CN220624248U - 间接蒸发冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种间接蒸发冷却系统，换热芯体内设有干通道和湿通道，换热芯体的一侧设有干通道入口，另一侧设有干通道出口，换热芯体的下端设有湿通道入口，上端设有湿通道出口，干通道出口与湿通道入口连通，风机用于将气流引入湿通道入口，并通过湿通道的出口流出；干通道出口和壳体的内侧壁之间留有侧空腔，湿通道入口和壳体的内底面之间留有底空腔，侧空腔和底空腔连通。将干通道出口和湿通道入口连通、以及将侧空腔和底空腔连通，可以提高部分干通道内气体流入湿通道的顺畅性，进而减少风阻，从而提高风机的效率，从而达到降低风机能耗的目的。

Description

间接蒸发冷却系统

技术领域

本申请涉及换热设备技术领域，特别涉及一种间接蒸发冷却系统。

背景技术

对于间接蒸发冷却系统而言，通常包括换热芯体和风机，换热芯体内具有干通道和湿通道，为了提高换热效率，使得室内送风温度更低，现有的间接蒸发冷凝系统，会在部分干通道上设置与湿通道连通的通孔，在风机的作用下，室内回风会先通过干通道进行等湿降温，等湿降温后，一部分冷却后的空气被送入室内，另一部分冷却后的空气再通过通孔进入湿通道内，带走湿通道的热量并排出，从而使得干通道的室内回风能够进一步被冷却，以获得更低温度的室内送风。由于现有技术采用的是部分干通道设置通孔的原因，会导致风阻较大，降低了风机的利用率，提高风机能耗。

因此，如何提高间接蒸发冷却系统的风机利用率，进而降低风机能耗，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种间接蒸发冷却系统，能够有效提高风机利用率，进而降低能耗。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种间接蒸发冷却系统，包括壳体、换热芯体、风机，所述换热芯体内设有干通道和湿通道，所述换热芯体的一侧设有干通道入口，另一侧设有干通道出口，所述换热芯体的下端设有湿通道入口，上端设有湿通道出口，所述干通道出口和所述壳体的内侧壁之间留有侧空腔，所述湿通道入口和所述壳体的内底面之间留有底空腔，所述侧空腔和所述底空腔连通；所述风机用于将气体引入所述湿通道入口，使得所述干通道中的气体可进入所述湿通道并通过所述湿通道的出口流出。

在一些实施例中，所述换热芯体包括多块换热板片材，多块所述换热板片材间隔设置以形成所述干通道和所述湿通道。

在一些实施例中，所述侧空腔或所述底空腔内设有干湿连通阀门，所述干湿连通阀门用于连通所述侧空腔和所述底空腔，或者隔离所述侧空腔和所述底空腔。

在一些实施例中，所述壳体上与所述干通道出口相对应的侧壁上设有一次风出口。

在一些实施例中，所述换热芯体的上部设有蓄水池，所述蓄水池设有若干渗水结构，所述蓄水池内的水可自所述渗水结构流出，并流经所述湿通道的换热壁面。

在一些实施例中，还包括水箱组件，所述水箱组件包括设置在所述蓄水池上方的高位水箱，所述高位水箱与所述蓄水池连通。

在一些实施例中，所述换热芯体、所述蓄水池、所述风机分别设置在所述壳体内部，所述高位水箱设置在所述壳体外部，并固定在所述壳体顶部外侧。

在一些实施例中，所述风机设置在所述蓄水池上方，所述壳体的上部侧壁设置有二次侧出风口。

在一些实施例中，所述高位水箱内设有过滤装置，所述过滤装置用于过滤水中的杂质。

在一些实施例中，所述壳体内部的下端设有用于收集所述蓄水池流下的水的集水箱，所述集水箱通过送水管与所述高位水箱连通，所述集水箱内设有水泵，所述水泵用于将所述集水箱内的水通过所述送水管输送至所述高位水箱。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本申请所提供的一种间接蒸发冷却系统，包括换热芯体和风机，换热芯体内设有干通道和湿通道，换热芯体的一侧设有干通道入口，另一侧设有干通道出口，换热芯体的下端设有湿通道入口，上端设有湿通道出口，所述干通道出口和所述壳体的内侧壁之间留有侧空腔，所述湿通道入口和所述壳体的内底面之间留有底空腔，所述侧空腔和所述底空腔连通。如此，在运行时，风机启动，可以使干通道出口部分气体从侧空腔进入底空腔，再从底空腔流入湿通道，在进一步吸收湿通道内气体的热量后，再通过湿通道出口流出，从而可以进一步降低干通道内气体的温度。其中相对于在干通道和湿通道的侧壁上设置通孔来连通两者而言，采用侧空腔和底空腔来将干通道出口和湿通道入口连通，可以提高部分干通道内气体流入湿通道的顺畅性，进而减少风阻，从而提高风机的效率，从而达到降低风机能耗的目的，另外，由于是通过侧空腔与底空腔来连通干通道出口和湿通道入口，使得干通道出口的一次侧出口气体的温湿度不容易受到湿通道气体的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种间接蒸发冷却系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种间接蒸发冷却系统的结构示意图；

