一种防白烟蒸发冷却冷水机组及其控制方法与流程

本发明涉及蒸发冷却的空调设备领域，尤其涉及的是一种防白烟蒸发冷却冷水机组及其控制方法。

背景技术：

近年来，由于蒸发冷却冷水机组能产生温度较高的冷水，且具有高能效比，使其在我国纺织厂、办公楼、酒店、医院及商场等领域得到广泛应用。

蒸发冷却是一种利用气温下降来冷却空气的方法，当水遇到流动的热空气时，就开始汽化，变成气体。蒸发冷却冷水机组主要是通过室外空气经过进风口进入，通过蒸发冷却换热器和散热填料时与其表面的水发生热湿交换后，空气的温度和相对湿度升高，再由排风口直接排至室外。在室外温度较低，相对湿度较大的环境下，蒸发冷却设备容易出现白烟现象。白烟现象产生的原因主要是：如图1所示，通过进风口进入蒸发冷却设备内的空气（下图中点A）与蒸发冷却换热管表面的冷却水直接接触，经过热湿交换，空气被加热和加湿，以高温高湿空气从出风口处排出，其状态接近饱和曲线（下图中点B）。蒸发冷却设备排出的高温高湿空气与附近的空气混合后，混合空气状态点应位于状态A与状态B连线中的某点C。状态点A与B的连线与湿空气饱和曲线（相对湿度为100%的等相对湿度曲线）相割形成的线段，该线段位于湿空气饱和曲线的下部，即湿空气过饱和区。当蒸发冷却设备排风与外部空气的混合点C位于湿空气过饱和区，则会产生冷凝现象。具体表现为：在机组排风口附近的空气中，产生许多细小的水珠，形成“白烟”。

而出现白烟现象影响城市景观，且容易使人产生蒸发冷却设备着火冒烟的错觉，引起火灾误报警。

技术实现要素：

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种防白烟蒸发冷却冷水机组。

本发明还提供了一种防白烟蒸发冷却冷水机组的控制方法。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种防白烟蒸发冷却冷水机组，包括机体和冷却水喷淋系统，还包括制冷系统和排风机，所述制冷系统包括压缩机、与压缩机出口连接的再热风冷换热器、与再热风冷换热器连接的蒸发冷却换热器、与蒸发冷却换热器连接的膨胀阀、与膨胀阀连接的蒸发器，所述蒸发器与压缩机入口连接；室外空气从进风口进入，依次通过蒸发冷却换热器和再热风冷换热器，通过排风机由排风口排出。

本发明采用一体化结构，在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，对机组出口空气进行等湿加热，提高出风的相对湿度，使得机组排风与附近空气的混合点不在过饱和区域，避免了白烟现象的出现。同时，本发明在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，相当于增大冷凝器的换热面积，有得于降低压缩机运行的冷凝温度，降低压缩机的输入功率，达到节能的目的。另外，由于从压缩机排气口出来的高温高压冷媒气体是先进入再热风冷换热器再进入蒸发式冷却换热器，冷媒经过再热风冷换热器时，通过与换热器表面的湿空气进行热交换，使得进入蒸发式冷却换热器的冷媒温度降到60度以下，这样带来的好处是在蒸发式冷却换热器表面形成的水垢是软垢，便于清洗与维护。

进一步地，所述冷却水喷淋系统包括集水盘、喷淋管路、喷淋循环水泵、播水盘、溢水口、补水浮动阀和排污阀，所述播水盘位于蒸发冷却换热器上方，所述集水盘位于蒸发冷却换热器下方；所述循环水泵固定安装于机组底座上，并通过喷淋管路与集水盘连接，所述集水盘上边缘设置有补水浮动阀和溢水口，其底部还设置有排污阀，所述补水浮动阀用于集水盘自动补水。

进一步地，所述出风湿度调节系统还包括控制装置，所述控制装置用于控制再热风冷换热器是否接入所述制冷系统。

进一步地，进风口设置有新风温湿度传感器，出风口设置有送风温湿度传感器；所述新风温湿度传感器和所述送风温湿度传感器分别与所述控制装置连接。新风温湿度传感器和送风温湿度传感器分别将所测出的温度和湿度信息传送给控制装置，由控制装置分析得出是否需要将再热风冷换热器接入制冷系统中。

