CN118129354A - 采用热源塔的三联供机组 - Google Patents
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Abstract
本发明的采用热源塔的三联供机组包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、节流器,蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器、循环水泵,制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,通过阀门转换,机组可以蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式,实现了从单独制空调冷冻水到同时制空调冷冻水和空调热水和生活热水共八项功能,充分利用了各种能源,节能减排效果显著,简化了制冷系统,提高了运行可靠性,机组结构紧凑,占地面积小,无需制冷机房,减少了成本,利用热源塔也降低了结霜的风险。
Description
技术领域
本发明属于空调制冷领域,具体涉及采用热源塔的三联供机组。
背景技术
蒸发式冷却换热效率高,在热源塔中得到广泛应用,目前,三联供机组为了提高换热效率,常采用热源塔换热,但是三联供机组的制冷系统常采用热泵系统,利用四通换向阀、电磁阀、单向阀转换运行工况,这样制冷系统阀门过多,容易泄漏,可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制冷系统阀门较少、结构简单的采用热源塔的三联供机组。
本发明的解决方案是:采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、节流器,双冷源冷凝器包括热水换热器、冷却水换热器,双冷源蒸发器包括冷冻水换热器、热源水换热器;喷淋系统包括循环水泵、喷头、集水箱;蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器、循环水泵。制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,排风扇装在壳体上方,喷淋管道和喷头在排风扇下方,蒸发冷换热器装在喷头下方,集水箱装在蒸发冷换热器下方,压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、循环水泵装在集水箱下方。双冷源冷凝器的冷却水换热器进出水管、双热源蒸发器的热源水换热器进出水管、喷淋系统、蒸发冷换热系统、外界水源相互连接。双冷源冷凝器的冷却水换热器同时与空调采暖系统相连,其热水换热器与生活热水系统相连,双冷源蒸发器的冷冻水换热器与空调冷冻水系统相连。双冷源冷凝器的热水换热器、冷却水换热器和双冷源蒸发器的冷冻水换热器、热源水换热器相对于制冷剂采取混连、并联、串联方式。
当机组单独制空调冷冻水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式排放制冷剂冷凝热,制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
采用蒸发冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋水循环流程:集水箱→循环水泵→喷头→蒸发冷换热器→集水箱,冷却水循环流程是:双冷源冷凝器的冷却水换热器→循环水泵→蒸发冷换热器→双冷源冷凝器的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器的冷却水换热器中被高温高压气态制冷剂加热,然后进入蒸发冷换热器,喷淋水喷在蒸发冷换热器表面上,通过蒸发冷却换热,冷却水被冷却,制冷剂冷凝热最终被排风扇排入大气,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用风冷冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,冷却水循环过程同上,冷却水在双冷源冷凝器的冷却水换热器中被高温高压气态制冷剂加热,然后进入蒸发冷换热器与空气换热,冷却水被冷却,制冷剂冷凝热最终被排风扇排入大气,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用水冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,冷却水进入双冷源冷凝器的冷却水换热器,与高温高压气态制冷剂热交换,将制冷剂冷凝热排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、冷却水循环过程同上。从蒸发冷换热器换热以后的冷却水与外界水源的冷却水混合后进入双冷源冷凝器的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器中与高温高压气态制冷剂热交换后进入蒸发冷换热器,喷淋水喷在蒸发冷换热器上,通过蒸发冷却换热,一部分制冷剂冷凝热最终被排风扇排入大气,另一部分制冷剂冷凝热被排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,冷却水循环过程同上。从蒸发冷换热器换热以后的冷却水与外界水源的冷却水混合后进入双冷源冷凝器的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器中与高温高压气态制冷剂热交换后进入蒸发冷换热器与空气换热,一部分制冷剂冷凝热最终被排风扇排入大气,另一部分制冷剂冷凝热被排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
当机组单独制空调热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界热源水吸收热量,制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
采用蒸发冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋水循环流程:集水箱→循环水泵→喷头→蒸发冷换热器→集水箱,热源水循环流程是:双冷源蒸发器的热源水换热器→循环水泵→蒸发冷换热器→双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器,喷淋水喷在蒸发冷换热器上,通过热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热空调热水,为空调系统提供采暖热水。
采用风冷冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,热源水循环过程同上,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
采用水冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,最终排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、热源水循环过程同上。从蒸发冷换热器换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器,与热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水循环过程同上,从蒸发冷换热器换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
