CN204830268U

CN204830268U - 表冷器及具有该表冷器的复合式水蒸发冷水机组

Info

Publication number: CN204830268U
Application number: CN201520444283.9U
Authority: CN
Inventors: 于优城; 李民柱; 张爱武
Original assignee: SHAANXI URSTAR ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHAANXI URSTAR ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2025-06-25

Abstract

本实用新型涉及一种表冷器，其具有入水笛管、出水笛管和多组排管，所述入水笛管上设置有入水口，所述出水笛管上设置有出水口，其中，所述入水笛管和所述出水笛管中的一者的上端端头处设置有表冷器排气装置，所述入水笛管和所述出水笛管中的另一者的下端端头处设置有表冷器排水装置。通过在特定位置处设置排气装置和排水装置，使得本实用新型的表冷器能够方便地排空管路内部的存水。本实用新型还涉及具有上述表冷器的复合式水蒸发冷水机组。

Description

表冷器及具有该表冷器的复合式水蒸发冷水机组

技术领域

本实用新型涉及一种表冷器。进一步地，本实用新型还涉及具有该表冷器的复合式水蒸发冷水机组。

背景技术

蒸发冷却技术是一项利用水蒸发吸热实现制冷的技术，该技术主要是利用水在空气中蒸发时带走热量的现象来工作的。由于受限于空气的湿度，蒸发冷却制冷技术主要适用于干旱/半干旱地区。

水蒸发冷水机组通常包括直接蒸发冷却段和间接蒸发冷却段，其中，直接蒸发冷却段即是机组制取冷水的核心部分，而间接蒸发冷却段是对空气进行过滤和冷却处理的关键部件。典型地，直接蒸发冷却段和间接蒸发冷却段中均包括独立的蒸发冷却***，因而都包括风机、喷淋装置、填料、水箱、水泵、以及必要的管路等。这种典型的结构例如在CN203116197U、CN202709355U、CN203116206U、CN202709356U等专利文献中被公开。

这种典型的间接蒸发冷却段中，其蒸发冷却***通过二次空气(仅在间接蒸发冷却段中进行热湿交换并随后被排出机组的空气)制取的冷水仅用于通过空气冷却装置对一次空气(进入直接蒸发冷却段的空气)进行冷却，这不但造成了间接蒸发冷却段的结构复杂、体积庞大、功耗较大，而且对水的耗费量也比较大，这对于机组在干旱/半干旱地区的运行来说不够经济环保。

由于此类机组主要用在干旱/半干旱地区，在冬季低温时机组不工作，并且需要排空其中的存水以防冻裂。虽然表冷器作为空气冷却装置在现有技术中已十分常见，但目前的表冷器往往都存在难以自动排空存水等问题，导致其较少用于上述水蒸发冷却机组。

另外，上述典型的水蒸发冷水机组中，用户回水(输出至用户的机组冷水在执行热交换后返回机组时的水)被直接输送至喷淋装置进行喷洒，继而进行蒸发冷却降温。由于用户回水的温度仍然明显低于当地当时的室外气温，直接返回喷淋装置使得对用户回水的冷水温度的利用率较低。

实用新型内容

鉴于上述技术现状，本实用新型的第一方面的目的在于提供一种表冷器，其能在需要时自动排空管路中的存水。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种表冷器，其具有入水笛管、出水笛管和多组排管，所述入水笛管上设置有入水口，所述出水笛管上设置有出水口，其中，所述入水笛管和所述出水笛管中的一者的上端端头处设置有表冷器排气装置，所述入水笛管和所述出水笛管中的另一者的下端端头处设置有表冷器排水装置。

优选地，所述表冷器排气装置包括排气管和安装在所述排气管上的排气阀，所述表冷器排水装置包括排水管和安装在所述排水管上的排水阀。

优选地，所述排水阀和/或所述排气阀为手动阀。

优选地，所述排管自所述入水笛管向下倾斜地朝向所述出水笛管排列，并从底部引出至出水笛管，使得所述排管中的水能够全部自流至所述出水笛管中；且，所述表冷器排气装置设置在入水笛管的上端端头处，所述表冷器排水装置设置在出水笛管的下端端头处。

