CN110425776A - 一种v型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,包括一级制冷系统、二级制冷系统、冷却塔、开关阀、鼓风机、制冷剂和输送管道;所述一级制冷系统包括压缩机、一级冷凝器、一级节流阀和一级蒸发器,一级冷凝器设置在冷却塔塔体内;所述二级制冷系统包括氟泵、二级冷凝器、二级节流阀和二级蒸发器,二级冷凝器和一级蒸发器构成壳管式蒸发冷凝器;一级制冷系统和二级制冷系统使用的制冷剂相同;所述冷却塔包括塔体、预冷器、轴流风机、填料、水槽和喷淋装置,喷淋装置包括水泵、喷淋管和喷淋头。预冷器和一级冷凝器采用竖管设计,在冷却塔塔体内呈V型布置,解决了现有冷却塔换热效率差,空调系统制冷效率差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域,具体的说,涉及一种冷却塔及其空调系统。
背景技术
冷却塔是空调系统的重要冷却装置,蒸发式冷却塔是用水作为循环冷却剂,将水均匀地喷淋在盘管表面,形成一层很薄的均匀水膜,在轴流风机强劲的引风作用下,水膜从盘管吸收大量的热量,不断蒸发成水蒸气,排放至大气中,从而降低盘管内制冷剂的温度。
现有蒸发式冷却塔的预冷器和冷凝器大多都采用水平盘管设计,制冷剂液体会在盘管中积存,降低盘管的换热效率,同时,使参与制冷循环的制冷剂量减少,降低空调系统制冷效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,可以有效地解决现有冷却塔换热效率差,空调系统制冷效率差的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,包括一级制冷系统、二级制冷系统、冷却塔、开关阀、鼓风机、制冷剂和输送管道;所述一级制冷系统包括压缩机、一级冷凝器、一级节流阀和一级蒸发器,一级冷凝器设置在冷却塔塔体内;所述二级制冷系统包括氟泵、二级冷凝器、二级节流阀和二级蒸发器,二级冷凝器和一级蒸发器构成壳管式蒸发冷凝器;一级制冷系统和二级制冷系统使用的制冷剂相同;所述冷却塔包括塔体、预冷器、轴流风机、填料、水槽和喷淋装置,喷淋装置包括水泵、喷淋管和喷淋头。
进一步的,所述压缩机包括两台压缩机,其中一台压缩机入口处设置开关阀;所述一级冷凝器包括两台冷凝器,其中一台冷凝器入口处设置开关阀。
进一步的,所述压缩机出口连接一级冷凝器入口和预冷器入口,压缩机出口和一级冷凝器入口之间设置开关阀,压缩机出口和预冷器入口之间设置开关阀。
进一步的,所述一级冷凝器主要由多个散热片和总管组成;散热片主要由集管和竖管组成;集管之间由多排竖管相连接,每排竖管错落布置,每排有多个竖管;多个散热片的集管与总管相连接。
进一步的,一级冷凝器竖管可以竖直设计,在冷却塔塔体内倾斜布置;一级冷凝器竖管也可以倾斜设计,在冷却塔塔体内水平布置。
进一步的,所述预冷器主要由多个散热片、二级总管和一级总管组成;散热片主要由集管、竖管和翅片组成;集管之间由多排竖管相连接,每排竖管错落布置,每排有多个竖管,竖管上设置有翅片;多个散热片的集管与二级总管相连接,二级总管与一级总管相连接。
进一步的,预冷器竖管可以竖直设计,散热片在冷却塔塔体内倾斜布置;预冷器竖管也可以倾斜设计,散热片在冷却塔塔体内水平布置。
进一步的,预冷器的材质使用铜。
进一步的,所述预冷器出口连接一级冷凝器入口和二级冷凝器入口,预冷器出口和一级冷凝器入口之间设置开关阀,预冷器出口和二级冷凝器入口之间设置开关阀。
进一步的,可以设置多个二级蒸发器,每个二级蒸发器前设置二级节流阀。
进一步的,所述二级蒸发器总出口连接预冷器入口和二级冷凝器入口,二级蒸发器总出口和预冷器入口之间设置开关阀,二级蒸发器总出口和二级冷凝器入口之间设置开关阀。
本发明具有如下有益效果:V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,预冷器和一级冷凝器采用竖管设计,在冷却塔塔体内呈V型布置,解决了现有冷却塔换热效率差,空调系统制冷效率差的问题;预冷器的材质使用铜,可以加强预冷器的抗腐蚀效果。
附图说明
图1为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的原理图。
图2为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第一实施例结构示意图。
图3为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第二实施例结构示意图。
图4为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第三实施例结构示意图。
