CN110736170A - 一种内外冷复合式一体化节能冷站 - Google Patents
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Abstract
一种内外冷复合式一体化节能冷站，属于空调设备技术领域，结构新颖，原理清晰，本冷站将生产高温冷水的蒸发冷却冷水机组与水处理、冷量转换输送的水处理间和输配间集合在一体化的机组中，在机组占地面积不增大的基础上充分改善了以往冷水机组的结构，在冬季采用高温表冷段及水‑乙二醇板换使该外冷式蒸发冷却一体化节能冷站能充分利用自然冷源实现自由冷却，为数据中心等全年需要供冷的建筑物提供冷量，避免结冰问题的产生，在夏季，高温表冷器对进入机组的空气进行预冷，进一步降低出水温度。
Description
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，涉及一种节能冷站，具体的说是涉及一种内外冷复合式一体化节能冷站。
背景技术
近年来，随着能源紧缺及环境污染问题愈发突出，为了促进可再生能源的利用，实现节能减排目的，蒸发冷却空调产品的研发及应用受到极大关注。随着蒸发冷却技术的发展以及市场对高温冷水机组的需求，各生产厂家发明、生产了一系列蒸发冷却冷水机组，并应用到实际工程，但各厂家生产的蒸发冷却冷水机组质量参差不齐，机组在结构形式等方面有待进一步优化，以提高整机运行稳定性及能效。传统蒸发冷却冷水机组作为产出高温冷水的冷源设备，机组多设计为“山”字形对称结构，影响美观且占地较大；同时，在工程应用时需要设置板换间、泵房等，牺牲了部分室内建筑面积也给施工带来了不便。随着国家对能源节约、环境保护的重视，市场对高温冷水机组的需求不断增大，数据中心节能减排对于全年自然冷却需求的迫切，传统蒸发冷却冷水机组无法满足冬季使用要求，且出水温度较高，因此开发更加环保、节能、高效、稳定的全年可用型内外冷复合式一体化节能冷站势在必行。为能够解决现有蒸发冷却冷水机组在应用时存在的问题，进一步优化其结构、延长自然冷源使用时间、降低出水温度，设计出一种内外冷复合式一体化的节能冷站显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有蒸发冷却冷水机组结构应用时需要设置板换间、泵房占用室内建筑面积及施工周期、现有蒸发冷却冷水机组冬季使用结冰等不足，提出一种内外冷复合式一体化节能冷站，进一步优化其结构，可使节能冷站更加环保、节能、高效、稳定，可延长自然冷源使用时间，降低出水温度，可进一步满足使用需求。
本发明的技术方案是：一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述内外冷复合式一体化节能冷站由两部分组成，一部分为生产高温冷水的蒸发冷却冷水机组，另一部分为水处理和冷量转换输送的水处理间及输配间；所述蒸发冷却冷水机组为对称式结构，自进风口依次由过滤段、高温表冷器、立管和直接蒸发冷却填料塔组成，自下而上依次由冷水水箱、直接蒸发冷却填料塔、填料段喷淋装置、填料段挡水板、填料段风机组成；所述立管的顶部设有立管段风机、立管段挡水板和立管段喷淋装置，所述立管的底部设有立管段水箱，所述输配间和水处理间分别设置在所述立管段水箱的底部，所述输配间内设有LED照明灯、第一板换、第二板换、末端回水管、冷站供水管和乙二醇供水管，所述水处理间内设有LED照明灯、水处理装置和配电柜，所述水处理装置与外部的自来水管网连接，所述冷水水箱的出水口与所述第二板换的一次侧进水口相连接，所述第二板换的一次侧出水口与所述填料段喷淋装置相连接，所述末端回水管通过回水管二通阀与所述第二板换和第一板换的二次侧进水口相连接，所述冷站供水管通过供水管二通阀与所述第二板换和第一板换的二次侧出水口相连接，所述乙二醇供水管连接在所述第一板换的一次侧进水口与所述高温表冷器出水口之间，所述乙二醇回水管连接在所述第一板换的一次侧出水口与高温表冷器进水口之间。
所述立管段喷淋装置、填料段喷淋装置的喷嘴是PX型喷嘴、PY型喷嘴、FD型喷嘴中的一种。
所述直接蒸发冷却填料塔内设有填料，其填料为PVC的高比表面积填料，立管段挡水板、填料段挡水板中亦设有填料，其填料为纸质填料。
所述高温表冷器为铜管铝翅片性型表冷器。
所述过滤段中设有过滤网，过滤网由呢绒网纱和袋式初效过滤网构成。
所述水处理装置具有过滤及软化水功能。
所述第一板换为水-乙二醇板换，第二板换为水-水板换，冷水水箱的出水口与第二板换的一次侧进水口之间设有一次水泵，冷站供水管与第一板换、第二板换的二次侧出水口之间设有二次水泵，第一板换的一次侧出水口与高温表冷器的进水口之间的乙二醇回水管上设有乙二醇泵。
