CN113028531A - 节能环保型中央空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能环保型中央空调系统，包括冷湿空气单元、供水回路单元、空气热交换器、室内送风冷却单元以及送风管道；所述冷湿空气单元包括表面式冷却器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器及室外风机；所述供水回路单元连接所述冷湿空气单元；所述空气热交换器的冷湿侧连接所述室外风机，所述空气热交换器的用户侧连接所述室内送风冷却单元；所述送风管道连接在所述冷湿空气单元和所述用户侧的进风口之间，部分二级冷却后的室外空气经所述送风管道进入所述用户侧，与冷湿侧的室外空气进行热交换后进入所述室内送风冷却单元。本发明的节能环保型中央空调系统，充分利用蒸发冷却技术服务于中央空调系统，消除其湿度过大的缺点，减少水量消耗。

Description

节能环保型中央空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种节能环保型中央空调系统。
背景技术
目前电厂厂房空气调节一般采用机械制冷通风冷却，耗电设备包括压缩机、水泵、风机，其中压缩机耗电巨大，不利于节能环保。
现有蒸发冷却技术利用水蒸发降温的原理，仅风机、水泵耗电，相比传统机械制冷通风冷却系统可节能70％以上。厂房送风全部来自室外清新空气，但送风温度受室外环境影响，通常介于室外露点温度与室外湿球温度之间，在热湿季节送风温度较高，且直接蒸发段降温过程伴随着加湿，导致送风湿度在95％以上，不利于电厂设备运行。此外，厂房湿空气直接排出，没有回收其中的水分，水量消耗较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于电厂的节能环保型中央空调系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种节能环保型中央空调系统，包括冷湿空气单元、供水回路单元、空气热交换器、室内送风冷却单元以及送风管道；
所述冷湿空气单元包括对室外空气进行初级冷却的表面式冷却器、对初级冷却后的室外空气进行二级冷却的间接蒸发冷却器、对二级冷却后的室外空气进行降温加湿的直接蒸发冷却器、将降温加湿后的室外空气送至所述空气热交换器的冷湿侧的室外风机；
所述供水回路单元连接所述冷湿空气单元，为所述冷湿空气单元提供冷却水；
所述空气热交换器的冷湿侧连接所述室外风机，所述空气热交换器的用户侧连接所述室内送风冷却单元，室内回风进入所述用户侧与冷湿侧的室外空气进行热交换后进入所述室内送风冷却单元；
所述送风管道连接在所述冷湿空气单元和所述用户侧的进风口之间，部分二级冷却后的室外空气经所述送风管道进入所述用户侧，与冷湿侧的室外空气进行热交换后进入所述室内送风冷却单元。
优选地，所述冷湿空气单元具有室外空气进风端和室外空气排风端，所述室外空气排风端连接所述空气热交换器的冷湿侧的进风口；
所述表面式冷却器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器及室外风机依次设置在所述室外空气进风端和室外空气排风端之间。
优选地，所述冷湿空气单元还包括对初级冷却前的室外空气进行过滤的过滤网；所述过滤网设置在所述冷湿空气单元的室外空气进风端处。
优选地，所述供水回路单元包括定压水箱、第一供水管路、第二供水管路、送水管路以及回水管路；
所述第一供水管路连接在所述定压水箱和间接蒸发冷却器之间，所述第二供水管路连接在所述定压水箱和直接蒸发冷却器之间；
所述送水管路连接在所述间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器与所述表面式冷却器之间，将所述间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器内的水输送至所述表面式冷却器；
所述回水管路连接在所述表面式冷却器和定压水箱之间。
优选地，所述室内送风冷却单元包括室内风机和冷却盘管；
所述室内风机与所述空气热交换器的用户侧的送风口对应设置，将热交换后的空气输送至室内；所述冷却盘管设置在所述室内风机和所述用户侧的送风口之间，对热交换后的空气进行辅助冷却。
