CN110469929A - 制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备以及空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制冷与空调领域，特别涉及制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备以及空调系统。间接蒸发冷却设备包括壳体、间接蒸发换热器、表冷器、喷淋装置和集水箱；壳体上设置一次侧进风口、二次侧进风口、一次侧出风口和二次侧出风口；间接蒸发换热器被设置于壳体内，包括相互隔离的干通道和湿通道；表冷器被设置于二次进风口的内侧；喷淋装置被设置于间接蒸发换热器的湿通道的入口；集水箱被设置于间接蒸发换热器的湿通道的出口；集水箱内的水进入表冷器，然后经喷淋装置喷出，进入间接蒸发换热器的湿通道，最后流回集水箱。本发明可以制取逼近室外空气露点温度的冷风，降低了常规间接蒸发冷却设备的出风温度的极限，并且结构简单，系统效率高。
Description
技术领域
本发明涉及制冷与空调领域，特别涉及制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备以及空调系统。
背景技术
蒸发冷却技术是利用室外空气的不饱和性，通过水的蒸发带走热量，制取冷风或者冷水的技术。蒸发冷却设备分为直接蒸发冷却设备和间接蒸发冷却设备。直接蒸发冷却设备对空气进行绝热加湿后，直接将空气送入被调节空间。间接蒸发冷却设备内分为干通道和湿通道，一次空气流经干通道被等湿冷却后送入被调节空间，二次空气流经湿通道，湿通道内水蒸发吸热，二次空气被绝热加湿后排出。
常规的蒸发冷却设备能制取的冷水或冷风的理论最低温度是室外空气的湿球温度。为了充分发挥室外干空气的降温能力，制取更低温度的冷风或冷水，一些新型装置或系统被提出。ZL 02100431.5提出一种间接蒸发式供冷的方法及其装置，在常规蒸发冷却器的基础上，在进风口增设了空气-水逆流换热器，将冷却器底部的冷却水通过水泵一部分送往用户，另一部分注入进风口的空气-水逆流换热器后与用户回水混同送往冷却器中的喷淋器喷淋。此发明可以制取逼近室外空气露点温度的冷水供用户使用。ZL 99259083.3提出一种多级蒸发制冷空调机，将多个间接蒸发冷却器串联在一起，上一级间接蒸发冷却器的制取的冷风的一部分进入下一级间接蒸发冷却器的干通道被处理，另一部分进入下一级间接蒸发冷却器的湿通道作为工作介质，通过多级处理，可以使出风温度逼近室外空气的露点温度。ZL01819555.5和ZL 201010033817.0分别提出一种露点间接蒸发冷却器，在干湿通道的侧板上或者干通道的末端打孔，一部分干通道的空气被预冷后通过小孔进入湿通道，被预冷后的空气的湿球温度会降低，冷却器输出的气流的温度可以逼近输入气流的露点温度。
然而，ZL 02100431.5提出的间接蒸发式供冷装置虽然可以制取逼近室外露点温度的冷水供用户使用，但大部分用户还需要另外设置一套换热设备以用冷水制取冷风。ZL99259083.3提出的多级蒸发制冷空调机的体积较大，所用风机数量较多，造价和能耗也相应偏高。ZL 01819555.5和ZL 201010033817.0提出的露点间接蒸发冷却器的结构复杂，可控制性和可调节性都较差。
发明内容
本发明的目的在于提供制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备以及空调系统，可以制取逼近室外空气露点温度的冷风，降低了常规间接蒸发冷却设备的出风温度的极限，并且结构简单，系统效率高。
本发明公开了一种制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备，包括壳体、间接蒸发换热器、表冷器、喷淋装置和集水箱；
壳体上设置一次侧进风口、二次侧进风口、一次侧出风口和二次侧出风口；间接蒸发换热器被设置于壳体内，包括相互隔离的干通道和湿通道；一次侧进风从一次侧进风口进入，经过间接蒸发换热器的干通道后，从一次侧出风口排出；二次侧进风从二次侧进风口进入，经过间接蒸发换热器的湿通道后，从二次侧出风口排出；
表冷器被设置于二次进风口的内侧，用于对二次侧进风进行降温；
喷淋装置被设置于间接蒸发换热器的湿通道的入口，用于喷出喷淋水以与降温后的二次侧进风混合；
集水箱被设置于间接蒸发换热器的湿通道的出口，用于收集从间接蒸发换热器的湿通道排出的水；
表冷器分别与喷淋装置和集水箱连接，集水箱内的水进入表冷器，然后经喷淋装置喷出，进入间接蒸发换热器的湿通道，最后流回集水箱。
可选地，还包括隔板，隔板被设置于壳体内；壳体、隔板、一次侧进风口、间接蒸发换热器的干通道和一次侧出风口形成一次侧风道；壳体、隔板、二次侧进风口、间接蒸发换热器的湿通道和二次侧出风口形成二次侧风道；一次侧风道和二次侧风道相互隔离。
可选地，还包括一次侧风机和二次侧风机，一次侧风机被设置于一次侧风道内，二次侧风机被设置于二次侧风道内。
可选地，还包括水泵，水泵被设置于集水箱内。
