一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统的制作方法

1.本实用新型属于空调设备技术领域，涉及一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统。


背景技术：

2.空调能耗在建筑能耗中占比最多，是节能减排的主要方向之一，如何降低空调能耗，达到制冷效果，成为目前热点问题之一。间接蒸发冷水机组已经被广泛应用，在传统外冷式间接蒸发冷水机组应用的过程中经常遇到部件空气冷却器因放水不彻底被冻坏的情况，为了解决此种问题，本文提出一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，能实现机组全年不冻运行。
4.本实用新型所采用的技术方案是，一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，包括机组壳体，机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口，机组壳体内中间位置处设置有直接蒸发冷却器，机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口，机组壳体内位于直接蒸发冷却器两侧对应进风口的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b、竖直管间接空气-水换热器b和乙二醇空气冷却器a、竖直管间接空气-水换热器a，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a、板式换热器b和用户末端，板式换热器a、板式换热器b分别和用户末端通过管道形成循环回路，板式换热器a还通过管道连接直接蒸发冷却器，板式换热器b还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a、乙二醇空气冷却器b形成循环回路，竖直管间接空气-水换热器b、竖直管间接空气-水换热器a和直接蒸发冷却器还通过管道形成循环回路。
5.优选地，直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口上方位置处的填料，填料上方由下到上依次设置有喷淋装置a、喷淋装置b、挡水板以及排风机，还包括设置在机组壳体底部的水箱，水箱分别通过供水管、供水管a、供水管b连接板式换热器a、竖直管间接空气-水换热器a、竖直管间接空气-水换热器b，板式换热器a还通过管道g1连接喷淋装置b，竖直管间接空气-水换热器a和竖直管间接空气-水换热器b的出口共同连接喷淋装置a。
6.本实用新型所采用的另一种技术方案是，一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，包括机组壳体，机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口，机组壳体内中间位置处设置有直接蒸发冷却器，机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口，机组壳体内位于直接蒸发冷却器两侧对应进风口的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b、竖直管间接空气-水换热器b和乙二醇空气冷却器a、竖直管间接空气-水换热器a，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a、板式换热器b和用户末端，板式换热器a、板式换热器b分别和用户末端通过管道形成循环回路，板式换热器a还通过供水管连接直接蒸发冷却器，板式换热器b还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a、乙二醇空气
冷却器b形成循环回路，竖直管间接空气-水换热器b、竖直管间接空气-水换热器a还分别通过供水管b和供水管a连接板式换热器a。
7.优选地，直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口上方位置处的填料，填料上方由下到上依次设置有喷淋装置a、挡水板以及排风机，还包括设置在机组壳体底部的水箱，水箱通过供水管连接板式换热器a。
8.优选地，板式换热器a通过管道g2连接用户末端的入口，用户末端的出口通过管道g3连接板式换热器a；
9.板式换热器b通过管道g4汇集到管道g2上连接用户末端的入口，用户末端的出口通过管道g5连接板式换热器b，乙二醇空气冷却器a、乙二醇空气冷却器b的入口分别通过管道g6、管道g7汇集之后连接至板式换热器b，乙二醇空气冷却器a、乙二醇空气冷却器b的出口分别通过管道g8、管道g9汇集之后连接至板式换热器b。
10.优选地，竖直管间接空气-水换热器b和竖直管间接空气-水换热器a的结构相同，均包括呈上下对称设置的集水器和分水器，集水器和分水器之间连接有多个竖直金属管，多个竖直金属管上穿插有翅片，集水器和分水器上分别设置有出水口和进水口，竖直管间接空气-水换热器b和竖直管间接空气-水换热器a的出水口共同连接喷淋装置a，竖直管间接空气-水换热器b和竖直管间接空气-水换热器a的进水口分别连接供水管b和供水管a。
11.优选地，供水管上设置有供水泵，管道g8和管道g9汇集之后与板式换热器b的连接处设置有循环水泵b，管道g4和管道g2汇集之后与用户末端的入口连接处设置有循环水泵a。
12.优选地，管道g3、管道g2、管道g4、管道g5上分别设置有水阀a、水阀b、水阀c、水阀。
13.本实用新型的有益效果是
14.1)本实用新型的竖直管间接空气-水换热器采用集分水器及立管形式，在放水时可以将换热器中的水排放干净，在冬季不会冻裂管道。
15.2)竖直管间接空气-水换热器的集水器进水口下方设制有排水阀，用来冬天排除管子内部的水以防止冻裂。
