專利名稱：一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法。
背景技術(shù)：
目前根據(jù)載冷介質(zhì)不同，蒸發(fā)冷卻技術(shù)主要分為三類方式一是制備冷風(fēng)的方式； 二是制備冷水的方式；三是同時制備冷水和冷風(fēng)的方式。利用蒸發(fā)冷卻制備冷風(fēng)的方式發(fā)展得較早，隨著流程和工藝的改進(jìn)，根據(jù)不同地域的氣候條件的差別，目前廣泛存在的蒸發(fā)冷卻制備冷風(fēng)的方法，主要包括單級直接蒸發(fā)冷卻器、單級間接蒸發(fā)冷卻器、多級間接蒸發(fā)冷卻器以及多級直接、間接蒸發(fā)冷卻相結(jié)合的蒸發(fā)冷卻器。以三級直接、間接相結(jié)合的蒸發(fā)冷卻器為例，其中前兩級為間接蒸發(fā)冷卻器， 而最后一級為直接蒸發(fā)冷卻器，而對于前兩級間接蒸發(fā)冷卻器，根據(jù)其內(nèi)部進(jìn)行直接蒸發(fā)冷卻過程的二次空氣來源不同，間接蒸發(fā)冷卻的效果就不同。目前多數(shù)間接蒸發(fā)冷卻器常采用室外風(fēng)作為二次空氣，或者采用一次空氣進(jìn)風(fēng)的一部分作為二次空氣，這種情況空氣僅能被冷卻到室外風(fēng)或者一次風(fēng)的濕球溫度，從而限制了蒸發(fā)冷卻制備冷風(fēng)的效果。已有技術(shù)采用一次空氣出風(fēng)的一部分作為二次空氣，使得一次空氣被冷卻的極限溫度可達(dá)進(jìn)風(fēng)的露點溫度；而目前應(yīng)用此方法的技術(shù)一是單級直接蒸發(fā)冷卻和空氣冷卻器結(jié)合的方式， 這種方式無法解決飽和線的非線性引起的風(fēng)水比不匹配問題，且若單級方式追求逆流來提高空氣被冷卻效率的話，僅能設(shè)計逆流方式，使得機組為立式，機組應(yīng)用場合受限；而已有技術(shù)通過改變工藝，采用內(nèi)冷模塊的方式來實現(xiàn)逆流式間接蒸發(fā)冷卻過程，內(nèi)冷的方式效果較好，但和外冷式-直接蒸發(fā)冷卻和空氣冷卻器結(jié)合的方式相比，內(nèi)冷式的工藝要求較高，研發(fā)和規(guī)模性推廣的難度較大。隨著蒸發(fā)冷卻技術(shù)向大型公共建筑中舒適性空調(diào)的推廣，傳統(tǒng)利用蒸發(fā)冷卻制備冷風(fēng)的方式逐漸顯出弊端蒸發(fā)冷卻制備冷風(fēng)的系統(tǒng)僅能用于全空氣系統(tǒng)，風(fēng)道占用空間大，風(fēng)機電耗高，從而較大限制了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng)用場合。進(jìn)而，間接蒸發(fā)冷卻制備冷水的方式(一種間接蒸發(fā)式供冷的方法及其裝置ZL02100431. 5)的發(fā)明，開辟了蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域。根據(jù)此項技術(shù)已成功得進(jìn)行了間接蒸發(fā)冷水機的研發(fā)和工程實踐，目前已在新疆地區(qū)十多個大型公共建筑中被推廣應(yīng)用，利用間接蒸發(fā)冷卻制備冷水的技術(shù)初步獲得了成功。然而，目前基于上述技術(shù)研發(fā)的間接蒸發(fā)冷水機主要為立式逆流式結(jié)構(gòu)，機組自身無法解決飽和線非線性引起的不匹配問題，且機組較高，適宜應(yīng)用于大規(guī)模的大型公共建筑中，而當(dāng)應(yīng)用于小規(guī)模建筑時，機組的安裝空間受到限制。能否將立式間接蒸發(fā)冷水機改為臥式機組，成為進(jìn)一步擴大間接蒸發(fā)冷水機應(yīng)用場合的關(guān)鍵。當(dāng)間接蒸發(fā)冷水機僅用來帶走房間顯熱時，由于熱源溫度水平的限制，間接蒸發(fā)冷水機的排風(fēng)參數(shù)被限制在較低水平，從而限制了機組利用干燥空氣制冷的效率。為解決這一問題，同時考察蒸發(fā)冷卻過程和顯熱換熱過程的流量匹配、飽和線非線性的問題、同時初步將機組變?yōu)榕P式，一種同時制備冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法(中國， 200810103448. 0)的發(fā)明，利用間接蒸發(fā)制冷方式同時制備出帶走房間顯熱用冷水和房間所需低溫的新風(fēng)。在此方法中，首先提出了一種多級蒸發(fā)冷卻熱回收的方法，如圖5所示， 此方法由多級直接蒸發(fā)冷卻模塊和與之一一對應(yīng)的多級逆流空氣冷卻器組合而成，在每級直接蒸發(fā)冷卻模塊和逆流空氣冷卻器之間形成獨立的冷水循環(huán)，通過直接蒸發(fā)冷卻模塊制備冷水冷卻逆流空氣冷卻器的進(jìn)風(fēng)，從而實現(xiàn)空氣冷卻器的進(jìn)風(fēng)和直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)之間的多級全熱回收過程。此同時制備冷水和冷風(fēng)的間接蒸發(fā)制冷方法初步解決了間接蒸發(fā)冷水機立式占空間、排風(fēng)參數(shù)低、飽和線非線性引起的風(fēng)水比不匹配等問題，初步擴大了間接蒸發(fā)冷水機的應(yīng)用空間。然而此方法中制備冷水的模塊采用的仍然是單級方式，當(dāng)冷水側(cè)供、回水溫差較高時，在叉流單級的制備冷水的模塊中，由于模塊不同位置的出水溫度不均勻，使得較大的混水損失；且由于整體叉流，保證空氣-水之間的傳熱傳質(zhì)性能和保證冷水被降溫的效率對空氣和水之間的風(fēng)水比要求并不一致；這些問題往往成為實際工況下應(yīng)用此方法的設(shè)備能否高效實現(xiàn)制備冷量的關(guān)鍵。