紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组

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紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组。\n背景技术\n[0002] 随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。蒸发冷却空调技术凭借其独特的节能、环保、高效的优点，一跃成为空调技术的新希望。\n[0003] 随着蒸发冷却空调的发展，通过管式间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器相结合来制取高温冷水用于高温表冷器对新风进行预冷。通过在管式间接蒸发冷却器表面喷循环水,换热管表面形成一层水膜,水膜的蒸发通过吸收热量来完成,使水膜温度接近二次空气的湿球温度,室外新风通过换热管和水膜把热量传给二次空气,从而达到降新风的温度。直接膨胀式直接蒸发冷却器通过在填料顶部喷淋循环水，使流经换热器的室外新风与填料表面的水膜直接接触进行热湿交换，从而达到降低室外新风的温度或是喷淋水的温度。制冷剂直接膨胀式空气冷却器是是一种为了减少制冷机房面积，把传统的制冷系统的蒸发器放在空气处理机组内，直接冷却空气，其基本功能和构造与传统的水冷式空气处理器是相同的。\n[0004] 高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、制冷剂直接膨胀式空气冷却器和直接蒸发冷却器各有优点，为了充分发挥各自的特点，将高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、制冷剂直接膨胀式空气冷却器、直接蒸发冷却器相结合来处理不同状态空气的空调机组的开发是非常有必要的。\n发明内容\n[0005] 本实用新型的目的在于提供紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组，其中机组的组合形式为高温表冷器+管式间接蒸发冷却器+直接蒸发冷却器+制冷剂直接膨胀式空气冷却器，充分发挥各自的优点，不仅使机组的效率得到提高，还可以处理不同状态的空气，使蒸发冷却技术在任何地区都可以合理的应用。\n[0006] 本实用新型所采用的一种技术方案是，紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组，包括在机组壳体相对的两侧壁上设置的新风口和送风口，机组壳体内按一次风进入方向依次设置有过滤器、高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器a、制冷剂直接膨胀式空气冷却器和送风机，管式间接蒸发冷却器的下部设置有高温水箱，管式间接蒸发冷却器和高温水箱之间相对的机组壳体壁上设置有二次风口，管式间接蒸发冷却器的上部设置有直接蒸发冷却器b、高温水淋水装置和二次风机，高温水箱、高温表冷器、高温水淋水装置之间通过管道依次相连接，制冷剂直接膨胀式空气冷却器由依次相连接的压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器组成，冷凝器设置在直接蒸发冷却器b与二次风机之间。\n[0007] 本实用新型的特点还在于，\n[0008] 其中的直接蒸发冷却器a由填料、填料下部的直接水箱、填料上部的直接淋水装置组成，直接水箱通过管道、直接循环水泵与直接淋水装置相连接。\n[0009] 其中的高温水箱和高温表冷器之间连接的管道上设置有高温水循环泵。\n[0010] 管式间接蒸发冷却器中的换热管中插有塑料螺旋线。\n[0011] 本实用新型所采用的另一种技术方案是，紧凑型再循环管式间接—直接蒸发冷却复合空调机组，包括在机组壳体相对的两侧壁上设置的新风口和送风口，机组壳体内按一次风进入方向依次设置有过滤器、高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器a、制冷剂直接膨胀式空气冷却器和送风机，管式间接蒸发冷却器的下部设置有高温水箱，管式间接蒸发冷却器与高温水箱之间部分构成一个对高温表冷器开口的通道，使经过高温表冷器的一部分风进入该通道后再上升经过管式间接蒸发冷却器，管式间接蒸发冷却器的上部设置有直接蒸发冷却器b、高温水淋水装置和二次风机，高温水箱、高温表冷器、高温水淋水装置之间通过管道依次相连接，制冷剂直接膨胀式空气冷却器由依次相连接的压缩机、蒸发器、节流装置和冷凝器组成，冷凝器设置在直接蒸发冷却器b与二次风机之间。\n[0012] 其中的直接蒸发冷却器a由填料、填料下部的直接水箱、填料上部的直接淋水装置组成，直接水箱通过管道、直接循环水泵与直接淋水装置相连接。