优选地，所述向下倾斜为45度倾斜。

通过在特定位置处设置排气装置和排水装置，使得本实用新型的表冷器能够方便地排空管路内部的存水。特别地，通过排管的排列方向的改变并结合排气装置、排水装置的特定位置，使得可以仅通过打开排气装置和排水装置，便能在没有外力的情况下使表冷器内部的存水自流排空。

本实用新型的第二方面的目的在于提供一种复合式水蒸发冷水机组，其采用上述的表冷器作为空气冷却装置。

具体地，一种复合式水蒸发冷水机组，其包括冷却段和直接蒸发段，所述冷却段中具有至少一个空气冷却装置，所述直接蒸发段中具有填料、位于填料上方的喷淋装置和位于填料下方的水箱；其中，所述空气冷却装置中的至少之一采用上述的表冷器。

优选地，所述空气冷却装置不包括间接蒸发冷却装置。

优选地，所述机组设有机组冷水输出装置和用户回水输入装置，所述机组冷水输出装置用于将机组冷水输出至用户，所述用户回水输入装置用于将用户回水接入机组，并且其中，所述表冷器中的至少之一的入水口与所述用户回水输入装置连通，且出水口与所述喷淋装置连通。

优选地，所述空气冷却装置包括至少第一表冷器和第二表冷器，且第一表冷器和第二表冷器的出水口均与所述喷淋装置连通；其中，至少所述第一表冷器的入水口连通至所述用户回水输入装置；或者，仅所述第一表冷器的入水口连通至所述用户回水输入装置，且所述第一表冷器以外的表冷器的入水口连通至所述水箱。

优选地，所述机组的冷却段和直接蒸发段均为模块化构造。

本实用新型的复合式水蒸发冷水机组采用前述的表冷器，能够在冬季低温时方便地排空表冷器中的存水。而优选不采用间接蒸发冷却装置的机组配置，还使机组耗水量减少；将用户回水先接入表冷器再送往喷淋装置，则可以更高效地利用机组冷水的低温特性，节省能源。

附图说明

以下将参照附图对本实用新型的复合式水蒸发冷水机组的冷却段优选实施方式进行描述。图中：

图1为本实用新型的表冷器的正面视图；

图2为图1的表冷器的右视图；

图3为图1的表冷器的左视图；

图4为图1的表冷器的俯视图；

图5为本实用新型的复合式水蒸发冷水机组的整体结构的透视图；

图6为图5的复合式水蒸发冷水机组的侧视图；

图7为沿图6中的A-A截取的剖视图；

图8为图5的复合式水蒸发冷水机组的后视图；以及

图9为图7中右过滤冷却段的放大视图，其中示出了表冷器排气装置和表冷器排水装置。

图中，1-左过滤冷却段底座，2-左过滤冷却段框架，3、21-第一空气过滤装置，4、25-表冷器支架，5、22-第二空气过滤装置，6、23-第一空气冷却装置(低温表冷器)，7、24-第二空气冷却装置(高温表冷器)，8-检修梯，9-水箱直接段框架，10-第一填料，11-风机直接段框架，12-第二填料，13-护栏，14-喷淋装置，15-挡水板，16-风机直接段安全护栏，17-风机分流罩，18-机组排风机，19-检修稳压区，20-右过滤冷却段框架，26-右过滤冷却段底座，28-水箱直接段底座，29-风机直接段检修门，30-风机直接段检修梯，31-用户回水输入法兰，32-机组冷水输出法兰，33-可拆卸保温墙板，34-风机直接段检修平台，35-风机直接段保温墙板，36-水箱直接段保温墙板，37-检修门，44-表冷器排气装置，45-表冷器排水装置，46-水箱，60-空气出口，65-入水笛管，66-出水笛管，67-入水口，68-出水口，69-排管，70-排气口，71-排水口，110-左过滤冷却段，120-右过滤冷却段，130-水箱直接段，140-风机直接段。