图3为图1中的换热芯体的结构示意图；

图4为图3中的换热芯体的俯视图；

图5为图3中的换热壁面的结构示意图；

图6为本申请所提供的换热芯体的一种蓄水池的俯视结构示意图；

图7为本申请所提供的换热芯体的另一种蓄水池的俯视结构示意图。

附图标记如下：

10为换热芯体，11为湿通道，12为干通道，13为换热板片材，131为十字形凸起；

20为蓄水池，21为渗水结构；

30为风机；

40为壳体，41为侧空腔，42为底空腔，43为加湿阀门，44为一次风进口，45为一次风出口，46为二次风进口，47为二次风出口；

50为高位水箱，51为主管，52为收集水箱，53为送水管，54为支管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种间接蒸发冷却系统的结构示意图。

本申请实施例所提供的一种间接蒸发冷却系统，包括换热芯体10和风机30，换热芯体10内设有干通道12和湿通道11，换热芯体10的一侧设有干通道入口，另一侧设有干通道出口，换热芯体10的下端设有湿通道入口，上端设有湿通道出口，干通道出口与湿通道入口连通，风机30可以设于干通道入口处或者湿通道出口处，并且，在干通道12出口和壳体40的内侧壁之间留有侧空腔41，湿通道11入口和壳体40的内底面之间留有底空腔42，侧空腔41和底空腔42连通。如此，在运行时，风机30启动，可以使干通道出口部分气体从侧空腔41进入底空腔42，再从底空腔42流入湿通道11，在进一步吸收湿通道11内气体的热量后，再通过湿通道11出口流出，从而可以进一步降低干通道12内气体的温度，其中，一般情况下，干通道12和湿通道11内的气体均未空气，干通道12中的气体为室内空气，湿通道11内的气体为室外空气。其中相对于在干通道12和湿通道11的侧壁上设置通孔来连通两者而言，采用侧空腔41和底空腔42来将干通道出口和湿通道入口连通，可以提高部分干通道12内气体流入湿通道11的顺畅性，进而减少风阻，从而提高风机30的效率，从而达到降低风机30能耗的目的，另外，由于是通过侧空腔41与底空腔42来连通干通道出口和湿通道入口，使得干通道出口的一次侧出口气体的温湿度不容易受到湿通道气体的影响。

在一些实施例中，换热芯体10包括多块换热板片材13，多块片材换热板13间隔设置以形成干通道12和湿通道11，其中形成干通道12的两块换热板片材13的上端和下端封闭，以保证气流沿水平方向流动，用于形成湿通道11的两块换热板片材13的两侧封闭，以保证进入湿通道11内的气流向上运动。其中换热芯体10除了通过换热板片材13连接而成之外，还可采用其它加工方式成型，只要保证换热芯体10内形成相互分隔的干通道12和湿通道11即可。

在一些实施例中，间接蒸发冷却系统还包括壳体40，换热芯体10、风机30分别设置在壳体40内部，干通道出口和壳体40的内侧壁之间留有侧空腔41，湿通道入口和壳体40的内底面之间留有底空腔42，侧空腔41和底空腔42连通，当气体从干通道12流出之后进入到侧空腔41，然后由底空腔42进入到湿通道11，干通道出口和湿通道入口之间无其它阻挡件，可以保证空气进入湿通道11的顺畅性，即侧空腔41和底空腔42可以形成干通道12与湿通道11的连通风道，通过风机30的运行，使得侧空腔41和底空腔42形成负压，从而使干通道出口的部分气流可以顺畅进入到湿通道11，并且，由于是通过侧空腔41与底空腔42来连通干通道出口和湿通道入口，使得干通道出口的一次侧出口气体的温湿度不容易受到湿通道气体的影响。其中当换热芯体10为长方体结构时，壳体40也优选为长方体结构；如此，通过将被冷却的部分低温空气再次进入到冷却通道，然后通过低温空气进一步冷却被冷却通道的空气，可以使得被冷却空气进一步降温，这样的过程可实现露点间接蒸发冷却，最大程度提高湿球效率，达到更好的冷却效果。

