專利名稱：一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及蒸發(fā)冷卻式供冷的一種同時產(chǎn)生冷水和 冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置。
技術(shù)背景根據(jù)載冷介質(zhì)的不同，目前應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)主要有兩種方弍產(chǎn)生冷風(fēng)和產(chǎn) 生冷水。其中利用蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷風(fēng)的方式發(fā)展較早，比如(多級蒸發(fā)制冷空調(diào)機(jī)(ZL 99259083. 3)，間接蒸發(fā)制冷空調(diào)機(jī)(ZL 99258508. 2)等)，然而單獨(dú)產(chǎn)生冷風(fēng)時， 由于系統(tǒng)只能是全空氣系統(tǒng)，風(fēng)道占用空間大，風(fēng)機(jī)電耗高，這就限制了蒸發(fā)冷卻 技術(shù)應(yīng)用的場合。在ZL 02100431. 5 "—種間接蒸發(fā)式供冷的方法及其裝置"中報(bào)導(dǎo) 以水為載冷介質(zhì)的間接蒸發(fā)冷水機(jī)的發(fā)明及研制成功，利用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)產(chǎn)生 極限溫度為進(jìn)風(fēng)露點(diǎn)溫度的冷水，大幅度減少了介質(zhì)輸配的電耗^大大拓寬了蒸發(fā) 冷卻技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。目前這項(xiàng)應(yīng)用間接蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水的技術(shù)已在中國新疆等 西北干燥地區(qū)十多個示范工程中成功得應(yīng)用。然而，應(yīng)用間接蒸發(fā)冷水機(jī)單獨(dú)產(chǎn)生冷水時，由于熱源溫度水平的限制，比如 產(chǎn)生的冷水僅送入室內(nèi)末端來帶走房間顯熱負(fù)荷時，由于回水溫度低，使得冷水機(jī) 噴淋水溫低，進(jìn)而排風(fēng)參數(shù)低，從而限制了利用室外干空氣制冷的效率。同時，由 于采用間接蒸發(fā)冷卻，同時存在風(fēng)、水之間的顯熱換熱過程和風(fēng)水之間的熱濕交 換過程。在熱濕交換過程中，由于存在水吸收汽化潛熱而蒸發(fā)進(jìn)入空氣的過程，空 氣的溫度和含水量均變化，使得濕空氣的等效比熱容相對于空氣干冷過程的比熱容 增加。滿足匹配時的顯熱換熱過程和熱濕交換過程所要求的風(fēng)、水流量比是不一致 的。且由于飽和線的非線性，水表面飽和濕空氣的等效比熱容隨水溫的升高而升高， 使得同一個熱濕交換過程內(nèi)部，為滿足匹配各處的風(fēng)、水流量比也應(yīng)是不一致的。 但由于現(xiàn)有間接蒸發(fā)冷水機(jī)流程結(jié)構(gòu)的限制，很難同時解決熱源溫度低、顯熱換熱和熱濕交換過程的流量不匹配以及飽和線的非線性引起的不匹配等問題。本發(fā)明即 針對上述各類不匹配的問題，同時結(jié)合建筑既需要冷水又需要新風(fēng)的要求，提出一 種新方法及裝置一同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置，通過中間抽取 冷風(fēng)的方式，使得顯熱換熱過程和熱濕交換過程同時滿足匹配，且通過多級的結(jié)構(gòu) 解決飽和線的非線性，從而大幅度提高利用室外干空氣制冷的效率，進(jìn)一步節(jié)省了 能源。利用此發(fā)明的裝置，可以做成臥式，節(jié)省空間，同時，用戶冷水系統(tǒng)還可做 成閉式，從而徹底解決產(chǎn)生冷水的水質(zhì)問題，進(jìn)一步拓寬了間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng) 用領(lǐng)域。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置。所 述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)過程如下室外新風(fēng)首先進(jìn)入由n級噴淋冷卻模塊3組成的蒸發(fā)冷卻式熱回收器l，吸收排風(fēng)蒸發(fā)冷卻過 程產(chǎn)生的冷量，被冷卻之后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2，和蒸發(fā)冷卻器2中自上而下的噴淋水 直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，蒸發(fā)冷卻器2出風(fēng)的一部分在送風(fēng)機(jī)5的作用下作為低溫的 新風(fēng)輸出送到用戶， 一部分在排風(fēng)機(jī)6的作用下被送入蒸發(fā)冷卻式熱回收器1，依次 