可选地，间接蒸发换热器采用管式风-风换热器或板式风-风换热器。
可选地，表冷器采用管翅式风-水换热器。
本发明公开了一种直流式空调系统，包括室内进风口、室内出风口和制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备；室内进风口与间接蒸发冷却设备的一次侧出风口相连，室内出风口和间接蒸发冷却设备的一次侧进风口、二次侧进风口、二次侧出风口与室外相连。
本发明公开了一种封闭式空调系统，包括室内进风口、室内出风口和制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备；室内进风口与间接蒸发冷却设备的一次侧出风口相连，室内出风口与间接蒸发冷却设备的一次侧进风口相连，间接蒸发冷却设备的二次侧进风口、二次侧出风口与室外相连。
本发明与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
间接蒸发冷却设备设置有相互连接的表冷器、喷淋装置和集水箱，通过循环水不断降低二次侧空气的温度，从而不断降低一次侧空气的温度，可以制取逼近室外空气露点温度的冷风，降低了常规间接蒸发冷却设备的出风温度的极限，并且结构简单，系统效率高。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备的示意图；
图2是根据本发明第二实施方式的直流式空调系统的示意图；
图3是根据本发明第三实施方式的封闭式空调系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的第一实施方式涉及一种制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备。图1是根据本发明第一实施方式的制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备的示意图。
具体地，如图1所示，制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备100包括壳体101、间接蒸发换热器102、表冷器103、喷淋装置104和集水箱105。
壳体101上设置一次侧进风口1011、二次侧进风口1012、一次侧出风口1013和二次侧出风口1014。如图1所示，一次侧进风口1011被设置于壳体101的右下角，二次侧进风口1012被设置于壳体101的右上角，一次侧出风口1013被设置于壳体101的左上角，二次侧出风口1014被设置于壳体101的左下角。可以理解，一次侧进风口1011、二次侧进风口1012、一次侧出风口1013和二次侧出风口1014的位置可以根据实际需要进行调整，只要能够实现一次侧空气与二次侧空气的换热即可，在此不受限制。
间接蒸发换热器102被设置于壳体101内，包括相互隔离的干通道1021和湿通道1022。如图1所示，干通道1021的流向从间接蒸发冷却设备100的右下角到间接蒸发冷却设备100的左上角，湿通道1022的流向从间接蒸发冷却设备100的右上角到间接蒸发冷却设备100的左下角。可以理解，干通道1021和湿通道1022的流向可以根据一次侧进风口1011、二次侧进风口1012、一次侧出风口1013和二次侧出风口1014的位置进行调整，只要能够实现一次侧空气与二次侧空气的换热即可，在此不受限制。
一次侧进风从一次侧进风口1011进入，经过间接蒸发换热器102的干通道1021后，从一次侧出风口1013排出，即为一次侧出风。二次侧进风从二次侧进风口1012进入，经过间接蒸发换热器102的湿通道1022后，从二次侧出风口1014排出，即为二次侧出风。一次侧进风可以是室外新风或室外回风，二次侧进风可以是室外新风，一次侧进风与二次侧进风分别在间接蒸发换热器102的干通道1021和湿通道1022进行换热，换热后的一次侧出风即为由间接蒸发冷却设备100所制取的冷风。
表冷器103被设置于二次进风口1012的内侧，用于对二次侧进风进行降温。
喷淋装置104被设置于间接蒸发换热器102的湿通道1022的入口，用于喷出喷淋水以与降温后的二次侧进风混合。
集水箱105被设置于间接蒸发换热器102的湿通道1022的出口，用于收集从间接蒸发换热器102的湿通道1022排出的水。
表冷器103经由水管106分别与喷淋装置104和集水箱105连接，集水箱105内的水经由水管106进入表冷器103，然后经喷淋装置104喷出，进入间接蒸发换热器102的湿通道1022，最后流回集水箱105，用于实现水的循环。
间接蒸发冷却设备100内的换热流程如下：一次侧进风从一次侧进风口1011进入，然后进入间接蒸发换热器102的干通道1021。二次侧进风从二次侧进风口1012进入，经过表冷器103，二次侧进风被等湿降温，并且二次侧进风的温度降低至表冷器103内的循环水的温度，然后进入间接蒸发换热器102的湿通道1022。