在一些实施例中，侧空腔41或底空腔42内设有干湿连通阀门43，干湿连通阀门43用于连通侧空腔41和底空腔42，或者隔离侧空腔41和底空腔42。其中当需要对干通道内的一次侧气流进一步进行降温时，可以先开启风机30，然后控制干湿连通阀门43开启，以连通侧空腔41和底空腔42。当不需要对干通道内的一次侧气流进一步进行降温时时，可以先关闭干湿连通阀门43，然后再调节风机30的转速或关闭风机30，以防止冷却后的空气进入到湿通道11内，可以保证冷却后空气不被加湿。

在一些实施例中，如图2所示，壳体40上与干通道出口相对应的侧壁上设有一次风出口45，壳体40上远离一次风出口45的一端设有一次风进口44，壳体40下端的侧壁上设有二次风进口46，壳体40上端的侧壁上设有二次风出口47。当不需要对经过干通道12冷却后的空气进行进一步降温时，可以关闭干湿连通阀门43，此时空气即可全部从一次风出口45流出，以提高间接蒸发冷却系统的使用灵活性。

在一些实施例中，如图3-7所示，换热芯体10包括蓄水池20，风机30设置在蓄水池20上方，蓄水池20设置在壳体40内部，其中换热芯体10设有间隔分布的湿通道11和干通道12，其中，湿通道11为竖向通道，干通道12为横向通道，被冷却介质可以为空气、水或者冷媒等，如图1所示，湿通道11的箭头方向为冷却介质的流通方向，干通道12的箭头方向为被冷却介质的流通方向，蓄水池20设于换热芯体10的上部，蓄水池20底部设有若干渗水结构21，蓄水池20内的水通过渗水结构21流入并附着在湿通道11的换热壁面，其中，换热壁面指的是湿通道11与干通道12的换热壁面，湿通道11的换热介质和干通道12的换热介质通过换热壁面进行换热，即湿通道11内的换热壁面上的水膜是通过蓄水池20的渗水结构21进行渗透形成的，通过渗水结构21缓慢的渗水，并流经湿通道11的换热壁面，在流经湿通道11换热壁面时形成水膜，通过水膜吸收换热壁面的热量，再传递给湿通道11的换热介质，可以增加湿通道11与干通道12的换热效率，相对于喷淋形成水膜的方式，可避免水在湿通道11的内表面反弹而流失，相对于喷雾形成水膜的方式，可避免水被吹走的问题，从而提高水的利用率，进而提高换热芯体10的节水效果，相对于在换热壁面上设置亲水膜材料而言，可以在保证换热壁面湿润性的同时具备较为稳定的换热效果，且长时间使用后不易被破坏，并且，通过各蓄水池20设于换热芯体10的上部，在保持蓄水池20内的水存在一定的液位差时，在大气压的作用下会将蓄水池20内的自渗水结构21流出，并流经湿通道11的换热壁面，并在流经湿通道11的换热壁面过程中可形成水膜，通过水膜参与换热，从而提高换热效率。

在一些实施例中，湿通道11的内表面设有导流部，当水自蓄水池20的渗水结构21流出，并流经湿通道11的换热壁面时，导流部可以将水在换热壁面铺展，以在增加湿通道11的换热壁面中水膜的面积，从而可以提高水膜在换热壁面的覆盖率，进而提高换热效率，其中，最高可以使得水膜在换热壁面的覆盖率达到100％。

其中导流部为十字花结构导流部、栅格结构导流部、小波纹结构导流部、金字塔结构导流部、各类仿生结构导流部中的一种。各类仿生结构导流部包括仿生植物叶片导流部、仿生肺部导流部、仿生蜂巢结构导流部、仿生蛛网导流部、仿生蝶翅导流部中的一种或多种。