优选地，所述室内送风冷却单元还包括连接并为所述冷却盘管提供辅助冷源的机械制冷机，设置在所述用户侧的送风口处、检测所述用户侧的送风温度的空气温度传感器；
所述机械制冷机与所述空气温度传感器通讯连接，根据所述空气温度传感器检测到的送风温度决定运行与否。
优选地，所述送风管道上设有送风机。
优选地，所述节能环保型中央空调系统还包括设置在所述间接蒸发冷却器上的第一除湿机、设置在所述空气热交换器的冷湿侧的排风口处的第二除湿机。
优选地，所述节能环保型中央空调系统还包括通过收集管路连接所述第一除湿机和第二除湿机的除湿水箱。
优选地，所述除湿水箱还通过送水管路连接所述供水回路单元，将收集的水输送至所述供水回路单元；所述送水管路上设有送水泵。
本发明的节能环保型中央空调系统，充分利用蒸发冷却技术服务于中央空调系统，消除其湿度过大的缺点，减少水量消耗。
另外，根据空气热交换器用户侧出口风温采用机械制冷作为辅助冷源，保证热湿季节适应性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的节能环保型中央空调系统的连接框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一实施例的节能环保型中央空调系统，包括冷湿空气单元10、供水回路单元20、空气热交换器30、室内送风冷却单元40以及送风管道50。
其中，冷湿空气单元10用于对室外空气进行冷却及降温加湿，其可包括对室外空气进行初级冷却的表面式冷却器11、对初级冷却后的室外空气进行二级冷却的间接蒸发冷却器12、对二级冷却后的室外空气进行降温加湿的直接蒸发冷却器13、将降温加湿后的室外空气送至空气热交换器30的冷湿侧的室外风机14。
冷湿空气单元10具有室外空气进风端和室外空气排风端，表面式冷却器11、间接蒸发冷却器12、直接蒸发冷却器13及室外风机14依次设置在室外空气进风端和室外空气排风端之间。在室外风机12的抽吸下，室外空气从室外空气进风端进入冷湿空气单元10内，依次经过表面式冷却器11、间接蒸发冷却器12、直接蒸发冷却器13，最后形成冷湿空气到达室外风机14。冷湿空气单元10的室外空气排风端与空气热交换器30的冷湿侧的进风口连接，室外风机14将冷湿空气送往空气热交换器30的冷湿侧，以与通过空气热交换器30的用户侧的空气进行热交换。冷湿空气热交换后再从冷湿侧的排风口排回室外环境中。
冷湿空气单元10还包括过滤网15，设置在室外空气进风端处，即位于表面式冷却器11的前端，对进入冷湿空气单元10的室外空气进行过滤，去除室外空气中的杂质、灰尘等；过滤后的室外空气再依次进行初级冷却、二级冷却等。
冷湿空气单元10还可包括一外壳，表面式冷却器11、间接蒸发冷却器12、直接蒸发冷却器13及室外风机14依次排布设置在该外壳内，集成为一个模块。
供水回路单元20连接冷湿空气单元10，为冷湿空气单元10提供冷却水。具体地，该供水回路单元20包括定压水箱21、第一供水管路22、第二供水管路23、送水管路24以及回水管路25。第一供水管路22连接在定压水箱21和间接蒸发冷却器12之间，第二供水管路23连接在定压水箱21和直接蒸发冷却器13之间，这样定压水箱21内的水分别通过第一供水管路22和第二供水管路23送入间接蒸发冷却器12和直接蒸发冷却器13内。
在间接蒸发冷却器12内，冷却水从内顶部喷淋出，与逆向流动的二次空气(由室外空气引入)混合，再通过间接蒸发冷却器12的传热管板对通过间接蒸发冷却器12的室外空气进行冷却(二级冷却)，二次空气最后再排回室外。在直接蒸发冷却器13内，冷却水从内顶部喷淋出，对通过直接蒸发冷却器13的室外空气进行降温加湿。
送水管路24连接在间接蒸发冷却器11、直接蒸发冷却器12与表面式冷却器11之间，将间接蒸发冷却器11和直接蒸发冷却器12内的水输送至表面式冷却器11。即：喷淋到间接蒸发冷却器11内的水和喷淋到直接蒸发冷却器13内的水经过热交换后排出至送水管路24，在送水管路24内合流后送至表面式冷却器11，作为表面式冷却器11的冷源。
回水管路25连接在表面式冷却器11和定压水箱21之间，进入表面式冷却器11内的水在与室外空气进行热交换(初级冷却)后，通过回水管路25返回定压水箱21，形成水循环回路。