当机组单独制生活热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界热源水吸收热量,双冷源冷凝器的热水换热器提供生活热水,制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
采用蒸发冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋水循环流程:集水箱→循环水泵→喷头→蒸发冷换热器→集水箱,热源水循环流程是:双冷源蒸发器的热源水换热器→循环水泵→蒸发冷换热器→双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器,喷淋水喷在蒸发冷换热器上,通过热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用风冷冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,热源水循环过程同上,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用水冷冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,最终排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵启动,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、热源水循环过程同上。从蒸发冷换热器换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器,与热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇、蒸发冷换热系统循环水泵启动,喷淋系统不工作,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水循环过程同上,从蒸发冷换热器换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
当机组同时制空调冷冻水和生活热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式向空气和外界水源水排放热量或吸热,是否使用蒸发冷换热器,应根据空调制冷负荷与制热水负荷的匹配情况来决定。当空调制冷负荷大于制热水负荷时,使用蒸发冷换热器向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时一边通过双冷源冷凝器的热水换热器制生活热水,一边通过双冷源冷凝器的冷却水换热器散热;当空调制冷负荷小于制热水负荷时,使用蒸发冷换热器从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
当机组同时制空调热水和生活热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界水源水中吸热,双冷源冷凝器的热水换热器提供生活热水,双冷源冷凝器的冷却水换热器提供空调热水,蒸发冷换热器的运行方式同机组单独制空调热水和单独制生活热水时的运行方式,此时双冷源蒸发器的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
当机组同时制空调冷冻水和空调热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热,双冷源蒸发器的冷冻水换热器提供空调冷冻水,双冷源冷凝器的冷却水换热器提供空调热水。当空调制冷负荷等于空调热水负荷时,喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇不工作;当空调制冷负荷大于空调热水负荷时,使用蒸发冷换热器向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时双冷源冷凝器的冷却水换热器一边提供空调热水,一边还要通过蒸发冷换热器散热;当空调制冷负荷小于空调热水负荷时,使用蒸发冷换热器从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
当机组同时制空调冷冻水、空调热水、生活热水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热,双冷源蒸发器的冷冻水换热器提供空调冷冻水,双冷源冷凝器的冷却水换热器提供空调热水,双冷源冷凝器的热水换热器提供生活热水。当空调制冷负荷等于空调热水和生活热水负荷时,喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇不工作;当空调制冷负荷大于空调热水和生活热水负荷时,使用蒸发冷换热器向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时双冷源冷凝器的冷却水换热器一边提供空调热水,一边还要通过蒸发冷换热器散热;当空调制冷负荷小于空调热水和生活热水负荷时,使用蒸发冷换热器从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机→双冷源冷凝器→储液器→干燥过滤器→示液镜→节流器→双热源蒸发器→气液分离器→压缩机。
当机组冬季利用冷空气制取冷冻水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷两种方式向空气中排热,排风扇、喷淋系统循环水泵启动,冷冻水接入蒸发冷换热器,通过蒸发冷、风冷两种冷却方式,将冷冻水降温,利用了天然冷源,不需要启动制冷系统,实现了大幅度的节能,可用于数据中心冬季的排热。
因此通过蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式,实现了单独制空调冷冻水、单独制空调热水、单独制生活热水、同时制空调冷冻水和生活热水、同时制空调热水和生活热水、同时制空调冷冻水和空调热水、同时制空调冷冻水和空调热水和生活热水、冬季利用冷空气制取冷冻水共八项功能,全年各个季节都能使用,充分利用了各种水体废弃能源,节能减排效果显著,简化了制冷系统,降低了故障率,提高了运行可靠性,机组结构紧凑,占地面积小,无需制冷机房,放置室外或屋顶即可,减少了成本,利用热源塔也降低了结霜的风险。
上述机组冷凝器和蒸发器的换热方式是通过蒸发冷换热器间接与空气或外界水源换热,水系统阀门较多,转换较为复杂,也可以通过直接换热的方式,减少水系统的阀门,参见具体实施方式。
附图说明
图1是采用热源塔的三联供机组构造图1
图2是采用热源塔的三联供机组构造图2
图3是采用热源塔的三联供机组构造图3
图4是双冷源冷凝器、双热源蒸发器构造图1
图5是双冷源冷凝器、双热源蒸发器构造图2
图6是板套式换热器构造图
附图标记说明:
