结构和尺寸均相同的通流孔。

3.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述机械制冷装置与所述蒸发冷却装置的排风风机(26)连通。

4.根据权利要求3所述的冷水机组，其特征在于，所述冷凝器(22)设置于所述排风风机(26)的上游，且与所述排风风机(26)连通。

5.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述冷凝器(22)设置于所述布水器的上方，且二者紧邻设置。

6.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述布水器包括喷淋嘴。

7.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述立管段(19)和所述表冷器(18)连通。

8.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述一次风进口(16)和所述二次风进口(8)均与所述排风风机(26)连通。

9.一种空调，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的冷水机组。

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