一种多功能冷却设备及空调系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种多功能冷却设备及空调系统，冷却设备包括空气流动主风道、风冷换热器、冷却塔、水体流动主管路和控制组件；风冷换热器设置于空气流动主管道的内部，空气流动主管道的出口与冷却塔的进风口连接，空气流动主管道内流通有空气，风冷换热器和冷却塔并联设置在水体流动主管路上，分别构成风冷换热器支路和冷却塔支路，水体流动主管路内流通有冷却水，控制组件设置在风冷换热器支路和冷却塔支路上，用于控制冷却设备的多种工作模式的切换。本实用新型专利技术的多功能冷却设备在不同环境温度下能够切换运行模式，实现各工况下的高能效运行，解决了冷却塔防冻问题，降低了空调系统的能耗和维护成本，实现节能低碳运行。实现节能低碳运行。实现节能低碳运行。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能冷却设备及空调系统


[0001]本技术涉及冷却
，尤其涉及一种多功能冷却设备及空调系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，我国建筑面积快速增长，同时建筑运行能耗也不断增大，其中暖通空调的能耗占比最大，降低空调系统能耗对实现碳达峰、碳中和具有重大意义。
[0003]在办公楼、商场等民用建筑中，典型的空调系统为冷机+冷却塔的形式，以实现采用冷机供冷的功能；在过渡季时，还可通过增设板换实现冷却塔免费供冷的功能，以降低冷机能耗。由于冷却塔的出水温度(高于湿球温度)较高，导致冷却塔免费供冷的时长非常有限。
[0004]在数据中心等工业建筑中，内热源具有很高的发热量，导致此类建筑全年均具有供冷需求，因此典型的空调系统为冷机+冷却塔+板换的形式，以实现采用冷机供冷和冷却塔免费供冷的功能。但存在上述相同的问题，冷却塔出水温度较高，导致免费供冷的时长受限。并且，在冬季供冷时，冷却塔易出现结冰问题，需要采用电伴热等其他方式避免结冰，增加了系统能耗。
[0005]为解决上述问题，已有的方式如下：(1)利用间接蒸发冷却比直接蒸发冷却出水温度更低的特点，采用间接蒸发冷却塔来替代普通冷却塔，以增加免费供冷时长。但当环境温度较低时，普通冷却塔的出水温度也可满足供冷需求，或当环境温度高，需要采用冷机供冷时，由于间接蒸发冷却塔的能效低于普通的直接蒸发冷却塔，此时采用间接蒸发冷却塔进行免费供冷或作为冷机的散热源反而不如采用普通冷却塔，导致系统能效降低。因此，在不同工况时，直接蒸发冷却方式与间接蒸发冷却方式的能效优劣是会变化的。(2)为避免冬季冷却塔结冰问题，可通过增设干冷器来产生冷却水，此时冷却塔处于关闭状态。但此种方法需要两套独立的冷却设备，一套工作，另一套则处于闲置状态，并且仅增设干冷器也未增加免费供冷的时长，仍具有一定的局限。
[0006]若既希望增加免费供冷时长，又希望避免冬季冷却塔结冰问题，则需要设置三套独立的冷却设备，即：普通冷却塔、间接蒸发冷却塔、干冷器。这极大的增加了投资费用，又导致每套冷却设备的闲置时间较长。
[0007]因此需要开发一种具有三种冷却功能(风冷、直接蒸发冷却、间接蒸发冷却)的冷却设备，以使在各工况下始终可以运行最高效的冷却模式，且设备部件可以共用、部件闲置时间少、投资较低。