1、压缩机,2、双冷源冷凝器,3、双热源蒸发器,4、节流器,5、示液镜,6、干燥过滤器,7、储液器,8、气液分离器,9、热水进水管,10、热水出水管,11、冷却水进水管,12、冷却水出水管,13、冷冻水进水管,14、冷冻水出水管,15、热源水进水管,16、热源水出水管,17、18、84、85、86、循环水泵,19、43、集水箱,20、蒸发冷换热器,21、喷头,22、排风扇,23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、87、88、89、90、91、92、阀门,44、蒸发器,45、46、蒸发器进风口,47、冷冻水分水箱,48、冷冻水集水箱,49、58、60、64、65、保温隔板,50、蒸发器出风口,51、排风道活门,52、53、冷凝器进风口,54、冷凝器,55、冷凝器出风口,56、冷却水分水箱,57、冷却水集水箱,59、排风道,61、热水器,62、热水分水箱,63、热水集水箱,66、挡水折板,67、外壳,68、76、制冷剂进口管,69、77、制冷剂出口管,70、72、74、进水管,71、73、75、出水管,78、平板外套,79、吹胀板,80、吹胀管,81、焊边,82、支撑,83、水腔。
具体实施方式
图1中,采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86、排风扇22、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机1、双冷源冷凝器2、双热源蒸发器3、节流器4,双冷源冷凝器2包括热水换热器、冷却水换热器,双冷源蒸发器3包括冷冻水换热器、热源水换热器;喷淋系统包括循环水泵17、喷头21、集水箱19;蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器20、循环水泵18。制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,排风扇22装在壳体上方,喷淋管道和喷头21在排风扇22下方,蒸发冷换热器20装在喷头21下方,集水箱19装在蒸发冷换热器20下方,压缩机1、双冷源冷凝器2、双热源蒸发器3、冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86、喷淋系统循环水泵17、蒸发冷换热系统循环水泵18装在集水箱19下方。双冷源冷凝器2为双水管(或双水道)换热器,它带有热水进水管9、热水出水管10、冷却水进水管11、冷却水出水管12;双热源蒸发器为双水管(或双水道)换热器,它带有冷冻水进水管13、冷冻水出水管14、热源水进水管15、热源水出水管16。双冷源冷凝器2的冷却水换热器进出水管、双热源蒸发器的热源水换热器进出水管、喷淋系统、蒸发冷换热系统、外界水源相互连接。双冷源冷凝器2的冷却水换热器同时与空调采暖系统相连,其热水换热器与生活热水系统相连,双冷源蒸发器3的冷冻水换热器与空调冷冻水系统相连。冷冻水循环水泵84接双热源蒸发器3的冷冻水换热器,采暖水循环水泵85接双冷源冷凝器2的冷却水换热器,热水循环水泵86接双冷源冷凝器2的热水换热器。双冷源冷凝器2的热水换热器、冷却水换热器和双冷源蒸发器3的冷冻水换热器、热源水换热器相对于制冷剂采取混连、并联、串联方式。
图4、5是双冷源冷凝器、双热源蒸发器构造图,图4水管路为螺旋管,装在套壳内,制冷剂进入套壳,从螺旋管外表面流过,为双水管换热器。图5为壳管式换热器,水从直管内流过,制冷剂从直管外表面流过,为双水道换热器。图4、5中的A图两组换热器相对于制冷剂采取混连的方式,两组水源与相同的制冷剂同时换热。图4、5中的B图两组换热器位于独立的腔体,并联连接,制冷剂同时进入两组换热器,可以在制冷剂管路上装调节阀,控制两组换热器制冷剂流量。图4、5中的C图两组换热器位于独立的腔体,串联连接,制冷剂先进入一组换热器换热,然后再进入下一组换热器换热。不限于以上换热器,也可以采用其它形式的换热器。
当机组单独制空调冷冻水时,双热源蒸发器3的冷冻水换热器提供空调冷冻水,冷冻水循环水泵84启动,双冷源冷凝器2的冷却水换热器排放冷凝热,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式排放制冷剂冷凝热,采用何种冷却方式应根据排放的热负荷、气候条件、外界水源的温度等因素决定,制冷剂循环流程是:压缩机1→双冷源冷凝器2→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→双热源蒸发器3→气液分离器8→压缩机1。
采用蒸发冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门26、27、29、35、37打开,其余阀门关闭,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门29→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20外表面→集水箱19,冷却水循环流程是:双冷源冷凝器2的冷却水换热器→阀门27→循环水泵18→蒸发冷换热器20→阀门35→阀门26→双冷源冷凝器2的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器2的冷却水换热器中被高温高压气态制冷剂加热,然后进入蒸发冷换热器20,喷淋水喷在蒸发冷换热器20上,通过蒸发冷却换热,冷却水被冷却,制冷剂冷凝热最终被排风扇22排入大气,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。上述冷却水为闭式循环,也可以利用喷淋系统开式循环散热,阀门26、27、28、30、32、31、37打开,其余阀门和循环水泵18关闭,喷淋冷却水循环流程:集水箱19→阀门30→阀门32→阀门26→双冷源冷凝器2的冷却水换热器→阀门27→阀门31→阀门28→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20外表面→集水箱19。
采用风冷冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,阀门26、27、35打开,其余阀门关闭,冷却水循环过程同上,冷却水在双冷源冷凝器2的冷却水换热器中被高温高压气态制冷剂加热,然后进入蒸发冷换热器20与空气换热,冷却水被冷却,制冷剂冷凝热最终被排风扇22排入大气,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用水冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18不工作,阀门26、27、33、34打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,冷却水进入双冷源冷凝器2的冷却水换热器,与高温高压气态制冷剂热交换,将制冷剂冷凝热排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器2中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门26、27、29、33、34、35、37打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、冷却水循环过程同上。从蒸发冷换热器20换热以后的冷却水与外界水源的冷却水混合后进入双冷源冷凝器2的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器2中与高温高压气态制冷剂热交换后,一部分冷却水进入蒸发冷换热器20,喷淋水喷在蒸发冷换热器20上,通过蒸发冷却换热,一部分制冷剂冷凝热最终被排风扇22排入大气,另一部分制冷剂冷凝热被排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,阀门26、27、33、34、35打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,冷却水循环过程同上。从蒸发冷换热器20换热以后的冷却水与外界水源的冷却水混合后进入双冷源冷凝器2的冷却水换热器,冷却水在双冷源冷凝器2中与高温高压气态制冷剂热交换后,一部分冷却水进入蒸发冷换热器20与空气换热,一部分制冷剂冷凝热最终被排风扇22排入大气,另一部分制冷剂冷凝热被排入外界水源中,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水。
