CN202066138U - 水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组 - Google Patents

Abstract

水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组，闭式蒸发冷却冷水机组包括进风口、过滤器、空气冷却器、管式间接蒸发冷却器和蒸发冷却盘管，蒸发冷却盘管的上部设置一次风机、挡水板a、布水器a和填料a，蒸发冷却盘管的下部设置水箱a；管式间接蒸发冷却器的上部设置二次风机、挡水板b、布水器b和填料b，管式间接蒸发冷却器的下部设置水箱b；风冷热泵冷/热水机组包括构成闭合回路的冷凝器、蒸发器和压缩机，风冷热泵冷/热水机组的另外三个进风面处分别设置3台直接蒸发冷却器。本实用新型将直接蒸发冷却器与风冷热泵冷/热水机组集成，既能满足显热末端供水要求又简化了水系统的管路，使蒸发冷却技术在中等及高湿度地区合理应用。

Description

水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组

技术领域

本实用新型属于空调制冷技术领域，具体涉及一种由闭式蒸发冷却冷水机组、风冷热泵冷（热）水机组以及直接蒸发冷却器组成的复合冷（热）水机组。

背景技术

单独蒸发冷却式冷水机组制取冷水受到气候条件的限制，使得制取的冷水水温随室外气象条件而变化不够稳定；单独依靠机械制冷制取低温冷水虽可以使水温趋于稳定，但是机械制冷不但是高能耗的，而且制取的5-7℃低温冷水直接供给显热末端会产生结露的问题。要使这种“免费”制冷的蒸发冷却冷水机组得以在广大中等湿度地区应用就需要同机械制冷相结合，以制取高温冷水。

通过串联管路使闭式蒸发冷却冷水机组制取的高温冷水直接供给风冷热泵冷（热）水机组继续冷却再利用，闭式蒸发冷却冷水机组对高温回水的预冷使得制取的高温冷水在风冷热泵冷（热）水机组内进一步冷却，这样制取的高温冷水能够完全满足显热末端的要求，同时取消了闭式蒸发冷却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水量的配比难题，使水的温降在两段形成“接力赛”式的降温，而且大大简化了水系统的管路，节约了初投资成本，给管理运行带来方便。可以把这一技术推广到部分中等湿度地区和高湿度地区的舒适性空调及以降温为主的工艺性空调场所应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组，使闭式蒸发冷却冷水机组与风冷热泵冷/热水机组水路串联，将管式间接蒸发冷却器、蒸发冷却盘管、直接蒸发冷却器与风冷热泵冷/热水机组相结合，使蒸发冷却空调技术不仅可以用在干燥地区并且更好的应用在广大中等湿度地区。

本实用新型所采用的技术方案是，一种水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组，由闭式蒸发冷却冷水机组、风冷热泵冷/热水机组以及直接蒸发冷却器之间通过管网连接复合组成；

闭式蒸发冷却冷水机组包括：按一次空气进风方向依次设置有进风口、过滤器、空气冷却器、管式间接蒸发冷却器和蒸发冷却盘管，蒸发冷却盘管的上部、从上到下依次设置有一次风机、挡水板a、布水器a和填料a，蒸发冷却盘管的下部设置有水箱a，水箱a内设置管道通过水泵a与布水器a相连接；管式间接蒸发冷却器的上部、从上到下依次设置有二次风机、挡水板b、布水器b和填料b，管式间接蒸发冷却器的下部设置有水箱b，水箱b内设置管道通过水泵b与空气冷却器和布水器b相连接；

风冷热泵冷/热水机组包括：构成闭合回路的冷凝器、蒸发器和压缩机，回路的上部设置有排风机；风冷热泵冷/热水机组的设置位置使一处进风来自于闭式蒸发冷却冷水机组的一次排风；

