壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組的製作方法

2023-10-04 14:17:59

壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組的製作方法
【專利摘要】本發明公開的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組包括有機組殼體，機組殼體相對的兩側壁上分別設置有新風口、送風口，機組殼體內沿新風進入後流動方向依次設置有過濾器、壓入式風機、管式逆流露點間接蒸發冷卻器，管式逆流露點間接蒸發冷卻器與送風口之間設置有蒸發器，管式逆流露點間接蒸發冷卻器的上方設置有冷凝器，蒸發器通過水管與壓縮機、冷凝器和節流閥依次相接形成閉合迴路；壓入式風機上方對應的機組殼體的頂壁上設置有迴風口，冷凝器上方對應的機組殼體的頂壁上設置有二次風口。本發明的空調機組基於露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合運行，滿足全年室內空調、供暖和通風的要求，具有節能、環保、經濟及運行穩定的特點。
【專利說明】壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組
【技術領域】
[0001]本發明屬於空調製冷設備【技術領域】，具體涉及一種壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組。
【背景技術】
[0002]目前，我國能源消耗較大，已經出現不同程度的能源短缺。在夏季，人們為了營造一個涼爽的環境，需要開啟空調來滿足室內的溫溼度要求。傳統空調使用機械壓縮製冷，主要使用氟利昂等製冷劑，不僅對環境產生危害，而且工作時需要消耗大量的電能。我國夏季多省份出現了不同程度的「拉閘限電」現象，城市供電壓力緊張。另外，傳統的空調不斷地使用室內迴風，長期待在這種環境下容易得空調病。
[0003]蒸發冷卻空調技術利用水作為製冷劑，具有節能、環保、健康、仿生及空氣品質良好的特點，該技術已經在我國紡織、機房、地鐵、發電廠、家庭等行業領域有所應用。為了進一步提高蒸發冷卻降溫幅度，開發出露點間接蒸發冷卻空調技術，其利用幹球溫度和露點溫度之差作為驅動勢，能夠將空氣溫度逼近露點溫度，同時保證空氣含溼量不變。國內外針對露點間接蒸發冷卻空調技術，開發出了多款露點間接蒸發冷卻器，可以分為順流式露點間接蒸發冷卻器、叉流式露點間接蒸發冷卻器和逆流式露點間接蒸發冷卻器。其中，叉流式露點間接蒸發冷卻器較易實現，換熱效果良好；而逆流式露點間接蒸發冷卻器換熱效果最好，但不易實現。露點間接蒸發冷卻空調技術降溫能力大，但受室外環境一定程度的影響，工作過程具有一定不穩定性。
[0004]基於以上背景，將管式逆流露點間接蒸發冷卻器、壓入式風機、機械製冷系統(蒸發器、冷凝器、壓縮機、節流閥)組合在一起，提出一種壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合運行的空調機組，既能發揮蒸發冷卻最大的降溫潛能，同時用機械製冷輔助，保證運行穩定性，具有節能、環保、經濟、運行穩定的特點。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，基於露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合運行，能滿足全年室內空調、供暖和通風的要求。
[0006]本發明所採用的技術方案是，壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，包括有機組殼體，機組殼體相對的兩側壁上分別設置有新風口和送風口 ；
[0007]機組殼體內沿新風進入後流動方向依次設置有過濾器、壓入式風機、管式逆流露點間接蒸發冷卻器，管式逆流露點間接蒸發冷卻器與送風口之間設置有蒸發器，管式逆流露點間接蒸發冷卻器的上方設置有冷凝器，蒸發器通過水管與壓縮機、冷凝器和節流閥依次相接形成閉合迴路，蒸發器、壓縮機、冷凝器和節流閥組成機械製冷系統；
[0008]壓入式風機上方對應的機組殼體頂壁上設置有迴風口，冷凝器上方對應的機組殼體頂壁上設置有二次風口。[0009]本發明的特點還在於，
[0010]新風口內設置有新風閥；送風口內設置有送風閥；迴風口內設置有迴風閥；二次風口內設置有二次風閥。
[0011]壓入式風機採用變頻風機。
[0012]管式逆流露點間接蒸發冷卻器，包括有換熱器，沿一次空氣流動方向，換熱器後半部分的上方依次設置有二次布水網格及布水器，布水器的上方和進風側設置有擋板，換熱器的下方設置有集水箱，集水箱內設置有循環水泵及水處理器，水處理器及循環水泵依次通過供水管與布水器連接。
