CN101858626A - 太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统，由蒸发冷却高温冷水机组、太阳能集热器、太阳能光电集热板、蒸发冷却新风机组，毛细管辐射末端房间内墙壁上设置的毛细管末端、屋顶上设置的毛细管末端、地板上铺设的PERT冷/热盘管、置换通风器组成，以上各部分之间通过管道连接组成回路。夏季，利用蒸发冷却高温冷水机组制取高温冷水供给毛细管末端，冬季利用太阳能集热器制取热水供给毛细管末端。同时，采用太阳能光电集热板将热能转换成电能供给系统中的水泵和风机，充分利用可再生能源—太阳能、干燥空气，既节约能源，又减少大气污染。

Description

太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统
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高温冷水机组、太阳能集热器、太阳能交流光电转换系统、蒸发冷却新风机组、毛细管辐射末端和置换通风器集成的空调系统。
背景技术
蒸发冷却以水作为制冷剂，不运用CFC，对大气环境无污染，由于其节能、环保、经济的优点，在工程中得到越来越多的应用，尤其在我国西北干燥地区得到广泛应用。然而，对于辐射空调系统，蒸发冷却冷水机组只能制取高温冷水，冬季应用中受到限制。
近年来，太阳能技术也得到发展，充分利用太阳辐射的能量，将其转换成其他形式的能量，并应用在人们日常生活中，但现在没有将其与毛细管辐射空调结合起来充分发挥两者优势的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统，将蒸发冷却高温冷水机组、太阳能集热器、太阳能交流光电转换系统、蒸发冷却新风机组、毛细管辐射末端、置换通风器结合起来。夏季，利用蒸发冷却技术，为毛细管辐射末端提供高温冷水；冬季，太阳能集热器利用太阳的能量将水从低温度加热到高温度向毛细管辐射末端提供低温热水。同时，采用太阳能交流光电转换系统发电供应整个系统的水泵和风机所需的电量。
本发明所采用的技术方案是，太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统，该系统包括蒸发冷却高温冷水机组A、太阳能集热器B、太阳能交流光电转换系统、蒸发冷却新风机组D和毛细管辐射末端，
其中的蒸发冷却高温冷水机组A，用于夏季为毛细管辐射末端提供高温冷水；
其中的太阳能集热器B，用于冬季为毛细管辐射末端提供低温热水；
其中的太阳能交流光电转换系统包括太阳能光电集热板C和光电控制转换装置，用于利用太阳能发电供应整个系统的水泵和风机所需的电量；
其中的蒸发冷却新风机组D，用于夏季为毛细管辐射末端提供处理的新风；
其中的毛细管辐射末端，设置于辐射末端房间内，用于为辐射末端房间接收制取的高温冷水、低温热水和新风，
以上各部分之间通过管道连接组成回路。
本发明的特点还在于，
蒸发冷却高温冷水机组A包括高温冷水空气冷却器和直接蒸发冷却器a，直接蒸发冷却器a一侧的上部设置有排风机，其中的直接蒸发冷却器a包括从上到下依次设置的喷嘴、填料和水箱，水箱通过管道和水泵a与喷嘴连接。
蒸发冷却新风机组D按进风方向依次包括过滤器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器b、挡水板和送风机。
毛细管辐射末端，包括分别设置于辐射末端房间内墙壁、屋顶和地板的墙壁毛细管辐射末端E、屋顶毛细管辐射末端F和PERT冷/热盘管G，辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器，蒸发冷却新风机组D送出的新风通过管道与置换通风器相连接。
蒸发式冷水机组A通过管道G1与分水器a相连接，分水器a通过管道G13与高温冷水空气冷却器相连接，分水器a还通过管道G2与三通阀b相连接，太阳能集热器B通过管道G15与三通阀b相连接，三通阀b通过管道G3与分水器b相连接，分水器b分为三路：通过管道G4、管道G5、管道G6分别与毛细管辐射末端房间内的屋顶毛细管辐射末端F、墙壁毛细管辐射末端E和地板内的PERT冷/热盘管G相连接，毛细管辐射末端房间内的回水分别通过管道G7、管道G8、管道G9与集水器b相连接，集水器b通过管道G10与三通阀a相连接，三通阀a分别通过管道G16、管道G11与太阳能集热器B和集水器a相连接，集水器a通过管道G12、管道G14分别与蒸发冷却高温冷水机组A中的直接蒸发冷却器a的喷嘴、高温冷水空气冷却器相连接。
本发明的辐射空调系统具有以下优点：
1.夏季利用蒸发冷却技术制取高温冷水供给毛细管末端，冬季通过太阳能集热器制取热水供给末端，同时采用蒸发冷却新风机组制取新风送入房间。
