蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统

摘要

本发明公开一种蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统，由直接蒸发冷却器、压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器以及之间连接的管路复合而成，系统壳体内的四周分别设置一组过滤网与填料段，壳体底部设置有水池，填料段的上部设置有喷淋器，水池内设置管道与喷淋器连接，过滤网、填料段、水池与喷淋器组成直接蒸发冷却器，系统壳体内还设置有依次相连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷凝器的上方壳体上设置有排风机，蒸发器的输出端与空调房间相连接，蒸发器的输入端与空调房间相连接。本发明系统应用热虹吸原理进行制冷，并且使之与蒸发冷却技术相结合，有效的避免使用传统的机械制冷运行压缩机产生的高能耗，具有较高的经济性。

说明书

技术领域

本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种由直接蒸发冷却器、压缩 机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成的复合式冷却系统。

背景技术

目前针对free cooling(免费供冷)技术，国外提出并发展的较早，而国 内发展相对较缓慢，结合国内优越的气候条件应充分利用免费供冷技术，可 以有效的节约能源，而当机械制冷与免费供冷技术相结合后，就能有效提高 系统的整体效率。现在还没有效果好的将机械制冷与免费供冷技术相结合的 冷却系统出现。

发明内容

本发明的目的在于将机械制冷与免费供冷技术相结合，提出一种蒸发冷 却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统，一是应用热虹吸原理进行制冷； 二是使用直接蒸发冷却段预冷空气，增大换热温差，使系统的制冷效率增大， 实现能源的优化配置。

本发明所采用的技术方案是，蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷 却系统，由直接蒸发冷却器、压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器以及之间 连接的管路复合而成，系统壳体内的四周分别设置一组过滤网与填料段，壳 体底部设置有水池，填料段的上部设置有喷淋器，水池内设置管道与喷淋器 连接，过滤网、填料段、水池与喷淋器组成直接蒸发冷却器，系统壳体内还 设置有依次相连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷凝器的上方壳 体上设置有排风机，蒸发器的输出端与空调房间相连接，蒸发器的输入端与 空调房间相连接。

本发明的特征还在于，

喷淋器与水池之间通过管路f连接；管路f上依次设置有阀门e与水泵 a；蒸发器与冷凝器通过管路c连接，管路c上设置有阀门a，冷凝器与蒸发 器通过管路d连接，管路d上设置有阀门c；蒸发器与压缩机通过管路g连 接，压缩机与冷凝器通过管路h连接，冷凝器与蒸发器还通过管路e连接， 管路e上依次设置有阀门d与节流装置；蒸发器与空调房间通过管路b连接， 管路b上设置有阀门b，蒸发器与空调房间还通过管路a连接，管路a上依 次设置有阀门c与水泵b。

本发明的有益效果在于：

1)该系统应用到热虹吸原理：通常以汽化吸热形成的制冷剂蒸汽，不进 入压缩机而直接流向冷凝器在冷凝器里冷凝成低压的液体制冷剂，然后绕过 膨胀阀再通过重力流回蒸发器，在蒸发器中汽化吸热成高压汽态制冷剂，重 复进行这一过程。该系统是免费供冷技术的具体应用。

2)该系统使用直接蒸发冷却段预冷空气降低温度，使换热温差增大， 进而使冷凝器的效率更高，冷凝器的散热效果更好，则该系统的制冷效率提 高，这样就更能保证末端冷冻水的供给。

3)该系统中压缩机不开启运行，这样就使得噪音更小，并且更加能减 少能源消耗，更加环保。

附图说明

图1是本发明的复合式冷却系统的结构示意图。

图2是本发明的复合式冷却系统中管网部分结构示意图。

图3是图1中A-A剖面图。

图中，1.过滤网，2.填料段，3.水泵a，4.排风机，5.冷凝器，6.阀门a， 7.压缩机，8.阀门c，9.水泵b，10.阀门b，11.蒸发器，12.空调房间，13.阀 门c，14.阀门d，15.节流装置，16.阀门e；

21.管路a，22.管路b，23.管路c，24.管路d，25.管路e，26.管路f，27. 水池，28.管路g，29.管路h，30.喷淋器。

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。

本发明蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统的结构，由直接 蒸发冷却器、压缩机7、冷凝器5、节流装置15、蒸发器11与管路复合而成， 图1展示了其具体结构，图2展示了其管网连接方式，图3展示了图1中 A-A向剖视图。

