CN2729570Y - 全热回收冷水机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种全热回收冷水机组，包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，所述蒸发器与冷冻水循环回路相连接，所述冷凝器一侧与冷却风口相对设置，所述冷却风口连接风管，所述风管通过支风管连接室内风出风口和室外风进风口，在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机；本全热回收冷水机组还可连接有冷凝水回收系统。本实用新型利用低温度低湿度的室内排风作为蒸发式冷凝器的冷却空气，既利用了室内排风的显热(温差)，又利用了室内排风的潜热(湿度差)，冷凝效果较好；而且利用冷凝水来辅助冷却，亦提高了冷却及节水效果。本实用新型可广泛使用于餐厅、医院、超市、别墅、办公楼等空调领域，应用范围较广。

Description

全热回收冷水机组
                        技术领域
本实用新型涉及空调制冷设备，特别涉及一种全热回收冷水机组。
                        背景技术
随着空调的普及率日渐增大，空调业在近十几年来得到飞速发展，但是空调的普及给本来就紧张的供电设施带来了巨大的压力。据统计，以一栋办公大楼计，空调用电量占全楼总用电量的35％，可见空调的运行费用非常巨大，所以发展节能显著的空调设备已成为空调业发展的趋势。
目前，市场上流通的冷水机组主要是两种形式：一是风冷式冷水机组；二是水冷式冷水机组。风冷式冷水机组是直接利用室外空气作为冷却介质，由于空调的制冷运行工况基本上都是气温较高的季节，这就决定了直接用空气冷却时制冷效率较低，COP维持在2.0左右，可见采用这种冷凝方式的冷水机组耗能量大，但由于风冷式冷水机组安装方便，布置灵活，仍占有大部分市场。水冷式冷水机组是利用水作为冷却媒质，将制冷系统中排出的热量带到冷却塔中，然后利用冷却塔将热量排到室外，由于冷却塔能把冷却水降低到接近室外空气湿球温度左右，这样相对制冷系统来说具有很好的冷凝效果，使得水冷机组制冷效率提高，COP可以达到3.8～4.0，但是水冷式冷水机组由于增加了冷却系列，使得设备成本上升。同时，布置亦受到了一定的限制。而且，传统的冷却塔为了达到散热的目的，通常使用喷淋式播水器来实现均匀播水，这种方式播出的水滴较细，同时由于冷却水塔的风量较大，所以在运行中出现较大量的“飞水”现象，细小的水珠在强风的作用下，直接飞出水塔，这种“飞水”现象带来的冷却水损耗量占了冷却水塔耗水量的50％以上，而实际用来蒸发散热的水量反而不到50％。另外，现有的冷水机组在制冷的过程中会产生大量的冷凝水，现有技术是将所产生的冷凝水直接排走，由于冷凝水的温度只有10～15℃左右，所以冷量损失较大，如果能够直接回收这些冷凝水用于辅助冷却，不但可以降低冷却水温度，节约能耗，而且可以大大的节约冷却用水量。
此外，在冷水机组的使用中，为了保证室内空气卫生要求，须不断向空调区域补充室外新风；在目前的空调系统中新风负荷占空调总负荷的30％左右，耗能很大；为了减少总负荷，常常采用减少新风补充量的方法，因此造成空调区域的空气品质较差，达不到卫生要求；同时，为了实现室内换气，须设置排风系统，将部分室内空气直接排到室外，由于所排出的空气是低温低湿的冷空气源，其温度较低，通常为25～28℃，而其相对湿度亦较低，通常为60～70％，湿球温度则更低至20～23℃。在空调系统中，由于现有的空调柜机设备不能利用这部分冷量而直接造成了浪费。