16.3)本实用新型的间接冷水机组配置乙二醇空气冷却器，能够在零下温度环境进行运行供冷，实现全年供冷需求。
17.4)本实用新型的竖直管间接空气-水换热器分水器上部连接独立的喷淋装置，可独立喷淋。
附图说明
18.图1是本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统的一种实施结构图；
19.图2是本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统的第二种实施结构图；
20.图3是本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统中竖直管间接空气-水换热器的结构示意图；
21.图4是本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统中竖直管间接空气-水换热器的截面图。
22.图中，1.排风机，2.挡水板，3.喷淋装置a，4.填料，5.竖直管间接空气-水换热器a，6.乙二醇空气冷却器a，7.水箱，8.乙二醇空气冷却器b，9.竖直管间接空气-水换热器b，10.喷淋装置b，11.供水管，12.供水管a，13.供水管b，14.板式换热器a，15.板式换热器b，16.水阀a，17.水阀b，18.水阀c，19.水阀d，20.循环水泵a，21.用户末端，22.循环水泵b，23.出水口，24.集水器，25.翅片，26.竖直金属管，27.分水器，28.进水口，29.进风口，30.排风口，31.供水泵。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
24.本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其结构如图1所示，包括机组壳体，机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口29，机组壳体内中间位置处设置有直接蒸发冷却器，机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口30，机组壳体内位于直接蒸发冷却器两侧对应进风口29的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b8、竖直管间接空气-水换热器b9和乙二醇空气冷却器a6、竖直管间接空气-水换热器a5，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a14、板式换热器b15和用户末端21，板式换热器a14、板式换热器b15分别和用户末端21通过管道形成循环回路，板式换热器a14还通过管道连接直接蒸发冷却器，板式换热器b15还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8形成循环回路，竖直管间接空气-水换热器b9、竖直管间接空气-水换热器a5和直接蒸发冷却器还通过管道形成循环回路。直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口29上方位置处的填料4，填料4上方由下到上依次设置有喷淋装置a3、喷淋装置b10、挡水板2以及排风机1，还包括设置在机组壳体底部的水箱7，水箱7分别通过供水管11、供水管a12、供水管b13连接板式换热器a14、竖直管间接空气-水换热器a5、竖直管间接空气-水换热器b9，板式换热器a14还通过管道g1连接喷淋装置b10，竖直管间接空气-水换热器a5和竖直管间接空气-水换热器b9的出口共同连接喷淋装置a3。板式换热器a14通过管道g2连接用户末端21的入口，用户末端21的出口通过管道g3连接板式换热器a14；板式换热器b15通过管道g4汇集到管道g2上连接用户末端21的入口，用户末端21的出口通过管道g5连接板式换热器b15，乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8的入口分别通过管道g6、管道g7汇集之后连接至板式换热器b15，乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8的出口分别通过管道g8、管道g9汇集之后连接至板式换热器b15。如图3-4所示，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的结构相同，均包括呈上下对称设置的集水器24和分水器27，集水器24和分水器27之间连接有多个竖直金属管26，多个竖直金属管26上穿插有翅片25，集水器24和分水器27上分别设置有出水口23和进水口28，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的出水口23共同连接喷淋装置a3，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的进水口28分别连接供水管b13和供水管a12。供水管11上设置有供水泵31，管道g8和管道g9汇集之后与板式换热器b15的连接处设置有循环水泵b22，管道g4和管道g2汇集之后与用户末端21的入口连接处设置有循环水泵a20。管道g3、管道g2、管道g4、管道g5上分别设置有水阀a16、水阀b17、水阀c18、水阀19。
25.本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其结构如图2所示，包括机组壳体，机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口29，机组壳体内中间位置处