所述立管段风机、乙二醇泵、二次水泵、一次水泵、填料段风机均由变频电机驱动，风机均为离心风机。
所述冷水水箱内设有填料段浮球阀，冷水水箱的底部设有排水阀。
所述立管段水箱内设有立管段浮球阀、立管段循环水泵，立管段水箱的底部设有排水阀。
所述水处理间、输配间与冷水水箱之间均设有挡板。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种内外冷复合式一体化节能冷站，结构新颖，原理清晰，本冷站将生产高温冷水的蒸发冷却冷水机组与水处理、冷量转换输送的水处理间和输配间集合在一体化的机组中，在机组占地面积不增大的基础上充分改善了常规“山”字形冷水机组的外观形状、便于缩短施工周期，在冬季采用高温表冷段及水-乙二醇板换使该外冷式蒸发冷却一体化节能冷站能充分利用自然冷源实现自由冷却，为数据中心等全年需要供冷的建筑物提供冷量，避免结冰问题的产生，在夏季，高温表冷器对进入机组的空气进行预冷，进一步降低出水温度。通过优化机组结构，充分利用外冷式间接蒸发冷却冷水机组的有效空间，将水处理间和输配间与冷水机组融为一体；通过将蒸发冷却冷水机组与水处理间和输配间的一体化集成，产出冷水可直接供给到末端，使现场施工简单化，便于缩短施工周期、减少施工成本；间接段采用外冷式高温表冷器和内冷式立管间接蒸发冷却段对进入直接蒸发冷却填料塔的空气进行两次间接预冷，从而降低出水温度，延长了常规蒸发冷却冷水机组全年使用时间；冬季使用时，将机组的水排空，仅开风机或不开风机实现自由冷却，变频风机可根据室外气象参数及室内负荷实现开启频率自动控制，有利于提高机组全年运行的能效比；高温表冷器内为乙二醇溶液，因此完全解决了常规外冷式间接冬季结冰问题，扩大了机组应用范围和地域，全生命周期运维更加便利；立管与直接蒸发冷却填料段之间、立管段风机与填料段风机之间留有检修空间，冷站内部设有LED灯照明，方便冷站的检修与维护；设置的水-水板换、水-乙二醇板换独立运行，在冬夏季切换时，不存在排空高温表冷器中的溶液，减少维护工作量。
附图说明
图1 为本发明结构示意图。
图2 为本发明中立管间接段结构示意图。
图3 为本发明中水处理间及输配间的结构示意图。
图中：立管段风机1、立管段挡水板2、立管段喷淋装置3、立管4、过滤段5、立管段水箱6、高温表冷器7、乙二醇供水管8、第一板换9、乙二醇回水管10、输配间11、末端回水管12、乙二醇泵13、供水管二通阀14、冷站供水管15、二次水泵16、回水管二通阀17、第二板换18、一次水泵19、填料段浮球阀20、冷水水箱21、排水阀22、挡板23、自来水管网24、水处理装置25、电控柜26、水处理间27、LED照明灯28、直接蒸发冷却填料塔29、填料段喷淋装置30、填料段挡水板31、填料段风机32、立管段浮球阀33、立管段循环水泵34。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-3所示，一种内外冷复合式一体化节能冷站，由两部分组成，一部分为生产高温冷水的蒸发冷却冷水机组，另一部分为水处理和冷量转换输送的水处理间27及输配间11；蒸发冷却冷水机组为对称式结构，自进风口依次由过滤段5、高温表冷器7、立管4和直接蒸发冷却填料塔29组成，自下而上依次由冷水水箱21、直接蒸发冷却填料塔29、填料段喷淋装置30、填料段挡水板31、填料段风机32组成；立管4的顶部设有立管段风机1、立管段挡水板2和立管段喷淋装置3，立管4的底部设有立管段水箱6，输配间11和水处理间27分别设置在立管段水箱6的底部，输配间11内设有LED照明灯28、第一板换9、第二板换18、末端回水管12、冷站供水管15和乙二醇供水管8，水处理间27内设有LED照明灯28、水处理装置25和配电柜26，水处理装置25与外部的自来水管网24连接，冷水水箱21的出水口与第二板换18的一次侧进水口相连接，第二板换18的一次侧出水口与填料段喷淋装置30相连接，末端回水管12通过回水管二通阀17与第二板换18和第一板换9的二次侧进水口相连接，冷站供水管15通过供水管二通阀13与第二板换18和第一板换9的二次侧出水口相连接，乙二醇供水管8连接在第一板换9的一次侧进水口与高温表冷器7出水口之间，乙二醇回水管10连接在第一板换9的一次侧出水口与高温表冷器7进水口之间。