风冷热泵冷/热水机组的另外三个进风面处分别设置有直接蒸发冷却器a、直接蒸发冷却器b和直接蒸发冷却器c。

本实用新型的特点还在于：

蒸发冷却盘管通过管道与蒸发器相连接，蒸发器设置管道通过水泵d与显热末端相连接，显热末端、新风机组高温空气冷却器和蒸发冷却盘管之间通过管道依次连接，蒸发冷却盘管与蒸发器之间连接的管道上设置有阀门b，新风机组高温空气冷却器和蒸发冷却盘管之间连接的管道上设置有阀门a。

直接蒸发冷却器c从上到下依次由布水器c、填料c以及底部的水箱c组成，水箱c内设置管道通过水泵c与布水器c相连接；直接蒸发冷却器b和直接蒸发冷却器a的结构分别与直接蒸发冷却器c的结构相同。

本实用新型复合冷/热水机组的有益效果在于：

1）设置风冷热泵冷（热）水机组的位置使得风冷热泵冷凝器的四个进风面的空气相比于室外空气更低，提高冷凝器的传热温差，最终提高其冷凝效率；同时，直接蒸发冷却器对室外新风有净化作用，避免冷凝器换热管表面被污染、堵塞，影响冷凝散热效果。

2）闭式蒸发冷却冷水机组与风冷热泵冷（热）水机组的水路串联，从而使水的温度是逐级的降低；这样设置大大简化了水系统的管路，并且不存在冷热水温度相互抵消的问题，节约了初投资又没有使能源浪费。制取的冷水完全能够满足干式显热末端的水温要求，避免了显热末端结露现象的发生，具有更好的实用性与节能性。

3） 蒸发冷却段与机械制冷段采用闭式水系统，克服了开式水系统腐蚀管道、堵塞末端等缺点，保证了水质的清洁；水泵仅需克服闭式水系统环路阻力，与建筑物高度无关，输送耗电量小，并且不用设置回水池，更加节能。

    4）管式间接蒸发冷却器之前设置有风过滤器及空气冷却器，对一二次空气同时起到预冷及过滤的作用，使管式间接蒸发冷却器的冷却效率提高，并防止管式换热器的堵塞现象。

附图说明

图1是本实用新型复合高温冷/热水机组的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中，1.一次风机，2.挡水板a，3.布水器a，4.填料a，5.二次风机，6. 挡水板b，7. 布水器b，8.填料b，9.管式间接蒸发冷却器，10.水泵b，11.水箱b，12. 水泵a，13.水箱a，14.蒸发冷却盘管，15.检修门，16.蒸发器，17.压缩机，18.水泵c，19.水箱c，20.直接蒸发冷却器c，21. 填料c，22. 布水器c，23.冷凝器，24.排风机，25. 直接蒸发冷却器b，26. 直接蒸发冷却器a，27. 检修通道，28.空气冷却器，29.过滤器，30.进风口，31.水泵d，32.显热末端，33. 新风机组高温空气冷却器，34.阀门a，35.阀门b。

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。

本实用新型的复合高温冷/热水机组，由闭式蒸发冷却冷水机组、风冷热泵冷/热水机组、以及直接蒸发冷却器之间通过管网连接复合组成，图1、图2就是将闭式蒸发冷却冷水机组、风冷热泵冷/热水机组、以及直接蒸发冷却器布置在同一机箱内的实施方式，展示了其之间的相对位置。

闭式蒸发冷却冷水机组包括：按一次空气进风方向依次设置进风口30、过滤器29、空气冷却器28、管式间接蒸发冷却器9、蒸发冷却盘管14，蒸发冷却盘管14的上部、从上到下依次设置有一次风机1、挡水板a2、布水器a3和填料a4，蒸发冷却盘管14的下部设置水箱a13，水箱a13内设置管道通过水泵a12与布水器a3相连接；管式间接蒸发冷却器9的上部、从上到下依次设置二次风机5、挡水板b6、布水器b7和填料b8，管式间接蒸发冷却器9的下部设置有水箱b11，水箱b11内设置管道通过水泵b10与空气冷却器28和布水器b7相连接。