当机组单独制空调热水时,双冷源冷凝器2的冷却水换热器提供空调热水,采暖水循环水泵85启动,通过双热源蒸发器3的热源水换热器吸热,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界热源水吸收热量,阀门23、25打开,阀门24、26、27关闭,制冷剂循环流程是:压缩机1→双冷源冷凝器2→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→双热源蒸发器3→气液分离器8→压缩机1。
采用蒸发冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门29、31、32、35、37打开,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门29→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20→集水箱19,热源水循环流程是:双冷源蒸发器3的热源水换热器→阀门31→循环水泵18→蒸发冷换热器20→阀门35→阀门32→双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器20,喷淋水喷在蒸发冷换热器20上,通过热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。上述热源水为闭式循环,也可以利用喷淋系统开式循环吸热,阀门28、30、37打开,其余阀门和循环水泵18关闭,喷淋热源水循环流程:集水箱19→阀门30→双冷源蒸发器2的热源水换热器→阀门28→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20外表面→集水箱19。
采用风冷冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,阀门31、32、35打开,其余阀门和循环水泵17关闭,热源水循环过程同上,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器20,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
采用水冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18不工作,阀门31、32、33、34打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,最终排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门29、31、32、33、34、35、37打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、热源水循环过程同上。从蒸发冷换热器20换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器20,与热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。或者,排风扇22、循环水泵17启动,阀门28、30、31、33、34、36、37打开,其余阀门和循环水泵18关闭,外界水源接入喷淋系统,与喷淋循环水混合,在蒸发冷换热器20表面从空气中吸热升温,最后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器换热。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,阀门31、32、33、34、35打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水循环过程同上,从蒸发冷换热器20换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器20,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
当机组单独制生活热水时,双冷源冷凝器2的热水换热器提供生活热水,热水循环水泵86启动,通过双热源蒸发器3的热源水换热器吸热,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界热源水吸收热量,制冷剂循环流程是:压缩机1→双冷源冷凝器2→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→双热源蒸发器3→气液分离器8→压缩机1。
采用蒸发冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门29、31、32、35、37打开,其余阀门关闭,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门29→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20→集水箱19,热源水循环流程是:双冷源蒸发器3的热源水换热器→阀门31→循环水泵18→蒸发冷换热器20→阀门35→阀门32→双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器20,喷淋水喷在蒸发冷换热器20上,通过热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为热水系统提供冷生活热水。上述热源水为闭式循环,也可以利用喷淋系统开式循环吸热,阀门28、30、37打开,其余阀门和循环水泵18关闭,喷淋热源水循环流程:集水箱19→阀门30→双冷源蒸发器2的热源水换热器→阀门28→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20外表面→集水箱19。
采用风冷冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,热源水循环过程同上,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,然后进入蒸发冷换热器20,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇排入大气,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用水冷冷却时,排风扇22、循环水泵17、18不工作,阀门31、32、33、34打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,最终排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热热水,为生活热水系统提供生活热水。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵17、18启动,阀门29、31、32、33、34、35、37打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,喷淋水循环过程、热源水循环过程同上。