\n[0013] 其中的高温水箱和高温表冷器之间连接的管道上设置有高温水循环泵。\n[0014] 管式间接蒸发冷却器中的换热管中插有塑料螺旋线。\n[0015] 本实用新型空调机组的有益效果在于，\n[0016] 1．通过高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、制冷剂直接膨胀式空气冷却器与直接蒸发冷却器相结合的蒸发冷却空调机组来处理空气。通过高温表冷器和管式间接蒸发冷却器对室外新风进行一次预冷和二次预冷，新风在高温表冷器和管式间接蒸发冷却器发生两次等湿降温的过程，然后再利用直接蒸发冷却器和制冷剂直接膨胀式空气冷却器对经过两次预冷降温的空气，分别发生等焓加湿过程和冷却去湿过程，空气的温度进一步降低，最终由送风机送入室内。\n[0017] 2. 间接蒸发冷却技术和直接蒸发冷却技术相结合制取高温冷水用于一级高温表冷器对新风进行预冷。二次空气经过管式间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器发生等湿冷却过程和等焓加湿过程以后，二次空气温度降低将喷淋水的热量带走，同时使得喷淋水温度降低，可以得到一定温度的高温冷水，制取的高温冷水通过循环泵进入高温表冷器对新风进行一次预冷处理。\n[0018] 3. 机械冷却与蒸发式冷却方式既联合又独立，既提高了冷却效率，又可以满足不同区域的室外气象参数。在干燥地区夏季或高湿度和中等湿度地区的春秋过渡季节，室外新风在高温表冷器和管式间接蒸发冷却器中发生等湿冷却，再进过直接蒸发冷却器的等焓加湿过程，温度就可以降低至室外新风的湿球温度以下，甚至接近露点温度。这时蒸发冷却技术独立使用，制冷剂直接膨胀式空气冷却器完全不需要开启。但在干燥地区某些时间段或高湿度和中等湿度夏季炎热季节，就必须开启制冷剂直接膨胀式空气冷却器和蒸发冷却技术联合使用，同时关闭新风处理段的直接蒸发冷却器，通过制冷剂直接膨胀式空气冷却器对经过高温表冷器和管式间接蒸发冷却器两级处理后的新风进行冷却除湿，以达到舒适性空调的设计要求。这样处理过的空气温度很容易实现露点送风，从而减少室内所需要的总风量。\n[0019] 4．改变传统的表冷器内置，外接冷却塔或是其他冷源，本机组将制冷剂直接膨胀式空气冷却器直接内置机组内，蒸发器和冷凝器的布置得当，使得机组的结构更加合理紧凑。将制冷剂直接膨胀式空气冷却器内置机组中，通过制冷系统的蒸发器的吸热来冷却经过管式间接蒸发冷却器预冷后的一次空气；管式间接蒸发冷却器的二次空气来带走冷凝器的散热，还原制冷剂，提高制冷剂直接膨胀式空气冷却器的效率。这样的组合使得机组处理室外空气状态点更为广泛灵活，满足不同区域气象参数的设计要求，又使机组的效率提高、风量减少、机组体积变小。同时结合机械制冷更容易实现露点送风。\n[0020] 5．横流式冷却与逆流式冷却方式相结合，提高了冷却效率且节省占地空间。如图\n1形式时，室外新风通过高温表冷器等湿冷却后，在管式间接蒸发冷却器中横流通过换热管进行热湿交换，室外新风或室内回风作为二次空气逆流通过管式间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器和冷凝器行进热湿交换，同时制取高温冷水、对冷凝器散热。如图2形式时，室外新风在高温表冷器发生横流式冷却降温，降温后的新风一部分作为一次风在管式间接蒸发冷却器中横流通过换热管进行热湿交换，通过两级冷却后的新风在直接蒸发冷却器发生等焓处理或在制冷剂直接膨胀式空气冷却器发生冷却去湿处理，新风的温度进一步降低，最终由送风机送入室内；另一部分就作为管式间接蒸发冷却器的二次风，逆流通过管式间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器和冷凝器行进热湿交换，同时制取高温冷水、对冷凝器散热。\n这就使得管式间接蒸发冷却器内的新风发生传热传质的效率更高。\n[0021] 6．采用换热管内插入塑料螺旋线来强化传热传质。通过在换热管内插入螺旋线，使管内室外新风流动路径增加，并形成旋转流，由于离心力的作用，热空气由管中心向管壁流动， 而冷空气由管壁向管中心流动，这样的二次流达到径向混合的目的。又由于螺旋线的线径增大了管壁的粗糙度，当旋转流流过时，增加了新风的湍流流动，使层流底层减薄，降低了热阻，达到强化传热的目的，从而使新风出风温度降的更低。\n附图说明\n[0022] 图1是本实用新型空调机组一种实施例的结构示意图；\n[0023] 图2是本实用新型空调机组另一种实施例的结构示意图。\n[0024] 图中：1.新风口、2.过滤器、3.高温表冷器、4.高温水循环泵、5.高温水箱、6.管式间接蒸发冷却器、7.直接循环水泵、8.直接水箱、9.直接蒸发冷却器a、10.