2.将太阳能和干燥空气这些可再生能源应用在空调系统中，大大节约能源消耗，同时采用太阳能交流光电转换系统发电供给系统中的风机和水泵，减少大气污染，真正实现“绿色空调”的目标。
附图说明
图1是本发明毛细管辐射空调系统的结构示意图。
图中，A蒸发冷却高温冷水机组，B太阳能集热器，C太阳能光电集热板，D蒸发冷却新风机组，E墙壁毛细管辐射末端，F屋顶毛细管辐射末端，G PERT冷/热盘管，1高温冷水空气冷却器，2直接蒸发冷却器a，3填料，4喷嘴，5排风机，6水泵a，7水箱，8水泵b，9过滤器，10水泵c，11间接蒸发冷却器，12水泵d，13直接蒸发冷却器b，14挡水板，15送风机，16置换通风器，17分水器a，18集水器a，19分水器b，20集水器b，21三通阀a，22三通阀b，23二次风机。
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。
本发明的毛细管辐射空调系统，如图1所示，由蒸发冷却高温冷水机组A、太阳能集热器B、太阳能光电集热板C、蒸发冷却新风机组D，毛细管辐射末端房间内墙壁上设置的墙壁毛细管辐射末端E、毛细管辐射末端房间内屋顶上设置的屋顶毛细管辐射末端F、毛细管辐射末端房间内地板上铺设的PERT冷/热盘管G、在毛细管辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器16组成，以上各部分之间通过管道连接组成回路，管路中设置三通阀a21、三通阀b22、集水器a18、集水器b20、分水器a17、分水器b19、水泵等。
蒸发冷却高温冷水机组A，用于夏季为毛细管辐射末端提供高温冷水。包括高温空气冷却器1和直接蒸发冷却器a2，直接蒸发冷却器a2一侧的上部设置排风机5。其中直接蒸发冷却器a2包括从上到下依次设置的喷嘴4、填料3和水箱7，水箱7通过管道、水泵a6和喷嘴4连通。高温空气冷却器1所需的水来自蒸发冷却高温冷水机组A的出水，与分水器a17相连接；直接蒸发冷却器a2的喷淋水来自毛细管辐射末端的出水，与集水器a18相连接。
夏季，蒸发冷却高温冷水机组A中室外空气先经过高温冷水空气冷却器1进行预冷，然后通过直接蒸发冷却器a2进行喷淋，最后由排风机5排出。其制取的高温冷水在水箱7中汇集，通过管道送到毛细管辐射末端。
蒸发冷却新风机组D，用于为毛细管辐射末端提供处理的新风。按进风方向包括依次设置的过滤器9、间接蒸发冷却器11、直接蒸发冷却器b13、挡水板14和送风机15。其中间接蒸发冷却器11包括水箱、喷嘴、管式换热器、水泵c10、二次风机23，通过水泵c10将水箱中的水送到喷嘴中；直接蒸发冷却器b13所需的喷淋水由水泵d12抽取水箱中水提供。
蒸发冷却新风机组D中，夏季，室外空气状态点在室内状态点的左侧，此时，室外空气先经过过滤器9进行过滤，达到初步净化的目的，然后通过间接蒸发冷却器11进行等湿降温处理，后经过直接蒸发冷却器b13进行等焓降温过程，接着经过挡水板14，最后由送风机15送入置换通风器16中。冬季，通过通入不同温度的水，对空气进行不同的处理过程。此时，间接蒸发冷却器11可对空气进行等湿加热过程，然后经过直接蒸发冷却器b13等焓加湿过程，最后送风机15将制取的新风通过管道送入房间内设置的置换通风器16中。
房间内设置毛细管辐射末端，由墙壁毛细管辐射末端E、屋顶毛细管辐射末端F和地板内铺设的PERT冷/热盘管G组成，并在房间内的进风口处放置一个置换通风器16。夏季，墙壁毛细管辐射末端E、屋顶毛细管辐射末端F和PERT冷/热盘管G引入蒸发冷却高温冷水机组A产生的高温冷水，置换通风器16通入蒸发冷却新风机组D产生的新风。冬季，墙壁毛细管辐射末端E、屋顶毛细管辐射末端F和PERT冷/热盘管G引入太阳能集热器B产生的热水。
太阳能交流光电转换系统包括太阳能光电集热板C和光电控制转换装置，其核心部分为太阳能光电集热板C，其作用是将太阳的热能转换为电能，提供给蒸发冷却高温冷水机组A的水泵、太阳能集热器B中的循环水泵、蒸发冷却新风机组中的水泵和风机。
各系统之间的管路连接为：蒸发式冷水机组A通过管道G1与分水器a17相连接，分水器a17通过管道G13与高温冷水空气冷却器1相连接，分水器a17还通过管道G2与三通阀b22相连接，太阳能集热器B通过管道G15与三通阀b22相连接，三通阀b22通过管道G3与分水器b19相连接，分水器b19分为三路：通过管道G4、管道G5、管道G6分别与毛细管辐射末端房间内的屋顶毛细管辐射末端F、墙壁毛细管辐射末端E和地板内的PERT冷/热盘管G相连接，毛细管辐射末端房间内的回水分别通过管道G7、管道G8、管道G9与集水器b20相连接，集水器b20通过管道G10与三通阀a21相连接，三通阀a21分别通过管道G16、管道G11与太阳能集热器B和集水器a18相连接，集水器a18通过管道G12、管道G14分别与蒸发冷却高温冷水机组A中的直接蒸发冷却器a2的喷嘴4、高温冷水空气冷却器1相连接。
