蒸发冷却和风冷热泵式复合冷热水机组

摘要

本发明公开的蒸发冷却和风冷热泵式复合冷热水机组，由蒸发式冷水机组、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相结合组成；蒸发式冷水机组包括相并联的高温冷水空气冷却器和低温冷水空气冷却器和直接蒸发冷却器；风冷热泵冷热水机组由构成闭合回路的冷凝器、蒸发器和压缩机组成，设置风冷热泵冷热水机组的位置使风冷热泵冷热水机组的一处进风来自于蒸发式冷水机组的排风，使另外三个进风面处分别设置三个直接蒸发冷却器。本发明的复合冷热水机组，夏季蒸发式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按一定比例混合后为用户供冷，冬季运行时单独开启风冷热泵冷热水机组为用户供暖，具有明显的节能效果。

说明书

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种由蒸发式冷水机组、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

蒸发冷却空调技术是利用自然环境中可再生能源干燥空气的干球温度与露点温度差，通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量的一种环保高效且经济的冷却方式，具有较低的冷却设备成本、能大幅降低用电量和用电高峰期对电能的要求、能减少温室气体和CFC的排放量的特点，被称为“零费用制冷技术”、“绿色空调”和“仿生空调”，是真正意义上的节能环保和可持续发展的制冷空调技术，在我国的节能减排中起着重要作用。

采用蒸发冷却空调技术制取高温冷水具有显著的节能效果，然而，蒸发式冷水机组毕竟受室外气候条件的影响和限制，所获得的水温介于室外空气的湿球温度与露点温度之间。在中湿度或者高湿度地区，所制取的高温冷水的温度很难稳定和达到规定的要求。同时，蒸发式冷水机组只能夏季提供高温冷水，无法满足冬季空调热水的需要。因此，目前的蒸发式冷水机组多使用在干燥地区，在中湿度或高湿度地区的使用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发冷却和风冷热泵式复合冷热水机组，使蒸发式冷水机组与风冷热泵冷热水机组相结合，并且将直接蒸发冷却器与风冷热泵冷热水机组加以集成，使蒸发冷却空调技术不仅在干燥地区使用，而且也可以使用在中湿度或高湿度地区。

本发明所采用的技术方案是，蒸发冷却和风冷热泵式复合冷热水机组，由蒸发式冷水机组、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相结合组成，

蒸发式冷水机组包括相并联的高温冷水空气冷却器和低温冷水空气冷却器，高温冷水空气冷却器的上方设置进风口，还包括直接蒸发冷却器a以及直接蒸发冷却器a上方设置的挡水板和排风机；

风冷热泵冷热水机组由构成闭合回路的冷凝器、蒸发器和压缩机组成，设置风冷热泵冷热水机组的位置使风冷热泵冷热水机组的一处进风来自于蒸发式冷水机组的排风；

在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b、直接蒸发冷却器c和直接蒸发冷却器d。

本发明的特点还在于，

直接蒸发冷却器a包括从上到下依次设置的喷嘴a、填料a以及底部的水箱a组成，水箱a内设置管道通过水泵a与喷嘴a相连接。

水箱a和蒸发器分别通过管道与集水器a连接，集水器a通过管道与用户端连接，高温冷水空气冷却器通过管道与集水器b连接，用户端还通过管道与分水器连接，用于将用户端的回水输入分水器，分水器通过管道分别与低温冷水空气冷却器和集水器b连接，集水器b通过一路管道与蒸发器连接，集水器b还通过另一路管道与喷嘴a相连接。

直接蒸发冷却器b从上到下依次由喷嘴b、填料b以及底部的水箱b组成，水箱b内设置管道通过水泵b与喷嘴b相连接。

本发明的复合冷热水机组，使风冷热泵的冷凝器的四处进风面中三处安装有直接蒸发冷却器，对被吸入的室外空气进行预冷处理，另一处进风面的进风是蒸发式冷水机组的排风，从而代替室外空气以提高夏季运行时风冷热泵冷凝器的冷凝效率。另外蒸发式冷水机组制取的高温冷水和风冷热泵冷热水机组制取的低温冷水按一定比例混合，使制取的高温或低温冷水温度稳定和满足不同水温的需要。本发明复合冷热水机组的主要特点还在于：1、将蒸发式冷水机组与风冷热泵冷热水机组相结合，为空调全年提供冷热水；2、将蒸发式冷水机组的排风用于风冷热泵冷凝器的进风以提高冷凝效率；3、将室外新风先经过直接蒸发冷却器预冷降温后作为风冷热泵冷凝器的进风以提高冷凝效率。该复合冷热水机组夏季蒸发式冷水机组与风冷热泵同时开启提供高温冷水；冬季只开启风冷热泵机组提供热水，最终具有明显的节能效果。

附图说明

图1是本发明复合冷热水机组的结构示意图；

图2是图1的俯视图。

图中，1进风口，2挡水板，3喷嘴a，4排风机，5风冷热泵的风机a，6风冷热泵的风机b，7冷凝器，8喷嘴b，9填料b，10直接蒸发冷却器b，11水箱b，12水泵b，13压缩机，14蒸发器，15水泵a，16水箱a，17直接蒸发冷却器a，18填料a，19低温冷水空气冷却器，20高温冷水空气冷却器，21直接蒸发冷却器c，22风冷热泵冷热水机组，23直接蒸发冷却器d，24集水器a，25集水器b，26分水器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的复合冷热水机组，由蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组以及直接蒸发冷却器复合而成。图1、图2就是将蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组和三台直接蒸发冷却器布置在同一个机箱内的实施方式，展示了蒸发式冷水机组、风冷热泵冷热水机组和三台直接蒸发冷却器的相对位置。

