CN100529561C - 基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统，包括冷却塔/间接蒸发冷水机组、双制式热泵、换热器、蒸发冷却新风机组和辐射末端装置，各装置之间通过管网连接，并由三通控制流向。本发明的复合空调系统采用蒸发冷却技术为空调房间提供免费冷新风和零费用高温冷水，使同一辐射末端冬季用于供热、夏季用于供冷，一管两用，减少了系统初投资，克服了辐射末端结露的现象，极大提高室内空气品质，具有显著节能减排优势。
Description
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，涉及一种复合空调系统，具体涉及到一种基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统。
背景技术
目前蒸发冷却技术在应用中虽然取得了一定的成果，但是却难以实现分室分时控制。同时对于辐射供冷方面也存在着受空调房间空气露点的影响，限制了其供冷能力。再者，目前我国地板辐射供热已得到了大面积的应用，但辐射供热末端在夏季却末能得到充分利用，而处于资源闲置状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统，利用蒸发冷却技术，实现辐射末端冬季供热、夏季供冷的“一管两用”，提高了设备利用率。
本发明所采用的技术方案是，基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统，包括
冷却塔/间接蒸发冷水机组，用于夏季制取高温冷水，并将高温冷水通过分集水器送入辐射末端装置；
双制式热泵，用于夏季制取低温冷水、冬季制取低温热水，并将低温冷水或低温热水通过分集水器送入辐射末端装置；
换热器，连接于冷却塔/间接蒸发冷水机组和双制式热泵之间，用于进行冷热水之间的热量交换；
蒸发冷却新风机组，用于接入冷却塔/间接蒸发冷水机组制取的高温冷水，和用于接入双制式热泵制取的低温冷水或低温热水；用于将室外空气制取成新风，并通过置换通风器送入辐射末端装置；
辐射末端装置，设置于所需控制的房间内，用于夏季接入冷却塔/间接蒸发冷水机组制取的高温冷水或双制式热泵制取的低温冷水，冬季接入双制式热泵制取的低温热水；用于接入蒸发冷却新风机组制取的新风。
本发明的特点还在于，
蒸发冷却新风机组为多级蒸发冷却装置，按进风方向依次设置有新风段、过滤器、间接蒸发冷却器、空气冷却/加热器、回风段、直接蒸发冷却器、再热器和送风机，空气冷却/加热器通过管网分别与冷却塔/间接蒸发冷水机组和双制式热泵相连接，再热器通过管网与双制式热泵相连接。
辐射末端装置包括辐射吊顶装置和辐射地板装置，辐射吊顶装置为多个管子组成的毛细管网辐射吊顶，辐射地板装置为PEX冷/热盘管围成。
置换通风器选用1/4圆柱形置换通风器。
本发明的空调系统，具有以下明显优势：
1.同一辐射末端冬夏均可运行，冬季用于供热、夏季用于供冷，且采用顶板设备设置和地板设备设置相复合的形式，提高了辐射装置的供冷能力。
2.新风采用蒸发冷却新风机组获得，并运用蒸发冷却与机械制冷技术相结合，扩大了其供冷能力且节能效果显著，尤其西北地区夏季能为空调房间提供100％干燥全新风，室内空气品质极佳，且有效避免辐射供冷表面结露的现象。
3.采用蒸发冷却技术为辐射末端提供免费高温冷水，节能减排效果好，运行费用低。
附图说明
附图是本发明空调系统的结构示意图。
图中，A.蒸发冷却新风机组，1.冷却塔/间接蒸发冷水机组，2.双制式热泵，3.PEX辐射地板，4.毛细管网辐射吊顶，5.置换通风器，6.排风口，7.新风段，8.间接蒸发冷却器，9.空气冷却/加热器，10.直接蒸发冷却器，11.分集水器，12.过滤器，13.送风机，14.回风段，15.再热器，16.换热器，17.PEX冷/热盘管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的复合空调系统，如附图所示，包括冷却塔/间接蒸发冷水机组1、双制式热泵2、换热器16、蒸发冷却新风机组A和辐射末端装置，各装置之间相连接形成回路，其间装设循环水泵、温控阀、测压测温装置、截止阀、三通调节阀，Y型过滤器等，以满足水系统正常运行需要。
冷却塔/间接蒸发冷水机组1用于夏季制取高温冷水，并将高温冷水通过分集水器11送入各房间的辐射末端装置。
