CN101825322A - 基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统，包括蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A、蒸发冷却新风机组B、辐射末端房间内的屋顶和墙壁上设置的毛细管末端C、辐射末端房间内的地板上铺设的PERT冷/热盘管D，在辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器，以上各部分之间通过管道连接组成回路，其中蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A由蒸发式冷水机组E和风冷热泵式冷热水机组F组成。本发明的辐射空调系统将蒸发冷却与机械制冷相结合，扩大了蒸发冷却技术的应用范围，不仅适用于西北干燥地区，而且可广泛应用于中湿度和高湿度地区。并且夏季可向辐射末端供冷，冬季供暖，实现一套设备两用，减少系统初投资。

Description

基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种基于蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组、蒸发冷却新风机组、辐射末端和置换通风器集成的空调系统。

背景技术

近年来，辐射空调由于其舒适性越来越受到人们的青睐。但目前辐射空调系统多采用传统的机械制冷与常温冷水混合的方法制取高温冷水，这不仅能耗大，污染环境，而且冷热水混合，造成能量浪费。

虽然在干燥地区采用蒸发冷却技术可制取高温冷水，但由于其受气象条件的限制，不适用于中湿度地区和高湿度地区。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统，将蒸发冷却与机械制冷相结合冷热水机组、蒸发冷却新风机组、辐射末端、置换通风器结合起来，充分利用蒸发冷却技术，在干燥地区、中湿度和高湿度地区都能适用，而且节能、环保。

本发明所采用的技术方案是，基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统，该系统包括蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A、蒸发冷却新风机组B、辐射末端房间内屋顶和墙壁上设置的毛细管末端C、辐射末端房间内地板上铺设的PERT冷/热盘管D，在辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器，以上各部分之间通过管道连接组成回路，蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A由蒸发式冷水机组E和风冷热泵式冷热水机组F组成。

本发明的特点还在于，

蒸发式冷水机组E包括上下并联布置的高温冷水空气冷却器和低温冷水空气冷却器，与高温冷水空气冷却器和低温冷水空气冷却器并排还设置有直接蒸发冷却器，直接蒸发冷却器由喷嘴和填料组成。

蒸发冷却新风机组B按进风方向依次包括过滤器、高温空气冷却器、直接蒸发冷却器、低温空气冷却器、挡水板和风机。

蒸发式冷水机组E通过管道G3、管道G4与集水器b相连接，风冷热泵冷热水机组F通过管道与集水器b相连接，集水器b通过管道G5与分水器c17相连接，分水器c17分别通过管道G20、管道G24和管道G25与辐射末端房间内屋顶部的毛细管末端C、墙体的毛细管末端C和地面PERT冷盘管D相连接，辐射末端房间内的回水分别通过管道G22、管道G23、管道G21与集水器d相连接，集水器d通过管道G6与分水器b相连接，分水器b分别通过管道G7、管道G9和管道G8与低温冷水空气冷却器2、高温空气冷却器7和集水器c相连接，蒸发式冷水机组E还通过管道G3、管道G15与高温冷水空气冷却器相连接。

风冷热泵冷热水机组F通过管道G1与分水器a相连接，分水器a分别通过管道G2、管道G11和管道G13与集水器b、低温空气冷却器的进水和集水器c相连接，低温空气冷却器的出水通过管道G12与集水器c相连接，集水器c通过管道与风冷热泵冷热水机组F的蒸发器相连接。

蒸发冷却新风机组B中高温空气冷却器的出水通过管道G10与集水器a相连接，高温冷水空气冷却器和低温冷水空气冷却器的出水分别通过管道G17、管道G18与集水器a相连接，集水器a通过管道G与直接蒸发冷却器的喷嘴相连接。

蒸发冷却新风机组B通过风道F1与置换通风器相连接。

本发明的辐射空调系统具有以下优点：

1.冷热水机组将蒸发冷却与机械制冷相结合，同一套设备可根据不同要求，将蒸发式冷水机组制取的高温冷水和风冷热泵冷热水机组制取的低温冷水按不同的比例混合，制取出不同温度的水供给辐射末端，冬季可单独开启风冷热泵冷热水机组制取热水供给末端。该机组应用时间长，全年均可使用，并且应用范围广，不仅适用于干燥地区，而且可广泛应用在中湿度地区和高湿度地区。

2．新风机组采用的蒸发冷却新风机组，相对于传统集中式蒸发冷却新风机组，功能段相对较少，机组结构紧凑，可大大节约空间。机组中通过通入不同温度的水，实现对室外空气不同的空气处理过程，最终满足不同季节不同地区对室内新风的要求，提高了设备利用率，节省投资。

3.辐射末端在墙面和顶部均安装毛细管末端，地面铺设PERT冷/热盘管，辐射面积大，提高供冷/热能力。

附图说明

图1是本发明辐射空调系统的结构示意图。

图中，A蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组，B蒸发冷却新风机组，C毛细管末端，DPERT冷/热盘管，E蒸发式冷水机组，F风冷热泵式冷热水机组，1高温冷水空气冷却器，2低温冷水空气冷却器，3填料，4喷嘴，5过滤器，6高温空气冷却器，7直接蒸发冷却器，8低温空气冷却器，9挡水板，10风机，11置换通风器，12集水器a，13集水器b，14分水器a，15集水器c，16分水器b，17分水器c，18集水器d，19排风口。

