CN201652659U

CN201652659U - 高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组

Info

Publication number: CN201652659U
Application number: CN2010201601987U
Authority: CN
Inventors: 黄翔; 郑小丽; 王伟; 李成成; 孙铁柱
Original assignee: Xian Polytechnic University
Current assignee: Xian Polytechnic University
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-15

Abstract

高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组，由高压微雾水系统、蒸发式冷水机组，风冷热泵冷热水机组以及直接蒸发冷却器组成，包括上下位置布置的相并联的低温冷水空气冷却器和高温冷水空气冷却器，按进风方向，低温冷水空气冷却器和高温冷水空气冷却器的后面设置有直接蒸发冷却器a、风冷热泵冷热水机组和风冷热泵风机，高温冷水空气冷却器的下面设置有高压微雾水系统，风冷热泵冷热水机组的设置位置使其一处进风来自蒸发式冷水机组的排风，另外三个进风面处分别设置有三个直接蒸发冷却器，与三个直接蒸发冷却器和高压微雾水系统相对应的壳体侧壁上分别设置有进风口。该冷热水机组利用高压微雾技术，使水与空气的热湿交换效率大大提高。

Description

高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及蒸发式冷水机组、高压微雾水系统、风冷热泵冷热水机组、直接蒸发冷却器组成的冷热水机组。

背景技术

蒸发冷却技术是利用自然环境中可再生能源干燥空气的干球温度与露点温度差，通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量的一种环保高效且经济的冷却方式，但水与空气的热湿交换效率常常受条件限制，热湿交换的效果一般。

高压微雾是采用高压陶瓷柱塞泵将净化处理过程的水加压至7Mpa，再通过高压水管传送到特殊结构的高压微雾喷嘴将水雾化产生雾滴，雾状水滴能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，从而完成空气的降温和加湿。将该技术应用在空调中，可对空气进行良好的热湿处理。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化的冷热水机组，将直接蒸发冷却器与风冷热泵的冷凝器相结合，并且将高压微雾水系统与蒸发式冷水机组连接，使空气先经过高压微雾加湿器，再经蒸发式冷水机组，充分利用高压微雾技术，使水与空气的热湿交换效率大大提高。

本实用新型所采用的技术方案是，高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组，由高压微雾水系统、蒸发式冷水机组，风冷热泵冷热水机组以及直接蒸发冷却器组成，在机组壳体内部靠近一侧壁处、上下位置布置有相并联的低温冷水空气冷却器和高温冷水空气冷却器，按进风方向，低温冷水空气冷却器和高温冷水空气冷却器的后面设置有直接蒸发冷却器a、风冷热泵冷热水机组和风冷热泵风机，低温冷水空气冷却器、高温冷水空气冷却器和直接蒸发冷却器a组成蒸发式冷水机组，高温冷水空气冷却器的下面设置有高压微雾水系统，风冷热泵冷热水机组由构成闭合回路的三个冷凝器、蒸发器、节流阀和压缩机组成，风冷热泵冷热水机组的设置位置使其一处进风来自蒸发式冷水机组的排风，另外三个进风面处分别设置有直接蒸发冷却器b、直接蒸发冷却器c和直接蒸发冷却器d，并且三个冷凝器分别与直接蒸发冷却器b、直接蒸发冷却器c和直接蒸发冷却器d相结合，与直接蒸发冷却器b、直接蒸发冷却器c、直接蒸发冷却器d和高压微雾水系统相对应的壳体侧壁上分别设置有进风口。

本实用新型的特点还在于，

高压微雾水系统包括水箱以及水箱上部设置的高压微雾喷嘴，水箱内设置有柱塞泵，柱塞泵通过管道与高压微雾喷嘴相连接。

直接蒸发冷却器b从上到下依次由喷嘴b、填料b以及底部的水箱b组成，水箱b内设置管道通过水泵b与喷嘴b相连接。

水箱a和蒸发器分别通过管道与集水器a连接，集水器a通过管道与用户端连接，高温冷水空气冷却器通过管道与集水器b连接，用户端还通过管道与分水器连接，用于将用户端的回水输入分水器，分水器通过管道分别与低温冷水空气冷却器和集水器b连接，集水器b通过管道与蒸发器连接。

本实用新型的冷热水机组，使室外空气先通过高压微雾水系统，在高压微雾水系统中，充分利用微雾颗粒超细的特点，在空调机组中对空气喷雾加湿，达到降温加湿的目的。然后，处理后的空气进入蒸发式冷水机组，

依次通过高温空气冷却器和低温空气冷却器，进一步降温，同时经过高压微雾水系统处理后的空气，经过空气冷却器时，在空气冷却器表面或肋片上形成一层薄水膜，水蒸发吸热，又带走空气中一部分热量，降温效果更好。