[0013]供水管上設置有閥門。
[0014]集水箱內設置有補水閥。
[0015]補水閥採用浮球閥或電磁閥。
[0016]換熱器由多根水平設置的換熱管組成，多根換熱管呈多行多列交錯排列。
[0017]換熱管的橫截面呈橢圓形，沿一次空氣進風方向換熱管的後半段上均勻設置有若干個節流孔，換熱管內纏繞有螺旋線，換熱管外設置有親水材料層。
[0018]二次布水網格上均勻設置有若干個網格孔口。
[0019]本發明的有益效果在於:
[0020](I)本發明的空調機組中，露點間接蒸發冷卻器由橢圓換熱管組成，沿著一次空氣進風方向，換熱管後半段均勻打孔，一次空氣可以通過孔口進入溼通道，成為二次空氣，來預冷一次空氣，空氣被等溼降溫到亞溼球溫度，管式露點間接蒸發冷卻器具有阻力小、流道不易堵塞的特點。
[0021](2)本發明的空調機組中，露點間接蒸發冷卻器、布水裝置和布水網格被擋板擋住，只在換熱器前面留有一定二次空氣通過的空隙，在換熱器內部可以實現一次空氣和二次空氣的逆流式換熱，換熱能力增強。
[0022](3)本發明的空調機組中採用壓入式風機，在空調殼體內部形成負壓，室外空氣在壓差作用下進入空調殼體，只需設置一個風機，無需設置擋水板，具有機組結構緊湊的特點。
[0023](4)本發明的空調機組在過濾段後設置迴風口，通過調節新風閥和迴風閥，可控制和調節全新風運行，或者回收一部分室內迴風的熱量和冷量，具有節能的特點。
[0024](5)本發明的空調機組中，在露點間接蒸發冷卻器的布水系統上設置閥門，可通過關閉和開啟閥門，實現通風和製冷運行模式的轉換。機組設置一次和二次風閥，實現對露點間接蒸發冷卻器的冷卻效率的控制。
[0025](6)本發明的空調機組在供冷季節，將露點間接蒸發冷卻器和機械製冷相結合，當露點間接蒸發冷卻器無法滿足送風溫度要求時，可以開啟機械製冷，露點間接蒸發冷卻器的一次空氣(產出空氣)通過蒸發器再次降溫；露點間接蒸發冷卻器的二次空氣(工作空氣)通過冷凝器，帶走熱量，無需設置冷卻塔等設備。
[0026](7)本發明的空調機組在供暖季節，室內迴風與新風混合後，機械製冷系統開啟制熱運行模式，一次空氣經過冷凝器，被加熱後送到室內；通過孔口的二次空氣經過蒸發器，溫度降低後，排出室外。
[0027](8)本發明的空調機組，在管式露點間接蒸發冷卻器上方設置布水網格，噴淋水通 過網格，均勻地噴淋在換熱器表面，增強二次空氣與水膜的熱溼交換能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發明空調機組的結構示意圖；
[0029]圖2是本發明空調機組中管式逆流露點間接蒸發冷卻器內空氣逆流式運動路徑示意圖；
[0030]圖3是本發明空調機組中露點間接蒸發冷卻器中換熱器的結構示意圖；
[0031]圖4是本發明空調機組中二次布水網格的結構示意圖；
[0032]圖5是本發明空調機組在供冷季節和供暖季節運行模式的示意圖；
[0033]圖6是本發明空調機組在過渡季節通風運行模式的示意圖。
[0034]圖中，A.機組殼體，B.室內送風口，C.室內迴風口，D.送風管，E.迴風管，1.新風口，2.過濾器，3.壓入式風機，4.閥門，5.集水箱，6.循環水泵，7.水處理器，8.換熱器，
9.補水閥，10.蒸發器，11.迴風口，12.供水管，13.擋板，14.二次布水網格，15.冷凝器，16.二次風口，17.壓縮機，18.節流閥，19.送風口，20.網格孔口，21.節流孔，22.螺旋線，23.布水器。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0036]本發明壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合的空調，其結構如圖1所示，包括有機組殼體A，機組殼體A相對的兩側壁上分別設置有新風口 I和送風口 19，機組殼體A內沿新風進入後流動方向依次設置有過濾器2、壓入式風機3、管式逆流露點間接蒸發冷卻器，管式逆流露點間接蒸發冷卻器與送風口 19之間設置蒸發器10，管式逆流露點間接蒸發冷卻器的上方設置有冷凝器15，蒸發器10通過水管與壓縮機17、冷凝器15和節流閥18依次相接形成閉合迴路，蒸發器10、壓縮機17、冷凝器15和節流閥18組成機械製冷系統；
[0037]壓入式風機3上方對應的機組殼體A頂壁上設置有迴風口 11，冷凝器15上方對應的機組殼體A頂壁上設置有二次風口 16。
[0038]新風口 I內設置有新風閥，送風口 19內設置有送風閥，迴風口 11內設置有迴風閥，二次風口 16內設置有二次風閥。
[0039]壓入式風機3優選採用變頻風機。
[0040]如圖1所示，機械製冷系統的結構為:冷凝器15分別通過第一水管、第二水管與蒸發器10連接，第一水管上設置有壓縮機17，第二水管上設置有節流閥18，蒸發器10與壓縮機17、冷凝器15和節流閥18依次相接形成閉合迴路。