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。

本发明的辐射空调系统，如图1所示，包括蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A、蒸发冷却新风机组B、在辐射末端的房间内，屋顶和墙壁上设置毛细管末端C，地板上铺设PERT冷/热盘管D，在辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器11，以上之间通过管道连接组成回路，管路中设置集水器a、集水器b、集水器c、集水器d、分水器a、分水器b、分水器c，水泵等。

蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A由蒸发式冷水机组E和风冷热泵式冷热水机组F两部分组成。蒸发式冷水机组E包括：上下并联布置的高温冷水空气冷却器1和低温冷水空气冷却器2，还包括与高温冷水空气冷却器1和低温冷水空气冷却器2并排设置的直接蒸发冷却器，直接蒸发冷却器由填料3和填料3上方的喷嘴4组成。

室外空气分为四个环路，其中一个环路，室外空气先经过高温冷水空气冷却器1，进行预冷，然后经过低温冷水空气冷却器2，进一步降温，再经过直接蒸发冷却器的填料3和喷嘴4，接着通过排风机送入风冷热泵冷热水机组F中，最后由风机排出；另外一个环路为，室外空气从风冷热泵冷热水机组F外侧设置的进风口进入，先经过直接蒸发冷却器进行预冷，然后再进入风冷热泵中，其他两个环路与此相同。

蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A中，高温冷水空气冷却器1的进水来自蒸发式冷水机组E制取的水，低温冷水空气冷却器2的进水来自辐射末端的出水，并将其出水混合，然后送入直接蒸发冷却器的喷嘴4中进行喷淋。该机组分为四个环路，其中一路来自蒸发式冷水机组E的排风，另外三处的进风口分别设置一个直接蒸发冷却器。

夏季，蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A中的蒸发式冷水机组E制取的高温冷水与风冷热泵冷热水机组F制取的低温冷水在集水器a12中混合，然后通过管道送入辐射末端。冬季，风冷热泵冷热水机组F单独工作，制取出的热水通过管道送入辐射末端。

蒸发冷却新风机组B，包括过滤器5、高温空气冷却器6、低温空气冷却器8、直接蒸发冷却器7、挡水板9和风机10。其中，高温空气冷却器6通入的高温冷水来自辐射末端的出水，与分水器b16连接；低温空气冷却器8通入7℃冷水，来自风冷热泵的出水，与分水器a14连接。

蒸发冷却新风机组B在不同季节通过开启不同的功能段制取出不同温度的新风。夏季，当室外空气状态点在室内状态点右侧时，直接蒸发冷却器7不喷淋水，室外空气经过高温空气冷却器6，进行等湿降温处理，然后经过低温空气冷却器8进行降温减湿处理，为防止新风中带有水滴，后经过挡水板9，最后由风机10送入房间内置换通风器11中。此时，高温空气冷却器6的进水来自辐射末端的出水，与分水器b16连接，低温空气冷却器8的进水来自风冷热泵冷热水机组F的出水，与分水器a14连接。当室外空气状态点在室内状态点左侧时，直接蒸发冷却器7喷淋水，低温空气冷却器8停止运行，室外空气先经高温空气冷却器6进行等湿降温，然后经直接蒸发冷却器7进行等焓加湿处理。冬季，直接蒸发冷却器7喷淋水，对空气进行等焓加湿。并且，低温空气冷却器8作为加热器，通入风冷热泵冷热水机组F制取的热水。室外空气先经过高温空气冷却器6进行预热，然后经过直接蒸发冷却器7进行等焓加湿，接着进入低温空气冷却器8进行加热，最后由风机送入置换通风器11中。

辐射末端装置，设置在所需供应的房间内，墙面和顶部均铺设毛细管末端C，地板铺设PERT冷/热盘管D，并在房间内的进风口处放置一个置换通风器11。夏季，毛细管末端C和PERT冷/热盘管D引入蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A产生的16-18℃高温冷水，置换通风器通入蒸发冷却新风机组B产生的新风。冬季，毛细管末端C和PERT冷/热盘管D引入风冷热泵冷热水机组F产生的热水。   

夏季，蒸发式冷水机组E制取的高温冷水分为两个环路。其中一条环路制取的高温冷水通过管道G3、G4进入集水器b13中，与风冷热泵冷热水机组F制取的低温冷水进行混合，然后通过管道G5送入分水器c17中，最后分别通过管道G20送入顶部毛细管末端C，通过管道G24送入墙体毛细管末端C，通过管道G25送入地面PERT冷盘管D。从末端出来的水分别通过管道G22、G23、G21回到集水器d18中，接着通过管道G6送入分水器b16中，然后从分水器b16中分出三个通道，通过一管道G7送入低温冷水空气冷却器2中；通过另一管道G9送入蒸发冷却新风机组B中的高温空气冷却器7中；还通过一管道G8送入集水器c15。另一环路通过管道G3、G15送入高温冷水空气冷却器1中。