由此，綜合上述三類蒸發(fā)冷卻方法存在的問題和目前解決問題的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種多級間接蒸發(fā)冷卻制冷的方法，將利用在蒸發(fā)冷卻技術(shù)單獨制備冷風(fēng)、單獨制備冷水、同時制備冷水和冷風(fēng)用一套臥式多級的蒸發(fā)冷卻方法來實現(xiàn)；通過臥式多級的方式使得空氣-水之間的流動方式接近逆流，同時保證每級的空氣-水之間傳熱傳質(zhì)的要求；且通過臥式多級的方式使得蒸發(fā)冷卻制備冷水的過程解決飽和線的非線性引起的不匹配問題; 此臥式多級的方法通過外冷式的直接蒸發(fā)冷卻模塊和空氣冷卻器組合的方式來實現(xiàn)，使得工藝相對簡單，推廣應(yīng)用的潛力和前景廣闊；由于采用臥式多級的蒸發(fā)制冷方式，利用此方法的裝置高度可降低，從而更適宜應(yīng)用于小規(guī)模分散建筑，進(jìn)一步節(jié)約輸配電耗；根據(jù)不同場合的不同要求，可選擇單獨產(chǎn)生冷風(fēng)方式、單獨產(chǎn)生冷水方式、同時制備冷水和冷風(fēng)的方式，提高應(yīng)用的靈活性，從而使得蒸發(fā)冷區(qū)技術(shù)的應(yīng)用場合更加廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻制冷是由多級蒸發(fā)制冷的基本單元1和多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器多種搭配組成多級蒸發(fā)冷卻制冷裝置，多級蒸發(fā)冷卻制冷裝置的進(jìn)風(fēng)依次經(jīng)過η級的多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 Εη， 在每級蒸發(fā)冷卻模塊中，空氣和冷水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，冷水水溫降低，空氣被降溫加濕，最終空氣由最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En排出。而冷水回水23進(jìn)入空氣流動方向的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En頂部作為噴淋水，與空氣接觸蒸發(fā)冷卻，使得水溫降低，由水泵27從最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En的水槽四底部將冷水泵入前一級直接蒸發(fā)冷卻模塊Ern作為噴淋水，以此類推，最終由進(jìn)風(fēng)方向的第一級蒸發(fā)冷卻模塊E1的水槽底部輸出冷水22 ；所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由η級蒸發(fā)制冷基本單元1和m級表冷器Bl Bm 連接而成，在表冷器中，空氣和冷水的流動方向呈整體逆流關(guān)系。由多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備出冷水22送入表冷器的出風(fēng)側(cè)，冷卻表冷器的進(jìn)風(fēng)后，冷水22溫度升高，成為冷水回水23，進(jìn)入多級蒸發(fā)冷卻制冷的基本單元1的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊&作為噴淋水， 通過多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，表冷器的進(jìn)風(fēng)被等濕降溫，由來自于多級蒸發(fā)冷卻制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)的加熱加濕，實現(xiàn)了多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)的全熱回收。所述多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En，根據(jù)過程的需要在任意兩級之間補入風(fēng)，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊仏 的任意兩級之間抽取風(fēng)，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En的任意兩級之間補入水，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En的任意兩級之間抽取水。所述由多級蒸發(fā)制冷的基本單元1與單個表冷器B并聯(lián)組成的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，在表冷器B中，空氣和水的流動方向呈整體逆流關(guān)系。由多級蒸發(fā)制冷的基本單元 1制備的冷水22送入表冷器B的出風(fēng)側(cè)，冷卻表冷器B的進(jìn)風(fēng)后，冷水22溫度升高，成為冷水回水23，進(jìn)入多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En作為噴淋水。通過多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器2，表冷器B的進(jìn)風(fēng)被等濕降溫，由來自于多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)加熱加濕，實現(xiàn)了多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全熱回收。所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由多級蒸發(fā)制冷基本單元1與多個串聯(lián)表冷器并聯(lián)組成；在多個串聯(lián)表冷器表冷器A ail之間通過冷水22和進(jìn)風(fēng)串聯(lián)連接；m級表冷器 B1 to之間的冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，根據(jù)過程的需要，在m級表冷器B1 to的任意兩級之間補入風(fēng)或在任意兩級之間抽取風(fēng)；或在m級表冷器B1 to的任意兩級之間補入水或在任意兩級之間抽取水，由此回收多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由多級蒸發(fā)制冷基本單元1與多個并聯(lián)的表冷器 Sl Sk并聯(lián)組成，在k級表冷器Sl Sk的各級之間通過冷水并聯(lián)連接，由多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備出的冷水22分別通入表冷器S1 &的每一級，冷卻每級表冷器的進(jìn)風(fēng)； 在每級表冷器內(nèi)部，冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，即進(jìn)風(fēng)從表冷器S1 Sk的出水端，被冷卻的進(jìn)風(fēng)從表冷器S1 &的出水端出風(fēng)；表冷器S1 &的出水混合后成為冷水回水23，進(jìn)入多級蒸發(fā)冷卻的基本單元1的最后一級直接蒸發(fā)冷卻模塊&噴淋， 回收多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。