具体实施方式

需要说明的是，本说明书中对于“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等方位词的使用，仅仅是出于方便说明的目的，而不意味着根据本实用新型的复合式水蒸发冷水机组的各部件和/或元件必须按照所描述的方位关系加以实施。

首先参见图1-4，根据本实用新型的表冷器包括入水笛管65、出水笛管66和多组排管69，其中，入水笛管65上设置有入水口67，出水笛管66上设置有出水口68。在表冷器处于工作状态时，各笛管大致沿竖直方向布置。在图示的实施方式中，入水口67设置在入水笛管65的上部，出水口68设置在出水笛管66的下部。替代地，入水口和出水口可以设置在相应的笛管的其它任意位置处。

作为本实用新型的第一方面的改进，所述表冷器设置有表冷器排空***。具体地，在入水笛管65和出水笛管66的任一者的上端端头处设置有排气口70，在另一者的下端端头处设置有排水口71。排气口70处可以外接排气管和安装在排气管上的排气阀(例如手动阀)，从而构成表冷器排气装置。排水口71处可以外接排水管和安装在排水管上的排水阀(例如手动阀)，从而构成表冷器排水装置。表冷器排气装置和表冷器排水装置共同构成表冷器排空***。

在需要排空表冷器中的存水时，可以使排气阀和排水阀均保持打开状态，于是表冷器中的存水便可以在外界空气的压力下自动排干。

另外，表冷器排气装置还可单独起到如下作用：有效地排除表冷器中的空气、减小水的张力，从而在机组运行中起到防止气堵的作用。

为了尽可能充分地排干表冷器中的存水，本实用新型的表冷器的排管69做如下设置：其自所述入水笛管65向下倾斜地朝向所述出水笛管66排列，并从底部引出至出水笛管66，使得所述排管69中的水能够全部自流至所述出水笛管66中。上述设置可由图2看出，即从表冷器的端板看时，各排管的迂回部按相同的方向排列，均为自入水笛管65朝向出水笛管66向下倾斜排列(不同于现有技术中常见的W排列)，优选以45度倾斜排列。由于各排管是在入水笛管65和出水笛管66之间迂回布置的，其包括多个水平的直管部和多个迂回部，将多个迂回部布置成按同一方向倾斜，即可保证水从排管的一端自动流到另一端且没有死角。

当排管如上设置时，所述表冷器排气装置设置在入水笛管65的上端端头处，所述表冷器排水装置设置在出水笛管66的下端端头处。由此，当排气阀和排水阀都保持开启状态时，表冷器中的水可以完全自流排空，而不需要任何外力。

作为本实用新型的第二方面的改进，提供了一种复合式水蒸发冷水机组，其采用上述的表冷器作为空气冷却装置。

本实用新型的复合式水蒸发冷水机组总体上包括用于对空气进行过滤、冷却的过滤冷却段以及用于对水进行蒸发降温的直接段。

过滤冷却段中具有空气过滤装置(优选包括第一空气过滤装置3、第二空气过滤装置5)和空气冷却装置(优选包括第一空气冷却装置6、第二空气冷却装置7，优选采用本实用新型的表冷器，分别用作高温表冷器、低温表冷器)。直接段中具有填料(优选包括第一填料10、第二填料12，例如斜折波填料)，位于填料上方的喷淋装置14和位于填料下方的水箱46(见图3)。在图示的优选实施方式中，直接段的顶部还包括机组排风机18。

由于采用高温表冷器和/或低温表冷器对空气进行降温以及采用填料对水介质进行降温，因此该机组构成复合式水蒸发冷水机组。

在图示的优选实例中，过滤冷却段具体包括位于直接段两侧的左过滤冷却段110和右过滤冷却段120。优选地，左过滤冷却段110和右过滤冷却段120的结构和功能是相同，并且对称地布置在直接段的左右两侧。在图示的优选实例中，直接段具体包括水箱直接段130和风机直接段140。