进一步地，所述再热风冷换热器和所述蒸发冷却换热器之间串联有第一电磁阀，且所述再热风冷换热器和所述第一电磁阀连接后与第二电磁阀并联，且所述第一电磁阀和第二电磁阀的开闭通过所述控制装置来控制。当第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，再热风冷换热器投入工作；当第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，再热风冷换热器停止工作。

进一步地，所述控制装置包括采集模块、分析处理模块和控制模块；所述采集模块用于采集所述新风温湿度传感器和所述送风温湿度传感器传输的信号；所述分析处理模块用于对所述采集模块采集到的信号进行处理，换算出送风与新风的混合后的温湿度状态，并自动判断混合后的温湿度状态是否需要将所述再热风冷换热器接入所述制冷系统；所述控制模块用于根据处理模块得出的结果来控制所述第一电磁阀和第二电磁阀的开闭。

一种防白烟蒸发冷却冷水机组的控制方法，包括以下步骤：

S1：采集新风温湿度传感器和送风温湿度传感器传输的信号；

S2：根据采集到的信号进行处理，换算出送风与新风的混合后的温度和湿度，并自动判断该温度和湿度状态是否处于过饱和区域，所述过饱和区域是指湿空气饱和曲线以下的区域；

S3：控制装置根据步骤S2的判断结果控制是否将再热风冷换热器接入所述制冷系统。

此处，过饱和区域是指湿空气饱和曲线以下的区域，即相对湿度为100%的等相对湿度曲线以下的区域。

具体的，步骤S3包括：

S31：如果混合状态点处于过饱和区域，控制装置向电磁阀发送指令，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，再热风冷换热器接入所述制冷系统；

S32：如果混合状态点不处于过饱和区域时，控制装置向电磁阀发送指令，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，再热风冷换热器不接入所述制冷系统。

与现有技术比较，本发明提供了一种防白烟蒸发冷却冷水机组，采用一体化结构，在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，对机组出口空气进行等湿加热，提高出风的相对湿度，使得机组排风与附近空气的混合点不在过饱和区域，避免了白烟现象的出现。本方案结构简单，能实现自动消除白烟现象。同时，本发明在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，相当于增大冷凝器的换热面积，有得于降低压缩机运行的冷凝温度，降低压缩机的输入功率，达到节能的目的。

本发明还提供了一种防白烟蒸发冷却冷水机组的控制方法，通过控制装置采集信息，经分析处理后通过控制电磁阀开闭达到防白烟的效果，实现了自动化控制，方法简单有效。

附图说明

图1为蒸发冷却冷水机组出现白烟现象的原理图；

图2为本发明所提供的防白烟蒸发冷却冷水机组的结构示意图；

图3为本发明所提供的防白烟蒸发冷却冷水机组的系统原理图；

图4为本发明中喷淋水系统原理图；

图5为本发明中出风湿度调节原理图；

图6为本发明中控制方法的流程图；

图7为本发明所提供的防白烟蒸发冷却冷水机组防止白烟现象出现的原理图。

附图说明：1. 压缩机；2. 集水盘；3. 散热填料；4. 蒸发式冷却换热器；5.再热风冷换热器；6. 排风机；7. 控制装置；8. 壳管式蒸发器；9. 第一电磁阀；10. 高压开关；11. 高压表；12. 低压表；13. 逆止阀；14. 低压开关；15. 冷凝开关；16. 干燥过滤器；17. 电子膨胀阀；18. 播水盘；19. 喷淋管路；20. 喷淋循环水泵；21. 浮球阀；22. 排污阀；23. 溢水口；24. 初效过滤器；25. 第二电磁阀；26. 单向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细地说明。

实施例

如图2所示，一种防白烟蒸发冷却冷水机组，该机组为整体式结构，所述机组上层为散热部分，包括排风机6、初效过滤器24、再热风冷换热器5、播水盘18、模块化蒸发冷却换热器4、散热填料3、集水箱2、喷淋管路19等；所述机组下层为压缩动力部分，包括喷淋循环水泵20、压缩机1、壳管式蒸发器8、控制装置7；整机包含了制冷系统、冷却水喷淋系统。