风冷热泵冷热水机组F制取的低温冷水通过管道G1进入分水器a14中，在分水器a14中分为三个通道，通过一管道G2送入集水器b13中与蒸发式冷水机组E制取的高温冷水混合；通过另一管道G11送入蒸发冷却新风机组B中的低温空气冷却器8中；还通过一管道G13送入集水器c15中。同时，低温空气冷却器8的出水通过管道G12送入集水器c15中。在集水器c15中，辐射末端的出水、低温空气冷却器8的出水、风冷热泵冷热水机组F制取的低温冷水按一定比例混合成12℃的水送入风冷热泵的蒸发器中。

蒸发冷却新风机组B中高温空气冷却器6的出水通过管道G10送入集水器a12中，同时蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A中的高温冷水空气冷却器1、低温冷水空气冷却器2的出水分别通过G17、G18送入集水器a12中，在集水器a12中混合后通过管道G16送入蒸发式冷水机组E中的直接蒸发冷却器的喷嘴4。

本发明辐射空调系统的工作过程：

冬季，蒸发式冷水机组E停止工作，风冷热泵冷热水机组F单独运行，管道G3、G4、G7、G15、G16、G17、G18停止供水。风冷热泵冷热水机组F制取的热水进入分水器a14中，然后分为三个通道，其中一个通过管道G2、G5送入分水器c17，然后送入辐射末端；通过另一管道G11送入蒸发冷却新风机组B中的高温空气冷却器6中；还有一通道通过管道G13送入集水器c15中。从末端出来的水分别通过管道G22、G23、G21回到集水器d18中，接着通过管道G6送入分水器b16中，然后从分水器b16中分出三个通道，通过一管道G7送入低温冷水空气冷却器2中；通过另一管道G9送入蒸发冷却新风机组B中的高温空气冷却器7中；还有一通道通过管道G8送入集水器c15。

蒸发冷却新风机组B中高温空气冷却器6的出水通过管道G10、G19送入集水器c15中，与低温空气冷却器8的出水、风冷热泵冷热水机组F制取的热水、末端的回水在集水器c15中混合，然后通过管道G14送入风冷热泵的蒸发器中。

同时，蒸发冷却新风机组B制取的新风通过风道F1送入室内置换通风器11中。

Claims (7)

1.基于蒸发冷却与机械制冷相结合的辐射空调系统，其特点在于，该系统包括蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A、蒸发冷却新风机组B、辐射末端房间内屋顶和墙壁上设置的毛细管末端C、辐射末端房间内地板上铺设的PERT冷/热盘管D，在辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器（11），以上各部分之间通过管道连接组成回路，所述的蒸发冷却与机械制冷相结合的冷热水机组A由蒸发式冷水机组E和风冷热泵式冷热水机组F组成。

2.按照权利要求1所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发式冷水机组E包括上下并联布置的高温冷水空气冷却器（1）和低温冷水空气冷却器（2），与高温冷水空气冷却器（1）和低温冷水空气冷却器（2）并排还设置有直接蒸发冷却器，直接蒸发冷却器由喷嘴（4）和填料（3）组成。

3.按照权利要求2所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发冷却新风机组B按进风方向依次包括过滤器（5）、高温空气冷却器（6）、直接蒸发冷却器（7）、低温空气冷却器（8）、挡水板（9）和风机（10）。

4.按照权利要求3所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发式冷水机组E通过管道G3、管道G4与集水器b（13）相连接，风冷热泵冷热水机组F通过管道与集水器b（13）相连接，集水器b（13）通过管道G5与分水器c17相连接，分水器c17分别通过管道G20、管道G24和管道G25与辐射末端房间内屋顶部的毛细管末端C、墙体的毛细管末端C和地面PERT冷盘管D相连接，辐射末端房间内的回水分别通过管道G22、管道G23、管道G21与集水器d（18）相连接，集水器d（18）通过管道G6与分水器b（16）相连接，分水器b（16）分别通过管道G7、管道G9和管道G8与低温冷水空气冷却器2、高温空气冷却器7和集水器c（15）相连接，所述的蒸发式冷水机组E还通过管道G3、管道G15与高温冷水空气冷却器（1）相连接。

5.按照权利要求3所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的风冷热泵冷热水机组F通过管道G1与分水器a（14）相连接，分水器a（14）分别通过管道G2、管道G11和管道G13与集水器b（13）、低温空气冷却器（8）的进水和集水器c（15）相连接，低温空气冷却器（8）的出水通过管道G12与集水器c（15）相连接，集水器c（15）通过管道与风冷热泵冷热水机组F的蒸发器相连接。

6.按照权利要求3所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发冷却新风机组B中高温空气冷却器（6）的出水通过管道G10与集水器a（12）相连接，高温冷水空气冷却器（1）和低温冷水空气冷却器（2）的出水分别通过管道G17、管道G18与集水器a（12）相连接，集水器a（12）通过管道G（16）与直接蒸发冷却器的喷嘴（4）相连接。

7.按照权利要求3所述的辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发冷却新风机组B通过风道F1与置换通风器（11）相连接。

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