图5为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第四实施例结构示意图。
图6为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第五实施例结构示意图。
图7为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第六实施例结构示意图。
图8为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第七实施例结构示意图。
图9为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的第八实施例结构示意图。
图10为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的冷却塔结构示意图。
图11为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的一级冷凝器结构示意图。
图12为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的一级冷凝器另一结构示意图。
图13为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的预冷器结构示意图。
图14为V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统的预冷器另一结构示意图。
图中:冷却塔(1)、一级冷凝器1号(201)、一级冷凝器2号(202)、一级节流阀(3)、蒸发冷凝器(4)、压缩机1号(501)、压缩机2号(502)、开关阀1号(601)、开关阀2号(602)、开关阀3号(603)、开关阀4号(604)、开关阀5号(605)、开关阀6号(606)、开关阀7号(607)、开关阀8号(608)、预冷器(7)、二级节流阀(8)、二级蒸发器(9)、鼓风机(10)、氟泵(11)、输送管道(12)、制冷剂(13)(图中未标出)、轴流风机(101)、填料(102)、喷淋装置1号1031、喷淋装置2号1032、冷却水(104)、水槽(105)、塔体(106)、一级冷凝器集管(201)、一级冷凝器竖管(202)、一级冷凝器总管(203)、预冷器集管(701)、预冷器竖管(702)、预冷器二级总管(703)、预冷器一级总管(704)、翅片(705)。
具体实施方式
如图1和图10所示,本发明提供了一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,包括一级制冷系统、二级制冷系统、冷却塔1、开关阀、鼓风机10、制冷剂13和输送管道12;所述一级制冷系统包括压缩机、一级冷凝器、一级节流阀3和一级蒸发器,一级冷凝器设置在塔体106内;所述二级制冷系统包括氟泵11、二级冷凝器、二级节流阀8和二级蒸发器9,二级冷凝器和一级蒸发器构成壳管式蒸发冷凝器4;一级制冷系统和二级制冷系统使用的制冷剂13相同;所述冷却塔1包括塔体106、预冷器7、轴流风机101、填料102、水槽105和喷淋装置,喷淋装置包括水泵、喷淋管和喷淋头。
如图11和图12所示,所述一级冷凝器主要由散热片和一级冷凝器总管203组成;散热片主要由一级冷凝器集管201和一级冷凝器竖管202组成;一级冷凝器集管201之间由多排一级冷凝器竖管202相连接,每排一级冷凝器竖管202错落布置,每排有多个一级冷凝器竖管202;多个散热片的一级冷凝器集管201与一级冷凝器总管203相连接。
如图11所示,一级冷凝器竖管202可以竖直设计,在塔体106内倾斜布置;如图12所示,一级冷凝器竖管202也可以倾斜设计,在塔体106内水平布置。
如图13和图14所示,所述预冷器7主要由多个散热片、预冷器二级总管703和预冷器一级总管704组成;散热片主要由预冷器集管701、预冷器竖管702和翅片705组成;预冷器集管701之间由多排预冷器竖管702相连接,每排预冷器竖管702错落布置,每排有多个预冷器竖管702,预冷器竖管702上设置有翅片705;多个散热片的预冷器集管701与预冷器二级总管703相连接,预冷器二级总管703与预冷器一级总管704相连接。
如图13所示,预冷器竖管702可以竖直设计,散热片在塔体106内倾斜布置;如图14所示,预冷器竖管702也可以倾斜设计,散热片在塔体106内水平布置。