所述多級蒸發(fā)制冷的基本單元1與上述各種結(jié)構(gòu)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器搭配，由表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而表冷器部分的另一部分出風(fēng)作為送風(fēng)，由多級蒸發(fā)冷卻熱回收器制備出冷風(fēng)。所述多級蒸發(fā)制冷的基本單元1與上述各種結(jié)構(gòu)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器搭配，由表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而表冷器部分的另一部分出風(fēng)作為送風(fēng)，而最終由多級蒸發(fā)冷卻的基本單元1制備出冷水22，或同時由多級蒸發(fā)冷卻制備冷水的基本單元1的出風(fēng)作為送風(fēng)制備出冷風(fēng)；或同時由多級蒸發(fā)冷卻熱回收器制備出冷風(fēng)。本發(fā)明利用室外天然的干燥空氣制冷的方式，由于其驅(qū)動能源不再是電能，相對傳統(tǒng)機械壓縮式制冷方式節(jié)能40% 70% ；且其不使用CFCs，對大氣無污染，成為清潔可再生能源-室外干空氣資源的利用方式，應(yīng)用前景廣闊。


圖1是多級蒸發(fā)制冷的基本單元1結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖3是多級蒸發(fā)制冷的基本單元1與多個串聯(lián)表冷器并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖4是多級蒸發(fā)制冷的基本單元1與多個并聯(lián)的表冷器并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。
圖5是將圖3結(jié)構(gòu)的多個串聯(lián)的表冷器中任意一級表冷器改為并聯(lián)的表冷器S1 Sk的結(jié)構(gòu)再與多級蒸發(fā)制冷的基本單元1并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖6是將圖4結(jié)構(gòu)的多個表冷器中任意一級表冷器改為多個串聯(lián)的表冷器的結(jié)構(gòu)再與多級蒸發(fā)制冷的基本單元1并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖7是圖2結(jié)構(gòu)的表冷器一部分送風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖8是圖3結(jié)構(gòu)的表冷器一部分送風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖9是基于圖4結(jié)構(gòu)的表冷器S1的一部分送風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖10是基于基于圖5結(jié)構(gòu)的表冷器的一部分送風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷的基本單元 1的進(jìn)風(fēng)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖11是基于圖6結(jié)構(gòu)的表冷器S1的一部分送風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷的基本單元1 的進(jìn)風(fēng)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。圖12是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意兩種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合I制備冷風(fēng)的示意圖。圖13是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意兩種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合II制備冷風(fēng)的示意圖。圖14是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意兩種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合III制備冷風(fēng)的示意圖。圖15是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意兩種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合IV制備冷風(fēng)的示意圖。圖16是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意三種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合V制備冷風(fēng)的示意圖。