CN109990411A - 一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组 - Google Patents

一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体内形成呈上下分布的上风道、下风道；上风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有排风口a；下风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口，下风道内的中央设置有直接‑间接蒸发冷却单元；直接‑间接蒸发冷却单元的左右两侧对称设置有重力热管，重力热管的蒸发段位于下风道内，重力热管的冷凝段位于上风道内，两个重力热管的蒸发段与其对应一侧的进风口之间均设置有粗效过滤段；直接‑间接蒸发冷却单元上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b。本发明的蒸发冷却冷水机组能够依据气象条件切换多种运行模式，降低了设备的电能消耗。

Description

一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组。
背景技术
随着经济建设的发展，各种工业建筑大量兴建，但目前国内兴建的建筑所采用的空调设备和系统都普遍存在着高能耗的问题。近些年来，一些工业建筑室内温湿度的要求越来越高，例如纺织厂、生产车间、数据中心等。在这些区域供冷时，采用传统机械制冷冷水机组单独制冷的方式，电能消耗大，运行维护成本较高，而且制取冷水的温度往往低于室内空气的露点温度，冷水通入室内末端消除余热时，在设备表面容易析出水珠，产生结露现象，严重时会影响设备的正常运作。在国家节能减排政策的号召下，我们需要一种低能耗、体积小、安全可靠的新型冷水机组，来满足人们对工作和生活环境的更多要求。蒸发冷却空调技术以水作为冷却介质，通过水分蒸发吸热进行冷却及散热，利用“干空气能”，通过空气和水直接或间接的接触，制取冷风或冷水。目前，该技术已在我国西北地区和东南沿海地区以及沿线国家得到广泛的应用。但事实上，由于受室外气象条件的影响，蒸发冷却冷水机组制冷性能不稳定，而且机组结构尺寸较大，不能较好的利用制取冷水的同时产生的冷风。
发明内容
本发明的目的是提供一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，能够依据气象条件切换多种运行模式，降低了设备的电能消耗，节省了运行维护成本。
本发明所采用的技术方案是，一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，包括有机组壳体，机组壳体内形成呈上下分布的上风道、下风道；上风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有排风口a；下风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口，下风道内的中央设置有直接-间接蒸发冷却单元；直接-间接蒸发冷却单元的左右两侧对称设置有重力热管，重力热管的蒸发段位于下风道内，重力热管的冷凝段位于上风道内，两个重力热管的蒸发段与其对应一侧的进风口之间均设置有粗效过滤段；直接-间接蒸发冷却单元上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b，下风道通过排风口b与上风道连通。
本发明的特征还在于，
粗效过滤段与其邻近的重力热管的蒸发段之间设置有导流叶片。
排风口a与其邻近的所述重力热管的冷凝段之间设置有离心风机。
直接-间接蒸发冷却单元包括有直接蒸发冷却段以及在直接蒸发冷却段左右呈对称设置的间接蒸发冷却段；直接蒸发冷却段上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b。
直接蒸发冷却段包括有由上至下依次设置的挡水板、布水器a、填料及水箱a，水箱a通过供水管a与布水器a连接，布水器a上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b。
布水器a与填料之间设置有乙二醇盘管。
填料为“V”型填料。
供水管a上还设置有水泵a。
间接蒸发冷却段包括由上至下依次设置的布水器b、立式橄榄管型间接蒸发冷却器及水箱b，水箱b通过供水管b与布水器b连接，供水管b上还设置有水泵b。
布水器b上方对应的下风道顶壁上设置有间接蒸发冷却段二次排风口，下风道通过间接蒸发冷却段二次排风口与上风道连通。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的蒸发冷却冷水机组，运行模式多样化，采用重力热管、蒸发冷却、乙二醇自然冷却等多种冷热源方式，依据气象条件和建筑物内温湿度要求切换运行模式，提高蒸发冷却冷水机组制冷性能的稳定性，节能可靠，安全稳定。