本发明辐射空调系统的工作过程：
夏季，蒸发冷却高温冷水组A制取的高温冷水通过管道G1进入分水器a17中，然后分为两路，一路通过管道G13送入高温冷水空气冷却器1；另一路通过管道G2，调整三通阀b22，使高温冷水经过管道G3送入分水器b19中。分水器b19通过管道分为三路，一路通过管道G4送入屋顶毛细管辐射末端F中，另一路通过管道G5送到墙壁毛细管辐射末端E中，第三路通过管道G6送入地板的PERT冷/热盘管G中。从毛细管辐射末端出来的水通过管道G7、管道G8、管道G9与集水器b20相连接，集水器b20又通过管道G10、三通阀a21和管道G11进入集水器a18中。同时，高温冷水空气冷却器1的出水通过管道G14进入集水器a18中，再通过管道G12送入直接蒸发冷却器a2的喷嘴4中。
冬季，蒸发冷却高温冷水机组A停止工作，由太阳能集热器B制取热水，通过调整三通阀a21、三通阀b22调节水的流向。太阳能集热器B制取的热水通过管道G15、三通阀b22和管道G3送入分水器b19中。分水器b19通过管道分为三路，通过管道G4、管道G5和管道G6分别送入屋顶毛细管辐射末端F、墙壁毛细管辐射末端E和地板的PERT冷/热盘管G中。从毛细管辐射末端出来的水分别通过管道G7、管道G8、管道G9与集水器b20相连接，然后在水泵b8的作用下，通过管道G10、三通阀a21和管道G16重新回到太阳能集热器B中，如此循环。
同时，蒸发冷却新风机组D制取的新风通过风道进入置换通风器16送入室内。

Claims (5)

1.太阳能与蒸发冷却相结合的毛细管辐射空调系统，其特点在于，该系统包括蒸发冷却高温冷水机组A、太阳能集热器B、太阳能交流光电转换系统、蒸发冷却新风机组D和毛细管辐射末端，
所述的蒸发冷却高温冷水机组A，用于夏季为毛细管辐射末端提供高温冷水；
所述的太阳能集热器B，用于冬季为毛细管辐射末端提供低温热水；
所述的太阳能交流光电转换系统包括太阳能光电集热板C和光电控制转换装置，用于利用太阳能发电供应整个系统的水泵和风机所需的电量；
所述的蒸发冷却新风机组D，用于夏季为毛细管辐射末端提供处理的新风；
所述的毛细管辐射末端，设置于辐射末端房间内，用于为辐射末端房间接收制取的高温冷水、低温热水和新风，
以上各部分之间通过管道连接组成回路。
2.按照权利要求1所述的毛细管辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发冷却高温冷水机组A包括高温冷水空气冷却器(1)和直接蒸发冷却器a(2)，直接蒸发冷却器a(2)一侧的上部设置有排风机(5)，其中的直接蒸发冷却器a(2)包括从上到下依次设置的喷嘴(4)、填料(3)和水箱(7)，水箱(7)通过管道和水泵a(6)与喷嘴(4)连接。
3.按照权利要求2所述的毛细管辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发冷却新风机组D按进风方向依次包括过滤器(9)、间接蒸发冷却器(11)、直接蒸发冷却器b(13)、挡水板(14)和送风机(15)。
4.按照权利要求3所述的毛细管辐射空调系统，其特点在于，所述的毛细管辐射末端，包括分别设置于辐射末端房间内墙壁、屋顶和地板的墙壁毛细管辐射末端E、屋顶毛细管辐射末端F和PERT冷/热盘管G，辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器(16)，蒸发冷却新风机组D送出的新风通过管道与置换通风器(16)相连接。
5.按照权利要求4所述的毛细管辐射空调系统，其特点在于，所述的蒸发式冷水机组A通过管道G1与分水器a(17)相连接，分水器a(17)通过管道G13与高温冷水空气冷却器(1)相连接，分水器a(17)还通过管道G2与三通阀b(22)相连接，太阳能集热器B通过管道G15与三通阀b(22)相连接，三通阀b(22)通过管道G3与分水器b(19)相连接，分水器b(19)分为三路：通过管道G4、管道G5、管道G6分别与毛细管辐射末端房间内的屋顶毛细管辐射末端F、墙壁毛细管辐射末端E和地板内的PERT冷/热盘管G相连接，毛细管辐射末端房间内的回水分别通过管道G7、管道G8、管道G9与集水器b(20)相连接，集水器b(20)通过管道G10与三通阀a(21)相连接，三通阀a(21)分别通过管道G16、管道G11与太阳能集热器B和集水器a(18)相连接，集水器a(18)通过管道G12、管道G14分别与蒸发冷却高温冷水机组A中的直接蒸发冷却器a(2)的喷嘴(4)、高温冷水空气冷却器(1)相连接。
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