圖17 圖19所示是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)和圖1所示結(jié)構(gòu)的第A、B、C三種組合的蒸發(fā)冷卻方式制備冷水示意圖。圖20 圖22是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)和圖1所示結(jié)構(gòu)的第 D、E、F三種組合的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng)的示意圖。圖23是在圖19基礎(chǔ)上增加第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng)的示意圖。圖M 沈是冷水和用戶換熱器的配合關(guān)系示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法、其原理圖如圖1 沈所示。如圖1所示是多級蒸發(fā)制冷基本單元1結(jié)構(gòu)示意圖，是多級直接蒸發(fā)冷卻的單獨制備冷水的基本方法。多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En的每級蒸發(fā)冷卻模塊下面設(shè)置水槽四， 水槽四底部連接冷水泵27，后一級蒸發(fā)冷卻模塊的水槽四底部的冷水泵連接前一級直接蒸發(fā)冷卻模塊的噴淋器沈，在水槽四和冷水回水23之間連接控制閥觀。圖中，進(jìn)風(fēng)依次經(jīng)過m級的多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En，在每級蒸發(fā)冷卻模塊中，空氣和噴淋水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，噴淋水水溫降低，空氣被降溫加濕，最終，空氣由最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En排出，而冷水回水23進(jìn)入空氣流動方向的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En作為噴淋水，與空氣接觸蒸發(fā)冷卻使得冷水回水23溫降低，并落入水槽29，由水泵27從最后一級蒸發(fā)冷卻模塊的水槽29底部將冷水泵入前一級直接蒸發(fā)冷卻模塊作為噴淋水，以此類推，最終由進(jìn)風(fēng)方向的第一級蒸發(fā)冷卻模塊E1的水槽底部輸出冷水22。根據(jù)過程的需要，在多級蒸發(fā)制冷基本單元1的多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En的任意兩級之間補入風(fēng)或在任意兩級之間抽取風(fēng)；也可以在多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En的任意兩級之間補入水或在任意兩級之間抽取水。
圖2所示為多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。由多級蒸發(fā)制冷基本單元1與單個表冷器B并聯(lián)組成的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，在表冷器B中，空氣和水的流動方向呈整體逆流關(guān)系。由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備的冷水22送入表冷器B的出風(fēng)側(cè)，冷卻表冷器 B的進(jìn)風(fēng)后，冷水22溫度升高，成為冷水回水23，進(jìn)入多級蒸發(fā)制冷基本單元1的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En作為噴淋水。通過多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，表冷器B的進(jìn)風(fēng)被等濕降溫， 由來自于多級蒸發(fā)制冷的基本單元1的進(jìn)風(fēng)加熱加濕，實現(xiàn)了多級蒸發(fā)制冷的基本單元1 制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全熱回收。如圖3所示為多級蒸發(fā)制冷基本單元1與多個串聯(lián)表冷器并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。其由η級蒸發(fā)制冷基本單元1和m級串聯(lián)的表冷器B1 Bm并聯(lián)而成。 而m級表冷器B1 Bm之間通過冷水22和進(jìn)風(fēng)串聯(lián)連接。m級表冷器B1 Bm之間的冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，根據(jù)過程的需要，可以在m級表冷器B1 Bm的任意兩級之間補入風(fēng)或在任意兩級之間抽取風(fēng)；也可在m級表冷器B1 Bm的任意兩級之間補入水或在任意兩級之間抽取水，回收多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。圖4所示為多級蒸發(fā)制冷基本單元1與多個并聯(lián)的表冷器S1 Sk并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。其由η級蒸發(fā)制冷基本單元1和k個并聯(lián)的表冷器S1 Sk并聯(lián)而成。而k級表冷器S1 Sk之間通過冷水并聯(lián)連接。由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出的冷水22分別通入表冷器S1 Sk的每一級，冷卻每級表冷器的進(jìn)風(fēng)；在每級表冷器內(nèi)部，冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，即進(jìn)風(fēng)從表冷器S1 Sk的出水端，被冷卻的進(jìn)風(fēng)從表冷器S1 Sk的出水端出風(fēng)；表冷器S1 Sk的出水混合后成為冷水回水23， 進(jìn)入多級蒸發(fā)制冷基本單元1的最后一級直接蒸發(fā)冷卻模塊En噴淋，回收多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。