在一些实施例中，十字花导流结构包括多个间隔设置的十字形凸起131，十字形凸起131的四个分支的宽度自内向外渐缩。对于内表面光滑的湿通道11而言，渗水流经其换热壁面时，其所形成的水膜难以完全覆盖换热壁面，并且，水膜的均匀性也较差，由于水膜的覆盖率较低，因此，水膜与换热壁面的接触面积减少，并不利于水膜的间接蒸发冷却换热。当水与十字形凸起131接触时，由于水膜固液接触线在十字形凸起131的肋尖上的钉扎效应，使得液体接触角的增加减小，从而水膜覆盖率提升。另外，十字形凸起131两侧的分支结构也可引导水膜的横向铺展，进一步提升水膜在换热壁面的覆盖率。其中，多个十字形凸起131优选呈矩形阵列分布，此外也可采用其它分布方式，只要可以将水膜铺展在湿通道11的换热壁面，增加水膜在换热壁面的覆盖率即可。

另外，采用各类仿生结构导流部时，可以通过仿生学设计出导流部的结构，可以利用仿生各种自然界的具有类似导流结构的物体，例如，仿生植物叶片、肺部、蜂巢、蛛网、蝶翅等，从而可以通过这些仿生结构达到与十字花结构导流部同样的导流效果。

在一些实施例中，渗水结构21为微狭缝结构或微孔结构，其中微狭缝结构可以为长条孔，长条孔的延伸方向平行于湿通道11内的换热壁面，即渗水结构21沿平行于换热壁面的长度不小于沿垂直于换热壁面的宽度，微狭缝结构的长度优选不小于换热壁面的宽度，以保证微狭缝结构渗出的水可以铺满换热壁面。其中微孔结构可以为圆孔、椭圆孔、多边形孔等结构，具体地，可以在蓄水池20底部沿换热壁面的宽度方向均匀密布多个微孔结构；微孔结构可以减缓水流速度，可以提升水膜的均匀性和水膜对换热壁面的覆盖率，使得更多的水参与换热，也节约水资源。

在一些实施例中，换热芯体10设置有若干个蓄水池20，即换热芯体10上方设有至少一个蓄水池20，每一个蓄水池20位于一个干通道12的上方，蓄水池20优选为长条形箱体结构，蓄水池20的底面与干通道12的上表面接触，蓄水池20底面的一条或两条底边上设有渗水结构21，渗水结构21设置的位置和数量与换热壁面有关，只要能满足可以流经换热壁面，并形成水膜即可，如图1所示，干通道12内的被冷却介质的流动方向为水平方向，湿通道11内的冷却介质的流动方向为竖直方向。

在一些实施例中，换热芯体10设置有若干个蓄水池20，换热芯体上部设有至少一个蓄水池20，每一个蓄水池20位于一个湿通道11的上方，蓄水池20设置为回字形或类回字形箱体结构，其中，类回字形箱体结构可以是中心三角形结构、中心圆形结构、中心正多边形结构、中心多边形结构、中心椭圆结构等结构，只要箱体结构能形成蓄水池结构，并且，能够在换热壁面通过渗水结构21形成均匀的水膜即可，具体如图4所示，蓄水池20的中部用于竖向供湿通道11内的冷却介质流通，蓄水池20的方环形结构内用于储存水。

在一些实施例中，如图5所示，每一湿通道11设置有若干冷却介质通道流道112，每一蓄水池20位于一个冷却介质通道流道112的上方，蓄水池20设置为回字形或类回字形箱体结构。其中，湿通道11内设有多块将其分割为多条冷却介质通道流道112的冷却介质隔板111，其中多块冷却介质隔板111优选等间距竖直分布，以提高冷却介质流经湿通道11时的均匀性。其中，蓄水池20的底部设有若干个渗水结构21，每条冷却介质通道流道112对应至少一个渗水结构21，以保证每条冷却介质通道流道112均可以存在水膜，以提高湿通道11的冷却均匀性，同样，该类回字形箱体结构可以是中心三角形结构、中心圆形结构、中心正多边形结构、中心多边形结构、中心椭圆结构等结构，只要箱体结构能形成蓄水池结构，并且，能够在换热壁面通过渗水结构21形成均匀的水膜即可。

需要说明的是，蓄水池20的内部结构可以采用多种形式，例如横截面为矩形、多边形、圆形或椭圆形等结构，以保证湿通道11内的冷却介质可以流通即可。

在一些实施例中，间接蒸发冷却系统还包括水箱组件。

水箱组件包括设置在湿通道11下方的收集水箱52和设置在各蓄水池20上方的高位水箱50，高位水箱50与各蓄水池20连通，收集水箱52内设有用于将水输送至高位水箱50内的水泵，收集水箱52通过送水管53与高位水箱50连通，水泵与水管连接，用于将收集水箱52的水泵入水管，并输送到高位水箱50，其中，高位水箱50设置在壳体40的外部，并固定在壳体40顶部外侧，如此，可以方便对高位水箱50进行维护。