蒸发式冷水机组包括相并联的高温冷水空气冷却器20和低温冷水空气冷却器19，高温冷水空气冷却器20的上方设置进风口1，还包括直接蒸发冷却器a17，以及直接蒸发冷却器a17上方设置的挡水板2和排风机4。其中直接蒸发冷却器a17从上到下依次由喷嘴a3、填料a18以及底部的水箱a16组成，水箱a16内设置管道通过水泵a15与喷嘴a3相连接。

风冷热泵冷热水机组22包括构成闭合回路的冷凝器7、蒸发器14和压缩机13，回路的上部设置有风冷热泵的风机a5和风冷热泵的风机b6。风冷热泵冷热水机组22的设置位置使一处进风来自于蒸发式冷水机组的排风，在风冷热泵冷热水机组22的另外三个进风面处分别设置直接蒸发冷却器b10、直接蒸发冷却器c21和直接蒸发冷却器d23。直接蒸发冷却器b10从上到下依次由喷嘴b8、填料b9以及底部的水箱b11组成，水箱b11内设置管道通过水泵b12与喷嘴b8相连接。直接蒸发冷却器c21和直接蒸发冷却器d23的结构分别与直接蒸发冷却器b10的结构相同。

风冷热泵冷热水机组22采用其中三处进风是经过直接蒸发冷却器处理过的室外空气，另外一处进风来自蒸发式冷水机组的排风。这种结构的布置是为了降低风冷热泵冷凝器进风的温度，提高冷凝效率，进而提高风冷热泵冷热水机组的能效比。同时，直接蒸发冷却器还起到对室外空气的净化作用，避免灰尘落在冷凝器换热管表面，影响冷凝散热效果。

水箱a16和蒸发器14分别通过管道与集水器a24连接，集水器a24通过管道与用户端连接，高温冷水空气冷却器20通过管道与集水器b25连接，用户端还通过管道与分水器26连接，用于将用户端的回水输入分水器26，分水器26通过管道分别与低温冷水空气冷却器19和集水器b25连接，集水器b25通过一路管道与蒸发器14连接，集水器b25还通过另一路管道与喷嘴a3相连接。

高温冷水空气冷却器20中的高温水来自蒸发式冷水机组制取的高温冷水，低温冷水空气冷却器19中的水来自经过用户后的回水，蒸发式冷水机组制取的高温冷水一部分通向高温冷水空气冷却器20，另一部分和风冷热泵冷热水机组22制取的低温冷水相混合通往用户；蒸发式冷水机组的排风作为风冷热泵冷凝器7的进风。

本发明复合冷热水机组的工作过程：

1、夏季运行时室外空气在该机组的流程有以下四处：

1)室外空气依次经过进风口1、高温冷水空气冷却器20、低温冷水空气冷却器19、直接蒸发冷却器a17、挡水板2、排风机4，最后经过风冷热泵的冷凝器7经由风冷热泵的风机a5和风冷热泵的风机b6排出。此过程中室外空气首先在高温冷水空气冷却器20进行初步降温，然后在低温冷水空气冷却器19中进一步降温，最后在直接蒸发冷却器a17中进行热湿交换，此时即制得高温冷水又得到比室外空气温度低很多的排风。

2)室外空气依次经过直接蒸发冷却器b10、风冷热泵的冷凝器7最后由风冷热泵的风机a5和风冷热泵的风机b6排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器b10进行了预冷处理得以温度降低。

3)室外空气依次经过直接蒸发冷却器c21、风冷热泵的冷凝器7最后由风冷热泵的风机a5和风冷热泵的风机b6排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器c21进行了预冷处理得以温度降低。

4)室外空气依次经过直接蒸发冷却器d23、风冷热泵的冷凝器7最后由风冷热泵的风机a5和风冷热泵的风机b6排出。该过程中的室外空气被直接蒸发冷却器d23进行了预冷处理得以温度降低。

2、夏季运行时水系统的流程：

蒸发式冷水机组制取的高温冷水一部分通往高温冷水空气冷却器20最后回到集水器b25，另一部分高温冷水按比例与风冷热泵冷热水机组22制取的低温冷水在集水器a24中混合，然后为用户供冷，最后由用户回到分水器26；分水器26中一部分低温冷水通向低温冷水空气冷却器19最后回到集水器b25，其它回水经过其它设备最后回到集水器b25。最终从集水器b25按一定比例一部分回到蒸发式冷水机组的直接蒸发冷却器a17的喷嘴a3继续喷淋，另一部分回到风冷热泵的蒸发器14中。

3、冬季运行时，将蒸发式冷水机组以及三台直接蒸发冷却器b10、直接蒸发冷却器c21、直接蒸发冷却器d23的供水停止工作，只让风冷热泵冷热水机组22工作来为用户供暖。此时风冷热泵冷热水机组制取的热水经过集水器a24送往用户，然后回到分水器26再回到集水器b25最后回到风冷热泵的蒸发器14(热泵在冬季运行时与夏季运行时相反蒸发器14会变成冷凝器的作用)。