技术实现思路

[0008]本技术提供一种多功能冷却设备及空调系统，此多功能冷却设备具有冷却功能能够切换、设备闲置时间少、投资费用低等特点。
[0009]本技术提供一种多功能冷却设备，包括空气流动主风道、风冷换热器、冷却塔、水体流动主管路和控制组件；所述风冷换热器设置于所述空气流动主管道的内部，所述
空气流动主管道的出口与所述冷却塔的进风口连接，所述空气流动主管道内流通有空气，所述风冷换热器和所述冷却塔并联设置在所述水体流动主管路上，分别构成风冷换热器支路和冷却塔支路，所述水体流动主管路内流通有冷却水，所述控制组件设置在所述风冷换热器支路和所述冷却塔支路上，用于控制所述冷却设备的多种工作模式的切换。
[0010]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，所述控制组件包括第一循环泵、第二循环泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门和/或第四阀门；在所述水体流动主管路的干路上设置所述第一循环泵，在所述风冷换热器支路上设置第一阀门、第二阀门和第二循环泵，所述第二循环泵和所述第二阀门串联构成第二循环泵支路，所述第二循环泵支路和所述第一阀门并联设置，在所述冷却塔支路上设置所述第三阀门和/或所述第四阀门。
[0011]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，还包括旁通风道和旁通风阀；所述旁通风道设置在所述风冷换热器和所述冷却塔的进风口之间的所述空气流动主风道上，所述旁通风道内设置所述旁通风阀。
[0012]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，还包括设置在所述空气流动主风道的内部且在所述空气流动主风道进风口和所述旁通风道之间的主风道风机。
[0013]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，所述多功能冷却设备的多种工作模式包括：冷却水仅流经所述风冷换热器，空气流经所述风冷换热器和所述冷却塔，或，冷却水仅流经所述风冷换热器，空气流经所述风冷换热器的风冷工作模式；冷却水仅流经所述冷却塔，空气流经所述风冷换热器和所述冷却塔，或，冷却水仅流经所述冷却塔，空气流经所述旁通风阀和所述冷却塔的直接蒸发冷却工作模式；冷却水流经所述风冷换热器和所述冷却塔，空气流经所述风冷换热器和所述冷却塔的间接蒸发冷却工作模式。
[0014]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，所述冷却塔为开式冷却塔、闭式冷却塔、逆流式冷却塔、横流式冷却塔中的至少一种。
[0015]根据本技术提供的一种多功能冷却设备，所述冷却塔设置多面进风口，所述空气流动主风道与多面所述进风口连接。
[0016]本技术还提供一种空调系统，包括上述的多功能冷却设备。
[0017]本技术具有以下有益效果：
[0018](1)随着环境温度的变化，冷却功能可进行改变，以达到始终选择能效较高的冷却方式。
[0019](2)在冬季等温度较低时，该设备避免了结冰问题，冷却功能可正常使用。
[0020](3)该多功能冷却设备中部件可在多种冷却功能下使用，并非完全独立导致仅发挥一种冷却功能，因此设备部件被充分利用，闲置时间少，降低了设备投资费用。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本技术提供的一种多功能冷却设备的结构示意图；
[0023]图2是本技术提供的一种多功能冷却设备的风冷工作模式原理示意图；
[0024]图3是本技术提供的一种多功能冷却设备的直接蒸发冷却工作模式原理示意图；
[0025]图4是本技术提供的一种多功能冷却设备的间接蒸发冷却工作模式原理示意图；
[0026]图5是本技术提供的另一种多功能冷却设备的结构示意图；
[0027]图6是本技术提供的另一种多功能冷却设备的风冷工作模式原理示意图；
[0028]图7是本技术提供的另一种多功能冷却设备的直接蒸发冷却工作模式原理示意图；
[0029]图8是本技术提供的另一种多功能冷却设备的间接蒸发冷却工作模式原理示意图；
[0030]图9是本技术提供的另一种多功能冷却设备的结构示意图；
[0031]图10是本技术提供的另一种多功能冷却设备的风冷工作模式原理示意图；
[0032]图11是本技术提供的另一种多功能冷却设备的直接蒸发冷却工作模式原理示意图；
[0033]图12是本技术提供的另一种多功能冷却设备的间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能冷却设备，其特征在于，包括空气流动主风道(1)、风冷换热器(2)、冷却塔(3)、水体流动主管路(4)和控制组件；所述风冷换热器(2)设置于所述空气流动主管道的内部，所述空气流动主管道的出口与所述冷却塔(3)的进风口连接，所述空气流动主管道内流通有空气，所述风冷换热器(2)和所述冷却塔(3)并联设置在所述水体流动主管路(4)上，分别构成风冷换热器支路(41)和冷却塔支路(42)，所述水体流动主管路(4)内流通有冷却水，所述控制组件设置在所述风冷换热器支路(41)和所述冷却塔支路(42)上，用于控制所述冷却设备的多种工作模式的切换。2.根据权利要求1所述的多功能冷却设备，其特征在于，所述控制组件包括第一循环泵(51)、第二循环泵(52)、第一阀门(61)、第二阀门(62)、第三阀门(63)和/或第四阀门(64)；在所述水体流动主管路(4)的干路上设置所述第一循环泵(51)，在所述风冷换热器支路(41)上设置第一阀门(61)、第二阀门(62)和第二循环泵(52)，所述第二循环泵(52)和所述第二阀门(62)串联构成第二循环泵支路(411)，所述第二循环泵支路(411)和所述第一阀门(61)并联设置，在所述冷却塔支路(42)上设置所述第三阀门(63)和/或所述第四阀门(64)。3.根据权利要求1所述的多功能冷却设备，其特征在于，还包括旁通风道(7)和旁通风阀(8)；所述旁通风道(7)设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先庭，王文涛，王欢，石文星，王宝龙，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：