圖5所示為將圖3結(jié)構(gòu)的多個串聯(lián)的表冷器中任意一級表冷器改為并聯(lián)的表冷器 S1 Sk的結(jié)構(gòu)再與多級蒸發(fā)制冷基本單元1并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。是在圖3所示的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在與多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 En并聯(lián)的m 級表冷器B1 Bm中，將其中任意一級表冷器改為并聯(lián)的表冷器S1 Sk，在表冷器Sk輸出冷風(fēng)，并回收多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。如圖6所示是將圖4結(jié)構(gòu)的多個表冷器中任意一級表冷器改為多個串聯(lián)的表冷器的結(jié)構(gòu)再與多級蒸發(fā)制冷基本單元1并聯(lián)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器示意圖。將多級直接蒸發(fā)冷卻的模塊并聯(lián)的k級表冷器S1 Sk中任意一級表冷器改為m級表冷器B1 Bm串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其中B1-Bm的任意兩級表冷器之間，可以補充水或者抽取水，可以補充風(fēng)或者抽取風(fēng)，回收多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。 圖7 11所示是基于圖2 圖6所示的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器的結(jié)構(gòu)，由表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而表冷器部分的另一部分出風(fēng)作為送風(fēng)，是基于多級蒸發(fā)冷卻熱回收而制備出冷風(fēng)的方式。圖12 圖15所示是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意兩種結(jié)構(gòu)的串聯(lián)組合的第 I IV種方式制備冷風(fēng)的示意圖。其中第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14為圖2 圖 5所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)，第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15為圖3 圖7所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)，在圖12中，第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分出風(fēng)作為第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分的進(jìn)風(fēng)。第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)。在圖13中，第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14和第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15都可以是為圖3 圖7所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)；其中第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分出風(fēng)作為第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分的進(jìn)風(fēng)。第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15和第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14各自的直接蒸發(fā)冷卻部分均為獨立的進(jìn)、排風(fēng)方式。在圖14中，第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14和第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15都可以是為圖3 圖7所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)；第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)。而第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分和第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分均為各自獨立的進(jìn)、出風(fēng)方式。在圖15中，第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14和第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15都可以是為圖3 圖7所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)；第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)。而第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分和第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分均為獨立的進(jìn)風(fēng)和送風(fēng)方式。