CN112050324A - 基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，包括机组壳体，机组壳体内分为左风道和右风道，左风道内设置有蒸发冷凝单元，蒸发冷凝单元上方设置有翅片管，右风道内分为上下两层风道，分别为一次空气通道和二次空气通道，贯穿上下两层风道设置有板翅式间接蒸发冷却单元，一次空气通道和二次空气通道的出风口分别对应蒸发冷凝单元和翅片管，一次空气通道内位于出风口的位置处还设置有机械制冷单元，机械制冷单元、蒸发冷凝单元、翅片管通过管道连接形成闭合循环回路。本发明的基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，将蒸发冷凝和蒸发冷却技术相结合，大大提高换热效率。

Description

基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，涉及一种基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组。
背景技术
随着国民经济的发展，我国水资源愈发紧张，工业用水缺水现象尤为严重，节约用水成为可持续发展的重要的趋势，我国大多场所设置空调，对水资源的消耗很大，故空调节水性方面需提高。冷水机组可以被分为水冷冷水机组、风冷冷水机组以及蒸发冷凝式冷水机组。水冷冷水机组要配套冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵及相关附件，不仅运输成本高，占地面积较大，且运行效率不高。风冷冷水机组具有结构紧凑、系统简单，便于安装、节水、无需冷却塔等优点，特别适用于缺水或水源有节制的地方。但空气的传热性差，且机组的性能受环境空气的影响大，运行效率较低，系统COP有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，将蒸发冷凝和蒸发冷却技术相结合，大大提高换热效率，同时解决了风冷冷水机组及水冷冷水机组运行效率较低的问题。
本发明所采用的技术方案是，基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，包括机组壳体，机组壳体内分为左风道和右风道，左风道内设置有蒸发冷凝单元，蒸发冷凝单元上方设置有翅片管，右风道内分为上下两层风道，分别为一次空气通道和二次空气通道，贯穿上下两层风道设置有板翅式间接蒸发冷却单元，一次空气通道和二次空气通道的出风口分别对应蒸发冷凝单元和翅片管，一次空气通道内位于出风口的位置处还设置有机械制冷单元，机械制冷单元、蒸发冷凝单元、翅片管通过管道连接形成闭合循环回路。
本发明的特征还在于，
蒸发冷凝单元包括与一次空气通道出风口对应设置的填料，填料上方由下到上依次设置有填料/盘管耦合式冷凝盘管和喷淋装置，翅片管设置在喷淋装置上方，填料下方设置有蓄水池B，蓄水池B和喷淋装置通过循环水管B连通，翅片管、填料/盘管耦合式冷凝盘管和机械制冷单元通过管道连接形成回路，还包括设置在翅片管上方对应的机组壳体顶部的排风口。
循环水管B上连接有循环水泵B。
排风口内设置有排风机。
排风机为离心式风机。
填料/盘管耦合式冷凝盘管包括冷凝盘管，翅片管翅片管、冷凝盘管和机械制冷单元通过管道连接形成回路，冷凝盘管为竖向设置，冷凝盘管的盘管间隙设置有填料a。
一次空气通道和二次空气通道远离左风道的一侧对应机组壳体的侧壁上分别设置有一次风进风口和二次风进风口，一次空气通道和二次空气通道对应蒸发冷凝单元和翅片管的一端分别设置有一次风出风口和二次风出风口，板翅式间接蒸发冷却单元包括贯穿上下两层风道设置的板翅式间接蒸发冷却器，机械制冷单元位于一次风出风口和板翅式间接蒸发冷却器之间的一次空气通道内，板翅式间接蒸发冷却单元还包括设置在二次风进风口和板翅式间接蒸发冷却器的二次空气通道内的喷淋装置A，喷淋装置A朝板翅式间接蒸发冷却器喷淋，喷淋装置A下方设置有蓄水池A，喷淋装置A和蓄水池A通过循环水管A连通。
循环水管A上连接有循环水泵A。
二次空气通道内位于二次风出风口和板翅式间接蒸发冷却器之间还设置有挡水板。
机械制冷单元包括设置在一次空气通道内出风口的位置处的蒸发器，蒸发器通过管道依次连接有压缩机、翅片管、填料/盘管耦合式冷凝盘管及节流阀，并形成闭合循环回路。
本发明的有益效果是：
(1)本发明机组利用蒸发冷却技术，利用水与“干空气能”发生热质交换过程，降低一次空气温度，节约能源，采用蒸发冷凝技术，大大提高换热效率，同时排除了传统水冷式水泵的问题和大量用水而产生的水处理问题，运行费用也有所降低；
(2)本发明机组利用板翅式间接蒸发冷却器、蒸发器提供更低温空气，蒸发冷凝段入口空气可使用更低温空气，使蒸发冷凝式冷水机组的效率得以提高；
(3)本发明机组利用翅片管风冷预冷，增加了风冷预冷换热表面积，使预冷效率提高；
