CN206281127U - 蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调制冷装置技术领域，是一种蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其包括蒸发制冷供冷水装置、用户和传统机械制冷装置，传统机械制冷装置包括冷凝器、蒸发器和压缩机。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，本实用新型将蒸发制冷供冷水装置与传统机械制冷装置相结合，通过阀门的切换来实现本实用新型在不同工况下的运行，可以实现全年供冷，节能性显著，不同供冷形式的结合使得用户的空调系统安全运行得到有效保障，通过设置换热单元实现本实用新型的冬季运行，充分利用室外低温空气，节能性显著，通过设置板式换热器，使得用户侧载冷介质闭式循环运行，确保冬季使用空调供冷时，系统管路等附件不会冻坏。

Description

蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置

技术领域

本实用新型涉及空调制冷装置技术领域，是一种蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置。

背景技术

干空气能蒸发制冷技术由于其绿色、健康、节能、环保、经济等独特的优点，在干热地区尤其是新疆地区得到了广泛的应用，取得了良好的应用效果，但在这些区域的部分时刻或中湿度或高湿度地区，由于室外空气含湿量高，相对湿度较高，单独应用干空气能蒸发制冷技术，室外空气就不能有效制取室内空调所需要的冷水或冷风。

目前随着经济快速发展，工业企业的资源和能耗消耗所占比例较高，这些工业区域建筑内的设备发热量非常大，为满足生产工艺的要求，在此类建筑一般都需要设置全年的空调系统来进行降温，因此进一步加剧了能源的消耗。

在机械制冷空调系统中，冷却塔一般是不可缺少的一部分，而冷却塔一般只在夏季空调制冷时使用，在天气变冷时，由于自身条件的限制，就不再使用，这样在一些需要全年供冷的区域就受到了限制。

发明内容

本实用新型提供了一种蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前干空气能蒸发制冷技术不能完全利用室外干空气进行制冷和受天气限制冷却塔使用受限的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，包括蒸发制冷供冷水装置、用户和传统机械制冷装置，传统机械制冷装置包括冷凝器、蒸发器和压缩机，冷凝器的冷媒进口与蒸发器的冷媒出口通过第一管线相连通，冷凝器的冷媒出口与蒸发器的冷媒进口通过第二管线相连通，在第一管线上串接有压缩机，在第二管线上串接有节流阀，蒸发制冷供冷水装置的冷水出口与蒸发器的冷水进口之间连通有第三管线，蒸发器的冷水出口与用户的冷水进口之间连通有第四管线，用户的冷水出口与冷凝器的冷水进口之间连通有第五管线，冷凝器的冷水出口与蒸发制冷供冷水装置的冷水回水口之间连通有第六管线，在第六管线上串接有第一水泵，在第三管线上串接有第二水泵，蒸发制冷供冷水装置和第二水泵之间的第三管线与第五管线之间连通有第七管线，第七管线和第二水泵之间的第三管线与第七管线和用户之间的第四管线之间连通有第八管线，第七管线与第八管线之间的第三管线上串接有第一阀门，第七管线上串接有第二阀门，第七管线与第八管线之间的第五管线上串接有第三阀门，第八管线上串接有第四阀门。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置还包括换热单元，换热单元包括表面式换热器和排风机，表面式换热器内设置有冷风通道和冷却水通道，蒸发制冷供冷水装置和第七管线之间的第三管线与表面式换热器的冷却水通道进出口串接在一起，表面式换热器的出风口上设置有排风机。

上述在蒸发制冷供冷水装置和表面式换热器之间的第三管线与第六管线之间连通有第九管线，在第九管线上串接有第五阀门，蒸发制冷供冷水装置和第九管线之间的第三管线上串接有第六阀门，蒸发制冷供冷水装置和第九管线之间的第四管线上串接有第七阀门。

上述蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置还包括板式换热器，板式换热器内设置有一次水通道和二次水通道，第三管线的进口端与二次水通道出口相连通，第六管线的出口与二次水通道的进口相连通，蒸发制冷供冷水装置的冷水出口与一次水通道进口之间连通有第十管线，蒸发制冷供冷水装置的冷水进口与一次水通道出口之间连通有第十一管线，在第十管线上串接有第三水泵。