第一供水管路22、第二供水管路23以及回水管路25上分别设有调节阀，控制所在管路的通断。定压水箱21的出水端可设置水泵26，驱动定压水箱21内的水输出至第一供水管路22、第二供水管路23，且驱使水在水循环回路内流通。定压水箱21还设有补水阀211、排气阀212和泄水阀213，补水阀211用于通过外界对定压水箱21进行补水时的通断控制，排气阀212用于对定压水箱21排气时的通断控制，泄水阀213用于对定压水箱21泄水的通断控制。
空气热交换器30具有实现热交换的冷湿侧和用户侧。冷湿侧设有相连通的进风口和排风口，该冷湿侧以其进风口与冷湿空气单元10的室外空气排风端连接，室外风机14将冷湿空气送往冷湿侧内。用户侧设置在室内，其设有相连通的进风口和送风口，送风口连接室内送风冷却单元40，经冷却的室外空气和室外回风通过进风口进入用户侧内，与冷湿侧的冷湿空气通过换热壁面进行冷热交换后进入室内送风冷却单元40，通过室内送风冷却单元40进一步的辅助冷却后再进入室内。
送风管道50连接在冷湿空气单元10和空气热交换器30的用户侧的进风口之间。具体地，送风管道50一端连接在间接蒸发冷却器12和直接蒸发冷却器13之间，另一端连接空气热交换器30的用户侧的进风口，部分二级冷却后的室外空气作为新风经送风管道50进入用户侧。送风管道50上设有送风机51，提供动力将部分二级冷却后的室外空气输送至空气热交换器30的用户侧。
空气热交换器30的设置，空气之间进行冷热交换时，只利用冷湿侧空气的冷量，没有水分交换的传质过程，因此能克服冷湿侧空气直接送入室内引起的湿度过大的问题。室内新风来源于室内回风和经冷却(降温加湿之前)的室外空气，因而整体湿度较小，有效解决了现有技术中送风湿度过大的问题。
本实施例中，如图1所示，室内送风冷却单元40包括室内风机41和冷却盘管42。室内风机41与空气热交换器30的用户侧的送风口对应设置，将热交换后的空气输送至室内；冷却盘管52设置在室内风机51和用户侧的送风口之间，对热交换后的空气进行辅助冷却。
根据需要，该室内送风冷却单元40还包括机械制冷机43及空气温度传感器44。机械制冷机43连接冷却盘管42，为冷却盘管42提供辅助冷源。空气温度传感器44设置在用户侧的送风口处，用于检测用户侧的送风温度。机械制冷机43与空气温度传感器44通讯连接，根据空气温度传感器44检测到的送风温度决定运行与否，节约能耗。
进一步地，为了回收空气中的水分，本发明的节能环保型中央空调系统还包括设置在间接蒸发冷却器12上的第一除湿机60、设置在空气热交换器30的冷湿侧的排风口处的第二除湿机70、连接第一除湿机60和第二除湿机70的除湿水箱80。第一除湿机60用于回收间接蒸发冷却器12排出的二次空气中的水分，第二除湿机70用于回收冷湿侧的排风口处排出的室外空气中的水分。除湿水箱80通过收集管路61、71分别连接第一除湿机60和第二除湿机70，接收第一除湿机60和第二除湿机70回收的水。
此外，除湿水箱80还通过送水管路81连接供水回路单元20的定压水箱21，将收集的水输送至供水回路单元20，实现回收水的再利用。送水管路81上设有送水泵82，提供送水动力。
除湿水箱80设有排气阀801和泄水阀802，排气阀801用于对除湿水箱80排气时的通断控制，泄水阀802用于对除湿水箱80排水时的通断控制。
本发明的节能环保型中央空调系统适用于电厂厂房。
以华东和华南地区为例，对于厂房温度要求在28℃以上，完全不需开启机械制冷机43；对于厂房温度要求在25℃～28℃，仅需要在夏季下午短时开启机械制冷机43以补充冷源；对于厂房温度要求在20～25℃，夏季蒸发冷却可用作厂房回风预冷、新风冷却，机械制冷机43承担部分厂房热负荷和围护结构传热。在上述三种工况下，本发明的中央空调系统较之传统机械制冷通风冷却系统，节能30％～70％。
以西北和东北地区为例，由于全年露点温度较低，本发明的中央空调系统可完全取代传统机械制冷通风冷却系统，节能70％以上。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种节能环保型中央空调系统，其特征在于，包括冷湿空气单元、供水回路单元、空气热交换器、室内送风冷却单元以及送风管道；