(4)本发明机组巧妙的流道设计，使间接蒸发冷却段二次空气在蒸发冷凝部分预冷段得到冷量梯级利用，且在间接蒸发冷却器二次空气处设置挡水板，防止水进入风道；
(5)本发明机组采用集装箱模块化设计，一体化设计方便运输和安装，且蒸发冷凝段和机组进、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是本发明基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组的结构示意图。
图中，1.排风口，2.排风机，3.二次风出风口，4.挡水板，5.压缩机，6.蒸发器，7.节流阀，8.一次风进风口，9.二次风进风口，10.蓄水池A，11.循环水泵A，12.喷淋装置A，13.板翅式间接蒸发冷却器，14.一次风出风口，15.蓄水池B，16.填料，17.循环水泵B，18.填料/盘管耦合式冷凝盘管，18-1.冷凝盘管18-1，18-2.填料a，19.喷淋装置，20.翅片管，21.机组壳体，22.循环水管B，23.循环水管A。
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。
本发明基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，包括机组壳体21，机组壳体21内分为左风道和右风道，左风道内设置有蒸发冷凝单元，蒸发冷凝单元上方设置有翅片管20，右风道内分为上下两层风道，分别为一次空气通道和二次空气通道，贯穿上下两层风道设置有板翅式间接蒸发冷却单元，一次空气通道和二次空气通道的出风口分别对应蒸发冷凝单元和翅片管20，一次空气通道内位于出风口的位置处还设置有机械制冷单元，机械制冷单元、蒸发冷凝单元、翅片管20通过管道连接形成闭合循环回路。
蒸发冷凝单元包括与一次空气通道出风口对应设置的填料16，填料16上方由下到上依次设置有填料/盘管耦合式冷凝盘管18和喷淋装置19，翅片管20设置在喷淋装置19上方，填料16下方设置有蓄水池B15，蓄水池B15和喷淋装置19通过循环水管B22连通，翅片管20、填料/盘管耦合式冷凝盘管18和机械制冷单元通过管道连接形成回路，还包括设置在翅片管20上方对应的机组壳体21顶部的排风口1。
循环水管B22上连接有循环水泵B17。
排风口1内设置有排风机2。
排风机2为离心式风机。
填料/盘管耦合式冷凝盘管18包括冷凝盘管18-1，翅片管20翅片管20、冷凝盘管18-1和机械制冷单元通过管道连接形成回路，冷凝盘管18-1为竖向设置，冷凝盘管18-1的盘管间隙设置有填料a18-2。
一次空气通道和二次空气通道远离左风道的一侧对应机组壳体的侧壁上分别设置有一次风进风口8和二次风进风口9，一次空气通道和二次空气通道对应蒸发冷凝单元和翅片管20的一端分别设置有一次风出风口14和二次风出风口3，板翅式间接蒸发冷却单元包括贯穿上下两层风道设置的板翅式间接蒸发冷却器13，机械制冷单元位于一次风出风口14和板翅式间接蒸发冷却器13之间的一次空气通道内，板翅式间接蒸发冷却单元还包括设置在二次风进风口9和板翅式间接蒸发冷却器13的二次空气通道内的喷淋装置A12，喷淋装置A12朝板翅式间接蒸发冷却器13喷淋，喷淋装置A12下方设置有蓄水池A10，喷淋装置A12和蓄水池A10通过循环水管A23连通。
循环水管A23上连接有循环水泵A11。
二次空气通道内位于二次风出风口3和板翅式间接蒸发冷却器13之间还设置有挡水板4。
机械制冷单元包括设置在一次空气通道内出风口的位置处的蒸发器6，蒸发器6通过管道依次连接有压缩机5、翅片管20、填料/盘管耦合式冷凝盘管18及节流阀7，并形成闭合循环回路。
本发明板翅式间接蒸发冷却机组的工作原理如下：
蒸发冷凝单元的工作原理为：蓄水池B15内的循环水在循环水泵B17的作用下由喷淋装置19喷淋在填料/盘管耦合式冷凝盘管18表面，再于填料16处发生直接蒸发冷却过程，水温被降低后落入蓄水池B15内，经翅片管20风冷预冷后的制冷剂进入填料/盘管耦合式冷凝盘管18中，管外空气至下而上掠过盘管与盘管表面的水膜发生热质交换过程，空气带走制冷剂的热量并由机组上部排风口排出。
经翅片管20风冷预冷的原理为：风冷预冷部分的空气来自于两处，一为经板翅式间接蒸发冷却器13的二次空气；二为经板翅式间接蒸发冷却器13的等焓降温，再经过填料16和填料/盘管耦合式冷凝盘管18后的空气，充分利用空气冷量。
板翅式间接蒸发冷却单元的工作原理：在排风机2的作用下，室外空气分别从一次空气进风口8、二次进风口9分别进入间接蒸发冷却器13的一次空气通道和二次空气通道，在经过热湿交换降温后，分别从二次空气出风口3吹响翅片管20，进行风冷预冷。蒸发器6位于一次空气出风口14后给即将进入蒸发冷凝部分的被间接蒸发冷却等焓降温的一次空气再次预冷，使空气达到更低温度，再进入蒸发冷凝填料16部分。
在循环水泵A11的作用下，蓄水池B10的水由喷淋装置A12喷淋于间接蒸发冷却器上，空气与水发生间接蒸发冷却过程，使一次空气等焓降温，二次空气降温加湿。