經(jīng)過n級噴淋蒸發(fā)冷卻，最終被排出室外；在蒸發(fā)冷卻器2中，用戶的冷水回水從出 風(fēng)側(cè)的進(jìn)水管14進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2，吸收外部噴淋水和空氣蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生的冷 量，被降溫后由蒸發(fā)冷卻器2進(jìn)風(fēng)側(cè)的出水管13輸出冷水；本方法利用空氣-水熱濕 交換過程的濕空氣等效比熱容是空氣-水顯熱換熱過程中空氣比熱容的約3、倍，為 同時滿足兩個過程的匹配，通過間接蒸發(fā)冷卻的方式同時制備出冷水和冷風(fēng)；輸出 冷水的水溫低于進(jìn)風(fēng)的濕球溫度當(dāng)室外新風(fēng)的含濕量變高時，送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6 可安裝在蒸發(fā)冷卻式熱回收器1和蒸發(fā)冷卻器2之間，所述送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6均設(shè)置變頻器，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)的變頻器來調(diào) 節(jié)二者的風(fēng)量比，控制水溫和出風(fēng)參數(shù)；同時通過送風(fēng)和排風(fēng)的風(fēng)量調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào) 節(jié)水溫和出風(fēng)狀態(tài)，而適應(yīng)室外新風(fēng)工況變化的情況。所述蒸發(fā)冷卻式熱回收器l可用n級噴淋冷卻模塊3串聯(lián)組成，其中n可取l 10。所述在蒸發(fā)冷卻式熱回收器l中，循環(huán)噴淋水在水泵4的作用下在排風(fēng)側(cè)循環(huán)噴 淋，和排風(fēng)直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷量用于新風(fēng)的降溫；所述蒸發(fā)冷卻式熱回收中每級噴淋冷卻模塊3可由兩種方式實(shí)現(xiàn)，一種方式為利 用直接噴淋模塊9和空氣冷卻器8組合的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，排風(fēng)經(jīng)過直接噴淋模塊9和水接 觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水，被冷水泵4送入空氣冷卻器8，來冷卻進(jìn)入空氣冷卻器8 的進(jìn)風(fēng)；另一種方式是采用內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊12或n級噴淋冷卻模塊3實(shí)現(xiàn)， 在冷卻模塊內(nèi)設(shè)置相鄰的排風(fēng)通道和進(jìn)風(fēng)通道，循環(huán)噴淋水在冷水泵4的作用下在排 風(fēng)通道內(nèi)部噴淋，和排風(fēng)接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻來冷卻進(jìn)風(fēng)通道內(nèi)的進(jìn)風(fēng)。所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的蒸發(fā)冷卻過程可由兩種方式來實(shí)現(xiàn)， 一種方式是利 用蒸發(fā)冷卻器內(nèi)的盤管式結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)冷卻器2中布置盤管18，用戶冷水從進(jìn)水管14 進(jìn)入盤管18，從出水管13輸出冷水，循環(huán)噴淋水在循環(huán)泵7的作用下噴淋到盤管18 上，通過盤管18外部的噴淋水和空氣進(jìn)行直接接觸的蒸發(fā)冷卻過程來冷卻盤管18內(nèi) 部的用戶冷水；另 一種方式是利用直接蒸發(fā)冷卻模塊19和板式換熱器20的組合結(jié)構(gòu)， 在直接蒸發(fā)冷卻模塊19屮，空氣和噴淋冷水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，產(chǎn)生冷水進(jìn)入 水槽15，產(chǎn)生的冷水在循環(huán)泵7的作用下進(jìn)入板式換熱器20來冷卻另-一側(cè)的用戶冷 水，之后從板式換熱器20流出回到直接蒸發(fā)冷卻模塊19內(nèi)部進(jìn)行噴淋，板式換熱器 另一側(cè)的用戶冷水從進(jìn)水管14進(jìn)入，被冷卻后從出水管13輸出冷水。