双制式热泵2用于夏季制取低温冷水、冬季制取低温热水，并将低温冷水或低温热水通过分集水器11送入各房间的辐射末端装置。
换热器16连接于冷却塔/间接蒸发冷水机组1和双制式热泵2之间，用于进行冷热水之间的热量交换。
蒸发冷却新风机组A用于接入冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水和用于接入双制式热泵2制取的低温冷水或低温热水；用于将室外空气制取成新风，并通过置换通风器5送入辐射末端装置。
蒸发冷却新风机组A按进风方向依次设置新风段7、过滤器12、间接蒸发冷却器8、空气冷却/加热器9、回风段14、直接蒸发冷却器10、再热器15和送风机13。空气冷却/加热器9通过管网分别与冷却塔/间接蒸发冷水机组1和双制式热泵2相连接，再热器15通过管网与双制式热泵2相连接。该蒸发冷却新风机组A采用多级蒸发冷却装置，第一级为间接蒸发冷却器8，喷淋水为自循环，第二级为空气冷却/加热器9，可通入冷却塔/间接蒸发冷水机组1高温冷水，又可通入来自双制式热泵换热后的低温冷水和低温热水，第三级为直接蒸发冷却器。
辐射末端装置设置于所需控制的房间内，为地板和吊顶相复合的冷热两用型，包括辐射吊顶装置和辐射地板装置，辐射吊顶装置为多个管子组成的毛细管网辐射吊顶4，辐射地板装置为PEX冷/热盘管17围成的PEX辐射地板3。用于夏季接入冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水或双制式热泵2制取的低温冷水，冬季接入双制式热泵2制取的低温热水，还用于接入蒸发冷却新风机组A制取的新风。
本发明的空调系统，采用冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取高温冷水，采用双制式热泵2装置获得低温冷水和低温热水。供冷与供热采用同一套辐射末端装置，夏季接入冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水或双制式热泵2制取的低温冷水，冬季接入双制式热泵2制取的低温热水。新风由蒸发冷却新风机组A制取，室外新风依次通过过滤器12、间接蒸发冷却器8、空气冷却/加热器9、直接蒸发冷却器10和送风机13后，经送风管由布置于室内墙角处的1/4圆柱形置换通风器5送入室内，经热湿交换后由布置于顶板附近的百叶排风口6排至室外。其室外新风送风方式采用置换通风下送风方式，于地板表面形成“空气湖”。
本发明系统的特点是辐射供冷/热采用同一套辐射末端装置，冬季用于供热，夏季用于供冷，采用蒸发冷却技术提供免费冷新风和高温冷水，并采用置换通风下送风方式供新风。不仅能够实现分室分时控制，避免了辐射供冷表面结露的现象。
本发明空调系统的工作过程是：
夏季运行时，通过开启蒸发冷却新风机组A的不同功能段及调节水温的高低来实现。
当室外空气状态点落在室内空气状态点的左侧时，开启蒸发冷却新风机组A的间接蒸发冷却器8、空气冷却器9和直接蒸发冷却器10，使室外空气达到送风状态点。此时调整三通阀P7、P8，将冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水通过G1、G2管送至空气冷却器9，吸热后沿G4、G3返回，同时G5、G6管段关闭。当负荷较大时，调整三通阀P7、P8和截止阀P9、P10，将双制式热泵2经换热器16制取的低温冷水通过G5、G2管送至空气冷却器9，吸热后沿管G4、G6返回，同时G1、G3、G7、G8管段关闭。对于辐射末端，可调整三通阀P5、P6、P1、P2将冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水通过G15、G17、G21管分别送至PEX辐射地板3和毛细管网辐射吊顶4，吸热后沿管G22、G18、G16返回，同时G13、G14、G19和G20管段关闭。
当室外空气状态点落在室内空气状态点的右侧时，开启蒸发冷却新风机组A的间接蒸发冷却器8、空气冷却器9，使室外空气达到送风状态点。此时调整三通阀P7、P8和截止阀P9、P10，将双制式热泵2经换热器16制取的低温冷水通过G5、G2管送至空气冷却器9，吸热后沿管G4、G6返回，同时G1、G3、G7、G8管段关闭。对于辐射末端，可调整三通阀P5、P6、P1和P2，将冷却塔/间接蒸发冷水机组2制取的高温冷水和双制式热泵2经换热器16制取的低温冷水相混合，把配比好温度的高温冷水通过G15、G17、G21管分别送至PEX辐射地板3和毛细管网辐射吊顶4，吸热后沿管G22、G18、G16、G20返回，同时G13、G14管段关闭。
