[發(fā)明專利]三級蒸發(fā)冷卻空氣降溫方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810053827.3
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN101329097A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈長軍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市協(xié)力晨興科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 劉淑芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及利用水蒸發(fā)冷卻技術(shù)的空氣降溫方法及設(shè)備；同時可作為各種風(fēng)冷制冷及空調(diào)設(shè)備的風(fēng)冷冷凝器的空氣預(yù)冷器。

背景技術(shù)

目前蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，該項技術(shù)對大氣環(huán)境無污染，而且可直接采用全新風(fēng)，極大地改善了室內(nèi)的空氣品質(zhì)。通常的機(jī)械制冷原理是由制冷劑的蒸發(fā)而提供冷量，但是對蒸發(fā)冷卻來說，是利用水的蒸發(fā)取得能量，它不必將蒸發(fā)后的水蒸汽進(jìn)行壓縮、冷凝回到液態(tài)水后再進(jìn)行蒸發(fā)。因此與機(jī)械制冷相比，蒸發(fā)冷卻制冷不需要消耗壓縮功。最早應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)是在氣候溫暖但比較干燥的地區(qū)，蒸發(fā)冷卻空調(diào)在該地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，賓館、辦公室、餐飲、娛樂、體育館、影劇院等公共場所和一些工業(yè)建筑中已廣泛應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)，我國僅在新疆地區(qū)完成的蒸發(fā)冷卻工程項目已有近百個。

蒸發(fā)冷卻技術(shù)常用形式有：

(1)間接蒸發(fā)冷卻：由于一次氣流中絕對濕度沒有增加，間接蒸發(fā)冷卻可以很好地應(yīng)用于進(jìn)入空調(diào)設(shè)備冷卻盤管空氣的預(yù)先冷卻。

(2)直接蒸發(fā)冷卻：它利用本身具有的直接蒸發(fā)作用降低空氣的送風(fēng)溫度，節(jié)省機(jī)械制冷能耗(尤其在干燥地區(qū)，直接蒸發(fā)冷卻可以代替常規(guī)的機(jī)械制冷)，又可以在冬季作為加濕器使用。

(3)雙級、三級蒸發(fā)冷卻：將間接蒸發(fā)冷卻與直接蒸發(fā)冷卻串聯(lián)組合的機(jī)組稱為雙級蒸發(fā)冷卻，如果再加上輔助制冷冷卻盤管則稱為三級蒸發(fā)冷卻。在一些濕度溫度較高的地區(qū)或室內(nèi)舒適度要求較高的場合，采用雙級或三級蒸發(fā)冷卻能滿足辦公室、學(xué)校、體育館、賓館、商場以及其它類型的建筑物的空調(diào)要求。

目前國內(nèi)外蒸發(fā)冷卻技術(shù)的成熟技術(shù)包括：

常規(guī)型濕簾蒸發(fā)冷卻器，其原理是強(qiáng)迫高溫空調(diào)通過有水沁潤的固體填料介質(zhì)，空氣通過時水吸熱蒸發(fā)使通過的空氣溫度下降濕度升高，從而達(dá)到降溫的目的，為了保證填料可靠的被水沁潤。需要布水器和循環(huán)水泵以及水管路及補(bǔ)水箱等組成系統(tǒng)使用，詳見附圖1。如圖1所示，常規(guī)型濕簾蒸發(fā)冷卻器包括濕簾填料1、布水器2和水盤6組成的濕簾，由水泵3、過濾器4和水箱5構(gòu)成供水系統(tǒng)。補(bǔ)水器2對填料1進(jìn)行可靠的沁潤，熱空氣通過沁潤的濕簾填料1達(dá)到降溫的目的。這樣的產(chǎn)品目前廣泛用于花市、養(yǎng)雞場、一些紡織廠等環(huán)境，增加此裝置目的是作為空氣處理機(jī)處理室內(nèi)空氣。使室內(nèi)空氣降溫加濕。

濾網(wǎng)填料型濕簾蒸發(fā)冷卻器，其原理是強(qiáng)迫高溫空調(diào)通過有水沁潤的網(wǎng)狀填料介質(zhì)，空氣通過時水吸熱蒸發(fā)使通過的空氣溫度下降濕度升高，從而達(dá)到降溫的目的，為了保證填料可靠的被水沁潤，需使用霧化噴頭和可靠的水源，詳見附圖2。在塑料網(wǎng)7的背面設(shè)置霧化噴頭8，沁潤網(wǎng)狀填料介質(zhì)，空氣通過網(wǎng)狀填料以后。還會通過霧化區(qū)域，進(jìn)一步降溫。該蒸發(fā)冷卻技術(shù)的空氣的降溫區(qū)是在整個水霧區(qū)。使用此裝置的目的既有為室內(nèi)空氣降溫和增濕，也有為室外設(shè)備冷卻降溫使用的。

上述裝置所采用的技術(shù)主要包括：

其一，利用高壓水通過極細(xì)小的噴頭產(chǎn)生水霧從而蒸發(fā)降溫。這一方法關(guān)鍵是利用精密的制造技術(shù)，生產(chǎn)出符合流體力學(xué)原理的噴頭，同時通過高壓泵產(chǎn)生高壓水，經(jīng)耐壓的管道系統(tǒng)通達(dá)噴頭，噴出細(xì)小的水霧。因為壓力的提高必然使得制造成本提高，因此這一系統(tǒng)較為復(fù)雜，噴頭制造需要較高的技術(shù)，系統(tǒng)需要較高的造價。目前這一技術(shù)在美國、以色列、英國、德國等國家較為發(fā)達(dá)，其噴頭的材質(zhì)也有工程塑料、銅、不銹鋼等多種。近年來國內(nèi)一些企業(yè)開始仿制其噴頭，但因噴頭的制造需要很高的技術(shù)含量，十分講究流體力學(xué)，因此雖然防制了外形，但無論是材質(zhì)還是工藝均無法消化國外技術(shù)，因此使用效果根本無法與進(jìn)口產(chǎn)品相比。所以這一技術(shù)因進(jìn)口造價高，國內(nèi)生產(chǎn)沒有過關(guān)，且使用中噴頭容易堵塞，故障率較高，需要經(jīng)常維護(hù)，因而使應(yīng)用受到很大限制。

其二，利用濕簾表面蒸發(fā)技術(shù)降溫。這一方法是利用水流經(jīng)介質(zhì)極大的蒸發(fā)面積，提高蒸發(fā)量從而降低溫度。近年來較為常用的介質(zhì)是用紙經(jīng)過樹脂處理，使其達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)，如吸水性、濕挺度、收縮率等。經(jīng)過壓楞、粘接等工藝，制造出類似瓦楞紙形式的紙簾，因此蒸發(fā)面積極大地提高。當(dāng)使用時水自上而下流過紙簾，同時提高流經(jīng)蒸發(fā)面積表面的風(fēng)速，從而加大蒸發(fā)量降低溫度。近年來國內(nèi)一些企業(yè)比較成功地開發(fā)出濕簾生產(chǎn)技術(shù)，在一些行業(yè)推廣應(yīng)用。但該系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：降溫速度較慢，風(fēng)阻較大、需要匹配較多組通風(fēng)機(jī)，造價較高，系統(tǒng)較復(fù)雜，需要對車間等使用場所做較大改造，不能應(yīng)用于開放的場所、使得使用范圍受到較大的局限。