上述在第二水泵的进水口与出水口之间连通有与第二水泵并联的旁通管，在旁通管上串接有旁通阀。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，本实用新型将蒸发制冷供冷水装置与传统机械制冷装置相结合，通过阀门的切换来实现本实用新型在不同工况下的运行，可以实现全年供冷，节能性显著，不同供冷形式的结合使得用户的空调系统安全运行得到有效保障，通过设置换热单元实现本实用新型的冬季运行，充分利用室外低温空气，节能性显著，通过设置板式换热器，使得用户侧载冷介质闭式循环运行，确保冬季使用空调供冷时，系统管路等附件不会冻坏。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1的工艺结构示意图。

附图2为本实用新型实施例2和实施例3的工艺结构示意图。

附图3为本实用新型实施例4的工艺结构示意图。

附图4为本实用新型实施例4的工艺结构示意图。

附图5为本实用新型实施例5的工艺结构示意图。

附图中的编码分别为：1为蒸发制冷供冷水装置，2为用户，3为冷凝器，4为蒸发器，5为压缩机，6为第一管线，7为第二管线，8为节流阀，9为第三管线，10为第四管线，11为第五管线，12为第六管线，13为第一水泵，14为第二水泵，15为第七管线，16为第八管线，17为第一阀门，18为第二阀门，19为第三阀门，20为第四阀门，21为表面式换热器，22为排风机，23为第九管线，24为第五阀门，25为第六阀门，26为第七阀门，27为板式换热器，28为第十管线，29为第十一管线，30为第三水泵，31为旁通管，32为旁通阀。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1，如附图1所示，该蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置包括蒸发制冷供冷水装置1、用户2和传统机械制冷装置，传统机械制冷装置包括冷凝器3、蒸发器4和压缩机5，冷凝器3的冷媒进口与蒸发器4的冷媒出口通过第一管线6相连通，冷凝器3的冷媒出口与蒸发器4的冷媒进口通过第二管线7相连通，在第一管线6上串接有压缩机5，在第二管线7上串接有节流阀8，蒸发制冷供冷水装置1的冷水出口与蒸发器4的冷水进口之间连通有第三管线9，蒸发器4的冷水出口与用户2的冷水进口之间连通有第四管线10，用户2的冷水出口与冷凝器3的冷水进口之间连通有第五管线11，冷凝器3的冷水出口与蒸发制冷供冷水装置1的冷水回水口之间连通有第六管线12，在第六管线12上串接有第一水泵13，在第三管线9上串接有第二水泵14，蒸发制冷供冷水装置1和第二水泵14之间的第三管线9与第五管线11之间连通有第七管线15，第七管线15和第二水泵14之间的第三管线9与第七管线15和用户2之间的第四管线10之间连通有第八管线16，第七管线15与第八管线16之间的第三管线9上串接有第一阀门17，第七管线15上串接有第二阀门18，第七管线15与第八管线16之间的第五管线11上串接有第三阀门19，第八管线16上串接有第四阀门20。本方案有三种运行模式：运行模式一：第一阀门17、第三阀门19打开，第二阀门18、第四阀门20关闭，第一水泵13开启，第二水泵14关闭，传统机械制冷装置开启，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水依次经过蒸发器4、用户2和冷凝器3循环，经过用户2后温度升高的冷水再用于冷凝器3的冷却水，为蒸发器4再提供冷量，能够达到冷量的充分利用；运行模式二：第一阀门17、第三阀门19关闭，第二阀门18、第四阀门20开启，第一水泵13开启，第二水泵14开启，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水用于传统机械制冷装置的冷凝器3循环降温，用户2所需的冷水由蒸发器4循环提供，蒸发制冷供冷水装置1为传统机械制冷装置提供冷却水；运行模式三：第一阀门17、第三阀门19打开，第二阀门18、第四阀门20关闭，第一水泵13开启，第二水泵14关闭，传统机械制冷装置关闭，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水直接用于用户2供冷。

蒸发制冷供冷水装置1是直接蒸发制冷供冷水装置或间接蒸发制冷供冷水装置，当为间接蒸发制冷供冷水装置时，间接蒸发制冷装置可以为表冷器、间接蒸发冷却器、管式、板式或者板翅式换热器，通过采用不同的水循环流程，使得蒸发制冷供冷水装置1的出水温度更低。其中直接蒸发制冷供冷水装置的出水温度极限值是进风湿球温度，间接蒸发制冷供冷水装置的出水温度极限值是进风露点温度，