如图10所示,所述冷却塔1包括塔体106、预冷器7、轴流风机101、填料102、水槽105和两组喷淋装置,喷淋装置包括水泵、喷淋管和喷淋头。高温制冷剂13从上部进入一级冷凝器内,冷却水104通过喷淋装置,均匀地喷淋在一级冷凝器表面,形成一层很薄的均匀水膜。高温制冷剂13将热量通过管壁传递给水膜,使得水膜温度升高,制冷剂13温度降低。在轴流风机101强劲的引风作用下,空气从冷却塔1侧面进入,流经一级冷凝器,使一级冷凝器表面水膜不断蒸发,水膜从高温制冷剂13吸收大量的汽化潜热,使制冷剂13温度进一步降低,从而使制冷剂13逐渐冷凝成液体。一级冷凝器采用竖管设计,冷凝后的制冷剂13液体可以顺利地流入底部,不会在一级冷凝器中积存。没有被蒸发的冷却水104下落通过高效填料102,被侧面新风进行冷却降温后,下落到底部的水槽105内,循环使用。高温制冷剂13从上部进入预冷器7内,在轴流风机101强劲的引风作用下,流经一级冷凝器和填料102的空气继续流经预冷器7,与预冷器7内的制冷剂13进行换热,降低制冷剂13的温度。
本发明的V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,设定环境温度控制值T1和T2(T1小于T2),根据不同的环境温度T0,有八种实施模式。
如图2所示,当环境温度T0小于或者等于环境温度控制值T1时,开关阀4号604和开关阀5号605打开,开关阀1号601、开关阀2号602、开关阀3号603、开关阀6号606、开关阀7号607和开关阀8号608关闭。氟泵11、二级节流阀8、二级蒸发器9、预冷器7、蒸发冷凝器4的二级冷凝器和输送管道12构成制冷循环回路。在轴流风机101强劲的引风作用下,空气从冷却塔1侧面进入,流经预冷器7,预冷器7中的制冷剂13被冷却后进入蒸发冷凝器4的二级冷凝器,进行制冷循环。在鼓风机10的作用下,房间空气与二级蒸发器9进行换热冷却。此种模式,两台压缩机、两台一级冷凝器和两组喷淋装置均停止工作,高温制冷剂13仅由空气进行冷却,即满足制冷负荷要求,达到仅利用自然冷源进行冷却的节能效果。如图3所示,当制冷负荷减小时,更能达到仅利用自然冷源进行冷却的节能效果。
如图4所示,当环境温度T0大于环境温度控制值T1,并且小于环境温度控制值T2时,开关阀1号601、开关阀4号604、开关阀5号605、开关阀7号607和开关阀8号608打开,开关阀2号602、开关阀3号603和开关阀6号606关闭。压缩机、一级冷凝器、一级节流阀3、蒸发冷凝器4的一级蒸发器和输送管道12构成一级制冷循环回路;氟泵11、二级节流阀8、二级蒸发器9、预冷器7、蒸发冷凝器4的二级冷凝器和输送管道12构成二级制冷循环回路。排出压缩机1号501和压缩机2号502的高温制冷剂13,直接进入一级冷凝器1号201和一级冷凝器2号202,由冷却水104进行冷却。流出各个二级蒸发器9的高温制冷剂13汇总后,先进入预冷器7,由空气进行冷却,再进入蒸发冷凝器4的二级冷凝器,由蒸发冷凝器4的一级蒸发器中的低温制冷剂13进行冷却。此种模式,两台压缩机、两台一级冷凝器和两组喷淋装置均工作。
如图5所示,当制冷负荷减小时,开关阀1号601、开关阀4号604、开关阀5号605和开关阀8号608打开,开关阀2号602、开关阀3号603、开关阀6号606和开关阀7号607关闭,压缩机2号502停止工作。排出压缩机1号501的高温制冷剂13,直接进入一级冷凝器1号201和一级冷凝器2号202,由冷却水104进行冷却。此种模式,一台压缩机、两台一级冷凝器和两组喷淋装置工作。
如图6所示,当制冷负荷进一步减小时,开关阀1号601、开关阀4号604和开关阀5号605打开,开关阀2号602、开关阀3号603、开关阀6号606、开关阀7号607和开关阀8号608关闭,压缩机2号502、一级冷凝器2号202和喷淋装置2号1032停止工作。排出压缩机1号501的高温制冷剂13,直接进入一级冷凝器1号201,由喷淋装置1号1031进行喷淋冷却。此种模式,一台压缩机、一台一级冷凝器和一组喷淋装置工作。
如图7所示,当环境温度T0大于或者等于环境温度控制值T2时,开关阀2号602、开关阀3号603、开关阀6号606、开关阀7号607和开关阀8号608打开,开关阀1号601、开关阀4号604和开关阀5号605关闭。压缩机、预冷器7、一级冷凝器、一级节流阀3、蒸发冷凝器4的一级蒸发器和输送管道12构成一级制冷循环回路;氟泵11、二级节流阀8、二级蒸发器9、蒸发冷凝器4的二级冷凝器和输送管道12构成二级制冷循环回路。排出压缩机1号501和压缩机2号502的高温制冷剂13,先进入预冷器7,由空气进行冷却,再进入一级冷凝器1号201和一级冷凝器2号202,由冷却水104进行冷却。流出各个二级蒸发器9的高温制冷剂13汇总后,直接进入蒸发冷凝器4的二级冷凝器,由蒸发冷凝器4的一级蒸发器中的低温制冷剂13进行冷却。此种模式,两台压缩机、两台一级冷凝器和两组喷淋装置均工作。