如图1-3所示，一种内外冷复合式一体化节能冷站，立管段喷淋装置3、填料段喷淋装置30的喷嘴是PX型喷嘴、PY型喷嘴、FD型喷嘴中的一种；直接蒸发冷却填料塔29内设有填料，其填料为PVC的高比表面积填料，立管段挡水板2、填料段挡水板31中亦设有填料，其填料为纸质填料；高温表冷器7为铜管铝翅片性型表冷器；过滤段5中设有过滤网，过滤网由呢绒网纱和袋式初效过滤网构成；水处理装置25具有过滤及软化水功能；第一板换9为水-乙二醇板换，第二板换18为水-水板换，冷水水箱21的出水口与第二板换18的一次侧进水口之间设有一次水泵19，冷站供水管15与第一板换9、第二板换18的二次侧出水口之间设有二次水泵16，第一板换9的一次侧出水口与高温表冷器7的进水口之间的乙二醇回水管10上设有乙二醇泵13；立管段风机1、乙二醇泵13、二次水泵16、一次水泵19、填料段风机32均由变频电机驱动，风机均为离心风机；冷水水箱21内设有填料段浮球阀20，冷水水箱21的底部设有填料段排水阀22；水处理间27、输配间11与冷水水箱21之间均设有挡板23。
如图1-3所示，一种内外冷复合式一体化节能冷站的工作原理如下：
本发明的风系统工作过程是：
在夏季，立管段风机1、填料段风机32、立管段循环水泵34、一次水泵19工作时，室外空气经过过滤段5分别进入立管4的管内和管外分别作为二次空气和一次空气。经过立管4管内的二次空气在管内与水接触进行热湿交换，带走立管4管外一次空气的热量，由立管段风机1排出，干球温度、湿球温度降低的一次空气通过直接蒸发冷却填料塔29与水接触进行热湿交换，带走水中热量，饱和的热湿空气由填料段风机32排出。
在冬季，立管段风机1、填料段风机32工作时，室外寒冷空气经过过滤段5进入高温表冷器7，经过高温表冷器7的室外空气发生等湿升温，带走高温表冷器热量后的升温空气由立管段风机1、填料段风机32排出。
本发明的水系统工作过程是：
在夏季，一次水泵19将冷水水箱21中的冷水的冷量经第二板换18送至二次水系统的二次水，吸收二次系统热量后温度升高的冷水经过填料段喷淋装置30后，被均匀的喷淋到直接蒸发冷却填料塔29，与空气发生热湿交换，水温降低后落入冷水水箱中，然后再次在一次水泵19的作用下，供到第二板换18完成循环。当冷水水箱21缺水时，填料段浮球阀20打开，经水处理装置25处理后的自来水进行补水，当冷水水箱21达到一定水位时，填料段浮球阀20闭合，完成补水。室内空调末端使用的二次水在二次水泵16的作用下，使二次水系统形成循环，空调末端使用后的高温回水再通入第二板换18降温后再次送入空调末端，对室内进行降温。当冷水水箱21需要排水时，打开排水阀22，完成排水。
立管段水箱6中的循环水在立管段循环水泵34的作用下，经立管段喷淋装置3将循环水均匀喷洒在立管4上端，循环水从立管4内向下流动，与二次空气在立管4内壁发生热湿交换，降温后的水落入立管段水箱6。立管段水箱6缺水时，立管段浮球阀33打开，经水处理装置25处理后的自来水进行补水，当立管段水箱6中水量达到一定水位时，填料段浮球阀20闭合，完成补水。当立管段水箱6需要排水时，打开排水阀22，完成排水。
在冬季，打开排水阀22，将一次水系统(即冷水水箱21)及立管段水箱6排空，在乙二醇泵13的作用下乙二醇溶液进入第一板换9中吸收二次系统的热量，升温后的乙二醇溶液再返回到高温表冷器7进行降温，降温后的乙二醇溶液在乙二醇泵13的作用再进入第一板换9中吸收二次系统的热量，完成循环。室内空调末端使用的二次水在二次水泵15的作用下，使二次水系统形成循环，空调末端使用后的高温回水通入第一板换9降温后再次送入空调末端，对室内进行降温。
Claims (10)
1.一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述内外冷复合式一体化节能冷站由两部分组成，一部分为生产高温冷水的蒸发冷却冷水机组，另一部分为水处理和冷量转换输送的水处理间(27)及输配间(11)；所述蒸发冷却冷水机组为对称式结构，自进风口依次由过滤段(5)、高温表冷器(7)、立管(4)和直接蒸发冷却填料塔(29)组成，自下而上依次由冷水水箱(21)、直接蒸发冷却填料塔(29)、填料段喷淋装置(30)、填料段挡水板(31)、填料段风机(32)组成；所述立管(4)的顶部设有立管段风机(1)、立管段挡水板(2)和立管段喷淋装置(3)，所述立管(4)的底部设有立管段水箱(6)，所述输配间(11)和水处理间(27)分别设置在所述立管段水箱(6)的底部，所述水处理间(27)、输配间(11)与冷水水箱(21)之间均设有挡板(23)，所述输配间(11)内设有LED照明灯(28)、第一板换(9)、第二板换(18)、末端回水管(12)、冷站供水管(15)和乙二醇供水管(8)，所述水处理间(27)内设有LED照明灯(28)、水处理装置(25)和配电柜(26)，所述水处理装置(25)与外部的自来水管网(24)连接，所述冷水水箱(21)的出水口与所述第二板换(18)的一次侧进水口相连接，所述第二板换(18)的一次侧出水口与所述填料段喷淋装置(30)相连接，所述末端回水管(12)通过所述回水管二通阀(17)与所述第二板换(18)和第一板换(9)的二次侧进水口相连接，所述冷站供水管(15)通过所述供水管二通阀(13)与所述第二板换(18)和第一板换(9)的二次侧出水口相连接，所述乙二醇供水管(8)连接在所述第一板换(9)的一次侧进水口与所述高温表冷器(7)出水口之间，所述乙二醇回水管(10)连接在所述第一板换(9)的一次侧出水口与高温表冷器(7)进水口之间。