冬季运行时，开启蒸发冷却新风机组A的空气加热器9、直接蒸发冷却器10和再热器15，同时利用回风段14回收部分余热，使室外空气达到送风状态点。此时调整三通阀P7、P8和截止阀P9、P10，将双制式热泵2经换热器16制取的低温热水通过G5、G2管送至空气加热器9，放热后沿管G4、G6返回，此时G1、G3管段关闭。同时双制式热泵2制取的低温热水通过G7管送至再热器15，放热后沿管G8返回。对于辐射末端，可调整三通阀P3、P4、P1、P2，将双制式热泵2制取的高温冷水通过G12、G13、G21管分别送至PEX辐射地板3和毛细管网辐射吊顶4，放热后沿管G22、G14、G10返回，同时G9、G11、G17、G18管段关闭。
过度季节运行时，
当室外空气状态点落在室内空气状态点的左侧时，开启蒸发冷却新风机组A的间接蒸发冷却器8或空气冷却器9。如开启空气冷却器9，则需调整三通阀P7、P8，将冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水通过G1、G2管送至空气冷却器9，吸热后沿G4、G3返回，同时G5、G6管段关闭。对于辐射末端供回水方式则同夏季运行时室外空气状态点落在室内空气状态点的左侧时相同。
当室外空气状态点落在室内空气状态点的右侧时，开启空气冷却器9，使室外空气达到送风状态点。此时调整三通阀P7、P8和截止阀P9、P10，将双制式热泵2经换热器16制取的低温冷水通过G5、G2管送至空气冷却器9，吸热后沿管G4、G6返回，同时G1、G3、G7、G8管段关闭。对于辐射末端，可调整三通阀P5、P6、P1、P2，将冷却塔/间接蒸发冷水机组1制取的高温冷水通过G15、G17、G21管分别送至PEX辐射地板3和毛细管网辐射吊顶4，吸热后沿管G22、G18、G16返回，同时G13、G14、G19、G20管段关闭。
Claims (4)
1.一种基于蒸发冷却的置换通风与辐射供冷/热复合空调系统，其特征在于，包括
冷却塔/间接蒸发冷水机组(1)，用于夏季制取高温冷水，并将高温冷水通过分集水器(11)送入辐射末端装置；
双制式热泵(2)，用于夏季制取低温冷水、冬季制取低温热水，并将低温冷水或低温热水通过分集水器(11)送入辐射末端装置；
换热器(16)，连接于冷却塔/间接蒸发冷水机组(1)和双制式热泵(2)之间，用于进行冷热水之间的热量交换；
蒸发冷却新风机组(A)，用于接入冷却塔/间接蒸发冷水机组(1)制取的高温冷水，和用于接入双制式热泵(2)制取的低温冷水或低温热水；用于将室外空气制取成新风，并通过置换通风器(5)送入辐射末端装置；
辐射末端装置，设置于所需控制的房间内，用于夏季接入冷却塔/间接蒸发冷水机组(1)制取的高温冷水或双制式热泵(2)制取的低温冷水，冬季接入双制式热泵(2)制取的低温热水；用于接入蒸发冷却新风机组(A)制取的新风。
2.按照权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述的蒸发冷却新风机组(A)为多级蒸发冷却装置，按进风方向依次设置有新风段(7)、过滤器(12)、间接蒸发冷却器(8)、空气冷却/加热器(9)、回风段(14)、直接蒸发冷却器(10)、再热器(15)和送风机(13)，所述的空气冷却/加热器(9)通过管网分别与冷却塔/间接蒸发冷水机组(1)和双制式热泵(2)相连接，所述的再热器(15)通过管网与双制式热泵(2)相连接。
3.按照权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述的辐射末端装置包括辐射吊顶装置和辐射地板装置，所述的辐射吊顶装置为多个管子组成的毛细管网辐射吊顶(4)，所述的辐射地板装置为PEX冷/热盘管(17)围成。
4.按照权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述的置换通风器(5)选用1/4圆柱形置换通风器。
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