从蒸发冷换热器20换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器20,与热空气冷凝换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热热水,为热水系统提供冷生活热水。或者,排风扇22、循环水泵17启动,阀门28、30、31、33、34、36、37打开,其余阀门和循环水泵18关闭,外界水源接入喷淋系统,与喷淋循环水混合,在蒸发冷换热器20表面从空气中吸热升温,最后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器换热。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵18启动,喷淋系统不工作,阀门31、32、33、34、35打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发冷换热系统,热源水循环过程同上,从蒸发冷换热器20换热以后的热源水与外界水源的热源水混合后进入双冷源蒸发器3的热源水换热器,低温低压液态制冷剂在双冷源蒸发器3中蒸发吸热,热源水被冷却降温,一部分热源水进入蒸发冷换热器20,与热空气换热,热源水被加热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气,另一部分热源水被排入外界水源中,高温高压气态制冷剂在双冷源冷凝器2中加热空调热水,为空调系统提供冷采暖热水。
当机组同时制空调冷冻水和生活热水时,冷冻水循环水泵84、热水循环水泵86启动,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式向空气和外界水源水排放热量或吸热,是否使用蒸发冷换热器20,应根据空调制冷负荷与热水负荷的匹配情况来决定。
当空调制冷负荷等于热水负荷时,喷淋系统、蒸发冷换热系统不工作。
当空调制冷负荷大于热水负荷时,使用蒸发冷换热器20向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器20的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时一边通过双冷源冷凝器2的热水换热器制生活热水,一边通过双冷源冷凝器2的冷却水换热器散热,阀门26、27、29、35、37打开,其余阀门关闭,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门29→循环水泵17→阀门37→喷头21→蒸发冷换热器20外表面→集水箱19,冷却水循环流程是:双冷源冷凝器2的冷却水换热器→阀门27→循环水泵18→蒸发冷换热器20→阀门35→阀门26→双冷源冷凝器2的冷却水换热器。
当空调制冷负荷小于热水负荷时,使用蒸发冷换热器20从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器3的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器3的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。
当机组同时制空调热水和生活热水时,采暖水循环水泵85、热水循环水泵86启动,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气和外界水源水中吸热,双冷源冷凝器的热水换热器提供生活热水,双冷源冷凝器的冷却水换热器提供空调热水,蒸发冷换热器20的运行方式同机组单独制空调热水和单独制生活热水时的运行方式,此时双冷源蒸发器的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。
当机组同时制空调冷冻水和空调热水时,冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85启动,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热,双冷源蒸发器3的冷冻水换热器提供空调冷冻水,双冷源冷凝器2的冷却水换热器提供空调热水。当空调制冷负荷等于空调热水负荷时,喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇不工作;当空调制冷负荷大于空调热水负荷时,使用蒸发冷换热器20向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器20的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时双冷源冷凝器2的冷却水换热器一边提供空调热水,一边还要通过蒸发冷换热器散热;当空调制冷负荷小于空调热水负荷时,使用蒸发冷换热器20从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器3的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器3的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。
当机组同时制空调冷冻水、空调热水、生活热水时,冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86启动,蒸发冷换热器20采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热,双冷源蒸发器3的冷冻水换热器提供空调冷冻水,双冷源冷凝器2的冷却水换热器提供空调热水,双冷源冷凝器2的热水换热器提供生活热水。当空调制冷负荷等于空调热水和生活热水负荷时,喷淋系统、蒸发冷换热系统、排风扇不工作;当空调制冷负荷大于空调热水和生活热水负荷时,使用蒸发冷换热器20向空气或外界水源散热,蒸发冷换热器的运行方式同机组单独制空调冷冻水时的运行方式,此时双冷源冷凝器2的冷却水换热器一边提供空调热水,一边还要通过蒸发冷换热器20散热;当空调制冷负荷小于空调热水和生活热水负荷时,使用蒸发冷换热器20从空气或外界水源中吸热,吸热方式同机组单独制生活热水时的运行方式,此时一边通过双冷源蒸发器3的冷冻水换热器制空调冷冻水,一边通过双冷源蒸发器3的热源水换热器从空气或外界水源中吸热。
当机组冬季利用冷空气制取冷冻水时,蒸发冷换热器采用蒸发冷、风冷两种方式向空气中排热,排风扇22、喷淋系统循环水泵17启动,冷冻水接入蒸发冷换热器20,通过蒸发冷、风冷两种冷却方式,将冷冻水降温,利用了天然冷源,不需要启动制冷系统,实现了大幅度的节能,可用于数据中心冬季的排热。
为了适应制冷系统负荷的变化,排风扇22宜采用变频风机,喷淋系统循环水泵17、蒸发冷换热系统循环水泵18宜采用变频水泵,控制水量的阀门宜采用电动调节阀门。蒸发冷换热器20可采用蛇形盘管、螺旋管、板式等形式的换热器,可加装肋片、翅片,强化换热,宜采用不锈钢材料制作,提高耐腐蚀性。该机组可做成模块化机组,实现快速拼接,也可做成集成柜,现场整体吊装,接管即可使用。