[0041]管式逆流露點間接蒸發冷卻器，如圖1所示，包括有換熱器8，沿一次空氣流動方向，換熱器8後半部分的上方依次設置有二次布水網格14及布水器23，布水器23的上方和一次空氣進風側設置有擋板13，換熱器8的下方設置有集水箱5，集水箱5內設置有循環水泵6、水處理器7及補水閥9，水處理器7及循環水泵6依次通過供水管12與布水器23連接。供水管12上設置有閥門4 ;補水閥9採用浮球閥或電磁閥。
[0042]如圖2所示，二次布水網格14、布水器均設置於擋板13內。[0043]如圖2及圖3所示，換熱器8由多根水平設置的換熱管組成；多根換熱管呈多行多列交錯排列。每根換熱管的橫截面呈橢圓形，沿著一次空氣進風方向，每根換熱管的後半段上均勻設置有若干個節流孔21 ;每根換熱管內均纏繞有螺旋線22，來增強一次空氣的擾動，增強換熱；每根換熱管外有親水材料層，使得噴淋水能夠在管壁面形成水膜。
[0044]如圖4所示，二次布水網格14上均勻設置有若干個網格孔口 20。
[0045]圖5及圖6所示，迴風口 11與迴風管E —端的管口連接，迴風管E的另一端伸入室內，並在管口處設置有室內迴風口 C ;送風口 19與送風管D —端的管口連接，送風管D的另一端伸入室內，並在管口處設置有室內送風口 B。
[0046]本發明壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組中，核心部件為壓入式風機3、管式逆流露點間接蒸發冷卻器及機械製冷系統，其各自的作用如下:
[0047]壓入式風機3，能夠使機組殼體A內部形成負壓，使得室外新風和室內迴風在壓力差的作用下，被送到機組殼體A內部混合。
[0048]管式逆流露點蒸發冷卻器內的換熱器8由多根橫截面為橢圓的換熱管組成，換熱管內走一次空氣，沿著一次空氣的水平方向交錯均勻布置，換熱管的後半段均勻打孔，孔口具有一定的孔徑，形成節流孔21 ;換熱器8的上方沿與一次空氣的垂直方向依次設置二次布水網格14、布水裝置和擋板13，擋板13將布水器23與換熱器8隔開，只在換熱器8沿一次空氣進風方向的前半段留有可以通過二次空氣的空隙，目的在於讓二次空氣與一次空氣形成逆流換熱，增強換熱能力；由於換熱管後半段上有節流孔21，一次空氣在壓入式風機3壓力的作用下，一部分通過節流孔21進入到另一側的溼通道，氣流沿著換熱器8向前端沒有密封的地方運行，與換熱管內的一次空氣形成了逆流式換熱，換熱能力增強；另一部分沒有經過節流孔21的空氣沿著水平方向，繼續向前運行；換熱管內設置的螺旋線22，用於增強一次空氣的擾動，增強換熱能力；換熱管外作親水性處理，使得噴淋水可以在換熱器8的壁面形成均勻水膜。
[0049]機械製冷系統包括有冷凝器15、蒸發器10、壓縮機17、節流閥18四大部件；蒸發器10設置於管式逆流露點間接蒸發冷卻器一次空氣水平方向的後方。在夏季，一次空氣經過蒸發器10後，溫度進一步得到了降低；冷凝器15設置在管式露點間接蒸發冷卻器一次空氣運行垂直方向的上方，夏季二次空氣經過冷凝器15，帶走蒸發器10的熱量。冬季，機械製冷系統制熱模式運行，一次空氣經過蒸發器10溫度上升，達到送風溫度被送到室內；二次空氣經過冷凝器15溫度降低，被排出室外。
[0050]新風閥和迴風閥，通過調節和開啟，用於控制新、迴風的比例，以及是否全新風運行。
[0051 ] 排風閥和送風閥，通過調節和開啟，用於控制一 / 二次空氣的流量比，來控制降溫等效果。
[0052]供水管12上設置閥門4，用於控制空調和通風模式的轉換。
[0053]本發明壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組的工作過程如下:
[0054]在夏季需要供冷期間，如圖5所示，開啟本發明壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，在機組殼體A內壓入式風機3的作用下，新風經過新風口 I和新風閥的作用進入機組殼體A內，經過濾器2過濾後，與室內的迴風(室內的迴風是通過室內迴風口 C進入迴風管E，經迴風口 11和迴風閥的作用進入機組殼體A內)在機組殼體A內混合，空氣沿著管式逆流露點間接蒸發冷卻器水平方向進入換熱器8內，一部分空氣通過節流孔21進入另一側的溼通道，開啟閥門4，供水管12將集水箱5內的循環水通過布水器23噴淋到二次布水網格14，再經二次布水網格14後均勻地灑落在換熱器8的壁面上，與二次空氣進行溼熱交換帶走一次空氣的熱量，在換熱器8前面部分，進入到冷凝器15與冷凝器15進行換熱，帶走冷凝器15的熱量，在排風閥的作用下經二次風口 16排出室外，二次空氣與一次空氣形成逆流換熱；噴淋水落入換熱器8下方的集水箱5中，通過水處理器7和循環水泵6實現循環，通過補水閥9實現補水；被預冷的一次空氣繼續向前，與蒸發器10換熱，溫度進一步被降低，在送風閥的作用下，經送風口 19送入送風管D，由室內送風口 B送到室內。
