板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组的制作方法

本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组。

背景技术：

蒸发冷却空调技术按照其形式，可以分为间接蒸发冷却和直接蒸发冷却，作为间接蒸发冷却的核心，间接蒸发冷却换热器具有很多形式，现有的板翅式换热器结构紧凑，换热效率高，但换热干通道内容易积灰增大阻力，换热湿通道容易结垢不易清洗；管式换热器外壁水膜包覆性不好，容易形成干点，影响换热效率。此外，蒸发冷却空调随室外参数变动而波动较大，制冷效果受限，尤其是在数据中心、核电站等要求全年不间断供冷的场所，无法保证其在炎热高湿地区或者夏季极端炎热条件下的温降幅度。传统机械制冷方式虽然应用广泛，但随着社会的发展，其巨大的能源消耗和对环境造成的负面影响使该类制冷方式面临转型升级的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组，能根据不同的室外气象条件，切换不同的工作模式，实现对送风温湿度的合理控制，以满足室内环境的要求，大大降低了能耗。

本实用新型所采用的技术方案是，板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组，包括有机组壳体，机组壳体的顶壁上设置有一次风进风口及送风口，机组壳体内按空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器、板管式间接蒸发冷却段、蒸发器、压缩机、直接蒸发冷却段、挡水板以及送风机，送风机的出风口与送风口连接；

板管式间接蒸发冷却段上方设置有冷凝器，冷凝器、蒸发器及压缩机通过管道依次连接构成闭合回路；连接冷凝器与蒸发器的管道上设置有膨胀阀；冷凝器上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次风排风口；板管式间接蒸发冷却段对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口。

本实用新型的特征还在于，

压缩机为涡旋压缩机；冷凝器为风冷式冷凝器；膨胀阀为热力膨胀阀。

机组壳体的侧壁上设置有检修门a及检修门b；空气过滤器为袋式过滤器；送风机为离心式风机。

板管式间接蒸发冷却段包括有由上至下依次设置的布水装置b、板管式换热器及蓄水箱b，布水装置b通过供水管b与蓄水箱b连接，供水管b上设置有循环水泵b；二次风进风口位于板管式换热器与蓄水箱b之间对应的机组壳体侧壁上，冷凝器位于布水装置b上方。

板管式换热器由若干个板管式换热模块组合而成；板管式换热模块包括有长方体换热单元，长方体换热单元的外围设置有固定框架，长方体换热单元由若干层板管组组成，每层板管组均由若干根板管相互平行组成，相邻两层的板管组中的板管交错排布，组成长方体换热单元所有板管由固定框架固定；板管的两个相对侧壁上均设置有压制的纹路，在板管两个相对侧壁的外壁面形成若干个相互平行的凹槽，在板管两个相对侧壁的内壁面上形成若干个相互平行的凸纹，凹槽与凸纹一一对应，板管内设置有隔板。

板管包括有相互平行的直板形的侧壁a及侧壁b，还包括有相对设置的顶壁及底壁，顶壁及底壁横截面均为半圆形；板管为依照侧壁a、顶壁、侧壁b及底壁的顺序围成的内部中空两端开口的管状结构；

侧壁a及侧壁b的壁面设置有压制的纹路，侧壁a及侧壁b的朝向外部的壁面均设置有若干个相互平行的凹槽，侧壁a及侧壁b的朝向内部的壁面设置有若干个相互平行的凸纹，凹槽与凸纹一一对应，侧壁a及侧壁b之间设置有隔板。

直接蒸发冷却段包括有由上至下依次设置的布水装置a、填料及蓄水箱a，布水装置a通过供水管a与蓄水箱a连接；供水管a上设置有循环水泵a。

蓄水箱a内设置有浮球阀a，蓄水箱a外接有补水管a；蓄水箱b内设置有浮球阀b，蓄水箱b外接有补水管b，补水管a及补水管b上均设置有控制阀。

一次空气进风口及二次空气进风口内均设置有均流板。

二次风排风口内部设置有二次风排风机，二次风排风机为轴流风机。

本实用新的有益效果是：

(1)本实用新型的复合式空调机组，将板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷进行协同耦合，根据室外气象条件切换不同的运行模式，解决了单独使用蒸发冷却系统或机械制冷系统时，降温幅度有限以及能耗较大的问题，实现了蒸发冷却与机械制冷的优势互补，充分提高机组的cop。