本实用新型将蒸发制冷供冷水装置1与传统机械制冷装置相结合，通过阀门的切换来实现本实用新型在不同工况下的运行，在夏季室外气象条件适用于蒸发制冷技术时，可以将传统机械制冷装置关闭，仅使用蒸发制冷供冷水装置1制冷；如果此时蒸发制冷供冷水装置1已难以满足用户2空调制冷，可以同时开启传统机械制冷装置，这时蒸发制冷供冷水装置1的出水温度偏高，经过蒸发器4进一步冷却后用于用户制冷，这时的蒸发制冷供冷水装置1的出水即用于用户2制冷，也用于冷凝器3的冷却水，蒸发制冷供冷水装置1的冷量分级充分利用；当蒸发制冷供冷水装置1的出水温度偏高，已经无法用于用户2制冷时，就可以仅为传统机械制冷装置的冷凝器提供冷却水，用户2制冷所需要的制冷量由蒸发器4提供。

本实用新型通过阀门切换实现了同一装置在室外不同的气象条件的用户制冷需求，可以实现全年供冷，节能性显著，同时本实用新型可以实现用蒸发制冷供冷水装置1供冷或传统机械制冷装置或蒸发制冷供冷水装置1与传统机械制冷装置同时供冷，用户的空调系统安全运行得到有效保障。

可根据实际需要，对上述蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置作进一步优化或/和改进：

实施例2，作为实施例1的优化，如附图2所示，该蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置还包括换热单元，换热单元包括表面式换热器21和排风机22，表面式换热器21内设置有冷风通道和冷却水通道，蒸发制冷供冷水装置1和第七管线15之间的第三管线9与表面式换热器21的冷却水通道进出口串接在一起，表面式换热器21的出风口上设置有排风机22。

本实用新型增设换热单元，当室外空气温度较低时，关闭蒸发制冷供冷水装置1，在冬季工况下利用换热单元来为用户提供制冷量，通过设置换热单元实现本实用新型的冬季运行，充分利用室外低温空气，节能性显著。

实施例3，作为实施例2的优化，如附图2所示，在蒸发制冷供冷水装置1和表面式换热器21之间的第三管线9与第六管线12之间连通有第九管线23，在第九管线23上串接有第五阀门24，蒸发制冷供冷水装置1和第九管线23之间的第三管线9上串接有第六阀门25，蒸发制冷供冷水装置1和第九管线23之间的第四管线10上串接有第七阀门26。

本方案有五种运行模式：

运行模式一：第一阀门17、第三阀门19、第六阀门25和第七阀门26打开，第二阀门18、第四阀门20和第五阀门24关闭，第一水泵13开启，第二水泵14关闭，换热单元的排风机22关闭，传统机械制冷装置开启，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水依次经过蒸发器4、用户2、冷凝器3循环，蒸发制冷供冷水装置1制取的温度较高的冷水再次经过蒸发器4冷却后用于用户2制冷，经过用户2后温度升高的冷水再用于冷凝器3的冷却水；

运行模式二：第一阀门17、第三阀门19和第五阀门24关闭，第二阀门18、第四阀门20、第六阀门25和第七阀门26开启，第一水泵13开启，第二水泵14开启，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水用于传统机械制冷装置的冷凝器3循环降温，用户2所需的冷水由蒸发器4提供，蒸发制冷供冷水装置1为传统机械制冷装置提供冷却水；

运行模式三：第一阀门17、第三阀门19、第六阀门25和第七阀门26打开，第二阀门18、第四阀门20和第五阀门24关闭，第一水泵13开启，第二水泵14关闭，传统机械制冷装置关闭，蒸发制冷供冷水装置1制取的冷水用于用户2供冷；

运行模式四：第一阀门17、第三阀门19和第五阀门24打开，第二阀门18、第四阀门20、第六阀门25和第七阀门26关闭，第一水泵13关闭，第二水泵14开启，传统机械制冷装置关闭，蒸发制冷供冷水装置1关闭，换热单元的排风机22开启，主要用于冬季工况下，利用室外低温的空气在换热单元的表面式换热器21中制取用户2用冷水；