如图8所示,当制冷负荷减小时,开关阀2号602、开关阀3号603、开关阀6号606和开关阀8号608打开,开关阀1号601、开关阀4号604、开关阀5号605和开关阀7号607关闭,压缩机2号502停止工作。排出压缩机1号501的高温制冷剂13,先进入预冷器7,由空气进行冷却,再进入一级冷凝器1号201和一级冷凝器2号202,由冷却水104进行冷却。此种模式,一台压缩机、两台一级冷凝器和两组喷淋装置工作。
如图9所示,当制冷负荷进一步减小时,开关阀2号602、开关阀3号603和开关阀6号606打开,开关阀1号601、开关阀4号604、开关阀5号605、开关阀7号607和开关阀8号608关闭,压缩机2号502、一级冷凝器2号202和喷淋装置2号1032停止工作。排出压缩机1号501的高温制冷剂13,先进入预冷器7,由空气进行冷却,再进入一级冷凝器1号201,由喷淋装置1号1031进行喷淋冷却。此种模式,一台压缩机、一台一级冷凝器和一组喷淋装置工作。
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 (11)
1.一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,包括一级制冷系统、二级制冷系统、冷却塔、开关阀、鼓风机、制冷剂和输送管道;所述一级制冷系统包括压缩机、一级冷凝器、一级节流阀和一级蒸发器,一级冷凝器设置在冷却塔塔体内;所述二级制冷系统包括氟泵、二级冷凝器、二级节流阀和二级蒸发器,二级冷凝器和一级蒸发器构成壳管式蒸发冷凝器;一级制冷系统和二级制冷系统使用的制冷剂相同;所述冷却塔包括塔体、预冷器、轴流风机、填料、水槽和喷淋装置,喷淋装置包括水泵、喷淋管和喷淋头。
2.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述压缩机包括两台压缩机,其中一台压缩机入口处设置开关阀;所述一级冷凝器包括两台冷凝器,其中一台冷凝器入口处设置开关阀。
3.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述压缩机出口连接一级冷凝器入口和预冷器入口,压缩机出口和一级冷凝器入口之间设置开关阀,压缩机出口和预冷器入口之间设置开关阀。
4.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述一级冷凝器主要由多个散热片和总管组成;散热片主要由集管和竖管组成;集管之间由多排竖管相连接,每排竖管错落布置,每排有多个竖管;多个散热片的集管与总管相连接。
5.根据权利要求4所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,一级冷凝器竖管可以竖直设计,在冷却塔塔体内倾斜布置;一级冷凝器竖管也可以倾斜设计,在冷却塔塔体内水平布置。
6.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述预冷器主要由多个散热片、二级总管和一级总管组成;散热片主要由集管、竖管和翅片组成;集管之间由多排竖管相连接,每排竖管错落布置,每排有多个竖管,竖管上设置有翅片;多个散热片的集管与二级总管相连接,二级总管与一级总管相连接。
7.根据权利要求6所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,预冷器竖管可以竖直设计,散热片在冷却塔塔体内倾斜布置;预冷器竖管也可以倾斜设计,散热片在冷却塔塔体内水平布置。
8.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述预冷器的材质使用铜。
9.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述预冷器出口连接一级冷凝器入口和二级冷凝器入口,预冷器出口和一级冷凝器入口之间设置开关阀,预冷器出口和二级冷凝器入口之间设置开关阀。
10.根据权利要求1所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,可以设置多个二级蒸发器,每个二级蒸发器前设置二级节流阀。
11.根据权利要求1或10所述的一种V型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统,其特征在于,所述二级蒸发器总出口连接预冷器入口和二级冷凝器入口,二级蒸发器总出口和预冷器入口之间设置开关阀,二级蒸发器总出口和二级冷凝器入口之间设置开关阀。
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