一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷的裝置，其特征在于，該裝置由外冷 式蒸發(fā)冷卻熱回收器和蒸發(fā)冷卻器組成，該外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器由四級空氣冷 卻器8分別通過4臺冷水泵4以及相應(yīng)的冷水管路連接四級排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9，每級 排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9頂部設(shè)置噴淋裝置11，內(nèi)部填充熱濕交換填料IO，在底部設(shè)置底 部水槽16;在蒸發(fā)冷卻熱回收一級水槽中設(shè)置補(bǔ)水裝置，從補(bǔ)水閥17補(bǔ)入由于蒸發(fā) 冷卻過程而損失的冷水；室外新風(fēng)和排風(fēng)口設(shè)置在外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器l的進(jìn)風(fēng) 側(cè)；蒸發(fā)冷卻器2的盤管18右上端連接冷水回水進(jìn)水管14，盤管18左下端連接輸出冷水13，盤管18上部固定噴淋裝置11，盤管18下面為噴淋水水槽15，循環(huán)泵7和噴淋裝 置ll連接；新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6連接在蒸發(fā)冷卻器2的出風(fēng)側(cè)，或蒸發(fā)冷卻熱回收 器1和蒸發(fā)冷卻器2之間。所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置，還可以是內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回 收器1與蒸發(fā)冷卻器2組合的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回器1由內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻 模塊12、冷水泵4、噴淋裝置ll、底部水槽16所組成；底部水槽16中的冷水泵4通過 水管和噴淋裝置ll相連；噴淋裝置11和底部水槽16之間填充內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模 塊12。上述兩類同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置中的蒸發(fā)冷卻器2還可由直 接蒸發(fā)冷卻模塊19通過由進(jìn)冷水管21和出冷水管22與板式換熱器20—側(cè)連接，板式 換熱器另一側(cè)有用戶冷水回水進(jìn)水管14和輸出用戶用冷水的出水管13。所述排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9、直接蒸發(fā)冷卻模塊19、內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器l和 蒸發(fā)冷卻器2分別安裝在各自的殼體內(nèi)。本發(fā)明為一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置，具有下述優(yōu)點(diǎn) 和特點(diǎn)(1) 同時輸出用戶用冷水和低溫的新風(fēng)，解決顯熱換熱過程和熱濕交換過程為 滿足匹配而要求的風(fēng)、水流量比不一致的問題，使得蒸發(fā)冷卻式熱回收器中，新風(fēng) 的等濕降溫過程和排風(fēng)的蒸發(fā)冷卻過程均滿足匹配；(2) 輸出冷風(fēng)的位置，可以是產(chǎn)生冷水的蒸發(fā)冷卻器的出風(fēng)的一部分，也可以 是蒸發(fā)冷卻式熱回收器的出風(fēng)的一部分，在蒸發(fā)冷卻式熱回收器的出風(fēng)口輸出冷風(fēng) 時，尤其適用于室外較濕的工況；(3) 在蒸發(fā)冷卻式熱回收器中，通過排風(fēng)蒸發(fā)冷卻的方式對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷，從 而實(shí)現(xiàn)排風(fēng)的能量回收；(4) 蒸發(fā)冷卻式熱回收器可以為空氣冷卻器與直接蒸發(fā)冷卻模塊組合的外冷式 結(jié)構(gòu)，也可為整體的內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊的結(jié)構(gòu)。(5) 同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的模塊，可以為內(nèi)盤管式蒸發(fā)冷卻器，也可以直接蒸 發(fā)冷卻器與板式換熱器組合起來的外冷式結(jié)構(gòu)。(6) 蒸發(fā)冷卻式熱回收器可通過多級的裝置解決飽和線的非線性引起的不匹配問題。(7) 所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置，可通過調(diào)節(jié)冷風(fēng)送 風(fēng)和排風(fēng)的各自的風(fēng)量及其分配比例，調(diào)節(jié)冷水的出水溫度和冷風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)。(8) 所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了閉式的冷水輸送系統(tǒng)，解決了開式系統(tǒng)可能導(dǎo)致的水質(zhì)問題。