本实用新型的冷热水机组还具有以下优点：

1.将直接蒸发冷却器与冷凝器相结合，室外空气经过直接蒸发冷却器预冷后的空气，直接进入三个并联的冷凝器，提高冷凝效率。

2.采用高压微雾水系统，强化空气冷却器传热传质。同时高压喷雾喷嘴每秒能产生50亿个雾滴，雾滴的直径仅为1-5um，在空气中迅速蒸发形成水蒸汽，容易在空气冷却器表面或肋片上形成一层薄水膜，其降温效果极佳；同时大大节省水量，约为上部喷淋方式的1/20。

3.采用单风机系统，即蒸发式冷水机组与风冷热泵冷热水机组共用一个排风机，与现有双风机系统相比较，既节能又有利于气流组织的设计。

附图说明

图1是本实用新型一体化冷热水机组一种实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图中，1低温空气冷却器，2高温空气冷却器，3高压微雾喷嘴，4进风口，5水箱，6柱塞泵，7水箱a，8水泵a，9蒸发器，10压缩机，11冷凝器，12水泵b，13水箱b，14填料，15直接蒸发冷却器b，16喷嘴b，17风冷热泵风机，18节流阀，19填料b，20直接蒸发冷却器a，21喷嘴a，22挡水板，23集水器a，24分水器，25集水器b，26冷凝器 b，27直接蒸发冷却器c，28冷凝器a，29冷凝器c，30直接蒸发冷却器d。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组，由高压微雾水系统、蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组以及直接蒸发冷却器组成。本实用新型提供的一种实施例如图1、图2、图3所示，图1、图2是将高压微雾水系统、蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组和三台直接蒸发冷却器布置在同一个机箱内的实施方式，展示了高压微雾水系统、蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组和三台直接蒸发冷却器的相对位置。图3是图1的侧视图，显示了风冷热泵的风机位置，以及与直接蒸发冷却器b15的相对位置。

在机组壳体内部靠近一侧壁处、上下位置布置有相并联的低温冷水空气冷却器1和高温冷水空气冷却器2，按进风方向，低温冷水空气冷却器1和高温冷水空气冷却器2的后面设置有直接蒸发冷却器a20、风冷热泵冷热水机组和风冷热泵风机17，低温冷水空气冷却器1、高温冷水空气冷却器2和直接蒸发冷却器a20组成蒸发式冷水机组，直接蒸发冷却器a20的上方设置挡水板22。高温冷水空气冷却器2的下面设置高压微雾水系统，高压微雾水系统包括水箱5以及水箱5上部设置的高压微雾喷嘴3，水箱5内设置有柱塞泵6，柱塞泵6通过管道与高压微雾喷嘴3相连接。风冷热泵冷热水机组由构成闭合回路的三个冷凝器、蒸发器9、节流阀18和压缩机10组成，风冷热泵冷热水机组的设置位置使其一处进风来自蒸发式冷水机组的排风，另外三个进风面处分别设置有三个直接蒸发冷却器，并且三个冷凝器分别与三个直接蒸发冷却器相结合，分别是直接蒸发冷却器b15与冷凝器a28相结合，直接蒸发冷却器c27与冷凝器b26相结合，直接蒸发冷却器d30与冷凝器c29相结合，空气经过直接蒸发冷却器预冷后直接进入冷凝器中。与直接蒸发冷却器b15、直接蒸发冷却器c27、直接蒸发冷却器d30和高压微雾水系统相对应的壳体侧壁上分别设置有进风口4。

直接蒸发冷却器b15从上到下依次由喷嘴b16、填料b14以及底部的水箱b13组成，水箱b13内设置管道通过水泵b12与喷嘴b16相连接。直接蒸发冷却器c27和直接蒸发冷却器d30的结构分别与直接蒸发冷却器b 15的结构相同。

水箱a5和蒸发器9分别通过管道与集水器a23连接，集水器a23通过管道与用户端连接，高温冷水空气冷却器2通过管道与集水器b25连接，用户端还通过管道与分水器24连接，用于将用户端的回水输入分水器24，分水器24通过管道分别与低温冷水空气冷却器1和集水器b25连接，集水器b25通过管道与蒸发器9连接。

高压微雾水系统利用柱塞泵6将水加压，然后通过高压微雾喷嘴3将水雾化成雾滴，能迅速的从空气中吸收热量并完成汽化，对空气进行等焓降温加湿过程。然后空气继续流动，进入蒸发式冷水机组。

风冷热泵冷热水机组用于夏季制取低温冷水，冬季用于制取热水，并将冷热水通过集水器a23送入用户。结构的布置是为了降低风冷热泵冷凝器进风的温度，提高冷凝效率，进而提高风冷热泵冷热水机组的能效比。同时，直接蒸发冷却器还起到对室外空气的净化作用，避免灰尘落在冷凝器换热管表面，影响冷凝散热效果。

蒸发式冷水机组制取的高温冷水与风冷热泵冷热水机组制取的低温冷水通过管道送入集水器a23中，在集水器a23中按照一定的比例混合后送入用户。从用户末端出来的水送入分水器24，然后分水器24分为三个环路，一个环路将水送入新风机组空气冷却器中，一个环路将水送入集水器b25中，另外一部分送入低温空气冷却器中。在集水器b25中，通过管道送入风冷热泵冷热水机组的蒸发器9中。