在进入间接蒸发换热器102的湿通道1022时，降温后的二次侧进风与由喷淋装置104所喷出的喷淋水混合，喷淋水的一部分蒸发吸热，二次侧进风被绝热加湿，并且二次侧进风和剩余喷淋水的温度继续降低至经过表冷器103的二次侧进风的湿球温度。
间接蒸发换热器102的湿通道1022中的二次侧进风与间接蒸发换热器102的干通道1021中的一次侧进风进行换热，带走一次侧进风的热量，使得一次侧进风等湿降温。
集水箱105收集从间接蒸发换热器102的湿通道1022排出的水，集水箱105内的水进入表冷器103，然后经喷淋装置104喷出，进入间接蒸发换热器102的湿通道1022，最后流回集水箱105。在循环过程中，循环水的温度不断降低，最终稳定至二次侧进风口1012外侧的二次侧进风的露点温度，从而一次侧出风的温度也被降低至二次侧进风口1012外侧的二次侧进风的露点温度。
间接蒸发冷却设备100设置有相互连接的表冷器103、喷淋装置104和集水箱105，通过循环水不断降低二次侧空气的温度，从而不断降低一次侧空气的温度，可以制取逼近室外空气露点温度的冷风，降低了常规间接蒸发冷却设备的出风温度的极限，并且结构简单，系统效率高。
其中，间接蒸发冷却设备100还包括隔板107，隔板107被设置于壳体101内。壳体101、隔板107、一次侧进风口1011、间接蒸发换热器102的干通道1021和一次侧出风口1013形成一次侧风道。壳体101、隔板107、二次侧进风口1012、间接蒸发换热器102的湿通道1022和二次侧出风口1014形成二次侧风道。一次侧风道和二次侧风道相互隔离。如图1所示，一次侧风道的流向从间接蒸发冷却设备100的右下角到间接蒸发冷却设备100的左上角，二次侧风道的流向从间接蒸发冷却设备100的右上角到间接蒸发冷却设备100的左下角。可以理解，一次侧风道和二次侧风道的流向可以根据一次侧进风口1011、二次侧进风口1012、一次侧出风口1013、二次侧出风口1014、干通道1021和湿通道1022的位置进行调整，只要能够实现一次侧空气与二次侧空气的换热即可，在此不受限制。
其中，间接蒸发冷却设备100还包括一次侧风机108和二次侧风机109，一次侧风机108被设置于一次侧风道内，二次侧风机109被设置于二次侧风道内。一次侧风机108用于引导一次侧进风从一次侧进风口1011进入，经过间接蒸发换热器102的干通道1021后，从一次侧出风口1013排出。二次侧风机109用于引导二次侧进风从二次侧进风口1012进入，经过间接蒸发换热器102的湿通道1022后，从二次侧出风口1014排出。如图1所示，一次侧风机108被设置于间接蒸发换热器102的干通道1021的出口且靠近一次侧出风口1013，二次侧风机109被设置于间接蒸发换热器102的湿通道1022的出口且靠近二次侧出风口1014。可以理解，一次侧风机108也可以被设置于间接蒸发换热器102的干通道1021的入口且靠近一次侧进风口1011，二次侧风机109也可以被设置于间接蒸发换热器102的湿通道1022的入口且靠近二次侧进风口1012，只要能够引导一次侧空气流经一次侧风道并且二次侧空气流经二次侧风道即可，在此不受限制。
其中，间接蒸发冷却设备100还包括水泵110，水泵110被设置于集水箱105内。如图1所示，水泵110经由水管106由下向上将集水箱105内的水泵送至表冷器103。可以理解，水泵110的泵送方向可以根据表冷器103和集水箱105的位置进行调整，只要能够实现水在表冷器103、喷淋装置104、间接蒸发换热器102的湿通道1022和集水箱105之间的循环即可，在此不受限制。
其中，间接蒸发换热器102采用管式风-风换热器或板式风-风换热器，材质为金属或高分子材料等传热系数高的材料。
其中，表冷器103采用管翅式风-水换热器，材质为金属或高分子材料等传热系数高的材料，并且管内通水，管外通风，水的主体流向和风的主体流向相逆。
本发明的第二实施方式涉及一种直流式空调系统。图2是根据本发明第二实施方式的直流式空调系统的示意图。
具体地，如图2所示，直流式空调系统200包括一个或多个制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备100，多个间接蒸发冷却设备100可以并联设置。直流式空调系统200可以例如用于空调房间201，空调房间201上设置室内进风口2011和室内出风口2012。
空调房间201的室内进风口2011经由送风管202与间接蒸发冷却设备100的一次侧出风口1013相连，由间接蒸发冷却设备100所制取的一次侧出风进入空调房间201的室内进风口2011，用于对空调房间201进行室内送风。
空调房间201的室内出风口2012与室外相连，用于对空调房间201进行室内排风。
间接蒸发冷却设备100的一次侧进风口1011、二次侧进风口1012分别与室外相连，用于将室外新风作为一次侧进风和二次侧进风进入间接蒸发冷却设备100。
间接蒸发冷却设备100的二次侧出风口1014与室外相连，二次侧进风从二次侧出风口1014排出，即为二次侧出风。
直流式空调系统200可以使用由间接蒸发冷却设备100所制取的逼近室外空气露点温度的冷风，来调节空调房间201等的温度。