2.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述立管段喷淋装置(3)、填料段喷淋装置(30)的喷嘴是PX型喷嘴、PY型喷嘴、FD型喷嘴中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述直接蒸发冷却填料塔(29)内设有填料，其填料为PVC的高比表面积填料，立管段挡水板(2)、填料段挡水板(31)中亦设有填料，其填料为纸质填料。
4.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述高温表冷器(7)为铜管铝翅片性型表冷器。
5.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述过滤段(5)中设有过滤网，过滤网由呢绒网纱和袋式初效过滤网构成。
6.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述水处理装置(25)具有过滤及软化水功能。
7.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述第一板换(9)为水-乙二醇板换，第二板换(18)为水-水板换，冷水水箱(21)的出水口与第二板换(18)的一次侧进水口之间设有一次水泵(19)，冷站供水管(15)与第一板换(9)、第二板换(18)的二次侧出水口之间设有二次水泵(16)，第一板换(9)的一次侧出水口与高温表冷器(7)的进水口之间的乙二醇回水管(10)上设有乙二醇泵(13)。
8.根据权利要求7所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述立管段风机(1)、乙二醇泵(13)、二次水泵(16)、一次水泵(19)、填料段风机(32)均由变频电机驱动，风机均为离心风机。
9.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述冷水水箱(21)内设有填料段浮球阀(20)，冷水水箱(21)的底部设有排水阀(22)。
10.根据权利要求1所述的一种内外冷复合式一体化节能冷站，其特征在于：所述立管段水箱(6)内设有立管段浮球阀(33)、立管段循环水泵(34)，立管段水箱的底部设有排水阀(22)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201911109685.2A CN110736170A (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种内外冷复合式一体化节能冷站 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=69272807
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111315193A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-19 | 西安工程大学 | 结合蒸发冷冷却和表冷器技术的用于数据中心的空调系统 |
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-
2019
- 2019-11-14 CN CN201911109685.2A patent/CN110736170A/zh active Pending
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| CN111315193B (zh) * | 2020-03-12 | 2024-04-30 | 西安工程大学 | 结合蒸发冷冷却和表冷器技术的用于数据中心的空调系统 |
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