[发明专利]一种同时产生冷水和冷风的间接蒸发制冷方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，尤其是涉及蒸发冷却式供冷的一种同时产生冷水和冷风的间接蒸发制冷方法及装置。

背景技术

根据载冷介质的不同，目前应用蒸发冷却技术主要有两种方式：产生冷风和产生冷水。其中利用蒸发冷却产生冷风的方式发展较早，比如(多级蒸发制冷空调机(ZL 99259083.3)，间接蒸发制冷空调机(ZL 99258508.2)等)，然而单独产生冷风时，由于系统只能是全空气系统，风道占用空间大，风机电耗高，这就限制了蒸发冷却技术应用的场合。在ZL 02100431.5“一种间接蒸发式供冷的方法及其装置”中报导以水为载冷介质的间接蒸发冷水机的发明及研制成功，利用间接蒸发冷却技术产生极限温度为进风露点温度的冷水，大幅度减少了介质输配的电耗，大大拓宽了蒸发冷却技术的应用领域。目前这项应用间接蒸发冷却产生冷水的技术已在中国新疆等西北干燥地区十多个示范工程中成功得应用。

然而，应用间接蒸发冷水机单独产生冷水时，由于热源温度水平的限制，比如产生的冷水仅送入室内末端来带走房间显热负荷时，由于回水温度低，使得冷水机喷淋水温低，进而排风参数低，从而限制了利用室外干空气制冷的效率。同时，由于采用间接蒸发冷却，同时存在风、水之间的显热换热过程和风、水之间的热湿交换过程。在热湿交换过程中，由于存在水吸收汽化潜热而蒸发进入空气的过程，空气的温度和含水量均变化，使得湿空气的等效比热容相对于空气干冷过程的比热容增加。满足匹配时的显热换热过程和热湿交换过程所要求的风、水流量比是不一致的。且由于饱和线的非线性，水表面饱和湿空气的等效比热容随水温的升高而升高，使得同一个热湿交换过程内部，为满足匹配各处的风、水流量比也应是不一致的。但由于现有间接蒸发冷水机流程结构的限制，很难同时解决热源温度低、显热换热和热湿交换过程的流量不匹配以及饱和线的非线性引起的不匹配等问题。本发明即针对上述各类不匹配的问题，同时结合建筑既需要冷水又需要新风的要求，提出一种新方法及装置-同时产生冷水和冷风的间接蒸发制冷方法及装置，通过中间抽取冷风的方式，使得显热换热过程和热湿交换过程同时满足匹配，且通过多级的结构解决饱和线的非线性，从而大幅度提高利用室外干空气制冷的效率，进一步节省了能源。利用此发明的装置，可以做成卧式，节省空间，同时，用户冷水系统还可做成闭式，从而彻底解决产生冷水的水质问题，进一步拓宽了间接蒸发冷却技术的应用领域。

发明内容

本发明的目的是提出一种同时产生冷水和冷风的间接蒸发制冷方法及装置。所述同时产生冷水和冷风的间接蒸发制冷方法，其特征在于，实现过程如下：室外新风首先进入由n级喷淋冷却模块3组成的蒸发冷却式热回收器1，吸收排风蒸发冷却过程产生的冷量，被冷却之后进入蒸发冷却器2，和蒸发冷却器2中自上而下的喷淋水直接接触进行蒸发冷却，蒸发冷却器2出风的一部分在送风机5的作用下作为低温的新风输出送到用户，一部分在排风机6的作用下被送入蒸发冷却式热回收器1，依次经过n级喷淋蒸发冷却，最终被排出室外；在蒸发冷却器2中，用户的冷水回水从出风侧的进水管14进入蒸发冷却器2，吸收外部喷淋水和空气蒸发冷却过程产生的冷量，被降温后由蒸发冷却器2进风侧的出水管13输出冷水；本方法利用空气-水热湿交换过程的湿空气等效比热容是空气-水显热换热过程中空气比热容的约3~5倍，为同时满足两个过程的匹配，通过间接蒸发冷却的方式同时制备出冷水和冷风；输出冷水的水温低于进风的湿球温度；当室外新风的含湿量变高时，送风机5和排风机6可安装在蒸发冷却式热回收器1和蒸发冷却器2之间，

所述送风机5和排风机6均设置变频器，通过调节送风机和排风机的变频器来调节二者的风量比，控制水温和出风参数；同时通过送风和排风的风量调节，达到调节水温和出风状态，而适应室外新风工况变化的情况。

所述蒸发冷却式热回收器1可用n级喷淋冷却模块3串联组成，其中n可取1～10。

所述在蒸发冷却式热回收器1中，循环喷淋水在水泵4的作用下在排风侧循环喷淋，和排风直接接触进行蒸发冷却产生冷量用于新风的降温；

所述蒸发冷却式热回收中每级喷淋冷却模块3可由两种方式实现，一种方式为利用直接喷淋模块9和空气冷却器8组合的结构来实现，排风经过直接喷淋模块9和水接触进行蒸发冷却产生冷水，被冷水泵4送入空气冷却器8，来冷却进入空气冷却器8的进风；另一种方式是采用内冷式间接蒸发冷却模块12或n级喷淋冷却模块3实现，在冷却模块内设置相邻的排风通道和进风通道，循环喷淋水在冷水泵4的作用下在排风通道内部喷淋，和排风接触进行蒸发冷却来冷却进风通道内的进风。