圖1為同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法原理圖。圖2為圖1的出風(fēng)位置改變的方法原理圖。圖3為同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置-外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器和內(nèi) 冷盤管式蒸發(fā)冷卻器組合的示意圖。圖4為同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置-外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器與直 接蒸發(fā)冷卻模塊、板式換熱器組合的示意圖。圖5為同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置-內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器與內(nèi) 冷盤管式蒸發(fā)冷卻器組合的示意圖。圖6為同時產(chǎn)生冷風(fēng)和冷水的間接蒸發(fā)制冷機(jī)組-內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器與直 接蒸發(fā)冷卻模塊、板式換熱器組合的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置。圖l、圖2為 同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法原理圖。其原理為室外新風(fēng)首先進(jìn)入由n 級噴淋冷卻模塊3組成的蒸發(fā)冷卻式熱回收器1 ，吸收排風(fēng)蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生的冷量， 被冷卻之后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2，和蒸發(fā)冷卻器2中自上而下的噴淋水直接接觸進(jìn)行蒸 發(fā)冷卻，蒸發(fā)冷卻器2出風(fēng)的一部分在送風(fēng)機(jī)5的作用下作為低溫的新風(fēng)輸出送到用戶，-部分在排風(fēng)機(jī)6的作用下被送入蒸發(fā)冷卻式熱回收器1，依次經(jīng)過n級噴淋蒸發(fā) 冷卻，最終被排出室外。在蒸發(fā)冷卻器2中，用戶的冷水回水從出風(fēng)側(cè)的進(jìn)水管14 進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2，吸收外部噴淋水和空氣蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生的冷量，被降溫后由蒸 發(fā)冷卻器2進(jìn)風(fēng)側(cè)的出水管13輸出冷水。圖3 6為具體實(shí)施本發(fā)明的同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法的裝置示 意圖。本發(fā)明的同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置，可為外冷式蒸發(fā)冷卻熱回 收器和內(nèi)盤管式蒸發(fā)冷卻器組成的裝置，如圖3所示，其中外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器 由四級空氣冷卻器8、四級排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9及相應(yīng)的冷水泵4組成，每級排風(fēng)蒸發(fā) 冷卻模塊9頂部設(shè)置噴淋裝置11，下面設(shè)置底部水槽16，在底部水槽16的右邊還連接 補(bǔ)水閥17:排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9內(nèi)部填充熱濕交換填料10，空氣冷卻器8和排風(fēng)蒸發(fā) 冷卻模塊9一一對應(yīng)，在排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9底部的底部水槽16上設(shè)置的出水口，和 冷水泵4的進(jìn)水口通過水管相連，冷水泵4的出水口和空氣冷卻器8的進(jìn)水口通過水管 相連，空氣冷卻器8的出水口和排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9噴淋裝置的進(jìn)水口設(shè)置水管相連。 在蒸發(fā)冷卻器2內(nèi)環(huán)繞設(shè)置盤管18，在蒸發(fā)冷卻器2內(nèi)設(shè)置噴淋水循環(huán)泵7，噴淋水循 環(huán)泵7的出水口和噴淋裝置11通過水管相連；用戶的冷水回水從進(jìn)水管14進(jìn)入盤管18 的進(jìn)水口，被冷卻后從盤管18的出水口由輸出冷水管13輸出冷水。