风冷热泵冷/热水机组包括构成闭合回路的冷凝器23、蒸发器16和压缩机17，回路的上部设置有风冷热泵的排风机24；风冷热泵冷/热水机组的设置位置使一处进风来自于闭式蒸发冷却冷水机组的一次排风，并且风冷热泵冷/热水机组和闭式蒸发冷却冷水机组之间留有检修通道27和检修门15；在风冷热泵冷/热水机组的另外三个进风面处分别设置直接蒸发冷却器a 26、直接蒸发冷却器b25和直接蒸发冷却器c 20。

直接蒸发冷却器c20从上到下依次由布水器c22、填料c21以及底部的水箱c19组成，水箱c19内设置管道通过水泵c18与布水器c22相连接；直接蒸发冷却器b25和直接蒸发冷却器a26的结构分别与直接蒸发冷却器c20的结构相同。

闭式蒸发冷却冷水机组与风冷热泵冷/热水机组的水路串联，蒸发冷却盘管14通过管道与蒸发器16相连接，在蒸发器16内进一步冷却后，蒸发器16旁设置管道通过水泵d31与显热末端32相连接，显热末端32的回水通过管道与新风机组高温空气冷却器33相连接，新风机组高温空气冷却器33的回水通过管道与蒸发冷却盘管14相连接，蒸发冷却盘管14与蒸发器16之间连接的管道上设置有阀门b35，新风机组高温空气冷却器33与蒸发冷却盘管14之间连接的管道上设置有阀门a34。

本实用新型复合冷/热水机组夏季运行时的工作过程：

1、夏季运行时室外空气在该机组的流程：

1）闭式蒸发冷却冷水机组，夏季室外一次空气通过进风口30在过滤器29过滤后进入空气冷却器28进行预冷，经过管式间接蒸发冷却器9换热管内与管外喷淋循环水进行热交换，进一步冷却后的一次空气依次经过蒸发冷却盘管14，填料a4、布水器a3、挡水板a2、一次风机1，最后经过风冷热泵的冷凝器23经由风冷热泵的排风机24排出。此过程中室外一次空气首先在空气冷却器28内预冷，然后通过管式间接蒸发冷却器9被管外喷淋水与二次空气进一步冷却，然后在蒸发冷却盘管14中与喷淋水和蒸发冷却盘管14内高温冷水进行热湿交换，冷却蒸发冷却盘管14管内的回水，相对于室外空气温度较低的一次排风，在风冷热泵冷凝器23处进行热交换后由风冷热泵的排风机24排到室外。

2）闭式蒸发冷却冷水机组，夏季室外二次空气通过进风口30在过滤器29过滤后进入空气冷却器28进行预冷，经过管式间接蒸发冷却器9换热管外与喷淋循环水进行热湿交换，二次空气被绝热加湿，同时使管式间接蒸发冷却器9的喷淋循环水水温趋近于室外空气湿球温度，绝热加湿后的二次空气在填料b8与喷淋水进行热湿交换，对喷淋水进行预冷，最后由二次风机5排出；

3）风冷热泵冷/热水机组，室外空气依次经过直接蒸发冷却器c20、风冷热泵的冷凝器23，最后由风冷热泵的排风机24排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器c20进行了预冷，使得冷凝器23的进风温度降低，增加了冷凝器23的换热温差，从而提高了冷凝器23的换热效率，进而提高风冷热泵冷/热水机组的能效比。

4）风冷热泵冷/热水机组，室外空气依次经过直接蒸发冷却器b25、风冷热泵的冷凝器23，最后由风冷热泵的排风机24排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器b25进行了预冷，使得冷凝器23的进风温度降低，增加了冷凝器23的换热温差，从而提高了冷凝器23的换热效率，进而提高风冷热泵冷/热水机组的能效比。

5）风冷热泵冷/热水机组，室外空气依次经过直接蒸发冷却器a26、风冷热泵的冷凝器23，最后由风冷热泵的排风机24排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器a26进行了预冷，使得冷凝器23的进风温度降低，增加了冷凝器23的换热温差，从而提高了冷凝器23的换热效率，进而提高风冷热泵冷/热水机组的能效比。