圖16所示是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意三種結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合的第V種方式制備冷風(fēng)的示意圖。其中第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14、第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15和第三級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊16都可以是圖3 圖7所示結(jié)構(gòu)的任意一種結(jié)構(gòu)；第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15和第三級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊16 的各自直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)獨立，而第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15和第三級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊16的各自直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)混合后成為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)，而第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)成為系統(tǒng)的排風(fēng)。而第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊 14的表冷部分出風(fēng)作為第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分進(jìn)風(fēng)，而第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分出風(fēng)作為第三級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊16 的表冷部分進(jìn)風(fēng)，而第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷部分出風(fēng)成為系統(tǒng)的送風(fēng)。圖17 圖19所示是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)和圖1所示結(jié)構(gòu)的第A、B、C三種組合的蒸發(fā)冷卻方式制備冷水示意圖。其中第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14可以是圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)，圖中模塊1為圖1所示的多級蒸發(fā)制冷基本單元1 ；在圖17(第A種組合的蒸發(fā)冷卻方式制備冷水)中，第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的最后一級表冷器的出風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的第一級蒸發(fā)冷卻模塊E1的進(jìn)風(fēng)。而最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22，或同時由多級蒸發(fā)制冷基本單元1的出風(fēng)作為送風(fēng)(排風(fēng)I)制備出冷風(fēng)。在圖18(第B種組合的蒸發(fā)冷卻方式制備冷水)中，多級蒸發(fā)冷卻的基本單元1 的出風(fēng)作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)，最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22。在圖19(第C三種組合的蒸發(fā)冷卻方式制備冷水)中，由第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14自身的直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷器的出風(fēng)的另一部分作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的進(jìn)風(fēng)。最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22或同時多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷風(fēng)(排風(fēng)I)。圖20 圖22所示是是基于圖2 圖6所示結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)和圖1所示結(jié)構(gòu)的第D、E、F三種組合的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng)的示意圖。在圖20(第D種組合的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng))中，由第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分的出風(fēng)的一部分作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的進(jìn)風(fēng)，一部分作為冷風(fēng)送風(fēng)(出風(fēng) I)；在圖19中的冷風(fēng)送風(fēng)為排風(fēng)I。由多級蒸發(fā)冷卻基本單元1制備出冷水22。