Claims (10)

1.基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，包括机组壳体(21)，所述机组壳体(21)内分为左风道和右风道，所述左风道内设置有蒸发冷凝单元，所述蒸发冷凝单元上方设置有翅片管(20)，所述右风道内分为上下两层风道，分别为一次空气通道和二次空气通道，贯穿上下两层风道设置有板翅式间接蒸发冷却单元，所述一次空气通道和二次空气通道的出风口分别对应所述蒸发冷凝单元和翅片管(20)，所述一次空气通道内位于出风口的位置处还设置有机械制冷单元，所述机械制冷单元、蒸发冷凝单元、翅片管(20)通过管道连接形成闭合循环回路。
2.根据权利要求1所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述蒸发冷凝单元包括与一次空气通道出风口对应设置的填料(16)，所述填料(16)上方由下到上依次设置有填料/盘管耦合式冷凝盘管(18)和喷淋装置(19)，所述翅片管(20)设置在所述喷淋装置(19)上方，所述填料(16)下方设置有蓄水池B(15)，所述蓄水池B(15)和喷淋装置(19)通过循环水管B(22)连通，所述翅片管(20)、填料/盘管耦合式冷凝盘管(18)和机械制冷单元通过管道连接形成回路，还包括设置在翅片管(20)上方对应的机组壳体(21)顶部的排风口(1)。
3.根据权利要求2所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述循环水管B(22)上连接有循环水泵B(17)。
4.根据权利要求2所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述排风口(1)内设置有排风机(2)。
5.根据权利要求4所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述排风机(2)为离心式风机。
6.根据权利要求2所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述填料/盘管耦合式冷凝盘管(18)包括冷凝盘管(18-1)，所述翅片管(20)翅片管(20)、冷凝盘管(18-1)和机械制冷单元通过管道连接形成回路，所述冷凝盘管(18-1)为竖向设置，所述冷凝盘管(18-1)的盘管间隙设置有填料a(18-2)。
7.根据权利要求2所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述一次空气通道和二次空气通道远离左风道的一侧对应机组壳体的侧壁上分别设置有一次风进风口(8)和二次风进风口(9)，所述一次空气通道和二次空气通道对应所述蒸发冷凝单元和翅片管(20)的一端分别设置有一次风出风口(14)和二次风出风口(3)，所述板翅式间接蒸发冷却单元包括贯穿上下两层风道设置的板翅式间接蒸发冷却器(13)，所述机械制冷单元位于一次风出风口(14)和板翅式间接蒸发冷却器(13)之间的一次空气通道内，所述板翅式间接蒸发冷却单元还包括设置在二次风进风口(9)和板翅式间接蒸发冷却器(13)的二次空气通道内的喷淋装置A(12)，所述喷淋装置A(12)朝板翅式间接蒸发冷却器(13)喷淋，所述喷淋装置A(12)下方设置有蓄水池A(10)，所述喷淋装置A(12)和所述蓄水池A(10)通过循环水管A(23)连通。
8.根据权利要求7所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述循环水管A(23)上连接有循环水泵A(11)。
9.根据权利要求7所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述二次空气通道内位于二次风出风口(3)和板翅式间接蒸发冷却器(13)之间还设置有挡水板(4)。
10.根据权利要求2所述的板翅式间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述机械制冷单元包括设置在一次空气通道内出风口的位置处的蒸发器(6)，所述蒸发器(6)通过管道依次连接有压缩机(5)、翅片管(20)、填料/盘管耦合式冷凝盘管(18)及节流阀(7)，并形成闭合循环回路。
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黄翔: "蒸发冷却冷水机组的原理、性能与适用性分析", 《化工学报》, vol. 71, no. 1, pages 236 - 244 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112833590A (zh) * 2021-01-12 2021-05-25 南京航空航天大学 带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法
CN112833590B (zh) * 2021-01-12 2021-11-23 南京航空航天大学 带双预冷系统的镶嵌泡沫翅片板的蒸发式冷凝器及方法

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