设置有直接蒸发冷却器，机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口30，机组壳体内位于直接蒸发冷却器两侧对应进风口29的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b8、竖直管间接空气-水换热器b9和乙二醇空气冷却器a6、竖直管间接空气-水换热器a5，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a14、板式换热器b15和用户末端21，板式换热器a14、板式换热器b15分别和用户末端21通过管道形成循环回路，板式换热器a14还通过供水管11连接直接蒸发冷却器，板式换热器b15还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8形成循环回路，竖直管间接空气-水换热器b9、竖直管间接空气-水换热器a5还分别通过供水管b13和供水管a12连接板式换热器a14。直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口29上方位置处的填料4，填料4上方由下到上依次设置有喷淋装置a3、挡水板2以及排风机1，还包括设置在机组壳体底部的水箱7，水箱7通过供水管11连接板式换热器a14。板式换热器a14通过管道g2连接用户末端21的入口，用户末端21的出口通过管道g3连接板式换热器a14；板式换热器b15通过管道g4汇集到管道g2上连接用户末端21的入口，用户末端21的出口通过管道g5连接板式换热器b15，乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8的入口分别通过管道g6、管道g7汇集之后连接至板式换热器b15，乙二醇空气冷却器a6、乙二醇空气冷却器b8的出口分别通过管道g8、管道g9汇集之后连接至板式换热器b15。如图3-4所示，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的结构相同，均包括呈上下对称设置的集水器24和分水器27，集水器24和分水器27之间连接有多个竖直金属管26，多个竖直金属管26上穿插有翅片25，集水器24和分水器27上分别设置有出水口23和进水口28，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的出水口23共同连接喷淋装置a3，竖直管间接空气-水换热器b9和竖直管间接空气-水换热器a5的进水口28分别连接供水管b13和供水管a12。供水管11上设置有供水泵31，管道g8和管道g9汇集之后与板式换热器b15的连接处设置有循环水泵b22，管道g4和管道g2汇集之后与用户末端21的入口连接处设置有循环水泵a20。管道g3、管道g2、管道g4、管道g5上分别设置有水阀a16、水阀b17、水阀c18、水阀19。
26.本实用新型一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统的工作原理具体如下：
27.1)零度以上机组工作过程：
28.水阀a16和水阀b17开启，水阀c18和水阀d19关闭，循环水泵a20开启，循环水泵b22关闭，乙二醇空气冷却器不运行。
29.室外空气经过竖直管间接空气-水换热器a5和竖直管间接空气-水换热器b9等湿冷却后进入填料4与淋水进行热湿交换后经由排风机1排出室外，经过冷却后的冷水进入水箱7；水箱7里的冷水有两种途径，第一种，如图1所示，一部分输送到竖直管间接空气-水换热器a5和竖直管间接空气-水换热器b9与室外空气进行换热后再到喷淋装置a3进行喷淋，另外一部分经供水泵11输送到板式换热器14与来自用户末端21的回水进行换热后再经由喷淋装置b10进行喷淋；第二种情况，如图2所示，所有冷水在供水泵11的作用下输送到板式换热器14与来自用户末端21的回水进行换热后再经由竖直管间接空气-水换热器a5和竖直管间接空气-水换热器b9与室外空气进行换热后再到喷淋装置a3进行喷淋。来自用户末端21的回水在板式换热器14与冷水进行换热冷却后在循环水泵a20的作用下输送到用户末端21吸取用户热量，以此循环。
30.2)零度以上机组工作过程：
31.水阀a16和水阀b17关闭，水阀c18和水阀d19开启，循环水泵a20开启，循环水泵b22开启，供水泵11关闭，只运行乙二醇空气冷却器系统。
32.零度以下的室外空气在排风机1作用下经过乙二醇空气冷却器a6和乙二醇空气冷却器b8进行换热，将冷却后的乙二醇溶液在循环水泵b22的作用下输送到板式换热器15与来自用户末端21的回水进行换热，然后再回到乙二醇空气冷却器a6和乙二醇空气冷却器b8进行换热冷却，以此循环；来自用户末端21的回水在板式换热器15与乙二醇溶液进行换热冷却后在循环水泵a20的作用下输送到用户末端21吸取用户热量，以此循环。

技术特征：
1.一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，包括机组壳体，所述机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口(29)，所述机组壳体内中间位置处设置有直接蒸发冷却器，所述机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口(30)，所述机组壳体内位于所述直接蒸发冷却器两侧对应进风口(29)的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b(8)、竖直管间接空气-水换热器b(9)和乙二醇空气冷却器a(6)、竖直管间接空气-水换热器a(5)，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a(14)、板式换热器b(15)和用户末端(21)，所述板式换热器a(14)、板式换热器b(15)分别和用户末端(21)通过管道形成循环回路，所述板式换热器a(14)还通过管道连接所述直接蒸发冷却器，所述板式换热器b(15)还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a(6)、乙二醇空气冷却器b(8)形成循环回路，所述竖直管间接空气-水换热器b(9)、竖直管间接空气-水换热器a(5)和直接蒸发冷却器还通过管道形成循环回路。