在圖21 (第E種組合的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng))中，由第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷器的出風(fēng)作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的進(jìn)風(fēng)，由多級蒸發(fā)制冷基本單元1的出風(fēng)的一部分作為送風(fēng)，另一部分作為第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)。最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22。在圖22 (第F種組合的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng))中，由第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷器的出風(fēng)的一部分作為送風(fēng)，另一部分作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的進(jìn)風(fēng)，由多級蒸發(fā)制冷基本單元1的出風(fēng)作為熱回收基本第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)。最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22。如圖23所示是在圖19基礎(chǔ)上增加第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊的多級蒸發(fā)冷卻同時制備冷水和冷風(fēng)的示意圖。在圖19的多級蒸發(fā)冷卻基本單元1的后面連接第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15。第一級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊14的表冷部分出風(fēng)的一部分作為多級蒸發(fā)制冷基本單元1的進(jìn)風(fēng)，由多級蒸發(fā)制冷基本單元1的直接蒸發(fā)冷卻部分的出風(fēng)作為第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的直接蒸發(fā)冷卻部分的進(jìn)風(fēng)，由第二級多級蒸發(fā)冷卻熱回收的模塊15的表冷器部分的出風(fēng)作為送風(fēng)；最終由多級蒸發(fā)制冷基本單元1制備出冷水22。圖M 圖沈所示是單獨制備冷水和同時制備冷水、冷風(fēng)的方法制備出的冷水所服務(wù)用戶的方式，通過單個用戶換熱器34帶走用戶顯熱(如圖M所示)，當(dāng)存在多個不同溫度水平的用戶時，僅考慮冷水和多個用產(chǎn)換熱器的關(guān)系，可以是兩個用戶換熱器串聯(lián)的方式(如圖25所示)或是多個用戶換熱器串聯(lián)的方式，還可以是兩個用戶換熱器先并聯(lián)之
10后和另一個用戶換熱器串聯(lián)的方式。
所述多級蒸發(fā)冷卻模塊E1 Erum級表冷器B1 Bm和k級表冷器S1 Sk中的η、 m禾口 k均取1 20。
權(quán)利要求
1.一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻制冷是由多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)和多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器多種搭配組成多級蒸發(fā)冷卻制冷裝置，多級蒸發(fā)冷卻制冷裝置的進(jìn)風(fēng)依次經(jīng)過η級的多級蒸發(fā)冷卻模塊(E1 En)，在每級蒸發(fā)冷卻模塊中，空氣和冷水直接接觸進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，冷水水溫降低，空氣被降溫加濕，最終空氣由最后一級蒸發(fā)冷卻模塊(En)排出；而冷水回水進(jìn)入空氣流動方向的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En頂部作為噴淋水，與空氣接觸蒸發(fā)冷卻，使得水溫降低，由水泵(XT)從最后一級蒸發(fā)冷卻模塊En的水槽( 底部將冷水泵入前一級直接蒸發(fā)冷卻模塊Elri作為噴淋水，以此類推，最終由進(jìn)風(fēng)方向的第一級蒸發(fā)冷卻模塊E1的水槽底部輸出冷水02)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由η級蒸發(fā)制冷基本單元(1)和m級表冷器(Bi Bm)連接而成，在表冷器中，空氣和冷水的流動方向呈整體逆流關(guān)系，由多級蒸發(fā)制冷的基本單元1制備出冷水 (22)送入表冷器的出風(fēng)側(cè)，冷卻表冷器的進(jìn)風(fēng)后，冷水0 溫度升高，成為冷水回水03)， 進(jìn)入多級蒸發(fā)冷卻制冷的基本單元(1)的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊(En)作為噴淋水，通過多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，表冷器的進(jìn)風(fēng)被等濕降溫，由來自于多級蒸發(fā)冷卻制冷的基本單元(1)的進(jìn)風(fēng)的加熱加濕，實現(xiàn)了多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)的進(jìn)風(fēng)的全熱回收。