具体来说，在系统壳体的四周分别设置有直接蒸发冷却器，直接蒸发冷 却器包括过滤网1、填料段2、水池27与喷淋器30。过滤网1与填料段2 并排设置，过滤网1在外侧，填料段2在内侧。水池27设置在填料段2的 下方，喷淋器30设置在填料段2上方。喷淋器30与水池27之间通过管路f 26连接。管路f26上依次设置有阀门e16与水泵a3。蒸发器11与压缩机7 分别设置在系统壳体底面上。冷凝器5设置在蒸发器11与压缩机7上方的 壳体内，冷凝器5的上方壳体设置有排风机4。蒸发器11的输出端通过管路 c23与冷凝器5输入端连接，冷凝器5输出端通过管路d24与蒸发器11的 输入端连接，其中，管路c23上设置有阀门a6，管路d24上设置有阀门c13。 蒸发器11的输出端通过管路g28与压缩机7的输入端连接，压缩机7的输 出端通过管路h29与冷凝器5的输入端连接。冷凝器5的输出端还通过管路 e25与蒸发器11的输入端连接，其中，管路e25上依次设置有阀门d14与节 流装置15。蒸发器11的输出端还通过管路b22与空调房间12连接，空调房 间12通过管路a21与蒸发器11的输入端连接，其中，管路b22上设置有阀 门b10，管路a21上依次设置有阀门c8与水泵b9。

本发明蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统，运行时机组中 压缩机7停止运行，通常以汽化吸热形成的制冷剂蒸汽，蒸发器11通过阀 门a6绕过压缩机7连接到冷凝器5，冷凝器5通过阀门c13绕过节流装置 15连接到蒸发器11，蒸发器11中所制取的冷冻水通过阀门b10连接至空调 房间12，而回水则通过阀门c8和水泵b9回到蒸发器11中。

而对于冷凝器5中制冷剂冷凝放出的热量，由机组顶部的排风机4将从 机组四周的新风窗所进来的室外风，先经过过滤网1进行过滤，再经过直接 蒸发段的填料段2进行预冷处理，带走冷凝器5中制冷剂产生的热量，排至 室外。

本发明的蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统中，热虹吸原 理是免费供冷技术的具体应用，即利用制冷剂移动时，在设备中的压力差进 行制冷，通常以汽化吸热形成的制冷剂蒸汽，不进入压缩机而通过阀门直接 流向冷凝器，在冷凝器中冷凝成低压的制冷剂液体，然后绕过节流装置再通 过重力流回蒸发器，在蒸发器中汽化吸热汽化成高压制冷剂蒸汽，重复进行 这一过程。

本发明蒸发冷却预冷与热虹吸相结合的复合式冷却系统工作过程：

1.系统运行时，制冷剂系统流程：

系统在运行时，机组中压缩机7停止运行，通常以汽化吸热形成的制冷 剂蒸汽，通过管路c23阀门a6直接进入到冷凝器5中，制冷剂在冷凝器5 通过冷凝排管冷凝放热为低压液态制冷剂，关闭阀门d14，经过管路d24及 阀门c13通过重力流回到蒸发器11中，蒸发器11中的制冷剂吸热汽化压力 升高，重复循环。

2.系统运行时，水系统流程：

冷冻水系统：系统在运行时，由蒸发器11中制冷剂的吸热汽化所制取 的低温冷冻水通过管网阀门b10进入到空调房间12进行供冷，从空调房间 12出来的冷冻水经过阀门c8和水泵b9回到蒸发器11中，重复循环。

喷淋水系统：机组四周的直接蒸发冷却器，其循环水经过阀门e16、水 泵a3到达顶部进行喷淋填料，预冷室外风，喷淋完成流到水池27中，重复 循环。

3.系统运行时，风系统流程：

系统运行时，室外风是由机组顶部的排风机4吸入，从机组四周进入先 经过过滤网1进行过滤，再经过直接蒸发冷却器的填料段2进行预冷处理， 被处理过的室外风，经过冷凝器5的冷凝排管，带走制冷剂冷凝所放出的热 量，将热量排出机组。

本发明的复合式冷却系统，利用热虹吸原理制取低温冷冻水，通至空调 房间末端进行制冷；在机组四周均设置直接蒸发冷却段对空气进行预冷处 理，大温差的带走冷凝器产生的热量，进而增加冷凝器的效率，也就使系统 制冷效率增加。应用热虹吸原理，并且使之与蒸发冷却技术相结合，有效的 避免使用传统的机械制冷运行压缩机产生的高能耗。本系统运行时机组压缩 机关闭，充分利用免费供冷技术，避免了使用传统机械制冷系统压缩机运行 所产生的高能耗，具有较高的经济性。