并且，通过设置高位水箱50，并将高位水箱50设置在多个蓄水池20的上方，可以利用重力差给多个蓄水池20进行补水，以保证多个蓄水池20的液位差，如此，通过各蓄水池20设于换热芯体10的上部，在保持蓄水池20内的水存在一定的液位差时，在大气压的作用下，蓄水池20内的水自渗水结构21流出，并流经湿通道11的换热壁面，并在流经湿通道11的换热壁面过程中可形成水膜，从而提高换热效率，此外通过收集水箱52和水泵可以将由湿通道11流出的水进行回收利用，进一步提高水资源的利用率。

在一些实施例中，水箱组件还包括主管51和多根支管54，高位水箱50通过主管51和多根支管54与各蓄水池20连通，主管51分别与多根支管54连通，每一支管54还连通一个蓄水池20，或者多根支管54连通一个蓄水池20，又或者一根支管54连通多个蓄水池20。通过水箱组件可以给各蓄水池20统一补水。其中，各支管54采用小管径橡胶管，通过采用小管径橡胶管可以使得从高位水箱50的水在重力差的作用下能够缓慢的分配到多个蓄水池20，从而防止出现水流过快，使得多个蓄水池20水资源分配不均的问题，其中，小管径橡胶管的具体管径可以跟设置的高位水箱50与各蓄水池20的相对位置、以及蓄水池20的数量等进行选择，此处不做限定，只要是小管径并能实现水流缓慢流动即可，并且，小管径橡胶管可以采用截面为圆形、方形等形状，小管径橡胶管与主管之间的连接，例如可以通过热封焊接、螺纹连接或者卡接的方式，并且，小管径橡胶管与各蓄水池20的连接处设置有软塞，通过软塞可以提高两者连接的密封性，以避免出现漏水的问题。

在一些实施例中，高位水箱50内设置有过滤装置，其中，过滤装置可以为阳离子交换膜，以降低水垢的产生，此外也可采用电磁法、石灰法或者其它方法来降低水垢的产生，以避免堵塞蓄水池20的渗水结构21，从而提高蓄水池20布水膜的流畅性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本申请所提供的一种间接蒸发冷却系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种间接蒸发冷却系统，其特征在于，包括壳体、换热芯体、风机，所述换热芯体内设有干通道和湿通道，所述换热芯体的一侧设有干通道入口，另一侧设有干通道出口，所述换热芯体的下端设有湿通道入口，上端设有湿通道出口，所述干通道出口和所述壳体的内侧壁之间留有侧空腔，所述湿通道入口和所述壳体的内底面之间留有底空腔，所述侧空腔和所述底空腔连通；所述风机用于将气体引入所述湿通道入口，使得所述干通道中的气体可进入所述湿通道并通过所述湿通道的出口流出。

2.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述换热芯体包括多块换热板片材，多块所述换热板片材间隔设置以形成所述干通道和所述湿通道。

3.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述侧空腔或所述底空腔内设有干湿连通阀门，所述干湿连通阀门用于连通所述侧空腔和所述底空腔，或者隔离所述侧空腔和所述底空腔。

4.根据权利要求3所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述壳体上与所述干通道出口相对应的侧壁上设有一次风出口。

5.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述换热芯体的上部设有蓄水池，所述蓄水池设有若干渗水结构，所述蓄水池内的水可自所述渗水结构流出，并流经所述湿通道的换热壁面。

6.根据权利要求5所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，还包括水箱组件，所述水箱组件包括设置在所述蓄水池上方的高位水箱，所述高位水箱与所述蓄水池连通。

7.根据权利要求6所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述换热芯体、所述蓄水池、所述风机分别设置在所述壳体内部，所述高位水箱设置在所述壳体外部，并固定在所述壳体顶部外侧。

8.根据权利要求7所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述风机设置在所述蓄水池上方，所述壳体的上部侧壁设置有二次侧出风口。

9.根据权利要求6所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述高位水箱内设有过滤装置，所述过滤装置用于过滤水中的杂质。

10.根据权利要求9所述的间接蒸发冷却系统，其特征在于，所述壳体内部的下端设有用于收集所述蓄水池流下的水的集水箱，所述集水箱通过送水管与所述高位水箱连通，所述集水箱内设有水泵，所述水泵用于将所述集水箱内的水通过所述送水管输送至所述高位水箱。