蒸发式与常规冷水机组结合作为冷源的半集中式空调系统

摘要

本发明公开的蒸发式与常规冷水机组结合作为冷源的半集中式空调系统，包括蒸发式冷水机组、蒸发冷却新风机组、机械制冷冷水机组和干工况风机盘管，各装置之间通过管网连接。本发明的空调系统，把干工况风机盘管加新风系统的使用范围扩大到了中湿度地区，解决了中湿度地区干工况风机盘管的冷源问题，具有显著的节能优势。

说明书

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，涉及一种半集中式空调系统，具体涉及一种采用蒸发式冷水机组与常规冷水机组相结合作为冷源的干工况风机盘管加新风空调系统。

背景技术

近年来，蒸发冷却技术以其节能、环保、经济等优势在西北干燥地区得到了广泛应用。特别是干工况风机盘管+蒸发冷却新风的半集中式系统，大大减少了全新风蒸发冷却系统的风管尺寸，扩大了蒸发冷却的应用场合，同时也省去了传统机械制冷系统，节约了投资费用和运行成本。

随着半集中式蒸发冷却系统的出现，间接蒸发冷水机组在新疆等干燥地区得到了广泛的应用。在这些地区，室外空气的湿球温度和露点温度都很低，间接蒸发冷水机组提供的15～20℃的高温冷水完全可以满足干工况风机盘管的进水要求。而对于中湿度地区，室外空气的湿球温度高于23℃而小于28℃，普遍比较高。间接蒸发冷水机组制出来的高温冷水一般高于露点温度3～5℃，而低于室外空气的湿球温度，因此由间接蒸发提供的高温冷水由于温度过高不能满足中湿度地区的风机盘管的进水要求。中湿度地区如何最大限度的利用室外空气的天然冷源来提供冷量，增强系统的节能潜力，是一个重要的研究领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用蒸发式冷水机组与常规冷水机组相结合作为冷源的、由干工况风机盘管+蒸发冷却新风机组组成的半集中式空调系统，利用蒸发冷却技术提供免费冷量，解决了中湿度地区干工况风机盘管加新风机组的冷源问题，大大节约能耗。

本发明所采用的技术方案是，蒸发式与常规冷水机组结合作为冷源的半集中式空调系统，包括之间通过管网连接的蒸发式冷水机组、蒸发冷却新风机组、机械制冷冷水机组和设置于空调房间内的干工况风机盘管，

蒸发式冷水机组，用于制取温度高于露点温度低于湿球温度的高温冷水；

蒸发冷却新风机组，用于把新风处理到需要的状态，承担新风负荷和室内的潜热负荷；

机械制冷冷水机组，用于夏季制取低温冷水；

干工况风机盘管，用于承担室内的显热负荷。

本发明的特点还在于，

蒸发式冷水机组沿进风方向依次包括表冷器a、表冷器b、直接蒸发冷却器a和排风机；

蒸发冷却新风机组沿空气流动方向依次包括过滤器、高温表冷器、低温表冷器、直接蒸发冷却器b和送风机；

机械制冷冷水机组包括依次连接构成回路的蒸发器、节流阀、冷凝器和压缩机，冷凝器和蒸发器之间还通过管路连接。

直接蒸发冷却器a通过管道与表冷器a连接，直接蒸发冷却器a还有管道与蒸发器1伸出的管道相汇合连通后与进入干工况风机盘管的管道相连接，干工况风机盘管的回水通过管道分别与表冷器b和高温表冷器相连接，干工况风机盘管的回水还有管道与蒸发器1伸出的管道相汇合连通后与低温表冷器的回水管道相连接，通过管道进入蒸发器的回水管道；低温表冷器通过管道与蒸发器的出水管相连接；高温表冷器、表冷器a和表冷器a的回水通过管道相汇合连通后进入直接蒸发冷却器a的喷淋管中。

本发明的空调系统，采用蒸发冷却和机械制冷相结合的方式，分别对空气和水进行处理，得到满足干工况风机盘管加新风机组需要的进水和新风状态，采用蒸发式冷水机组与机械制冷相结合作为干工况风机盘管的冷源，解决了中湿度地区干工况风机盘管运行时的冷源问题，大大节约了能耗，扩大了蒸发冷却半集中式空调系统的应用范围。

附图说明

图1是本发明空调系统一种实施例的结构示意图。

图中，A.蒸发式冷水机组，1.表冷器a，2.表冷器b，3.直接蒸发冷却器a，4.排风机；B.蒸发冷却新风机组，5.过滤器，6.高温表冷器，7.低温表冷器，8.直接蒸发冷却器b，9.送风机；C.机械制冷冷水机组，10.节流阀，11.冷凝器，12.压缩机，13.蒸发器；D.干工况风机盘管。

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。

图1是本发明提供的一种实施例的结构示意图，本发明的半集中式空调系统，包括之间通过管路连接成回路的蒸发式冷水机组A、蒸发冷却新风机组B、机械制冷冷水机组C和设置于空调房间内的干工况风机盘管D。

蒸发式冷水机组A，用于制取温度高于露点温度低于湿球温度的高温冷水；蒸发式冷水机组A沿进风方向依次包括表冷器a1、表冷器b2、直接蒸发冷却器a3和排风机4。

蒸发冷却新风机组B，用于把新风处理到需要的状态，承担新风负荷和室内的潜热负荷；蒸发冷却新风机组B沿空气流动方向依次包括过滤器5、高温表冷器6、低温表冷器7、直接蒸发冷却器b8和送风机9。