[0055]在冬季供暖季節，如圖5所示，關閉供水管12上的閥門4，即布水器23不噴淋循環水，室內的迴風經室內迴風口 C進入迴風管E，由迴風管E輸送至機組殼體A上的迴風口11，之後進入機組殼體A內與機組殼體A內的新風混合，形成混合空氣，此時機組殼體A內的機械製冷系統的制熱模式運行，將混合空氣溫度進一步升高，形成滿足室內要求的熱風，熱風經送風口 19進入送風管D，由送風管D埠的室內送風口 B送到室內。
[0056]如圖6所示，過渡季節，關閉供水管12上的閥門4，關閉迴風閥和二次風閥，打開機組殼體A上的新風閥，新風經新風口 I進入機組殼體A內，經過濾器2過濾後，以通風模式運行，過濾後的新風經送風口 19進入送風管D，由室內送風口 B向室內輸送大量過濾後的新風。
[0057]本發明的空調機組基於露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合運行，滿足全年室內空調、供暖和通風的要求，具有節能、環保、經濟、運行穩定的特點。
【權利要求】
1.壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，包括有機組殼體(A)，所述機組殼體㈧相對的兩側壁上分別設置有新風口⑴和送風口(19)； 所述機組殼體(A)內沿新風進入後流動方向依次設置有過濾器(2)、壓入式風機(3)、管式逆流露點間接蒸發冷卻器，所述管式逆流露點間接蒸發冷卻器與所述送風口(19)之間設置有蒸發器(10)，所述管式逆流露點間接蒸發冷卻器的上方設置有冷凝器(15)，所述蒸發器(10)通過水管與壓縮機(17)、冷凝器(15)和節流閥(18)依次相接形成閉合迴路，蒸發器(10)、壓縮機(17)、冷凝器(15)和節流閥(18)組成機械製冷系統； 所述壓入式風機(3)上方對應的機組殼體(A)頂壁上設置有迴風口(11)，所述冷凝器(15)上方對應的機組殼體(A)頂壁上設置有二次風口(16)。
2.根據權利要求1所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述新風口(I)內設置有新風閥；所述送風口(19)內設置有送風閥；所述迴風口(11)內設置有迴風閥；所述二次風口(16)內設置有二次風閥。
3.根據權利要求1所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述壓入式風機(3)採用變頻風機。
4.根據權利要求1所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述管式逆流露點間接蒸發冷卻器，包括有換熱器(8)，沿一次空氣流動方向，所述換熱器(8)後半部分的上方依次設置有二次布水網格(14)及布水器(23)，所述布水器(23)的上方和進風側設置有擋板(13)，所述換熱器(8)的下方設置有集水箱(5)，所述集水箱(5)內設置有循環水泵(6)及水處理器(7)，所述水處理器(7)及循環水泵(6)依次通過供水管(12)與所述布水器(23)連接。
5.根據權利要求4所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述供水管(12)上設置有閥門(4)。
6.根據權利要求4所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述集水箱(5)內設置有補水閥(9)。
7.根據權利要求6所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述補水閥(9)採用浮球閥或電磁閥。
8.根據權利要求4所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述換熱器(8)由多根水平設置的換熱管組成，多根換熱管呈多行多列交錯排列。
9.根據權利要求8所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述換熱管的橫截面呈橢圓形，沿一次空氣進風方向換熱管的後半段上均勻設置有若干個節流孔(21)，所述換熱管內纏繞有螺旋線(22)，換熱管外設置有親水材料層。
10.根據權利要求4所述的壓入管式逆流露點間接蒸發冷卻與機械製冷聯合空調機組，其特徵在於，所述二次布水網格(14)上均勻設置有若干個網格孔口(20)。
【文檔編號】F24F5/00GK103953988SQ201410174433
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】黃翔, 劉佳莉, 張鑫 申請人:西安工程大學