图3是防白烟蒸发冷却冷水机组的制冷系统，该制冷系统为压缩机1、壳管式蒸发器8、蒸发冷却换热器4、再热风冷换热器5、干燥过滤器16、电子膨胀阀17、高压开关10、低压开关14、高压表11、低压表12、冷媒管路等组成。制冷剂经压缩机1压缩后，变成高温高压的气体，然后通过再热风冷冷凝器预降温，再通过模块化蒸发式冷却换热器4进行热交换，制冷剂被冷凝成低温高压液体，经过电子膨胀阀17节流后变成低温低压液体，在壳管式蒸发器8中吸热蒸发成低温低压气体，最后回到压缩机1中。

图4是防白烟蒸发冷却冷水机组的冷却水喷淋系统，冷却水喷淋系统包括集水盘2、喷淋管路19、喷淋循环水泵20、播水盘18、溢水口23、补水浮动阀21以及排污阀22等，所述播水盘18位于蒸发冷却换热器4上方，所述集水盘2位于蒸发冷却换热器4下方；所述循环水泵20固定安装于机组底座上，并通过喷淋管路与集水盘2连接，所述集水盘2上边缘设置有补水浮动阀21和溢水口23，其底部还设置有排污阀22。在喷淋循环水泵20的作用下，集水盘2的水被输送到机组顶部播水盘18，然后通过播水盘18的布水孔均匀地淋洒在蒸发冷却换热管表面，形成一层往下流动的薄薄的连续水膜，最终回到集水盘2里。

其中，上述机组还包括排风机。图5是防白烟蒸发冷却冷水机组的出风湿度调节原理图，室外空气经过进风口进入，通过蒸发冷却换热器4和散热填料3时与其表面的水发生热湿交换，空气温度和相对湿度升高，经过再热风冷换热器5时，空气被加热，温度升高，相对湿度下降，是等湿升温的过程。

其中，进风口设置有新风温湿度传感器，出风口设置有送风温湿度传感器；再热风冷换热器5和蒸发冷却换热器4之间串联有第一电磁阀9，且再热风冷换热器5和第一电磁阀9与第二电磁阀25并联，且第一电磁阀9和第二电磁阀25的开闭通过控制装置7来控制。

其中，机组还包括控制装置7，新风温湿度传感器、送风温湿度传感器、第一电磁阀9和第二电磁阀25分别与控制装置7连接。控制装置7包括采集模块、分析处理模块和控制模块；所述采集模块用于采集所述新风温湿度传感器和所述送风温湿度传感器传输的信号；所述分析处理模块用于对所述采集模块采集到的信号进行处理，换算出送风与新风的混合状态点，并自动判断该混合状态点是否需要将所述再热风冷换热器接入所述制冷系统；所述控制模块用于根据处理模块得出的结果来控制所述第一电磁阀和第二电磁阀的开闭。

在蒸发冷却设备出风口处设置再热风冷冷凝器5，对出口处的湿空气进行等湿加热，达到状态点D后排出，与位于状态点A的外界空气进行充分混合。在此过程中，状态点D与状态点A形成的直线位于湿空气饱和曲线上部，不再与湿空气饱和曲线相交，状态点A的空气与状态点D的空气充分混合后形成的混合点C不在过饱和区域，故无凝结水滴析出，其空气处理原理如图7所示。

如图6所示，该种防白烟蒸发冷却冷水机组通过以下步骤进行控制以消除白烟出现：

S1：采集新风温湿度传感器和送风温湿度传感器传输的信号；

S2：根据采集到的信号进行处理，换算出送风与新风的混合后的温度和湿度，并自动判断该温度和湿度状态是否处于过饱和区域，所述过饱和区域是指湿空气饱和曲线以下的区域；

S3：控制装置根据步骤S2的判断结果控制是否将再热风冷换热器接入所述制冷系统。

具体的，步骤S3包括：

S31：如果混合状态点处于过饱和区域，控制装置向电磁阀发送指令，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，再热风冷换热器接入所述制冷系统；

S32：如果混合状态点不处于过饱和区域时，控制装置向电磁阀发送指令，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，再热风冷换热器不接入所述制冷系统。

本实施例提供了一种防白烟蒸发冷却冷水机组，采用一体化结构，在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，对机组出口空气进行等湿加热，提高出风的相对湿度，使得机组排风与附近空气的混合点不在过饱和区域，避免了白烟现象的出现。本方案结构简单，能实现自动消除白烟现象。同时，本方案在蒸发式冷却器后方设置再热风冷换热器，相当于增大冷凝器的换热面积，有得于降低压缩机运行的冷凝温度，降低压缩机的输入功率，达到节能的目的。