在蒸發(fā)冷卻器2 的出風(fēng)口設(shè)置靜壓箱，在靜壓箱內(nèi)安裝新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6，新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5的出風(fēng) 口和新風(fēng)送風(fēng)管路相連，排風(fēng)機(jī)6的出風(fēng)口和排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9的最后一級的進(jìn)風(fēng) 口相連。新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6可連接在蒸發(fā)冷卻器2的右邊，或外冷式蒸發(fā)冷卻式 熱回收器和蒸發(fā)冷卻器2之間。使用圖3所示的裝置時，室外進(jìn)風(fēng)在新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6的驅(qū)動下，首先依次 經(jīng)過四級空氣冷卻器被等濕冷卻到04狀態(tài)，在空氣冷卻器8中用來冷卻進(jìn)風(fēng)的冷水來 自相應(yīng)的排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9，在冷水泵4的驅(qū)動下，冷水實(shí)現(xiàn)在空氣冷卻器8和排風(fēng) 蒸發(fā)冷卻模塊9之間的循環(huán)。04狀態(tài)的空氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2的盤管18的空間，和盤管外的噴淋水進(jìn)行充分的熱濕交換，空氣與噴淋水同時和盤管18內(nèi)流動的用戶冷水 進(jìn)行顯熱交換，空氣本身被降溫加濕后從蒸發(fā)冷卻器2送出，其中一部分在新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5的作用下直接作為房間的冷風(fēng)送風(fēng)從機(jī)組輸出，另一部分在排風(fēng)機(jī)6的驅(qū)動下進(jìn) 入排風(fēng)蒸發(fā)冷卻模塊9，通過熱濕交換填料10和水接觸進(jìn)行直接蒸發(fā)冷卻過程來冷卻 機(jī)組進(jìn)風(fēng)，而排風(fēng)Q身被逐步的加熱加濕，最后變?yōu)楦邷馗邼竦目諝鈴臋C(jī)組排出。 而在蒸發(fā)冷卻器2中，底部水槽15的水在噴淋水循環(huán)泵7的作用下，均勻噴灑到盤管 18的表面，使得盤管外空氣和噴淋水之間進(jìn)行充分的熱濕交換，同時噴淋水和內(nèi)部 盤管冷水之間進(jìn)行充分的顯熱換熱，之后噴淋水流回水槽15，完成噴淋水的循環(huán)。 同時在蒸發(fā)冷卻器2中，用戶回水從進(jìn)水管14進(jìn)入盤管18，被外部空氣和噴淋水冷卻 后，產(chǎn)生冷水從盤管18輸出端的出水管13輸出冷水。在蒸發(fā)冷卻器2中，空氣、噴淋水和用戶冷水間可存在多種流向關(guān)系。當(dāng)空氣和 噴淋水為叉流換熱方式時，可通過增加循環(huán)泵7的個數(shù)，來減少水槽內(nèi)不同溫度水混 合的混合損失，進(jìn)一步降低冷水出水溫度，提高利用室外干空氣的效率。圖4為圖3中蒸發(fā)冷卻器2被直接蒸發(fā)冷卻模塊19和板式換熱器20組合的外冷式 結(jié)構(gòu)取代的一種裝置示意圖。外冷式產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的結(jié)構(gòu)由直接蒸發(fā)冷卻模塊19、 板式換熱器20和循環(huán)泵7組成。經(jīng)過外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器降溫后的出風(fēng)，首先進(jìn) 入直接蒸發(fā)冷卻模塊19，和噴淋水接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻過程，空氣自身被加濕降溫， 之后出風(fēng)的一部分作為新風(fēng)送風(fēng)被送入房間， 一部分作為排風(fēng)被送入外冷式排風(fēng)蒸 發(fā)冷卻熱回收器。在直接蒸發(fā)冷卻模塊19中，噴淋水被冷卻后進(jìn)入水槽15，水槽中 冷水在循環(huán)泵7的驅(qū)動下，由進(jìn)冷水管21進(jìn)入板式換熱器20,由出冷水管22流出，之 后被送入頂部噴淋裝置ll進(jìn)行噴淋，從而完成噴淋水的循環(huán)。用戶側(cè)冷水回水從進(jìn) 水管14進(jìn)入板式換熱器20，被另一側(cè)冷水冷卻，最后從輸出冷水的出水管13輸出用 戶用冷水；圖5所示同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置采用內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收 器1和蒸發(fā)冷卻器2組合的結(jié)構(gòu)，和圖3-4所示采用外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器的裝置不同的是，裝置進(jìn)風(fēng)的預(yù)冷和排風(fēng)的蒸發(fā)冷卻過程通過內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊12來實(shí)現(xiàn)。