图2中,双冷源冷凝器2、双冷源蒸发器3采用单水管(或单水道)换热器,双冷源冷凝器2的热水进水管9、热水出水管10、冷却水进水管11、冷却水出水管12共用一根进出水管;双热源蒸发器的冷冻水进水管13、冷冻水出水管14、热源水进水管15、热源水出水管16共用一根进出水管,空调冷冻水、空调热水、生活热水、热源水在换热器中通过一根管与制冷剂换热,换热器结构大为简化,缺点是各种水源混合容易产生污染,为了防止污染,双冷源冷凝器2的热水进水管9、热水出水管10与生活水箱的换热器连接,作为生活水箱的加热源,但是换热效率下降,因此为了提高热水换热效率,双冷源冷凝器2宜采用图1的双水管(或双水道)换热器,双冷源蒸发器3采用图2的单管换热器。图中双冷源冷凝器2、双冷源蒸发器3采用壳管式、螺旋管式等形式的换热器,在壳体中,制冷剂走管内或管外,水走管外或管内。
图3中,采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86、排风扇22、外壳67,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机1、冷凝器54、热水器61、蒸发器44、节流器4,冷凝器54与热水器61并联或串联在制冷系统中,图中两者为串联,冷凝器54、热水器61、蒸发器44为具有蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种换热方式的多介质换热器,比如套管式、板套式换热器,它是由多个套管式、板套式换热器组合而成,冷凝器54出水管接冷却水集水箱57,进水管接冷却水分水箱56,热水器61出水管接热水集水箱63,进水管接热水分水箱62,蒸发器44出水管接冷冻水集水箱48,进水管接冷冻水分水箱47,为增强换热,可在换热器表面装翅片、肋条,在冷凝器54、热水器61、蒸发器44、集水箱19、43周围装有保温隔板,防止传热损失,为了通风的需要,保温隔板60、65为活动隔板,可以拆卸。喷淋系统包括循环水泵17、喷头21、集水箱19、43,冷凝器54、热水器61、蒸发器44上方都装有喷头21,共用一个循环水泵17、排风扇22,或者冷凝器54、热水器61与蒸发器44分别采用各自的循环水泵、排风扇,为了适应制冷负荷的变化,循环水泵17、排风扇22宜采用变频电机。
制冷系统、喷淋系统、排风扇22装在外壳67内,由框架支撑,排风扇22装在外壳67上方,在排风扇22下方装有挡水折板66、喷头21,再下方装有热水器61,其周围装有保温隔板60、64、65,形成热水器61换热通道;在热水器61下方装有喷头21,再下方装有冷凝器54,其周围装有保温隔板58,形成冷凝器54换热通道,它带有冷凝器进风口53、冷凝器出风口55,并与外壳67上的冷凝器进风口52连通,在冷凝器54下方装有集水箱43,喷淋水流入其中,箱体做保温;在集水箱43下方装有喷头21,再下方装有蒸发器44,其周围装有保温隔板49,形成蒸发器44换热通道,它带有蒸发器进风口45、蒸发器出风口50,并与外壳67上的蒸发器进风口46连通,在蒸发器44下方装有集水箱19,喷淋水流入其中,箱体做保温;在集水箱19下方装有压缩机1、喷淋系统循环水泵17、冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86。在外壳67周围装有排风道59,其上部接排风扇22吸风口,下部接冷凝器出风口55、蒸发器出风口50。冷冻水循环水泵84与蒸发器44相连,采暖水循环水泵85与冷凝器54相连,热水循环水泵86与热水器61相连,外界水源、喷淋系统与蒸发器44、冷凝器54、热水器61相互相连。
图6中板套式换热器有两种做法,图中B吹胀板79吹出吹胀管80,制冷剂在其中流动,吹胀板79带有制冷剂进口管76、制冷剂出口管77,装在两块平板外套78内,吹胀板79与两块平板外套78之间形成两个密封的水腔83,冷却水通过其中,与制冷剂换热,吹胀板79通过支撑82固定在水腔83中,两块平板外套78用螺栓活动连接或周边焊接,活动连接容易除垢,水腔83接有进水管74、出水管75,制冷剂进口管76、制冷剂出口管77穿过焊边81,从平板外套78中引出。图中C采用两块吹胀板79,两者之间形成水腔83,冷却水通过其中,与制冷剂换热,两块吹胀板79用螺栓活动连接或周边焊接。
当机组单独制空调冷冻水时,冷冻水循环水泵84启动,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水,高温高压气态制冷剂在热水器61、冷凝器54中冷凝放热,采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种冷却方式排放制冷剂冷凝热,采用何种冷却方式应根据排放的热负荷、气候条件、外界水源的温度等因素决定,制冷剂循环流程是:压缩机1→热水器61→冷凝器54→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→蒸发器44→气液分离器8→压缩机1。
采用蒸发冷冷却时,排风扇22、循环水泵17启动,阀门38、42打开,阀门39、40、41关闭,保温隔板60、65取出,排风道活门51、蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、冷凝器出风口55关闭,冷凝器进风口52打开,喷淋水循环流程:集水箱43→阀门38→循环水泵17→阀门42→喷头21→热水器61外表面→冷凝器54外表面→集水箱43,风的流程是:冷凝器进风口52→冷凝器进风口53→冷凝器54→热水器61→喷头21→挡水折板66→排风扇22,喷淋水在热水器61、冷凝器54外表面蒸发吸热,高温高压气态制冷剂在管内冷凝降温,冷凝热被排风扇22排入大气。
采用风冷冷却时,排风扇22启动,喷淋系统不工作,保温隔板60、65取出,排风道活门51、蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、冷凝器出风口55关闭,冷凝器进风口52打开,风的流程同上。冷风吹过热水器61、冷凝器54外表面,与管内高温高压气态制冷剂换热,制冷剂冷凝降温,冷凝热被排风扇22排入大气。
采用水冷冷却时,排风扇22、循环水泵17不工作,阀门87、88、89、91、33、34打开,其余阀门关闭,外界水源进入冷凝器54、热水器61内,与高温高压气态制冷剂热交换,将制冷剂冷凝热排入外界水源中,冷却水的流程:阀门34→阀门91→热水分水箱62→热水器61→热水集水箱63→阀门87→阀门33,阀门34→阀门89→冷却水分水箱56→冷凝器54→冷却水集水箱57→阀门88→阀门33。
采用蒸发冷与水冷混合冷却时,排风扇22、循环水泵17启动,阀门38、42、87、88、89、91、33、34打开,其余阀门关闭,保温隔板60、65取出,排风道活门51、蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、冷凝器出风口55关闭,冷凝器进风口52打开,喷淋水循环流程、风的流程、冷却水的流程同上。喷淋水在热水器61、冷凝器54外表面蒸发吸热,高温高压气态制冷剂在管内冷凝降温,一部分冷凝热被排风扇22排入大气;外界水源进入冷凝器54、热水器61内,与高温高压气态制冷剂热交换,将另一部分制冷剂冷凝热排入外界水源中。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇22启动,循环水泵17不工作,阀门87、88、89、91、33、34打开,其余阀门关闭,保温隔板60、65取出,排风道活门51、蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、冷凝器出风口55关闭,冷凝器进风口52打开,风的流程、冷却水的流程同上。冷风吹过热水器61、冷凝器54外表面,与管内高温高压气态制冷剂换热,制冷剂冷凝降温,一部分冷凝热被排风扇22排入大气;外界水源进入冷凝器54、热水器61内,与高温高压气态制冷剂热交换,将另一部分制冷剂冷凝热排入外界水源中。