机械制冷冷水机组C，用于夏季制取5～9℃的低温冷水；机械制冷冷水机组C包括依次连接构成回路的蒸发器13、节流阀10、冷凝器11和压缩机12，冷凝器11和蒸发器13之间还通过管路连接。

干工况风机盘管D，用于承担室内的显热负荷。

本发明的空调系统，直接蒸发冷却器a3通过管道与表冷器a1连接，直接蒸发冷却器a3还有管道与蒸发器13伸出的管道相汇合连通后与进入干工况风机盘管D的管道相连接。干工况风机盘管D的回水通过管道分别与表冷器b2和高温表冷器6相连接，干工况风机盘管D的回水还有管道与蒸发器13伸出的管道相汇合连通后与低温表冷器7的回水管道相连接，通过管道进入蒸发器13的回水管道。低温表冷器7通过管道与蒸发器13的出水管相连接。高温表冷器6、表冷器a1和表冷器a2的回水通过管道相汇合连通后进入直接蒸发冷却器a3的喷淋管中。此系统中设置有循环水泵、调节阀和定压水箱等，以保证水系统正常运行。

蒸发式冷水机组A制取出的高温冷水一部分供给其表冷器a1使用，另一部分和机械制冷冷水机组C制取出的低温冷水经过配比，混合到干工况风机盘管D要求的进水温度后送入盘管。

干工况风机盘管D回水中的一部分回到机械制冷冷水机组C，一部分供给蒸发冷却新风机组B的高温表冷器6，剩余部分提供给蒸发式冷水机组A的表冷器b2使用。

蒸发冷却新风机组B的高温表冷器6、蒸发式冷水机组A的表冷器a1和表冷器b2的回水共同混合后在蒸发式冷水机组A的直接蒸发冷却器a3填料表面喷淋。

机械制冷冷水机组C制取的低温冷水一部分用于和高温冷水混合，一部分提供给蒸发冷却新风机组B的低温表冷器7，剩余部分用于把风机盘管回到机械制冷冷水机组C中的那部分回水冷却到冷水机组回水温度后再回到机械制冷冷水机组C中的蒸发器13中。

本发明空调系统中的蒸发冷却新风机组B中，高温表冷器6中通入的是经蒸发冷却制取，盘管升温后的高温冷水，低温表冷器7通入的是机械制冷制取的低温冷水。新风的处理过程是通过蒸发冷却和机械制冷相结合来实现的。

本发明中新风和干工况风机盘管水系统均采用了蒸发冷却和机械制冷相结合的处理方式，与传统的半集中式系统相比，大大节约了机械制冷冷水机组的装机容量和能耗。同时也为中湿度地区干工况风机盘管加新风系统提供了冷源，扩大了蒸发冷却的应用范围。

本发明空调系统为复合式空调系统，其工作过程为：

水系统的运行原理：开启系统中蒸发式冷水机组A、机械制冷冷水机组C、蒸发冷却新风机组B和干工况风机盘管D。蒸发式冷水机组A制取出来的高温冷水Q7在节点a处分为两部分，一部分Q6供给蒸发式冷水机组A中的表冷器a1使用，剩余部分Q1和机械制冷冷水机组C制取出的7℃的低温冷水中的Q2在节点b处混合达到干工况风机盘管D进水要求后，以Q3的流量供给干工况风机盘管D使用。经干工况风机盘管D升温后的回水Q3在节点c处分为三个部分，其中Q4的水通入蒸发冷却新风机组B中的高温表冷器6；Q2的流量需要回到机械制冷冷水机组C的蒸发器中，以维持流量恒定；Q5的流量供蒸发式冷水机组A中的表冷器b2使用。从干工况风机盘管D出来的回水Q2的温度远远高于机械制冷冷水机组C的回水温度，因此必须与机械制冷冷水机组制取出的7℃的Q8的低温冷水在节点f处混合到机械制冷冷水机组C的回水温度12℃后，才能以Q9的流量回到机组蒸发器中。机械制冷冷水机组C制取的低温冷水在节点d处分为三部分，Q2用于和蒸发式冷水机组A制出的Q1的高温冷水混合；Q8用于和干式风机盘管D回水的Q2混合；Q10用于向蒸发冷却新风机组B中的低温表冷器7提供低温冷水。Q8和Q2混合后的12℃的Q9与蒸发冷却新风机组B低温表冷器7的Q10的12℃的回水在节点e处混合为12℃的Q11的水后回到机械制冷冷水机组C中。在节点g处，来自蒸发冷却新风机组B中高温表冷器6的回水Q4、蒸发式冷水机组A中的表冷器b2的回水Q5和蒸发式冷水机组A中的表冷器a1的回水Q6在节点g处混合后，以Q7的流量在蒸发式冷水机组A中的直接蒸发冷却器a3填料表面喷淋，经过喷淋后在节点a处制取得到Q7的高温冷水。这种运行方式解决了中湿度地区蒸发式冷水机组A提供的高温冷源不能满足干工况风机盘管运行的状况。

新风机组风系统运行原理：开启蒸发冷却新风机组B后，室外空气沿着气流流动方向首先经过过滤器5，在高温表冷器6的作用下新风被等湿降温，然后再经过低温表冷器7的作用，继续被冷却除湿。

新风经过蒸发冷却新风机组B最终被处理到低于室内空气的含湿量的状态，承担了新风负荷和室内全部的潜热负荷。