[发明专利]变压密封式蒸发冷却制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压密封式蒸发冷却制冷系统，属于能源设备技术领域。

背景技术

随着生活品质的提高，利用暖通空调(HVAC)系统来营造舒适、健康的建筑环境的同时，也引起了能耗的显著增加。当前，约20％左右的能源被暖通空调(HVAC)系统所消耗，因此HVAC系统中能源的高效利用显得更加刻不容缓。由于环境中的湿空气具有清洁和低成本等特性，使得蒸发冷却，即利用不饱和湿空气与水直接接触，在水蒸气分压力差的作用下使液态水蒸发吸热以获得低温冷水的技术得到了广泛发展与应用。

蒸发冷却系统主要由直接蒸发冷却、间接蒸发冷却等不同组合型式的装置组成。蒸发冷却技术从本质上来说就是利用湿空气中水蒸气分压力与水表面饱和水蒸气分压力的势差来驱动制冷。空气湿度越小，这种势差越大。极限情况下，干空气所具有的势差最大。因此蒸发冷却技术一般应用于干燥或者相对干燥的地区，而在一些相对潮湿地区，例如我国的西安、郑州、兰州以及北京、天津等地，由于势差太小不足以产生一定温度的低温冷水，造成蒸发冷却系统适用范围受到了一定限制。图1所示是一种已有的蒸发冷却循环的示意图，湿空气直接进入密封式蒸发冷却装置3中与循环水直接接触，利用湿空气与水表面饱和湿空气之间的水蒸气分压力差使液态水蒸发吸收潜热，达到制冷的效果，吸湿后的湿空气再由风机12排出。冷却水通过循环水泵2抽出作为冷源为用户输出冷量。

发明内容

本发明的目的是提出一种变压密封式蒸发冷却制冷系统，以突破现有蒸发冷却系统冷却极限温度为新风入口露点温度的限制，扩大蒸发冷却制冷的应用范围。

本发明提出的变压密封式蒸发冷却制冷系统，包括：膨胀机、压缩机、密封式蒸发冷却装置、淋水喷头、循环水泵和减压阀，所述的密封式蒸发冷却装置由逆流式填料塔(或喷淋塔)的填料芯和压力容器组成，填料芯置于压力容器的中部；所述的压缩机与压力容器内填料芯上部的空间相连；所述的膨胀机与压力容器内填料芯下部的空间相连；所述的循环水泵置于低温冷源出与压力容器相连通的管路上；所述的淋水喷头置于压力容器内填料芯的上方，淋水喷头与低温冷源回相连；所述的减压阀置于补水入口。

本发明提出的变压密封式蒸发冷却系统，在原有蒸发冷却系统的基础上在湿空气入口处加入膨胀机，使湿空气膨胀降温后进入蒸发冷却系统，而后再将空气排入压缩机中恢复为大气压力后排出，整个制冷流程处于低压密封状态。其优势在于蒸发冷却的冷却极限温度将低于入口湿空气的露点温度，在干燥地区可以获得温度更低的冷源，对于湿度较大(露点温度较高)的地区，如西安、郑州、兰州甚至北京、天津等地也能独立使用蒸发冷却系统对环境除湿和降温，而使蒸发冷却这种经济、节能、环保的制冷技术适用范围变广。另一方面，本发明提出的制冷系统可以实现双温度冷源输出。其中低温冷源可以用于实现除湿，而中温冷源则可以用于实现降温，从而实现了“温度对口，梯级利用”的原则，提高了能源利用效率。

附图说明

图1是已有的蒸发冷却制冷系统的结构示意图。

图2是本发明提出的变压密封式蒸发冷却制冷系统的结构示意图。

图3～图9分别是本发明实施例的结构示意图。

图1～图9中，1是膨胀机，2是循环水泵，3是密封式蒸发冷却装置，4是填料芯，5是压力容器，6是淋水喷头，7是压缩机，8是减压阀，9是空气预冷器，10是换热器，11是回热器，12是风机。密封式蒸发冷却装置3由填料芯4与压力容器5组成。

具体实施方式

本发明提出的变压密封式蒸发冷却制冷系统，其结构如图2所示，包括：膨胀机1、压缩机7、密封式蒸发冷却装置3、淋水喷头6、循环水泵2和减压阀8，所述的密封式蒸发冷却装置3由填料芯4和压力容器5组成，填料芯4置于压力容器5的中部；所述的压缩机7与压力容器5内填料芯4上部的空间相连；所述的膨胀机1与压力容器5内填料芯4下部的空间相连；所述的循环水泵2置于低温冷源出与压力容器5相连通的管路上；所述的淋水喷头6置于压力容器5内填料芯4的上方，淋水喷头6与低温冷源回相连；所述的减压阀8置于补水入口。

本发明提出的变压密封式蒸发冷却制冷系统相较于图1所示的现有的蒸发冷却制冷系统，主要是在新风的入口增加了膨胀机1，同时在系统出口处增加了压缩机7以使排气恢复大气压力。整个循环处于低压密封状态下，用压力容器5实现。该系统是实现变压密封式蒸发冷却的最简单系统，适用于进口新风湿度较大，温度较低，并且只需要提供低于进口新风露点温度的低温冷源的场合。