2、夏季运行时水系统的流程：

夏季运行时，阀门a34开，阀门b35关；闭式蒸发冷却冷水机组制取的高温冷水首先通过管道输送到风冷热泵的蒸发器16，在蒸发器16内进一步冷却后，通过水泵d31输送到显热末端32承担室内显热负荷后再通过管道输送到新风机组高温空气冷却器33，最后通过管道与蒸发冷却盘管14相连接，重复循环。这样使得闭式蒸发式冷水机组制取的高温冷水在风冷热泵冷（热）水机组内进一步冷却，这样制取的高温冷水能够完全满足显热末端要求的同时，取消了闭式蒸发冷却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水量的配比难题，使水的温降在两段形成“接力赛”式的降温，而且大大简化了水系统的管路，节约了初投资成本，给管理运行带来方便。

3、冬季运行时，阀门a34关，阀门b35开；将蒸发式冷水机组以及三台直接蒸发冷却器a26、直接蒸发冷却器b25、直接蒸发冷却器c20的供水停止工作，只让风冷热泵冷/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通过管道输送到显热末端32，再经过新风机组高温空气冷却器33然后回到风冷热泵的蒸发器16（热泵在冬季运行时与夏季运行时相反蒸发器16会变成冷凝器的作用）；重复循环。

Claims (3)

1.一种水路串联式蒸发冷却与风冷热泵复合高温冷/热水机组，其特征在于，由闭式蒸发冷却冷水机组、风冷热泵冷/热水机组以及直接蒸发冷却器之间通过管网连接复合组成；

闭式蒸发冷却冷水机组包括：按一次空气进风方向依次设置有进风口（30）、过滤器（29）、空气冷却器（28）、管式间接蒸发冷却器（9）和蒸发冷却盘管（14），蒸发冷却盘管（14）的上部、从上到下依次设置有一次风机（1）、挡水板a（2）、布水器a（3）和填料a（4），蒸发冷却盘管（14）的下部设置有水箱a（13），水箱a（13）内设置管道通过水泵a（12）与布水器a（3）相连接；管式间接蒸发冷却器（9）的上部、从上到下依次设置有二次风机（5）、挡水板b（6）、布水器b（7）和填料b（8），管式间接蒸发冷却器（9）的下部设置有水箱b（11），水箱b（11）内设置管道通过水泵b（10）与空气冷却器（28）和布水器b（7）相连接；

所述的风冷热泵冷/热水机组包括：构成闭合回路的冷凝器（23）、蒸发器（16）和压缩机（17），回路的上部设置有排风机（24）；风冷热泵冷/热水机组的设置位置使一处进风来自于所述闭式蒸发冷却冷水机组的一次排风；

所述风冷热泵冷/热水机组的另外三个进风面处分别设置有直接蒸发冷却器a（26）、直接蒸发冷却器b（25）和直接蒸发冷却器c（20）。

2.按照权利要求1所述的复合高温冷/热水机组，其特征在于，所述的蒸发冷却盘管（14）通过管道与蒸发器（16）相连接，蒸发器（16）设置管道通过水泵d（31）与显热末端（32）相连接，显热末端（32）、新风机组高温空气冷却器（33）和蒸发冷却盘管（14）之间通过管道依次连接，蒸发冷却盘管（14）与蒸发器（16）之间连接的管道上设置有阀门b（35），新风机组高温空气冷却器（33）和蒸发冷却盘管（14）之间连接的管道上设置有阀门a（34）。

3.按照权利要求1或2所述的复合高温冷/热水机组，其特征在于，直接蒸发冷却器c（20）从上到下依次由布水器c（22）、填料c（21）以及底部的水箱c（19）组成，水箱c（19）内设置管道通过水泵c（18）与布水器c（22）相连接；直接蒸发冷却器b（25）和直接蒸发冷却器a（26）的结构分别与直接蒸发冷却器c（20）的结构相同。

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