(2)本实用新型的复合式空调机组，板管间接蒸发冷却段使用板管式换热器，板管式换热器为模块化设计，可根据机组风量要求自由组装成型，可极大的提高生产效率，具有很好的灵活性。

(3)本实用新型的的复合式空调机组，每个板管内部设置有隔板，增加了板管的强度；板管侧壁上有压制的纹路，在外表面形成凹槽，可使喷淋水较好的包覆在板管的外表面上形成降膜，与二次空气进行充分的热湿交换；内表面上形成凸纹，使一次空气经过管内时产生扰动，增强换热效果。

(4)本实用新型的复合式空调机组，冷凝器置于板管式换热器的上方，用二次排风带走冷凝热量，降低冷凝温度，减少了机组能耗。

附图说明

图1是本实用新型板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组的结构示意图；

图2是本实用新型复合式空调机组中直接蒸发冷却段的结构示意图；

图3是本实用新型复合式空调机组中板管间接段蒸发冷却段的结构示意图；

图4是本实用新型复合式空调机组中所使用的板管的结构示意图；

图5是本实用新型复合式空调机组中板管式换热模块进行自由组装的第一种结构示意图；

图6是本实用新型复合式空调机组中板管式换热模块进行自由组装的第二种结构示意图；

图7是本实用新型复合式空调机组中板管式换热模块进行自由组装的第三种结构示意图；

图8是本实用新型复合式空调机组中板管排列方式示意图。

图中，1.一次风进风口，2.冷凝器，3.二次风排风口，4.膨胀阀，5.送风口，6.检修门a，7.送风机，8.挡水板，9.蓄水箱a，10.填料，11.压缩机，12.蒸发器，13.板管式换热器，14.二次风进风口，15.空气过滤器，16.检修门b，17.循环水泵a，18.供水管a，19.布水装置a，20.蓄水箱b，21.循环水泵b，22.供水管b，23.布水装置b，24.板管，25.隔板，26.凸纹，27.凹槽，28.板管式换热模块，29.二次风排风机，30.浮球阀a，31.浮球阀b，32.补水管a，33.补水管b；

24-1.侧壁a，24-2.侧壁b，24-3.顶壁，24-4.底壁；

28-1.长方体换热单元，28-2.固定框架。

具体实施方式

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。

本实用新型提供板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组，如图1-8所示，包括有机组壳体，机组壳体的顶壁上设置有一次风进风口1及机组的送风口5，一次风进风口1连接室内回风管处理回风；机组壳体内按空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器15、板管式间接蒸发冷却段、蒸发器12、压缩机11、直接蒸发冷却段、挡水板8以及送风机7，送风机7的出风口与送风口5连接；挡水板8采用pvc填料。

板管式间接蒸发冷却段上方设置有冷凝器2，冷凝器2、蒸发器12及压缩机11通过管道依次连接构成闭合回路；连接冷凝器2与蒸发器12的管道上设置有膨胀阀4；冷凝器2上方对应的机组壳体顶壁上设置有二次风排风口3；板管式间接蒸发冷却段对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口14，二次风进风口14使用百叶风口。

压缩机11为涡旋压缩机；冷凝器2为风冷式冷凝器；膨胀阀4为热力膨胀阀。冷凝器2、膨胀阀4、蒸发器12、压缩机11通过管道依次连接构成闭合回路构成直膨式机械制冷单元。

机组壳体的侧壁上设置有检修门a6及检修门b16，检修门a6用于检修送风机7，检修门b16用于检修空气过滤器15；空气过滤器15为袋式过滤器；送风机7为离心式风机。

如图3所示，板管式间接蒸发冷却段包括有由上至下依次设置的布水装置b23、板管式换热器13及蓄水箱b20，布水装置b23通过供水管b22与蓄水箱b20连接，供水管b22上设置有循环水泵b21；二次风进风口14位于板管式换热器13与蓄水箱b20之间对应的机组壳体侧壁上，冷凝器2位于布水装置b23上方。

如图5-8所示，板管式换热器13由若干个板管式换热模块28组合而成；根据机组需要进行可以选择板管式换热模块28的个数及组合形式；板管式换热模块28包括有长方体换热单元28-1，长方体换热单元28-1的外围设置有固定框架28-2，长方体换热单元28-1由若干层板管组组成，每层板管组均由若干根板管24相互平行组成，相邻两层的板管组中的板管24交错排布，组成长方体换热单元28-1所有板管24由固定框架28-2固定；