2.根据权利要求1所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口(29)上方位置处的填料(4)，所述填料(4)上方由下到上依次设置有喷淋装置a(3)、喷淋装置b(10)、挡水板(2)以及排风机(1)，还包括设置在机组壳体底部的水箱(7)，所述水箱(7)分别通过供水管(11)、供水管a(12)、供水管b(13)连接所述板式换热器a(14)、竖直管间接空气-水换热器a(5)、竖直管间接空气-水换热器b(9)，所述板式换热器a(14)还通过管道g1连接所述喷淋装置b(10)，所述竖直管间接空气-水换热器a(5)和竖直管间接空气-水换热器b(9)的出口共同连接所述喷淋装置a(3)。3.一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，包括机组壳体，所述机组壳体相对应的两侧壁下方设置有进风口(29)，所述机组壳体内中间位置处设置有直接蒸发冷却器，所述机组壳体顶部对应直接蒸发冷却器的位置处设置有排风口(30)，所述机组壳体内位于所述直接蒸发冷却器两侧对应进风口(29)的位置处按照进风方向呈对称分别设置有乙二醇空气冷却器b(8)、竖直管间接空气-水换热器b(9)和乙二醇空气冷却器a(6)、竖直管间接空气-水换热器a(5)，还包括设置在机组壳体外部的板式换热器a(14)、板式换热器b(15)和用户末端(21)，所述板式换热器a(14)、板式换热器b(15)分别和用户末端(21)通过管道形成循环回路，所述板式换热器a(14)还通过供水管(11)连接所述直接蒸发冷却器，所述板式换热器b(15)还通过管道分别和乙二醇空气冷却器a(6)、乙二醇空气冷却器b(8)形成循环回路，所述竖直管间接空气-水换热器b(9)、竖直管间接空气-水换热器a(5)还分别通过供水管b(13)和供水管a(12)连接所述板式换热器a(14)。4.根据权利要求3所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器包括机组壳体中间对应进风口(29)上方位置处的填料(4)，所述填料(4)上方由下到上依次设置有喷淋装置a(3)、挡水板(2)以及排风机(1)，还包括设置在机组壳体底部的水箱(7)，水箱(7)通过供水管(11)连接所述板式换热器a(14)。5.根据权利要求2或4所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述板式换热器a(14)通过管道g2连接所述用户末端(21)的入口，所述用户末端(21)的出口通过管道g3连接所述板式换热器a(14)；所述板式换热器b(15)通过管道g4汇集到管道g2上连接所述用户末端(21)的入口，所述用户末端(21)的出口通过管道g5连接所述板式换热器b(15)，所述乙二醇空气冷却器a
(6)、乙二醇空气冷却器b(8)的入口分别通过管道g6、管道g7汇集之后连接至所述板式换热器b(15)，所述乙二醇空气冷却器a(6)、乙二醇空气冷却器b(8)的出口分别通过管道g8、管道g9汇集之后连接至所述板式换热器b(15)。6.根据权利要求5所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述竖直管间接空气-水换热器b(9)和竖直管间接空气-水换热器a(5)的结构相同，均包括呈上下对称设置的集水器(24)和分水器(27)，所述集水器(24)和分水器(27)之间连接有多个竖直金属管(26)，多个所述竖直金属管(26)上穿插有翅片(25)，所述集水器(24)和分水器(27)上分别设置有出水口(23)和进水口(28)，所述竖直管间接空气-水换热器b(9)和竖直管间接空气-水换热器a(5)的出水口(23)共同连接所述喷淋装置a(3)，所述竖直管间接空气-水换热器b(9)和竖直管间接空气-水换热器a(5)的进水口(28)分别连接所述供水管b(13)和供水管a(12)。7.根据权利要求6所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述供水管(11)上设置有供水泵(31)，所述管道g8和管道g9汇集之后与板式换热器b(15)的连接处设置有循环水泵b(22)，所述管道g4和管道g2汇集之后与所述用户末端(21)的入口连接处设置有循环水泵a(20)。8.根据权利要求7所述的一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，其特征在于，所述管道g3、管道g2、管道g4、管道g5上分别设置有水阀a(16)、水阀b(17)、水阀c(18)、水阀(19)。

技术总结
本实用新型公开了一种利用自然冷源及干空气能的全年防冻空调系统，包括乙二醇空气冷却器，竖直管间接空气-水换热器，淋水装置，填料和排风机，水箱等。竖直管间接空气-水换热器是由集水器、分水器、翅片以及竖直金属管组成；竖直金属管上穿插有翅片，分水器上设制有进水口，集水器上设制有出水口；竖直管间接空气-水换热器管内流通的水可以是从机组制取的冷水分流而来，也可以是从板式换热器换热后的冷水。竖直管间接空气-水换热器的集水器进水口下方设制有排水阀，用来冬天排除管子内部的水以防止冻裂。该间接蒸发冷水机组可以配置乙二醇空气冷却器，应用在数据中心温度在零下的时候运行供冷防冻。候运行供冷防冻。候运行供冷防冻。


技术研发人员：孙铁柱 周理 严锦程
受保护的技术使用者：新疆华奕新能源科技有限公司
技术研发日：2021.09.17
技术公布日：2022/5/25