此內(nèi)冷型間接蒸發(fā)冷卻模塊12為一個整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分布兩種通道，干通道 和濕通道。其中新風(fēng)進(jìn)風(fēng)進(jìn)入干通道，排風(fēng)進(jìn)入濕通道。在濕通道中，循環(huán)水在水 泵4的作用下進(jìn)行循環(huán)噴淋，排風(fēng)和水之間進(jìn)行蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生冷量來冷卻另一側(cè) 干通道的新風(fēng)，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)的預(yù)冷和排風(fēng)的全熱回收，最后新風(fēng)被逐級等濕降溫，而 排風(fēng)被逐級加熱加濕后排出室外。新風(fēng)被內(nèi)冷式的蒸發(fā)冷卻熱回收器1等濕降溫后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器2的過程和圖3的外冷式裝置一致，不再贅述。圖5的裝置中，蒸發(fā)冷卻器2，還可用外冷式直接蒸發(fā)冷卻模塊19與板式換熱器 20組合的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如圖6所示。其中新風(fēng)進(jìn)入內(nèi)冷式的蒸發(fā)冷卻熱回收器l中的 過程與圖5的裝置一致，而新風(fēng)經(jīng)過內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器l預(yù)冷后，進(jìn)入直接蒸 發(fā)冷卻模塊19與板式換熱器20組合結(jié)構(gòu)的過程與圖4所示裝置一致，均不再贅述。圖3 圖6所示的裝置，排風(fēng)蒸發(fā)冷卻熱回收器均可釆用多級的結(jié)構(gòu)，各級的循 環(huán)噴淋水量可以不同，從而適應(yīng)飽和線的非線性，減少由于飽和線非線性而引起的 不匹配損失。而排風(fēng)蒸發(fā)冷卻熱回收器的級數(shù)可根據(jù)室外的氣象參數(shù)和實(shí)際的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6均設(shè)置變頻器，可通過調(diào)節(jié)兩個風(fēng)機(jī)各自的變頻器，來 調(diào)節(jié)新風(fēng)送風(fēng)和排風(fēng)的比例，從而調(diào)節(jié)用戶冷水的出水溫度和冷風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)。在室 外氣象參數(shù)給定的情況下，調(diào)大排風(fēng)比例，可以降低用戶冷水出水溫度；而調(diào)大新 風(fēng)送風(fēng)比例，可以提高用戶冷水出水溫度。當(dāng)進(jìn)風(fēng)變干時，若要保證穩(wěn)定的用戶冷 水出水溫度，新風(fēng)送風(fēng)機(jī)5和排風(fēng)機(jī)6的轉(zhuǎn)速可同時調(diào)小，使得在部分負(fù)荷時，保證 用戶冷水溫度的同時，節(jié)約機(jī)組的電耗。對于圖3 圖6所示的裝置，由于新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)相對于室外干燥新風(fēng)來說，其含 濕量增加，考慮到不同地區(qū)室外新風(fēng)的干燥程度不同，在室外設(shè)計(jì)狀態(tài)下，通過圖 3 圖6所示裝置產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)時，若送風(fēng)的含濕量超過室內(nèi)舒適的含濕量范圍時 (比如大于14g/kg時)，可在圖2所示蒸發(fā)冷卻熱回收器1的出口處輸出冷風(fēng)作為新風(fēng)的送風(fēng)。通過此流程可同時輸出冷水和冷風(fēng)，從而滿足建筑所需冷水和冷卻新風(fēng)的需求。 同時由于空氣和水的熱濕交換過程中，空氣的溫度和含濕量同時變化，濕空氣等效的比熱是單獨(dú)顯熱換熱過程空氣比熱的3 5倍。而本發(fā)明通過在排風(fēng)進(jìn)入排風(fēng)蒸發(fā)冷 卻模塊9或進(jìn)入內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊12之前，輸出新風(fēng)送風(fēng)，使得在排風(fēng)蒸發(fā)冷 卻過程和新風(fēng)的等濕降溫過程中，分別實(shí)現(xiàn)了匹配的熱濕交換過程和匹配的顯熱換 熱過程，減少換熱過程損失，同時提高了排風(fēng)參數(shù)(焓值)，從而顯著提高整個裝置 利用室外干空氣的效率。并且在蒸發(fā)冷卻器2或者直接蒸發(fā)冷卻模塊19和板式換熱器20組合的結(jié)構(gòu)中，用 戶側(cè)冷水系統(tǒng)可以為閉式系統(tǒng)，用戶的冷水和空氣并不直接接觸，從而徹底解決了 水質(zhì)問題，機(jī)組可長時間可靠高效運(yùn)行。本發(fā)明的同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷機(jī)組，可通過多級的結(jié)構(gòu)，使得 蒸發(fā)冷卻熱回收器1和蒸發(fā)冷卻器2空氣和噴淋水均可為叉流的換熱方式，整體機(jī)組 可為臥式的機(jī)組，機(jī)組的高度降低，使得安裝更加靈活方便，機(jī)組應(yīng)用的場合更加 廣泛。