然而，可以想象的是，机组可以包括至少一个过滤冷却段(例如一个，两个或三个)，其布置在直接段的旁侧，例如布置在直接段的一侧、两侧、甚至三侧。

替代地，过滤冷却段也可以分为过滤段和冷却段两段。其中，各空气过滤装置设置在过滤段中，各空气冷却装置设置在冷却段中。对于本领域的技术人员来说，这种结构也是可行的。

在图示的优选实施方式的冷水机组运行时，机组排风机18运转，将空气从过滤冷却段110、120的空气入口吸入机组中，并顺次经过空气过滤装置、空气冷却装置、填料，最终经机组排风机18排出机组；同时，喷淋装置14向填料喷水，水沿填料表面以水膜的形式向下流动，并在填料中与自下而上流动的空气发生热湿交换，使水蒸发，同时蒸发吸收热量，从而使水的温度降低。降温后的水存储在水箱46中，以用于部分地输送到用户端的负载(例如风机盘管或空气处理机组)进行致冷或空气处理，和/或用于部分地输送到机组内的空气冷却装置。

本实用新型的冷却段中，所述空气冷却装置不采用间接蒸发冷却装置，以减少水的损耗，这对于适于在干旱/半干旱地区使用的冷水机组而言尤为重要。

优选地，本实用新型的冷却段中的空气冷却装置(优选为本实用新型的表冷器)利用用户回水对空气进行冷却。由于机组制出的冷水输送到用户端(例如空调的风机盘管或空气处理机组)进行热交换后，其水温不可能升高到热交换前的空气温度(可等同于当地当时的室外气温)，因此，其返回至机组时(即用户回水)的温度仍然明显低于当地当时的室外气温，因而用来对进入机组的空气进行冷却是可行的。

优选地，第一表冷器6采用用户回水作为冷却介质，第二表冷器7采用机组冷水作为冷却介质。这些冷却介质离开空气冷却装置后全部送入机组的喷淋装置，从而形成水路循环。优选地，用户回水全部送入第一表冷器6作为冷却介质，各表冷器的冷却介质全部送入喷淋装置，并且是喷淋装置中的水的全部来源。

根据本实用新型的又一方面，所述复合式水蒸发冷水机组为模块化结构，即，所述机组由各部件模块组成。具体地，所述机组包括：至少一个过滤冷却段模块，水箱直接段模块和风机直接段模块。所述过滤冷却段模块布置在所述水箱直接段模块的旁侧，所述风机直接段模块布置在所述水箱直接段模块的上方。图示的优选实施方式中，机组包括两个过滤冷却段模块，分别布置在水箱直接段模块的两侧，优选在左右两侧对称布置。

下面详细描述左、右过滤冷却段的结构以便说明本实用新型的表冷器在机组中的安装位置和工作方式。

左过滤冷却段110优选具有大致长方体的外形结构，其包括底座1(例如由槽钢制成的底座)和左过滤冷却段框架2，用于支撑和固定各组成部分。底座1和框架2可以分体构造，也可以一体构造。

在图示的实例中，左过滤冷却段110还包括自空气入口处由外向内依次布置的空气过滤装置和空气冷却装置。如前所述，空气过滤装置和空气冷却装置也可以被分别设置在两个不同的部件(即，过滤段和冷却段)中。

优选地，空气过滤装置包括第一空气过滤装置3(优选为空气过滤网，例如可拆卸空气过滤网)和第二空气过滤装置5(优选为袋式过滤器，例如可拆卸袋式过滤器)。

另外优选地，空气冷却装置包括第一空气冷却装置6(即第一表冷器)和第二空气冷却装置7(即第二表冷器)。

优选为空气过滤网的第一空气过滤装置3设置在外侧壁上的空气入口处。室外空气首先经过空气过滤网3以便过滤掉空气中的较大颗粒和树叶之类的杂物，然后经过优选为袋式过滤器的第二空气过滤装置5以便过滤掉空气中的细小颗粒(例如灰尘、花粉等)。可以想象的是，空气过滤装置还可以包括更多的(例如第三、第四……)空气过滤装置。