板管24的两个相对侧壁上均设置有压制的纹路，在板管24两个相对侧壁的外壁面形成若干个相互平行的凹槽27，在板管24两个相对侧壁的内壁面上形成若干个相互平行的凸纹26，凹槽27与凸纹26一一对应，板管24内设置有隔板25。

如图4所示，板管24包括有相互平行的直板形的侧壁a24-1及侧壁b24-2，还包括有相对设置的顶壁24-3及底壁24-4，顶壁24-3及底壁24-4横截面均为半圆形；板管24为依照侧壁a24-1、顶壁24-3、侧壁b24-2及底壁24-4的顺序围成的内部中空两端开口的管状结构；

侧壁a24-1及侧壁b24-2的壁面设置有压制的纹路，侧壁a24-1及侧壁b24-2的朝向外部的壁面均设置有若干个相互平行的凹槽27，侧壁a24-1及侧壁b24-2的朝向内部的壁面设置有若干个相互平行的凸纹26，凹槽27与凸纹26一一对应，侧壁a24-1及侧壁b24-2之间设置有隔板25。

如图2所示，直接蒸发冷却段包括有由上至下依次设置的布水装置a19、填料10及蓄水箱a9，布水装置a19通过供水管a18与蓄水箱a9连接；供水管a18上设置有循环水泵a17；填料10为金属铝箔材质的填料。

蓄水箱a9内设置有浮球阀a30，蓄水箱a9外接有补水管a32；蓄水箱b20内设置有浮球阀b31，蓄水箱b20外接有补水管b33，补水管a32及补水管b33上均设置有控制阀。两个循环水泵均为潜水泵；每个布水装置均由布水管和多个均匀设置于布水管上的喷嘴构成。

一次空气进风口1及二次空气进风口14内均设置有均流板。

二次风排风口3内部设置有二次风排风机29，二次风排风机29为轴流风机。

本实用新型板管间接-直接蒸发冷却与机械制冷复合式空调机组，能实现以下三种不同工作模式：

工作模式一：在冬季室外干球温度较低时，关闭直膨式机械制冷单元和板管式间接蒸发冷却段布水装置b23等相关装置，板管式换热器13干工况运行，一次空气使用室内回风，二次空气使用室外新风；

一次空气经空气过滤器15过滤后，进入板管式换热器13，通过管壁与板管24外的二次风进行热交换，被冷却后经由送风机7送入室内，吸收了热量的二次风经二次空气排风口3排出；

室内湿度过低时适当开启直接蒸发冷却段布水装置a19及相关装置为填料10进行淋水，增加室内湿度。

工作模式二：过渡季节，关闭直膨式机械制冷单元，开启间接蒸发冷却段布水装置b23等相关装置，板管式换热器13湿工况运行；

二次空气自下而上垂直掠过板管式换热器13的管束，与板管24外的水膜发生热湿交换，同时一次空气(室内回风)经空气过滤器15过滤后进入板管24，通过管壁和水膜把热量传递给二次空气，温度降低后由送风机7送入室内，吸收了热量的二次风经二次空气排风口3排出；

室内湿度过低时适当开启直接蒸发冷却段布水装置a19及相关装置为填料10进行淋水，增加室内湿度。

工作模式三：夏季炎热天气，开启板管式间接蒸发冷却段布水装置b23及相关装置，为板管式换热器13布水，同时开启直膨式机械制冷单元；

一次空气(室内回风)经空气过滤器15过滤后进入板管24，通过管壁和水膜把热量传递给管外的二次空气实现第一级冷却，随后经过直膨式机械制冷单元的蒸发器12再次冷却后被送入室内。同时二次空气排出室外时温度还比较低，安装在风机下方的冷凝器2能够从二次排风中得到显著的冷却效果。

水系统工作过程：

直接/间接蒸发冷却段工作时，在循环水泵a17/循环水泵b21的作用下，将蓄水箱a9/蓄水箱b20中的循环水经供水管a18/供水管b22输送到布水装置a19/布水装置b23，均匀的喷淋在填料10/板管式换热器13上，在与空气进行热湿交换后，在重力作用下流回到蓄水箱a9/蓄水箱b20循环使用；

当蓄水箱a9/蓄水箱b20缺水时，浮球阀a30/浮球阀b31能自动打开，通过补水管道对蓄水箱a9/蓄水箱b20进行补水，当到达一定水位时，浮球阀a30/浮球阀b31自动闭合，完成补水。