运行模式五：在运行模式四的基础上，可以选择开启传统机械制冷装置。

设置换热单元实现了系统的冬季运行，冬季运行时，载冷介质为乙二醇或防冻液，系统起到防冻作用。

通过设置第五阀门24、第六阀门25和第七阀门26，使得本实用新型在冬季使用时，能够切断并停用蒸发制冷供冷水装置1，使得本实用新型设计更合理。

实施例4，作为实施例1和实施例2的优化，如附图3、4所示，该蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置还包括板式换热器27，板式换热器27内设置有一次水通道和二次水通道，第三管线9的进口端与二次水通道出口相连通，第六管线12的出口与二次水通道的进口相连通，蒸发制冷供冷水装置1的冷水出口与一次水通道进口之间连通有第十管线28，蒸发制冷供冷水装置1的冷水进口与一次水通道出口之间连通有第十一管线29，在第十管线28上串接有第三水泵30。

实施例5，作为上述实施例的优化，如附图5所示，在第二水,14的进水口与出水口之间连通有与第二水泵14并联的旁通管31，在旁通管31上串接有旁通阀32。当使用蒸发制冷供冷水装置1和传统机械制冷装置同时使用时，第二水泵14关闭，旁通阀32打开，当只使用传统机械制冷装置时，旁通阀32关闭，第二水泵14开启。

本实用新型增设板式换热器27，将本实用新型的循环水分成一次水侧和二次水侧，使得用户所需的载冷介质（二次水侧）闭式循环运行，不受蒸发制冷供冷水装置1（一次水侧）的水质影响，通过设置板式换热器27，使得用户侧（二次水侧）载冷介质闭式循环运行，用户侧（二次水侧）载冷介质可以是乙二醇溶液，确保冬季使用空调供冷时，本实用新型的管路等附件不会冻坏。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (6)

1.一种蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于包括蒸发制冷供冷水装置、用户和传统机械制冷装置，传统机械制冷装置包括冷凝器、蒸发器、压缩机和节流阀，冷凝器的冷媒进口与蒸发器的冷媒出口通过第一管线相连通，冷凝器的冷媒出口与蒸发器的冷媒进口通过第二管线相连通，在第一管线上串接有压缩机，在第二管线上串接有节流阀，蒸发制冷供冷水装置的冷水出口与蒸发器的冷水进口之间连通有第三管线，蒸发器的冷水出口与用户的冷水进口之间连通有第四管线，用户的冷水出口与冷凝器的冷水进口之间连通有第五管线，冷凝器的冷水出口与蒸发制冷供冷水装置的冷水回水口之间连通有第六管线，在第六管线上串接有第一水泵，在第三管线上串接有第二水泵，蒸发制冷供冷水装置和第二水泵之间的第三管线与第五管线之间连通有第七管线，第七管线和第二水泵之间的第三管线与第七管线和用户之间的第四管线之间连通有第八管线，第七管线与第八管线之间的第三管线上串接有第一阀门，第七管线上串接有第二阀门，第七管线与第八管线之间的第五管线上串接有第三阀门，第八管线上串接有第四阀门。

2.根据权利要求1所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于还包括换热单元，换热单元包括表面式换热器和排风机，表面式换热器内设置有冷风通道和冷却水通道，蒸发制冷供冷水装置和第七管线之间的第三管线与表面式换热器的冷却水通道进出口串接在一起，表面式换热器的出风口上设置有排风机。

3.根据权利要求2所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于在蒸发制冷供冷水装置和表面式换热器之间的第三管线与第六管线之间连通有第九管线，在第九管线上串接有第五阀门，蒸发制冷供冷水装置和第九管线之间的第三管线上串接有第六阀门，蒸发制冷供冷水装置和第九管线之间的第四管线上串接有第七阀门。

4.根据权利要求1或2所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于还包括板式换热器，板式换热器内设置有一次水通道和二次水通道，第三管线的进口端与二次水通道出口相连通，第六管线的出口与二次水通道的进口相连通，蒸发制冷供冷水装置的冷水出口与一次水通道进口之间连通有第十管线，蒸发制冷供冷水装置的冷水进口与一次水通道出口之间连通有第十一管线，在第十管线上串接有第三水泵。

5.根据权利要求1或2或3所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于在第二水泵的进水口与出水口之间连通有与第二水泵并联的旁通管，在旁通管上串接有旁通阀。

6.根据权利要求4所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的空调装置，其特征在于在第二水泵的进水口与出水口之间连通有与第二水泵并联的旁通管，在旁通管上串接有旁通阀。