                        发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供一种高效、节能、节水的健康型全热回收冷水机组。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：本全热回收冷水机组包括包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，所述蒸发器与冷冻水循环回路相连接，其特征在于：所述冷凝器一侧与冷却风口相对设置，所述冷却风口连接风管，所述风管通过支风管连接室内风排风口和室外风进风口，所述室外风进风口安装有风量调节阀来调节室外风与室内风的混合比例，调节比例范围为0～100％(即室外风与室内风的混合比例为0∶1～1∶1)；在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机。
所述冷凝器为蒸发式冷凝器，包括播水器、板式换热管片或换热管、贮水池、循环水泵，所述播水器设置于板式换热管片或换热管的上部，贮水池位于板式换热管片或换热管的下部，循环水泵连接播水器与贮水池。
所述板式换热管片与贮水池之间可以设置有填料，如PVC填料；设置填料可使流过的冷却水更持久地保持一定的温度。
所述板式换热管片包括板体，板体内设置有流道。
所述板体可为一侧面保持平面，另一侧面凸出形成中空流道的形式；亦可为两侧面都向外凸出而形成中空流道的形式。
所述板体外表面可为光滑外表面；亦可为能提高换热效果的强化传热表面，如设置有外翅片等。
所述流道可根据板体的接合缝形状的不同而有所不同，如可为连续“S”形的曲折迂回的形状。
所述流道的截面形状可为圆形、椭圆形、橄榄形、方形、梯形以及其它不规则的形状，具体形状根据换热器实际生产需要来确定。
所述流道的入口及出口位置可根据实际使用需要而灵活设置，如可位于板体的端角位置或板体的侧面。
所述流道的入口及出口与外部接口的连接方式可采用焊接或法兰连接的形式。
所述板式换热管片的数量可为一片或多片，具体数量可根据制冷量的多少灵活改变。当采用多片板式换热管片时，各板式换热管片并联设置。
所述播水器可以为条缝式播水器或孔管式播水器。
所述条缝式播水器的底部开有条形播水槽；在所述条形播水槽下端出口可设置有导流片。
所述孔管式播水器的底部开有播水孔，在播水孔内安装有导流嘴，所述导流嘴与连接在上述板式换热管片上端的条形管体相对；水在导流嘴的作用下，流向条形管体顶部，并沿着条形管体壁面均匀地流向板式换热管片表面。
所述条形管体的管截面可以为圆形、椭圆形、异滴形、菱形或方形等形状。
本全热回收冷水机组还可连接有冷凝水回收系统，所述冷凝水回收系统与蒸发式冷凝器的播水器或贮水池相连接。冷凝水回收系统可回收冷凝水的冷量，用于辅助冷却蒸发式冷凝器。
所述冷凝水回收系统包括接水盘、冷凝水管，接水盘设置在所述冷冻水循环回路中的表冷器下面，所述冷凝水管一端与接水盘相连接，另一端与播水器或贮水池相连接；本冷凝水回收系统可视实际情况需要在冷凝水管上设置水泵作为动力输送冷凝水到播水器或贮水池。
所述冷凝水管出口可设置过滤器。
所述蒸发器可以是板式蒸发器、管壳式蒸发器、套管式蒸发器等。
本实用新型的作用原理是：本全热回收冷水机组的冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机依次连接构成制冷回路，制冷回路利用制冷剂(如氟利昴)进行制冷，又由于蒸发器与冷冻水循环回路相连接，所以制冷回路内的制冷剂与冷冻水循环回路内的冷冻水在蒸发器内进行冷量交换，从而降低冷冻水的温度，再利用冷冻水冷却室内的空气。与此同时，冷却风机从室内风出风口和室外风进风口将室内排风(温度及相对湿度较低)和室外风引入蒸发式冷凝器所在的空间，使其与蒸发式冷凝器和流经蒸发式冷凝器的冷却水进行热交换，冷却水通过将热量(显热)传递给冷却空气与及向冷却空气蒸发水分(潜热)的方式将热量传递给冷却空气，冷却水的温度降低，而冷却空气(室内排风和室外风)的温度升高，最后通过冷却风机从排风口排出机体，这样即可充分利用空气冷量，达到节能降耗的目的。此外，利用冷凝水回收系统亦可同时回收温度较低的冷凝水，并将其混入蒸发式冷凝器的冷凝水中，降低冷凝水的总体温度，这样即可辅助冷却蒸发式冷凝器，从而可以在充分利用冷量的同时明显节约水量。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(一)利用低温度低湿度的室内排风作为蒸发式冷凝器的冷却空气，既利用了室内排风的显热(温差)，又利用了室内排风的潜热(湿度差)，冷凝效果大大优于直接采用室外空气作为冷却空气；避免了因空气置换通风而造成的能量损失，与现有的冷水机组相比具有显著的节能效果，年运行费用可以节省30％以上。