(2)本发明的蒸发冷却冷水机组，将重力热管的冷凝段和蒸发段通过隔板分隔，重力热管冷凝段布置于间接蒸发冷却段二次排风通道和直接蒸发冷却段排风通道，用间接蒸发冷却段的二次排风和直接蒸发冷却段的排风冷却重力热管的冷凝段，提升冷凝效率，提高换热效率，且重力热管结构简单、紧凑，加工容易、成本低廉、工作可靠，传热效率高，提升机组的能效，减小了机组尺寸，重力热管的蒸发段前加入导流叶片，调整空气经过重力热管蒸发段时的气流走向，使空气可以和重力热管蒸发段完全接触，空气可以被重力热管蒸发段充分冷却。
(3)本发明的蒸发冷却冷水机组，间接蒸发冷却段采用立式橄榄管型间接蒸发冷却器，二次空气和喷淋水在立管内的湿通道发生直接蒸发冷却，一次空气流过管外侧的干通道和管壁接触被等湿冷却，管外较宽的空气流道，不易堵塞并易于清扫；管内由于循环水的自动冲刷作用，可有效缓解管内的堵塞问题；换热器管束采用立式，可减小换热管在水平方向的占地面积，而橄榄管型可以降低空气流动阻力，降低风机能耗，增加一次空气和管壁的接触面积，增加湿通道喷淋布水在管外壁的附着面积，增加二次空气与管壁水膜的接触面积，强化一次空气被冷却的效果。
(4)本发明的蒸发冷却冷水机组，间接蒸发冷却段二次排风和直接蒸发冷却段排风共用一个离心风机，减少机组风机布置数量，减少初投资和占地尺寸。
附图说明
图1是本发明一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组的机构示意图；
图2是本发明蒸发冷却冷水机组中重力热管的结构示意图；
图3是本发明蒸发冷却冷水机组中立式橄榄管型间接蒸发冷却器芯体的结构示意图。
图中，1.进风口，2.粗效过滤段，3.导流叶片，4.重力热管，5.间接蒸发冷却段，6.立式橄榄管型间接蒸发冷却器，7.水泵b，8.布水器b，9.间接蒸发冷却段二次排风口，10.离心风机，11.直接蒸发冷却段，12.挡水板，13. 布水器a，14.乙二醇盘管，15.排风口b，16.填料，17.水泵a，18.排风口a， 19.水箱a，20.供水管a，21.水箱b，22.供水管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。
本发明一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，如图1-2所示，包括有机组壳体，机组壳体内形成呈上下分布的上风道、下风道；上风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有排风口a18；下风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口1，下风道内的中央设置有直接- 间接蒸发冷却单元；直接-间接蒸发冷却单元的左右两侧对称设置有重力热管4，重力热管4的蒸发段位于下风道内，重力热管4的冷凝段位于上风道内，两个重力热管4的蒸发段与其对应一侧的进风口1之间均设置有粗效过滤段2；直接-间接蒸发冷却单元上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b15，下风道通过排风口b15与上风道连通。
粗效过滤段2与其邻近的重力热管4的蒸发段之间设置有导流叶片3，粗效过滤段2为粗效过滤器。
排风口a18与其邻近的重力热管4的冷凝段之间设置有离心风机10。
直接-间接蒸发冷却单元包括有直接蒸发冷却段11以及在直接蒸发冷却段11左右呈对称设置的间接蒸发冷却段5；直接蒸发冷却段11上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b15。
直接蒸发冷却段11包括有由上至下依次设置的挡水板12、布水器a13、填料16及水箱a19，水箱a19通过供水管a20与布水器a13连接，布水器a13 上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b15。
布水器a13与填料16之间设置有乙二醇盘管14。
填料16为“V”型填料。
供水管a20上还设置有水泵a17。
间接蒸发冷却段5包括由上至下依次设置的布水器b8、立式橄榄管型间接蒸发冷却器6及水箱b21，水箱b21通过供水管b22与布水器b8连接，供水管b22上还设置有水泵b7。
如图3所示，立式橄榄管型间接蒸发冷却器6包括多个竖直设置的橄榄型换热管。
布水器b8上方对应的下风道顶壁上设置有间接蒸发冷却段二次排风口 9，下风道通过间接蒸发冷却段二次排风口9与上风道连通。
本发明蒸发冷却冷水机组的运行模式如下：
(1)室外湿球温度较高时，运行联合制冷模式：
重力热管4，间接蒸发冷却段5、直接蒸发冷却段11工作，室外空气从机组壳体两侧的进风口1进入机组后，依次通过重力热管4的蒸发段和间接蒸发冷却段5被等湿冷却后，在直接蒸发冷却段11的填料16上和循环喷淋水发生热质交换。
(2)室外湿球温度不高时，运行蒸发冷却模式：
间接蒸发冷却段5和直接蒸发冷却段11工作，室外空气通过间接蒸发冷却段5被等湿冷却后，在直接蒸发冷却段11的填料16上和循环喷淋水发生热质交换。
(3)冬季室外干球温度低于3℃时：
运行乙二醇自然冷却模式，为了防止机组冻裂，喷淋水系统停止工作，充分利用室外冷风冷却乙二醇盘管14内的乙二醇溶液，被冷却的乙二醇溶液通入板式换热器吸收室内末端的热量。