所述冷湿空气单元包括对室外空气进行初级冷却的表面式冷却器、对初级冷却后的室外空气进行二级冷却的间接蒸发冷却器、对二级冷却后的室外空气进行降温加湿的直接蒸发冷却器、将降温加湿后的室外空气送至所述空气热交换器的冷湿侧的室外风机；
所述供水回路单元连接所述冷湿空气单元，为所述冷湿空气单元提供冷却水；
所述空气热交换器的冷湿侧连接所述室外风机，所述空气热交换器的用户侧连接所述室内送风冷却单元，室内回风进入所述用户侧与冷湿侧的室外空气进行热交换后进入所述室内送风冷却单元；
所述送风管道连接在所述冷湿空气单元和所述用户侧的进风口之间，部分二级冷却后的室外空气经所述送风管道进入所述用户侧，与冷湿侧的室外空气进行热交换后进入所述室内送风冷却单元。
2.根据权利要求1所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述冷湿空气单元具有室外空气进风端和室外空气排风端，所述室外空气排风端连接所述空气热交换器的冷湿侧的进风口；
所述表面式冷却器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器及室外风机依次设置在所述室外空气进风端和室外空气排风端之间。
3.根据权利要求2所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述冷湿空气单元还包括对初级冷却前的室外空气进行过滤的过滤网；所述过滤网设置在所述冷湿空气单元的室外空气进风端处。
4.根据权利要求1所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述供水回路单元包括定压水箱、第一供水管路、第二供水管路、送水管路以及回水管路；
所述第一供水管路连接在所述定压水箱和间接蒸发冷却器之间，所述第二供水管路连接在所述定压水箱和直接蒸发冷却器之间；
所述送水管路连接在所述间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器与所述表面式冷却器之间，将所述间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器内的水输送至所述表面式冷却器；
所述回水管路连接在所述表面式冷却器和定压水箱之间。
5.根据权利要求1所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述室内送风冷却单元包括室内风机和冷却盘管；
所述室内风机与所述空气热交换器的用户侧的送风口对应设置，将热交换后的空气输送至室内；所述冷却盘管设置在所述室内风机和所述用户侧的送风口之间，对热交换后的空气进行辅助冷却。
6.根据权利要求5所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述室内送风冷却单元还包括连接并为所述冷却盘管提供辅助冷源的机械制冷机，设置在所述用户侧的送风口处、检测所述用户侧的送风温度的空气温度传感器；
所述机械制冷机与所述空气温度传感器通讯连接，根据所述空气温度传感器检测到的送风温度决定运行与否。
7.根据权利要求1所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述送风管道上设有送风机。
8.根据权利要求1-7任一项所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述节能环保型中央空调系统还包括设置在所述间接蒸发冷却器上的第一除湿机、设置在所述空气热交换器的冷湿侧的排风口处的第二除湿机。
9.根据权利要求8所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述节能环保型中央空调系统还包括通过收集管路连接所述第一除湿机和第二除湿机的除湿水箱。
10.根据权利要求9所述的节能环保型中央空调系统，其特征在于，所述除湿水箱还通过送水管路连接所述供水回路单元，将收集的水输送至所述供水回路单元；所述送水管路上设有送水泵。
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