经过过滤的空气随后顺次进入第一空气冷却装置(例如高温表冷器)6和第二空气冷却装置(例如低温表冷器)7以便进行降温，之后经另一侧壁上的空气出口60进入水箱直接段130。可以想象的是，空气冷却装置还可以包括更多的(例如第三、第四……)空气冷却装置(表冷器)。

可选地，左过滤冷却段110可以包括冷却器支架(例如高低温表冷器支架)4，以用于固定和支撑各空气冷却器6、7，并用于匹配各空气冷却器与空气过滤装置和/或与空气出口60的相对位置关系。优选地，第二空气过滤装置5、第一和第二空气冷却装置6和7、以及空气出口60大致等高地设置。

右过滤冷却段120的结构优选可以与左过滤冷却段110的结构基本上对称，二者的功能则实质上相同。对应地，右过滤冷却段120优选具有大致长方体的外形结构，其包括底座26(例如由槽钢制成的底座)、右过滤冷却段框架20。底座26和框架20可以分体构造，也可以一体构造。右过滤冷却段120也包括空气过滤装置和空气冷却装置。空气过滤装置优选包括第一空气过滤装置21(优选为空气过滤网，例如可拆卸空气过滤网)、第二空气过滤装置22(优选为袋式过滤器，例如可拆卸袋式过滤器)，空气冷却装置优选包括第一空气冷却装置23(优选为表冷器，例如交叉式表冷器)和第二空气冷却装置24(优选为表冷器，例如交叉式低温表冷器)。右过滤冷却段120可选地也包括冷却器支架(例如高低温表冷器支架)25。

图9示出了表冷器自动排空***。所述表冷器自动排空***包括表冷器排水装置45。如图所示，表冷器排水装置45设置在表冷器的底部，以用于在需要时排空表冷器中的存水(例如靠水自动流出)。所述表冷器自动排空***还包括表冷器排气装置44。如图所示，表冷器排气装置44设置在表冷器的顶部。

本领域的技术人员容易想到的是，各表冷器23、24和6、7的任意之一都可以有选择地采用本实用新型的表冷器，也有选择地设置表冷器排气装置44和/或表冷器排水装置45。

此外，在左过滤冷却段110和右过滤冷却段120的各侧壁(除了空气入口和出口外)、顶壁、优选还有底壁处还设置有保温墙板，以隔绝外界热空气进入。可以想到的是，过滤冷却段与水箱直接段对接的侧壁可以不设置保温墙板。保温墙板可以选用例如绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(简称XPS)保温板、聚氨酯保温板等。本机组优选使用的保温板结构是：内板为镀锌板，外板为彩钢板，中间挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，其保温效果好，强度高。优选地，前、后侧壁处的保温墙板为可拆卸保温墙板33(如图8所示)，以便于机组维修人员检修左、右过滤冷却段。

机组工作原理：

高温干空气在风机直接段140的风机负压下，从过滤冷却段(例如左过滤冷却段110和右过滤冷却段120)被吸入。经过空气过滤装置(例如优选包括可拆卸空气过滤网3、21和袋式过滤器5、22)过滤后的洁净高温干空气进入空气冷却装置(优选为表冷器，并且优选包括高温表冷器6、23和低温表冷器7、24)，并与表冷器中的水进行热交换，使干空气的温度降低(优选逐级降低)。同时，水通过喷淋装置14被连续地喷洒到第二填料(优选为斜折波PVC填料)12顶面上，并向下顺次流经第二填料12和第一填料(优选为斜折波PVC填料)10，并最终滴落到水箱46中。降低温度后的干空气被吸入水箱直接段130中并与第一填料10表面的水膜进行热湿交换，交换后的冷空气进一步被吸入风机直接段140中与第二填料12表面的水膜进行热湿交换。在这两级填料中所进行的热湿交换过程中，水蒸发带走了热量，使水降温。也即，在两级填料中，水逆着空气流而向下流动，连续地、长距离地进行热湿交换，从而使水的温度不断降低，直至到达第一填料10的底端并滴落至水箱中46，以备作为用户致冷和/或机组空气冷却所用。