压缩机、\n11.蒸发器、12.送风机、13.直接蒸发冷却器b、14.高温水淋水装置、15.二次风机、16.冷凝器、17.节流装置、18.直接淋水装置。\n具体实施方式\n[0025] 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。\n[0026] 本实用新型的空调机组，采用高温表冷器+管式间接蒸发冷却器+直接蒸发冷却器+制冷剂直接膨胀式空气冷却器相结合的方式，根据二次风进入方式不同提供了两种方案。\n[0027] 图1所示的结构为：空调机组包括在机组壳体相对的两侧壁上设置的新风口1和送风口，机组壳体内按一次风进入方向依次设置过滤器2、高温表冷器3、管式间接蒸发冷却器6、直接蒸发冷却器a9、制冷剂直接膨胀式空气冷却器和送风机12。管式间接蒸发冷却器6中的换热管中插有塑料螺旋线。管式间接蒸发冷却器6的下部设置高温水箱5，管式间接蒸发冷却器6和高温水箱5之间相对的机组壳体壁上设置二次风口，管式间接蒸发冷却器6的上部设置直接蒸发冷却器b13、高温水淋水装置14和二次风机15，高温水箱5、高温表冷器3、高温水淋水装置14之间通过管道依次相连接，高温水箱5和高温表冷器3之间连接的管道上设置有高温水循环泵4。\n[0028] 直接蒸发冷却器a9由填料、填料下部的直接水箱8、填料上部的直接淋水装置18组成，直接水箱8通过管道、直接循环水泵7与直接淋水装置18相连接。\n[0029] 制冷剂直接膨胀式空气冷却器由依次相连接的压缩机10、蒸发器11、节流装置17和冷凝器16组成，冷凝器16设置在直接蒸发冷却器b13与二次风机15之间。\n[0030] 图1所示结构中，室外新风或室内回风作为二次风从管式间接蒸发冷却器6和高温水箱5之间相对的机组壳体壁上设置的二次风口进入。\n[0031] 图2所示的结构与图1结构不同之处在于，管式间接蒸发冷却器6与高温水箱5之间部分构成一个对高温表冷器3开口的通道，使经过高温表冷器3的一部分风作为二次风，该二次风进入通道后再上升经过管式间接蒸发冷却器6、直接蒸发冷却器b13，从二次风机\n15排出。其余结构与图1所示相同。\n[0032] 本实用新型空调机组的工作过程：\n[0033] 室外空气从新风口1进入，先经过滤器2的过滤，在高温表冷器3表面和管式间接蒸发冷却器6中发生两次等湿冷却过程，然后被两次冷却的一次空气通过直接蒸发冷却器a9发生等焓处理或制冷剂直接膨胀式空气冷却器的蒸发器11表面发生冷却除湿处理，将一次空气温度将一步降低至湿球温度以下，甚至接近露点温度。其中高温水的循环系统部分：循环水经过高温水循环泵4将高温水送入高温表冷器3与室外新风进行热湿交换，进行一次预冷，发生热湿交换的高温水通过高温水淋水装置14喷淋在直接蒸发冷却器b13和管式间接蒸发冷却器6表面与二次空气进行热湿交换，就这样循环制取高温冷水；制冷剂直接膨胀式空气冷却器的循环系统部分，蒸发器11与两次预冷后的一次空气进行再次热湿交换，制冷剂蒸发将空气中的热量带走，到达冷凝器16部分，冷凝器16散出的热量将由管式间接蒸发冷却器的二次风机15带走，还原制冷剂，再由压缩机10做功循环制冷。\n[0034] 在干燥地区夏季或高湿度和中等湿度地区的春秋过渡季节，室外新风首先经过高温表冷器3发生一级等湿冷却过程，空气被冷却降温，然后经过管式间接蒸发冷却器6发生二级等湿冷却过程，空气再次被冷却降温，最后经过两级处理后的新风经过直接蒸发冷却器a9发生等焓加湿过程，空气被处理至湿球温度以下甚至接近露点温度。这时候制冷剂直接膨胀式空气冷却器不用启动，蒸发冷却技术就可以达到舒适性空气的设计要求，还能减少能耗。但是在干燥地区某些时间段或高湿度和中等湿度夏季炎热季节，就必须开启制冷剂直接膨胀式空气冷却器，同时关闭新风处理段的直接蒸发冷却器a9，通过制冷剂直接膨胀式空气冷却器对经过高温表冷器3和管式间接蒸发冷却器6两级处理后的新风进行冷却除湿，以达到舒适性空调的设计要求。这样处理过的空气温度很容易实现露点送风，从而减少室内所需要的总风量。同时利用管式蒸发冷却器6中降温后的二次空气把制冷剂直接膨胀式空气冷却器的冷凝器16散出的热量排除。其中需要注意的是：首先，高温表冷器3所需要的高温冷水直接由管式间接蒸发冷却器6和直接蒸发冷却器b13组合制取的冷水提供；其次，管式间接蒸发冷却器6所需要的二次空气的来源分为两种：室外新风或是室内回风（如图1所示），或是由新风经过高温表冷器3预冷后，一部分新风转化为二次空气对管式间接蒸发冷却器6进行冷却（如图2所示）。所以这种高温表冷器+管式间接蒸发冷却器+制冷剂直接膨胀式空气冷却器+直接蒸发冷却器组合的蒸发冷却空气处理机组，不仅可使空气的温度降的更低，使机组的效率更高，而且可以减少风量和机组体积，更重要的是可以处理不同状态的空气，使蒸发冷却技术在任何地区都可以合理的应用。