第一实施方式是与本实施方式相对应的实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第三实施方式涉及一种封闭式空调系统。图3是根据本发明第三实施方式的封闭式空调系统的示意图。
具体地，如图3所示，封闭式空调系统300包括一个或多个制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备100，多个间接蒸发冷却设备100可以并联设置。封闭式空调系统300可以例如用于空调房间201，空调房间201上设置室内进风口2011和室内出风口2012。
空调房间201的室内进风口2011经由送风管202与间接蒸发冷却设备100的一次侧出风口1013相连，由间接蒸发冷却设备100所制取的一次侧出风进入空调房间201的室内进风口2011，用于对空调房间201进行室内送风。
空调房间201的室内出风口2012经由回风管203与间接蒸发冷却设备100的一次侧进风口1011相连，用于将从空调房间201的室内出风口2012排出的室内回风作为一次侧进风进入间接蒸发冷却设备100。
间接蒸发冷却设备100的二次侧进风口1012与室外相连，用于将室外新风作为二次侧进风进入间接蒸发冷却设备100。
间接蒸发冷却设备100的二次侧出风口1014与室外相连，二次侧进风从二次侧出风口1014排出，即为二次侧出风。
封闭式空调系统300可以使用由间接蒸发冷却设备100所制取的逼近室外空气露点温度的冷风，并且可以使用从空调房间201排出的室内回风作为间接蒸发冷却设备100的一次侧进风，来调节空调房间201等的温度。
第一实施方式是与本实施方式相对应的实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
需要说明的是，本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备，其特征在于，包括壳体、间接蒸发换热器、表冷器、喷淋装置和集水箱；
所述壳体上设置一次侧进风口、二次侧进风口、一次侧出风口和二次侧出风口；所述间接蒸发换热器被设置于所述壳体内，包括相互隔离的干通道和湿通道；一次侧进风从所述一次侧进风口进入，经过所述间接蒸发换热器的所述干通道后，从所述一次侧出风口排出；二次侧进风从所述二次侧进风口进入，经过所述间接蒸发换热器的所述湿通道后，从所述二次侧出风口排出；
所述表冷器被设置于所述二次进风口的内侧，用于对所述二次侧进风进行降温；
所述喷淋装置被设置于所述间接蒸发换热器的所述湿通道的入口，用于喷出喷淋水以与降温后的所述二次侧进风混合；
所述集水箱被设置于所述间接蒸发换热器的所述湿通道的出口，用于收集从所述间接蒸发换热器的所述湿通道排出的水；
所述表冷器分别与所述喷淋装置和所述集水箱连接，所述集水箱内的水进入所述表冷器，然后经所述喷淋装置喷出，进入所述间接蒸发换热器的所述湿通道，最后流回所述集水箱。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括隔板，所述隔板被设置于所述壳体内；所述壳体、所述隔板、所述一次侧进风口、所述间接蒸发换热器的所述干通道和所述一次侧出风口形成一次侧风道；所述壳体、所述隔板、所述二次侧进风口、所述间接蒸发换热器的所述湿通道和所述二次侧出风口形成二次侧风道；所述一次侧风道和所述二次侧风道相互隔离。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括一次侧风机和二次侧风机，所述一次侧风机被设置于所述一次侧风道内，所述二次侧风机被设置于所述二次侧风道内。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括水泵，所述水泵被设置于所述集水箱内。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述间接蒸发换热器采用管式风-风换热器或板式风-风换热器。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述表冷器采用管翅式风-水换热器。
7.一种直流式空调系统，其特征在于，包括室内进风口、室内出风口和根据权利要求1至6中任一项所述的制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备；所述室内进风口与所述间接蒸发冷却设备的一次侧出风口相连，所述室内出风口和所述间接蒸发冷却设备的一次侧进风口、二次侧进风口、二次侧出风口与室外相连。
8.一种封闭式空调系统，其特征在于，包括室内进风口、室内出风口和根据权利要求1至6中任一项所述的制取露点温度冷风的间接蒸发冷却设备；所述室内进风口与所述间接蒸发冷却设备的一次侧出风口相连，所述室内出风口与所述间接蒸发冷却设备的一次侧进风口相连，所述间接蒸发冷却设备的二次侧进风口、二次侧出风口与室外相连。
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