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻模塊(E1-En),根據(jù)過程的需要在任意兩級之間補入風(fēng)，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊(E1 En)的任意兩級之間抽取風(fēng)，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊^1-En)的任意兩級之間補入水，或在多級蒸發(fā)冷卻模塊^1-En)的任意兩級之間抽取水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述由多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)與單個表冷器(B)并聯(lián)組成的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，在表冷器 (B)中，空氣和水的流動方向呈整體逆流關(guān)系，由多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)制備的冷水 (22)送入表冷器(B)的出風(fēng)側(cè)，冷卻表冷器(B)的進(jìn)風(fēng)后，冷水0 溫度升高，成為冷水回水(23)，進(jìn)入多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊(En)作為噴淋水。 通過多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器，表冷器(B)的進(jìn)風(fēng)被等濕降溫，由來自于多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)的進(jìn)風(fēng)加熱加濕，實現(xiàn)了多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全熱回收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由多級蒸發(fā)制冷基本單元(1)與多個串聯(lián)表冷器并聯(lián)組成；在多個串聯(lián)表冷器表冷器(B1 Bm)之間通過冷水0 和進(jìn)風(fēng)串聯(lián)連接；m級表冷器(B1 Bm)之間的冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，根據(jù)過程的需要，在m級表冷器(B1-Bm)的任意兩級之間補入風(fēng)或在任意兩級之間抽取風(fēng)；或在m級表冷器(B1-Bm)的任意兩級之間補入水或在任意兩級之間抽取水，由此回收多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器由多級蒸發(fā)制冷基本單元(1)與多個并聯(lián)的表冷器(Si Sk)并聯(lián)組成，在k 級表冷器(Si Sk)的各級之間通過冷水并聯(lián)連接，由多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)制備出的冷水0 分別通入表冷器(Si Sk)的每一級，冷卻每級表冷器的進(jìn)風(fēng)；在每級表冷器內(nèi)部，冷水流動方向和空氣流動方向呈整體逆流關(guān)系，即進(jìn)風(fēng)從表冷器(Si Sk)的出水端，被冷卻的進(jìn)風(fēng)從表冷器(S1 Sk)的出水端出風(fēng)；表冷器(S1 Sk)的出水混合后成為冷水回水(23)，進(jìn)入多級蒸發(fā)制冷基本單元(1)的最后一級直接蒸發(fā)冷卻模塊(En)噴淋，回收多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)制備冷水的進(jìn)風(fēng)的全部熱量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)與上述各種結(jié)構(gòu)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器搭配，由表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而表冷器部分的另一部分出風(fēng)作為送風(fēng)，由多級蒸發(fā)冷卻熱回收器制備出冷風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法，其特征在于，所述多級蒸發(fā)制冷的基本單元(1)與上述各種結(jié)構(gòu)的多級蒸發(fā)冷卻式熱回收器搭配，由表冷器部分的出風(fēng)的一部分作為直接蒸發(fā)冷卻模塊的進(jìn)風(fēng)，而表冷器部分的另一部分出風(fēng)作為送風(fēng)，而最終由多級蒸發(fā)冷卻的基本單元(1)制備出冷水(22)，或同時由多級蒸發(fā)冷卻制備冷水的基本單元(1)的出風(fēng)作為送風(fēng)制備出冷風(fēng)；或同時由多級蒸發(fā)冷卻熱回收器制備出冷風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于能源技術(shù)領(lǐng)域的的一種多級蒸發(fā)冷卻制冷的方法。多級蒸發(fā)冷卻制冷是多級蒸發(fā)制冷的基本單元，其進(jìn)風(fēng)依次經(jīng)過n級蒸發(fā)冷卻模塊，在每級蒸發(fā)冷卻模塊中，空氣和水進(jìn)行直接接觸的蒸發(fā)冷卻，水溫降低，空氣被降溫加濕，空氣由最后一級蒸發(fā)冷卻模塊排出。冷水回水進(jìn)入空氣流動方向的最后一級蒸發(fā)冷卻模塊作為噴淋水，與空氣接觸蒸發(fā)冷卻使得水溫降低，由水泵從最后一級蒸發(fā)冷卻模塊的水槽底部將冷水泵入前一級直接蒸發(fā)冷卻模塊作為噴淋水，最終由進(jìn)風(fēng)方向第一級蒸發(fā)冷卻模塊的水槽底部輸出冷水；本發(fā)明利用室外天然干燥空氣的制冷方式，不再是電能，相對傳統(tǒng)制冷方式節(jié)能40％～70％；不使用CFCs，對大氣無污染，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號F24F12/00GK102155767SQ200910211270
公開日2011年8月17日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者于向陽, 江億, 謝曉云 申請人:新疆綠色使者空氣環(huán)境技術(shù)有限公司, 清華大學(xué)