權(quán)利要求
1. 一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)過程如下室外新風(fēng)首先進(jìn)入n級蒸發(fā)冷卻式熱回收器(1)，吸收排風(fēng)蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生的冷量，被冷卻之后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器(2)，和蒸發(fā)冷卻器(2)中自上而下的噴淋水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，蒸發(fā)冷卻器(2)出風(fēng)的一部分在送風(fēng)機(jī)(5)的作用下作為低溫的新風(fēng)輸出送到用戶，一部分在排風(fēng)機(jī)(6)的作用下被送入蒸發(fā)冷卻式熱回收器(1)，依次經(jīng)過n級蒸發(fā)冷卻，最終被排出室外；在蒸發(fā)冷卻器(2)中，用戶的冷水回水從出風(fēng)側(cè)的進(jìn)水管(14)進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器(2)，吸收外部噴淋水和空氣蒸發(fā)冷卻過程產(chǎn)生的冷量，被降溫后由蒸發(fā)冷卻器(2)進(jìn)風(fēng)側(cè)的出水管(13)輸出冷水；本方法利用空氣-水熱濕交換過程的濕空氣等效比熱容是空氣-水顯熱換熱過程中空氣比熱容的約3~5倍，為同時滿足兩個過程的匹配，通過間接蒸發(fā)冷卻的方式同時制備出冷水和冷風(fēng)；輸出冷水的水溫低于進(jìn)風(fēng)的濕球溫度；室外新風(fēng)的含濕量變高時，送風(fēng)機(jī)(5)和排風(fēng)機(jī)(6)可安裝在蒸發(fā)冷卻式熱回收器(1)和蒸發(fā)冷卻器(2)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在 于，所述送風(fēng)機(jī)(5)和排風(fēng)機(jī)(6)均設(shè)置變頻器，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī) 的變頻器來調(diào)節(jié)二者的風(fēng)量比，控制水溫和出風(fēng)參數(shù)；同時通過送風(fēng)和排風(fēng)的 風(fēng)量調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào)節(jié)水溫和出風(fēng)狀態(tài)，而適應(yīng)室外新風(fēng)工況變化的情況。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在 于，所述蒸發(fā)冷卻式熱回收器(1)可用n級噴淋冷卻模塊(3)串聯(lián)組成，其中 n為l 10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在 于，所述在蒸發(fā)冷卻式熱回收器(1)中，循環(huán)噴淋水在水泵(4)的作用下在 排風(fēng)側(cè)循環(huán)噴淋，和排風(fēng)直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷量用于新風(fēng)的降溫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在于，所述蒸發(fā)冷卻式熱回收中每級噴淋冷卻模塊3可由兩種方式實(shí)現(xiàn)， 一種方式 為利用直接噴淋模塊(9)和空氣冷卻器(8)組合的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，排風(fēng)經(jīng)過直接噴淋模塊(9)和水接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水，被冷水泵(4)送入空氣冷卻器(8)，來冷卻進(jìn)入空氣冷卻器(8)的進(jìn)風(fēng)；另一種方式是采用噴淋冷卻模塊(3)或內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊(12)實(shí)現(xiàn)，分別設(shè)置相鄰的排風(fēng)通道和進(jìn) 風(fēng)通道，循環(huán)噴淋水在冷水泵(4)的作用下在排風(fēng)通道內(nèi)部噴淋，和排風(fēng)接觸 進(jìn)行蒸發(fā)冷卻來冷卻進(jìn)風(fēng)通道內(nèi)的進(jìn)風(fēng)。 .