Claims (10)

1.一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，包括有机组壳体，所述机组壳体内形成呈上下分布的上风道、下风道；所述上风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有排风口a(18)；所述下风道的结构为：在机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口(1)，所述下风道内的中央设置有直接-间接蒸发冷却单元；所述直接-间接蒸发冷却单元的左右两侧对称设置有重力热管(4)，所述重力热管(4)的蒸发段位于下风道内，所述重力热管(4)的冷凝段位于上风道内，两个所述重力热管(4)的蒸发段与其对应一侧的进风口(1)之间均设置有粗效过滤段(2)；所述直接-间接蒸发冷却单元上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b(15)，所述下风道通过排风口b(15)与上风道连通。
2.根据权利要求1所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述粗效过滤段(2)与其邻近的重力热管(4)的蒸发段之间设置有导流叶片(3)。
3.根据权利要求1所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述排风口a(18)与其邻近的所述重力热管(4)的冷凝段之间设置有离心风机(10)。
4.根据权利要求1所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述直接-间接蒸发冷却单元包括有直接蒸发冷却段(11)以及在直接蒸发冷却段(11)左右呈对称设置的间接蒸发冷却段(5)；所述直接蒸发冷却段(11)上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b(15)。
5.根据权利要求4所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述直接蒸发冷却段(11)包括有由上至下依次设置的挡水板(12)、布水器a(13)、填料(16)及水箱a(19)，所述水箱a(19)通过供水管a(20)与布水器a(13)连接，所述布水器a(13)上方对应的下风道顶壁上设置有排风口b(15)。
6.根据权利要求5所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述布水器a(13)与所述填料(16)之间设置有乙二醇盘管(14)。
7.根据权利要求5所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述填料(16)为“V”型填料。
8.根据权利要求5所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述供水管a(20)上还设置有水泵a(17)。
9.根据权利要求4所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述间接蒸发冷却段(5)包括由上至下依次设置的布水器b(8)、立式橄榄管型间接蒸发冷却器(6)及水箱b(21)，所述水箱b(21)通过供水管b(22)与布水器b(8)连接，所述供水管b(22)上还设置有水泵b(7)。
10.根据权利要求9所述的一种结合重力热管的立管间接蒸发冷却冷水机组，其特征在于，所述布水器b(8)上方对应的下风道顶壁上设置有间接蒸发冷却段二次排风口(9)，所述下风道通过间接蒸发冷却段二次排风口(9)与上风道连通。
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