过滤冷却段、水箱直接段组成了机组的下部分，完成了进风、过滤、和一次热湿交换的过程；风机直接段完成了二次热湿交换和排风的过程。这些部分组成了一个完整的***，由该***组合成的机组，结构简单，组装方便，且便于运输和安装。

本实用新型的复合式水蒸发冷水机组利用干燥空气能做制冷源，充分利用水和风的热湿交换制取冷水。同时，水既做制冷剂又做载冷剂，通过水泵可将制出的冷水送入空调区域，以满足空调区域风机盘管或空气处理机组制冷需求。

本实用新型的复合式水蒸发冷水机组的优选实施方式首先利用负载(例如空调区域)的回水(外循环高温水)经过高温表冷器交换对空气进行一次冷却，冷却后的空气经过低温表冷器的内循环低温水进行再次交换，进一步降低空气温度，降温后的冷空气与水箱直接段和风机直接段的两级斜折波填料表面的水膜碰撞产生等焓降温，最终在排风机的风压下，将蒸发的热量带走。

本实用新型的复合式水蒸发冷水机组尤其适用于干旱半干旱地区，是一种环保节能的绿色空调，其充分利用水和风的热湿交换制取冷水，使出水温度接近空气露点温度，以满足风机盘管或空气处理机组对冷水的需求。并且在冬季低温而使机组停止工作前，可以方便地排空表冷器中的存水，从而有效防止冻裂发生。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种表冷器，其具有入水笛管、出水笛管和多组排管，所述入水笛管上设置有入水口，所述出水笛管上设置有出水口，其特征在于，所述入水笛管和所述出水笛管中的一者的上端端头处设置有表冷器排气装置，所述入水笛管和所述出水笛管中的另一者的下端端头处设置有表冷器排水装置。

2.根据权利要求1所述的表冷器，其特征在于，所述表冷器排气装置包括排气管和安装在所述排气管上的排气阀，所述表冷器排水装置包括排水管和安装在所述排水管上的排水阀。

3.根据权利要求2所述的表冷器，其特征在于，所述排水阀和/或所述排气阀为手动阀。

4.根据权利要求1-3之一所述的表冷器，其特征在于，每一组排管自所述入水笛管向下倾斜地朝向所述出水笛管排列，并从底部引出至出水笛管，使得所述排管中的水能够全部自流至所述出水笛管中；并且，所述表冷器排气装置设置在入水笛管的上端端头处，所述表冷器排水装置设置在出水笛管的下端端头处。

5.根据权利要求4所述的表冷器，其特征在于，所述向下倾斜为45度倾斜。

6.一种复合式水蒸发冷水机组，其包括冷却段和直接蒸发段，所述冷却段中具有至少一个空气冷却装置，所述直接蒸发段中具有填料、位于填料上方的喷淋装置和位于填料下方的水箱；其特征在于，所述空气冷却装置中的至少之一采用根据权利要求1-5之一所述的表冷器。

7.根据权利要求6所述的机组，其特征在于，所述空气冷却装置不包括间接蒸发冷却装置。

8.根据权利要求6或7所述的机组，其特征在于，所述机组设有机组冷水输出装置和用户回水输入装置，所述机组冷水输出装置用于将机组冷水输出至用户，所述用户回水输入装置用于将用户回水接入机组；并且其中，所述表冷器中的至少之一的入水口与所述用户回水输入装置连通，且出水口与所述喷淋装置连通。

9.根据权利要求8所述的机组，其特征在于，所述空气冷却装置包括至少第一表冷器和第二表冷器，且第一表冷器和第二表冷器的出水口均与所述喷淋装置连通；其中，至少所述第一表冷器的入水口连通至所述用户回水输入装置；或者，仅所述第一表冷器的入水口连通至所述用户回水输入装置，且所述第一表冷器以外的表冷器的入水口连通至所述水箱。

10.根据权利要求6或7所述的机组，其特征在于，所述机组的冷却段和直接蒸发段均为模块化构造。