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法，其特征在 于，所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的蒸發(fā)冷卻過程可由兩種方式來實(shí)現(xiàn)， 一種方式 是利用內(nèi)冷盤管式蒸發(fā)冷卻器結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)冷卻器(2)中布置盤管(18)，用 戶冷水從進(jìn)水管(14)進(jìn)入盤管，從出水管(13)輸出冷水，循環(huán)噴淋水在水 泵(7)的作用下噴淋到盤管(18)上，通過盤管(18)外部的噴淋水和空氣進(jìn) 行直接接觸的蒸發(fā)冷卻過程來冷卻盤管(18)內(nèi)部的用戶冷水；另一種方式是 利用直接蒸發(fā)冷卻模塊(19)和板式換熱器(20)的組合結(jié)構(gòu)，在直接蒸發(fā)冷 卻模塊(19)中，空氣和噴淋冷水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，產(chǎn)生冷水進(jìn)入水槽(15)，產(chǎn)生的冷水在循環(huán)泵(7)的作用下進(jìn)入板式換熱器(20)來冷卻另一 側(cè)的用戶冷水，之后從板式換熱器(20)流出回到直接蒸發(fā)冷卻模塊(19)內(nèi)部 進(jìn)行噴淋，板式換熱器另一側(cè)的用戶冷水從進(jìn)水管(14)進(jìn)入，被冷卻后從出 水管(13)輸出冷水。
7. —種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷的裝置，其特征在于，該裝置由 外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器和蒸發(fā)冷卻器組成，該外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器由四 級空氣冷卻器(8)分別通過4臺冷水泵(4)以及相應(yīng)的冷水管路連接四級排風(fēng) 直接蒸發(fā)冷卻模塊(9)，每級排風(fēng)直接蒸發(fā)冷卻模塊(9)頂部設(shè)置噴淋裝置(11)， 內(nèi)部填充熱濕交換填料(10)，底部設(shè)置底部水槽(16);在蒸發(fā)冷卻熱回收一 級中設(shè)置補(bǔ)水裝置，從補(bǔ)水閥17補(bǔ)入由于蒸發(fā)冷卻過程而損失的冷水；室外新風(fēng)和排風(fēng)口設(shè)置在外冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器(1)的進(jìn)風(fēng)側(cè)；蒸發(fā)冷卻器(2) 采用內(nèi)冷盤管式蒸發(fā)冷卻形式，在盤管(18)右上端連接冷水回水(14)，盤管(18)左下端連接輸出冷水(13)，盤管(18)上部固定噴淋裝置(11)，盤管 (18)下面為噴淋水水槽(15)，噴淋水循環(huán)泵(7)和噴淋裝置(11)連接；新風(fēng)送風(fēng)機(jī)(5)和排風(fēng)機(jī)(6)連接在蒸發(fā)冷卻器(2)的出風(fēng)側(cè)，或外冷式蒸發(fā)冷卻式熱回收器和蒸發(fā)冷卻器(2)之間。
8. —種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷的裝置，其特征在于，所述同時 產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷裝置，還可以是內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器(1) 與蒸發(fā)冷卻器(2)組合的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻熱回收器(1)內(nèi)底部水槽(16)中的水泵(4)通過水管和噴淋裝置(11)相連；噴淋裝置(11)和底部 水槽(16)之間填充內(nèi)冷式間接蒸發(fā)冷卻模塊(12)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和權(quán)利要求8所述同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷的 裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)冷卻器(2)還可由直接蒸發(fā)冷卻模塊(19)通過 進(jìn)冷水管(21)和出冷水管(22)與板式換熱器(20) —側(cè)連接，板式換熱器 另一側(cè)有用戶冷水回水的進(jìn)水管(14)和輸出用戶用冷水的出水管(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于能源技術(shù)領(lǐng)域涉及蒸發(fā)冷卻式供冷的一種同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法及裝置。新風(fēng)首先進(jìn)入多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，被排風(fēng)的蒸發(fā)冷卻過程等濕冷卻，之后進(jìn)入同時產(chǎn)生冷水和冷風(fēng)的蒸發(fā)冷卻器，和噴淋水接觸進(jìn)行直接蒸發(fā)冷卻，蒸發(fā)冷卻器出風(fēng)的一部分輸出到用戶，一部分作為排風(fēng)，經(jīng)過多級蒸發(fā)冷卻過程冷卻進(jìn)風(fēng)后被排出室外。在蒸發(fā)冷卻器中，用戶冷水回水被噴淋水和空氣蒸發(fā)冷卻過程冷卻后輸出冷水；出水水溫低于進(jìn)風(fēng)濕球溫度。本發(fā)明同時輸出用戶冷水和低溫的新風(fēng)，解決顯熱換熱過程和熱濕交換過程風(fēng)、水流量比的不匹配，通過多級裝置解決飽和線的非線性引起的不匹配；用戶冷水側(cè)可為閉式系統(tǒng)，機(jī)組應(yīng)用場合更加廣泛。
文檔編號F24F5/00GK101251285SQ200810103448
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者于向陽, 億 江, 謝曉云 申請人:清華大學(xué);新疆綠色使者空氣環(huán)境技術(shù)有限公司