(二)不需要冷凝水排放系统；本实用新型将现有设备进行排放处理的冷凝水直接引用到冷却水系统中作为冷却水后，由于冷凝水温度低，通过此法回收了冷凝水的冷量，使得冷却效果较好；同时由于冷凝水的直接回收，明显节约了机组的冷却水耗用量，与使用冷却塔冷却的冷水机组相比，本实用新型的节水率很高。
(三)由于实现了室内排风的全热回收，所以大大降低了空调系统中新风负荷，实现了在不明显提高系统冷负荷的前提下来提高新风量，从而有效的改善了室内空气品质，体现了本实用新型的节能节水和健康的应用特点。
(四)本实用新型不需冷却塔和大功率的冷却水泵，既降低了工程造价，又降低了能耗，与水冷机组的冷却水系统相比，本实用新型在这部分可节能15％以上；由于不需要采用冷却塔，本实用新型的冷凝器中采用的水膜式播水完全杜绝了“飞水”现象，所以与其他使用冷却塔的冷水机组相比，本实用新型可实现节水率50％以上的效果。
(五)本实用新型从根本上实现最大限度的能量回收和降低能耗、水耗。有效解决了提高空调系统新风量所带来的能耗升高问题，实现了节能节水和健康的双重性能，可广泛使用于餐厅、医院、超市、别墅、办公楼等空调领域，应用范围较广，市场前景较好。
                        附图说明
图1是本实用新型全热回收冷水机组的系统原理示意图。
图2是图1所示全热回收冷水机组中所采用的蒸发式冷凝器的结构示意图。
图3是图2所示蒸发式冷凝器的A-A向剖视图。
图4是图1所示全热回收冷水机组的排风系统的结构示意图。
                      具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实用新型的具体结构如图1～图4所示，由图1可见，本全热回收冷水机组由压缩机1、单向阀2、蒸发式冷凝器3、储液器4、干燥过滤器5、视液镜6、供液电磁阀7、膨胀阀8、管壳式蒸发器9的换热管依次连接构成封闭的制冷回路，制冷剂(氟利昴)通过制冷回路流动；所述管壳式蒸发器9的壳体与冷冻水循环回路相连接，冷冻水通过管壳式蒸发器9的壳程流动，所述冷冻水循环回路还包括冷冻水供水管10、阀门11、表冷器12、冷冻水回水管13，所述冷凝管12分别设置在室内不同的空间I、II内；在表冷器12的下部设置有接水盘14，所述接水盘14通过冷凝水管15与蒸发式冷凝器3相连接；蒸发器冷凝器3的具体结构如图2和图3所示，由图2可见，蒸发式冷凝器3包括播水器3-1、板式换热管片3-2、贮水池3-3、循环水泵3-4，所述播水器3-1设置于板式换热管片3-2的上部，贮水池3-3位于板式换热管片3-2的下部，循环水泵3-4连接播水器3-1与贮水池3-3；同时，所述接水盘14亦通过冷凝水管15与贮水池3-3相连接。在蒸发器冷凝器3的板式换热管片3-2一侧设置有排风口3-5，在板式换热管片3-2与排风口3-5之间设置有冷却风机3-6，在板式换热管片3-2的另一侧设置有冷却风口3-7，所述冷却风口3-7连接风管16，所述风管16通过支风管16-1、16-2连接室内风出风口17和室外风进风口18，所述室外风进风口18安装有风量调节阀19来调节室外风与室内风的混合比例，调节比例范围为0～100％(即室外风与室内风的混合比例为0∶1～1∶1)。