当机组单独制空调热水时,采暖水循环水泵85启动,高温高压气态制冷剂在冷凝器54中冷凝放热,提供空调热水,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机1→热水器61→冷凝器54→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→蒸发器44→气液分离器8→压缩机1。
采用蒸发冷吸热时,排风扇22、循环水泵17启动,阀门39、40打开,其余关闭,蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、排风道活门51打开,冷凝器进风口52、冷凝器出风口55关闭,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门39→循环水泵17→阀门40→喷头21→蒸发器44外表面→集水箱19,风的流程是:蒸发器进风口46→蒸发器进风口45→蒸发器44外表面→蒸发器出风口50→排风道活门51→挡水折板66→排风扇22。喷淋水喷在蒸发器44外表面上,通过热空气冷凝放热,制冷剂吸热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气。上述喷淋水在蒸发器44外表面上换热,当蒸发器44采用套管换热器,制冷剂走在内管时,还要通过外管的水与外表面换热,换热效率低,可将喷淋水通入外管,与内管的制冷剂直接换热,喷淋水循环流程:集水箱19→阀门39→循环水泵17→阀门93→冷冻水分水箱47→蒸发器44内→冷冻水集水箱48→阀门93→喷头21→蒸发器44外表面→集水箱19,这样换热更充分。同样,将喷淋管道与冷却水集水箱57相连,喷淋水也可以进入冷凝器54内部与高温高压气态制冷剂换热。
采用风冷吸热时,排风扇22启动,喷淋系统不工作,蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、排风道活门51打开,冷凝器进风口52、冷凝器出风口55关闭,风的流程同上,热空气与蒸发器44表面换热,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气。
采用水冷吸热时,排风扇22、循环水泵17不工作,阀门33、34、90、92打开,其余阀门关闭,外界水源接入蒸发器44,热源水与低温低压液态制冷剂换热,制冷剂蒸发吸热,热源水被冷却降温,最终排入外界水源中,热源水流程是:阀门34→阀门90→冷冻水分水箱47→蒸发器44内→冷冻水集水箱48→阀门92→阀门33。
采用蒸发冷与水冷混合吸热时,排风扇22、循环水泵17启动,阀门33、34、39、40、90、92打开,其余关闭,蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、排风道活门51打开,冷凝器进风口52、冷凝器出风口55关闭,喷淋水循环流程、风的流程、热源水流程同上。喷淋水喷在蒸发器44外表面上,通过热空气冷凝放热,制冷剂吸热一部分热量,空气被冷却,最终被排风扇22排入大气。外界水源的热源水进入蒸发器44内部,制冷剂再吸热一部分热量。
采用风冷与水冷混合冷却时,排风扇22启动,喷淋系统不工作,阀门33、34、90、92打开,其余阀门关闭,蒸发器进风口46、蒸发器出风口50、排风道活门51打开,冷凝器进风口52、冷凝器出风口55关闭,外界水源接入蒸发器44内部,热空气吹过蒸发器44表面,风的流程、热源水流程同上,低温低压液态制冷剂与热空气、热源水同时换热,蒸发吸热。
当机组单独制生活热水时,热水循环水泵86启动,高温高压气态制冷剂在热水器61中冷凝放热,提供生活热水,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种吸热方式从空气或外界水源中吸热。制冷剂循环流程是:压缩机1→热水器61→冷凝器54→储液器7→干燥过滤器6→示液镜5→节流器4→蒸发器44→气液分离器8→压缩机1。机组运行工况同单独制空调热水时的工况。
当机组同时制空调冷冻水和生活热水时,冷冻水循环水泵84、热水循环水泵86启动,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,为空调系统提供冷冻水,高温高压气态制冷剂在热水器61中冷凝放热,提供生活热水,采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水排放热量或吸热,是否使用冷凝器54,应根据空调制冷负荷与热水负荷的匹配情况来决定。
当空调制冷负荷等于热水负荷时,喷淋系统、冷凝器54不工作。
当空调制冷负荷大于热水负荷时,使用冷凝器54采用上述五种散热方式向空气或外界水源散热,此时一边通过热水器61制生活热水,一边通过冷凝器54散热。
当空调制冷负荷小于热水负荷时,使用蒸发器44从空气或外界水源中吸热,蒸发器44的低温低压液态制冷剂一边通过冷冻水蒸发吸热,一边通过上述五种吸热方式从空气或外界水源中吸热。
当机组同时制空调热水和生活热水时,采暖水循环水泵85、热水循环水泵86启动,高温高压气态制冷剂在冷凝器54、热水器61中冷凝放热,提供空调热水和生活热水,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式从空气和外界水源中吸热。
当机组同时制空调冷冻水和空调热水时,冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85启动,高温高压气态制冷剂在热水器61中冷凝放热,提供生活热水,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,提供空调冷冻热水,蒸发器44、冷凝器54采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热。当空调制冷负荷等于空调热水负荷时,排风扇22、喷淋系统不工作;当空调制冷负荷大于空调热水负荷时,使用冷凝器54采用上述五种方式向空气或外界水源散热;当空调制冷负荷小于空调热水负荷时,使用蒸发器44从空气或外界水源中吸热,蒸发器44的低温低压液态制冷剂一边通过冷冻水蒸发吸热,一边通过上述五种吸热方式从空气或外界水源中吸热。
当机组同时制空调冷冻水、空调热水、生活热水时,冷冻水循环水泵84、采暖水循环水泵85、热水循环水泵86启动,高温高压气态制冷剂在冷凝器54、热水器61中冷凝放热,提供空调热水、生活热水,低温低压液态制冷剂在蒸发器44中蒸发吸热,提供空调冷冻热水,蒸发器44、冷凝器54采用蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种方式向空气和外界水源水中排热或吸热。当空调制冷负荷等于空调热水、生活热水负荷时,排风扇22、喷淋系统不工作;当空调制冷负荷大于空调热水、生活热水负荷时,使用冷凝器54采用上述五种方式向空气或外界水源散热;当空调制冷负荷小于空调热水、生活热水负荷时,使用蒸发器44从空气或外界水源中吸热,蒸发器44的低温低压液态制冷剂一边通过冷冻水蒸发吸热,一边通过上述五种吸热方式从空气或外界水源中吸热。
当机组冬季利用冷空气制取冷冻水时,阀门33、34打开,或者启动冷冻水循环水泵84,外界水源接入冷凝器54、热水器61、蒸发器44,采用蒸发冷、风冷两种方式向空气中排热,排风扇22、循环水泵17启动,利用天然冷源将水降温,,不需要启动制冷系统,实现了大幅度的节能,可用于数据中心冬季的排热。