本实用新型一体化冷热水机组的工作过程：

1、夏季运行时空气系统工作过程分为以下四个环路：

1）室外空气依次经过进风口4、高压微雾水系统中的喷嘴3、高温空气冷却器2、低温空气冷却器1、直接蒸发冷却器a20、挡水板22，最后经过风冷热泵的冷凝器中经由风冷热泵风机17排出。此过程中空气首先在高压微雾水系统中进行等焓降温加湿过程，此时空气中带有雾滴，进入空气冷却器后，在其表面或肋片上形成水膜，进一步强化传热传质，制取更低的冷水，这样为达到高温冷水所需的温度在与风冷热泵冷热水机组制取的低温冷水混合时，所需低温冷水的比例将相对减小，从而减小风冷热泵冷热水机组的负荷，达到节能的效果。

2）室外空气依次经过直接蒸发冷却器b15、风冷热泵的冷凝器a28最后由风冷热泵风机17排出。该过程中的室外空气在直接蒸发冷却器b15中进行了预冷处理。

3）室外空气依次经过直接蒸发冷却器c27、风冷热泵的冷凝器b26最后由风冷热泵风机17排出。该过程中的室外空气在直接蒸发冷却器c27中进行了预冷处理。

4）室外空气依次经过直接蒸发冷却器d30、风冷热泵的冷凝器c29最后由风冷热泵风机17排出。该过程中的室外空气在直接蒸发冷却器d30中进行了预冷处理。

2、夏季运行时水系统的流程：

蒸发式冷水机组制取的高温冷水按比例与风冷热泵冷热水机组制取的低温冷水在集水器a23中混合，然后为用户供冷，最后由用户回到分水器24；分水器24中一部分低温冷水通向新风机组空气冷却器，最后回到集水器b25，一部分通向低温空气冷却器1中，其它回水经过其它设备最后回到集水器b25。最终从集水器b25按一定比例回到风冷热泵的蒸发器9中。

3、冬季运行时，高压微雾水系统、蒸发式冷水机组以及三台直接蒸发冷却器b15、直接蒸发冷却器c27、直接蒸发冷却器d30停止工作，只采用风冷热泵冷热水机组工作来为用户供暖。此时风冷热泵冷热水机组制取的热水经过集水器a23送往用户，然后回到分水器24再回到集水器b25最后回到风冷热泵的蒸发器9。

Claims

1.高压微雾蒸发冷却与风冷热泵一体化冷热水机组，由高压微雾水系统、蒸发式冷水机组，风冷热泵冷热水机组以及直接蒸发冷却器组成，其特征在于，在机组壳体内部靠近一侧壁处、上下位置布置有相并联的低温冷水空气冷却器（1）和高温冷水空气冷却器（2），按进风方向，低温冷水空气冷却器（1）和高温冷水空气冷却器（2）的后面设置有直接蒸发冷却器a（20）、风冷热泵冷热水机组和风冷热泵风机（17），所述的低温冷水空气冷却器（1）、高温冷水空气冷却器（2）和直接蒸发冷却器a（20）组成蒸发式冷水机组，高温冷水空气冷却器（2）的下面设置有高压微雾水系统，所述的风冷热泵冷热水机组由构成闭合回路的三个冷凝器、蒸发器（9）、节流阀（18）和压缩机（10）组成，风冷热泵冷热水机组的设置位置使其一处进风来自蒸发式冷水机组的排风，另外三个进风面处分别设置有直接蒸发冷却器b（15）、直接蒸发冷却器c（27）和直接蒸发冷却器d（30），并且三个冷凝器分别与直接蒸发冷却器b（15）、直接蒸发冷却器c（27）和直接蒸发冷却器d（30）相结合，与直接蒸发冷却器b（15）、直接蒸发冷却器c（27）、直接蒸发冷却器d（30）和高压微雾水系统相对应的壳体侧壁上分别设置有进风口。

2.按照权利要求1所述的一体化冷热水机组，其特征在于，所述的高压微雾水系统包括水箱（5）以及水箱（5）上部设置的高压微雾喷嘴（3），水箱（5）内设置有柱塞泵（6），柱塞泵（6）通过管道与高压微雾喷嘴（3）相连接。

3.按照权利要求1所述的一体化冷热水机组，其特征在于，所述的直接蒸发冷却器b （15）从上到下依次由喷嘴b（16）、填料b（14）以及底部的水箱b（13）组成，水箱b（13）内设置管道通过水泵b（12）与喷嘴b（16）相连接。

4.按照权利要求1所述的一体化冷热水机组，其特征在于，所述的水箱a（5）和蒸发器（9）分别通过管道与集水器a（23）连接，集水器a（23）通过管道与用户端连接，高温冷水空气冷却器（2）通过管道与集水器b（25）连接，用户端还通过管道与分水器（24）连接，用于将用户端的回水输入分水器（24），分水器（24）通过管道分别与低温冷水空气冷却器（1）和集水器b（25）连接，集水器b（25）通过管道与蒸发器（9）连接。