本全热回收冷水机组的作用原理是：当制冷剂经压缩机1压缩后成高温高压状态的气体时由管道引至蒸发式冷凝器3的板式换热管片3-2中，流经板式换热管片3-2后，高温高压状态的气体被冷却成低温高压液体并被引至储液器4储存起来；当开启供液电磁阀7时，制冷剂液体从储液器4流出，经干燥过滤器5、视液镜6、供液电磁阀7和膨胀阀8形成低温高压气体进入管壳式蒸发器9中与流经管壳式蒸发器9的水进行热交换，将水冷却，然后制冷剂呈低温低压气体状态从管壳式蒸发器9中流出至压缩机1，完成制冷循环过程；在制冷剂流经板式换热管片3-2时，启动循环水泵3-4将贮水池3-3中的水抽至播水器3-1，水由播水器3-1中的条形播水槽呈水膜状流经板式换热管片3-2的两侧外表面，与板式换热管片3-2内流过的制冷剂进行热交换，换热后的水流回贮水池3-3。同时，流经管壳式蒸发器9的水被冷却后通过冷冻水供水管10送至分别位于不同空间I、II内的冷凝管12，从而对不同空间的空气进行冷却，冷却空气后的水通过冷冻水回水管13送回管壳式蒸发器9进行换热。
与上述操作同时，冷却风机3-6从室内风出风口17和室外风进风口18将室内排风(温度及相对湿度较低)和室外风引入蒸发式冷凝器3内，使其与板式换热管片3-2和流经板式换热管片3-2的冷却水进行热交换，冷却水通过将热量(显热)传递给冷却空气与及向冷却空气蒸发水分(潜热)的方式将热量传递给冷却空气，冷却水的温度降低，而冷却空气(室内排风和室外风)的温度升高，最后通过冷却风机3-6从排风口3-5排出机体，这样即可充分利用空气冷量，达到节能降耗的目的。此外，在空间I、II内的冷凝管12在制冷过程中亦会产生大量温度较低的冷凝水，冷凝水经接水盘14收集后通过冷凝水管15汇流至贮水池3-3，混入蒸发式冷凝器3的冷凝水中，降低冷凝水的总体温度，这样即可辅助冷却蒸发式冷凝器3，从而可以在充分利用冷量的同时明显节约水量。

Claims (10)

1、一种全热回收冷水机组，包括包括冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀，所述蒸发器与冷冻水循环回路相连接，其特征在于：所述冷凝器一侧与冷却风口相对设置，所述冷却风口连接风管，所述风管通过支风管连接室内风出风口和室外风进风口，在冷凝器的另一侧设置有排风口，在排风口与冷却风口之间设置有冷却风机。
2、根据权利要求1所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述室外风进风口安装有风量调节阀。
3、根据权利要求1所述的全热回收冷水机组，其特征在于：连接有冷凝水回收系统，所述冷凝水回收系统与蒸发式冷凝器的播水器或贮水池相连接。
4、根据权利要求3所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述冷凝水回收系统包括接水盘、冷凝水管，接水盘设置在室内表冷器下面，所述冷凝水管一端与接水盘相连接，另一端与播水器或贮水池相连接。
5、根据权利要求4所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述冷凝水管上连接有水泵。
6、根据权利要求4所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述冷凝水管出口可设置过滤器。
7、根据权利要求1～6任一项所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述冷凝器为蒸发式冷凝器，包括播水器、板式换热管片或换热管、贮水池、循环水泵，所述播水器设置于板式换热管片或换热管的上部，贮水池位于板式换热管片或换热管的下部，循环水泵连接播水器与贮水池。
8、根据权利要求7所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述板式换热管片与贮水池之间设置有填料。
9、根据权利要求7所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述板式换热管片包括板体，板体内设置有流道。
10、根据权利要求7所述的全热回收冷水机组，其特征在于：所述播水器为条缝式播水器或孔管式播水器。
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