[发明专利]一种卧式多级间接蒸发冷却制冷的方法

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，尤其涉及蒸发冷却式供冷的技术的一种卧式多级 间接蒸发冷却制冷的方法。

背景技术

根据载冷介质不同，蒸发冷却技术主要分为三类方式：一是制备冷风的方式； 二是制备冷水的方式；三是同时制备冷水和冷风的方式。

利用蒸发冷却制备冷风的方式发展得较早，随着流程和工艺的改进，根据不 同地域的气候条件的差别，目前广泛存在的蒸发冷却制备冷风的方法，主要包括 单级直接蒸发冷却器、单级间接蒸发冷却器、多级间接蒸发冷却器以及多级直接、 间接蒸发冷却相结合的蒸发冷却器。以三级直接、间接相结合的蒸发冷却器为例， 其中前两级为间接蒸发冷却器，而最后一级为直接蒸发冷却器，对于前两级间接 蒸发冷却器而言，根据其内部进行直接蒸发冷却过程的二次空气来源不同，间接 蒸发冷却的效果就不同。目前多数间接蒸发冷却器常采用室外风作为二次空气， 或者采用一次空气进风的一部分作为二次空气，这种情况空气仅能被冷却到室外 风或者一次风的湿球温度，从而限制了蒸发冷却制备冷风的效果。已有技术采用 一次空气出风的一部分作为二次空气，使得一次空气被冷却的极限温度可达进风 的露点温度；而目前应用此方法的技术一是单级直接蒸发冷却和空气冷却器结合 的方式，这种方式无法解决饱和线的非线性引起的风水比不匹配问题，且若单级 方式追求逆流来提高空气被冷却效率的话，仅能设计逆流方式，使得机组为立式， 机组应用场合受限；而已有技术通过改变工艺，采用内冷模块的方式来实现逆流 式间接蒸发冷却过程，内冷的方式效果较好，但和外冷式-直接蒸发冷却和空气 冷却器结合的方式相比，内冷式的工艺要求较高，研发和规模性推广的难度较大。

随着蒸发冷却技术向大型公共建筑中舒适性空调的推广，传统利用蒸发冷却 制备冷风的方式逐渐显出弊端：蒸发冷却制备冷风的系统仅能用于全空气系统， 风道占用空间大，风机电耗高，从而较大限制了蒸发冷却技术的应用场合。进而， 间接蒸发冷却制备冷水的方式(一种间接蒸发式供冷的方法及其装置： ZL02100431.5)的发明，开辟了蒸发冷却技术应用的新领域。根据此项技术已成 功的进行了间接蒸发冷水机的研发和工程实践，目前已在新疆地区十多个大型公 共建筑中被推广应用，利用间接蒸发冷却制备冷水的技术初步获得了成功。然而， 目前基于上述技术研发的间接蒸发冷水机主要为立式逆流式结构，机组自身无法 解决饱和线非线性引起的不匹配问题，且机组较高，适宜应用于大规模的大型公 共建筑中，而当应用于小规模建筑时，机组的安装空间受到限制。能否将立式间 接蒸发冷水机改为卧式机组，成为进一步扩大间接蒸发冷水机应用场合的关键。

当间接蒸发冷水机仅用来带走房间显热时，由于热源温度水平的限制，间接 蒸发冷水机的排风参数被限制在较低水平，从而限制了机组利用干燥空气制冷的 效率。为解决这一问题，同时考察蒸发冷却过程和显热换热过程的流量匹配、饱 和线非线性的问题、同时初步将机组变为卧式，一种同时制备冷水和冷风的间接 蒸发制冷方法(中国，200810103448.0)的发明，利用间接蒸发制冷方式同时制 备出带走房间显热用冷水和房间所需低温的新风。在此方法中，首先提出了一种 多级蒸发冷却热回收的方法，如图5所示，此方法由多级直接蒸发冷却模块和与 之一一对应的多级逆流空气冷却器组合而成，在每级直接蒸发冷却模块和逆流空 气冷却器之间形成独立的冷水循环，通过直接蒸发冷却模块制备冷水冷却逆流空 气冷却器的进风，从而实现空气冷却器的进风和直接蒸发冷却模块的进风之间的 多级全热回收过程。此同时制备冷水和冷风的间接蒸发制冷方法初步解决了间接 蒸发冷水机立式占空间、排风参数低、饱和线非线性引起的风水比不匹配等问题， 初步扩大了间接蒸发冷水机的应用空间。然而此方法中制备冷水的模块采用的仍 然是单级方式，当冷水侧供、回水温差较高时，在叉流单级的制备冷水的模块中， 由于模块不同位置的出水温度不均匀，使得较大的混水损失；且由于整体叉流， 保证空气-水之间的传热传质性能和保证冷水被降温的效率对空气和水之间的风 水比要求并不一致；这些问题往往成为实际工况下应用此方法的设备能否高效实 现制备冷量的关键。