以上所述,仅是本发明的较佳实施办法而已,并非对本发明做任何形式上的限制。依据本发明的技术实质对以上实施办法所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、排风扇、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、节流器,双冷源冷凝器包括热水换热器、冷却水换热器,双冷源蒸发器包括冷冻水换热器、热源水换热器;喷淋系统包括循环水泵、喷头、集水箱;蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器、循环水泵;制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,排风扇装在壳体上方,喷淋管道和喷头在排风扇下方,蒸发冷换热器装在喷头下方,集水箱装在蒸发冷换热器下方,压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵装在集水箱下方;双冷源冷凝器为双水管(或双水道)换热器,它带有热水进水管、热水出水管、冷却水进水管、冷却水出水管;双热源蒸发器为双水管(或双水道)换热器,它带有冷冻水进水管、冷冻水出水管、热源水进水管、热源水出水管;双冷源冷凝器的冷却水换热器进出水管、双热源蒸发器的热源水换热器进出水管、喷淋系统、蒸发冷换热系统、外界水源相互连接,双冷源冷凝器的冷却水换热器同时与空调采暖系统相连,其热水换热器与生活热水系统相连,双冷源蒸发器的冷冻水换热器与空调冷冻水系统相连,冷冻水循环水泵接双热源蒸发器的冷冻水换热器,采暖水循环水泵接双冷源冷凝器的冷却水换热器,热水循环水泵接双冷源冷凝器的热水换热器,双冷源冷凝器的热水换热器、冷却水换热器和双冷源蒸发器的冷冻水换热器、热源水换热器相对于制冷剂采取混连、并联、串联方式。
2.采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、排风扇、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、节流器;喷淋系统包括循环水泵、喷头、集水箱;蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器、循环水泵;制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,排风扇装在壳体上方,喷淋管道和喷头在排风扇下方,蒸发冷换热器装在喷头下方,集水箱装在蒸发冷换热器下方,压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵装在集水箱下方;双冷源冷凝器、双冷源蒸发器采用单水管(或单水道)换热器,双冷源冷凝器的热水进水管、热水出水管、冷却水进水管、冷却水出水管共用一根进出水管;双热源蒸发器的冷冻水进水管、冷冻水出水管、热源水进水管、热源水出水管共用一根进出水管;双冷源冷凝器的进出水管、双热源蒸发器的进出水管、喷淋系统、蒸发冷换热系统、外界水源相互连接,双冷源冷凝器同时与空调采暖系统、生活热水系统相连,冷冻水循环水泵接双热源蒸发器,采暖水循环水泵、热水循环水泵接双冷源冷凝器。
3.采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、排风扇、壳体,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、节流器,双冷源冷凝器包括热水换热器、冷却水换热器;喷淋系统包括循环水泵、喷头、集水箱;蒸发冷换热系统包括蒸发冷换热器、循环水泵;制冷系统、喷淋系统、蒸发冷换热系统装在壳体内,内部有支撑框架,排风扇装在壳体上方,喷淋管道和喷头在排风扇下方,蒸发冷换热器装在喷头下方,集水箱装在蒸发冷换热器下方,压缩机、双冷源冷凝器、双热源蒸发器、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、喷淋系统循环水泵、蒸发冷换热系统循环水泵装在集水箱下方;双冷源冷凝器为双水管(或双水道)换热器,它带有热水进水管、热水出水管、冷却水进水管、冷却水出水管;双热源蒸发器为单水管(或单水道)换热器,双热源蒸发器的冷冻水进水管、冷冻水出水管、热源水进水管、热源水出水管共用一根进出水管;双冷源冷凝器的冷却水换热器进出水管、双热源蒸发器的进出水管、喷淋系统、蒸发冷换热系统、外界水源相互连接,双冷源冷凝器的冷却水换热器同时与空调采暖系统相连,其热水换热器与生活热水系统相连,双冷源蒸发器与空调冷冻水系统相连,冷冻水循环水泵接双热源蒸发器,采暖水循环水泵接双冷源冷凝器的冷却水换热器,热水循环水泵接双冷源冷凝器的热水换热器,双冷源冷凝器的热水换热器、冷却水换热器相对于制冷剂采取混连、并联、串联方式。
4.采用热源塔的三联供机组,它包括制冷系统、喷淋系统、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵、排风扇、外壳,其特征是,制冷系统为单冷系统,它包括压缩机、冷凝器、热水器、蒸发器、节流器,冷凝器与热水器并联或串联在制冷系统中,冷凝器、热水器、蒸发器为具有蒸发冷、风冷、水冷、蒸发冷与水冷混合冷、风冷与水冷混合冷五种换热方式的多介质换热器,冷凝器出水管接冷却水集水箱,进水管接冷却水分水箱,热水器出水管接热水集水箱,进水管接热水分水箱,蒸发器出水管接冷冻水集水箱,进水管接冷冻水分水箱,在冷凝器、热水器、蒸发器、集水箱周围装有保温隔板;喷淋系统包括循环水泵、喷头、集水箱,冷凝器、热水器、蒸发器上方都装有喷头,共用一个循环水泵、排风扇,或者冷凝器、热水器与蒸发器分别采用各自的循环水泵、排风扇;制冷系统、喷淋系统、排风扇装在外壳内,由框架支撑,排风扇装在外壳上方,在排风扇下方装有挡水折板、喷头,再下方装有热水器,其周围装有保温隔板,形成热水器换热通道;在热水器下方装有喷头,再下方装有冷凝器,其周围装有保温隔板,形成冷凝器换热通道,它带有冷凝器进风口、冷凝器出风口,并与外壳上的冷凝器进风口连通,在冷凝器下方装有集水箱,喷淋水流入其中,箱体做保温;在该集水箱下方装有喷头,再下方装有蒸发器,其周围装有保温隔板,形成蒸发器换热通道,它带有蒸发器进风口、蒸发器出风口,并与外壳上的蒸发器进风口连通,在蒸发器下方装有集水箱,喷淋水流入其中,箱体做保温;在该集水箱下方装有压缩机、喷淋系统循环水泵、冷冻水循环水泵、采暖水循环水泵、热水循环水泵;在外壳周围装有排风道,其上部接排风扇吸风口,下部接冷凝器出风口、蒸发器出风口;冷冻水循环水泵与蒸发器相连,采暖水循环水泵与冷凝器相连,热水循环水泵与热水器相连,外界水源、喷淋系统与蒸发器、冷凝器、热水器相互相连。
5.根据权利要求4所述的采用热源塔的三联供机组,其特征是,冷凝器、热水器、蒸发器为板套式换热器,它包括两块平板外套、一块吹胀板,吹胀板带有吹胀管,制冷剂在其中流动,吹胀板带有制冷剂进口管、制冷剂出口管,装在两块平板外套内,吹胀板与两块平板外套之间形成两个密封的水腔,冷却水通过其中,与制冷剂换热,吹胀板通过支撑固定在水腔中,两块平板外套用螺栓活动连接或周边焊接,水腔接有进水管、出水管,制冷剂进口管、制冷剂出口管穿过焊边,从平板外套中引出,或者,采用两块吹胀板,两者之间形成水腔,冷却水通过其中,与制冷剂换热,两块吹胀板用螺栓活动连接或周边焊接。
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- 2024-04-18 CN CN202410471184.3A patent/CN118129354A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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