CN101881495B - 基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统 - Google Patents

基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统 Download PDF

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本发明公开的基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统,包括蒸发式冷水机组A、蒸发冷却新风机组B、蓄冷系统以及辐射末端,辐射末端包括在末端房间内设置的侧壁毛细管辐射末端D、顶部毛细管辐射末端E、地板上铺设的冷/热盘管F、屋顶散热盘管G,辐射末端房间内还设置有置换通风器,蓄冷系统由屋顶散热盘管G和蓄冷水箱C组成,以上各部分之间通过管道连接组成回路。本发明的辐射空调系统将蒸发冷却与蓄冷技术加以集成,还将蒸发冷却与置换通风及辐射空调相结合,既可达到优势互补的作用,又可节省能耗。

Description

基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统技术领域[0001] 本发明属于空调设备技术领域,具体涉及一种包括蒸发式冷水机组、蒸发冷却新 风机组、蓄冷系统、辐射末端和置换通风器集成的空调系统。背景技术[0002]目前,随着我国节能减排和建筑节能的需要,蒸发冷却空调、蓄冷空调、辐射空调 及置换通风等节能新技术越来越受到重视。但是缺乏将上述建筑节能新技术优势互补,加 以集成的空调系统。同时,也没有将主动式蒸发冷却空调技术与被动式蒸发冷却空调技术 相结合的全面蒸发冷却空调系统。因此,急需开发一种基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系 统,以满足西北等干燥地区建筑物空调的需要。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统,将蒸发式冷水 机组、水蓄冷系统、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 和水蓄冷这两种节能技术,为辐射末端和新风机组提供高温冷水,从而达到低碳环保和高 效节能的目的。[0004] 本发明所采用的技术方案是,基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统,包括蒸发式 冷水机组、蒸发冷却新风机组、蓄冷系统以及辐射末端,所述的辐射末端包括在末端房间内 设置的侧壁毛细管辐射末端、顶部毛细管辐射末端、地板上铺设的冷/热盘管、屋顶散热盘 管,辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器,所述的蓄冷系统由屋顶散热盘管和 蓄冷水箱组成,以上各部分之间通过管道连接组成回路;所述的蒸发冷却新风机组按进风 方向依次包括空气过滤器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、空气冷却器和风机;所述的 蓄冷水箱和屋顶散热盘管之间通过第十八管道相连接;所述的蒸发式冷水机组通过第一管 道与蓄冷水箱相连接,蓄冷水箱分为三路,一路通过第二管道与分水器连接,分水器分别通 过第三管道、第六管道与辐射末端房间内的顶部毛细管辐射末端和冷/热盘管相连接,分 水器还通过第四管道、第五管道与辐射末端房间内的侧壁毛细管辐射末端相连接;蓄冷水 箱的第二路依次通过第十三管道、第十四管道与屋顶散热盘管相连接,第十三管道上设置 有水泵,第十三管道和第十四管道之间设置有三通电磁阀a;蓄冷水箱的第三路依次通过 第十八管道、第十五管道与屋顶散热盘管的回水相连接,第十八管道和第十五管道之间设 置有三通电磁阀b。[0005] 本发明的特点还在于,[0006] 从辐射末端出来的水首先通过第七管道、第八管道、第九管道、第十管道与集水器 相连接,集水器通过管道接到一个四通电磁阀处,分为四路,一路可通过第十一管道与蒸发 冷却新风机组的空气冷却器相连接,一路通过第十七管道与三通电磁阀a相连接;一路通 过第十九管道与蒸发式冷水机组相连接。[0007] 蒸发冷却新风机组中空气冷却器的出水通过第十二管道与蒸发式冷水机组相连接。[0008] 蒸发冷却新风机组通过风管与置换通风器相连接。[0009] 本发明的辐射空调系统具有以下优点:[0010]1.将蒸发冷却与蓄冷相结合,充分利用两种技术高效节能的优势,减少环境污染, 减轻用电高峰期的电力负荷。蒸发式冷水机组在夜间可利用较低温度的室外空气制取高温 冷水,然后送入蓄冷水箱中,以备白天供辐射末端使用,夜间机组的运行效率更高,且电费 较低,制取单位重量高温水的费用也明显减低。[0011] 2.夜间从辐射末端出来的水进入屋顶散热盘管,经散热后的水进入蓄冷水箱中, 重新供给辐射末端,不需要任何外部冷源,实现“自然冷却”,减少蒸发式冷水机组的运行时 间,节约运行费用。[0012] 3.屋顶散热盘管白天通入蓄冷水箱中的高温冷水,对屋顶进行遮阳隔热,减少通 过屋顶传入的热量,降低室内冷负荷;夜间通入辐射末端的出水,利用室外较低温度的空气 进行散热,实现水的冷却。[0013] 4.将主动式蒸发冷却空调技术与被动式蒸发冷却空调技术相结合,实现全面蒸发 冷却空调系统,从而大大降低建筑物的能耗。[0014] 5.将蒸发冷却与置换通风及辐射空调相结合,既可达到优势互补的作用,又可节 省能耗。附图说明[0015] 图1是本发明辐射空调系统的结构示意图。[0016]图中,A蒸发式冷水机组,B蒸发冷却新风机组,C蓄冷水箱,D侧壁毛细管辐射末 端,E顶部毛细管辐射末端,F冷/热盘管,G屋顶散热盘管,I空气过滤器,2间接蒸发冷却 器,3直接蒸发冷却器,4空气冷却器,5风机,6置换通风器,7集水器,8分水器,9水泵,10 四通电磁阀,11三通电磁阀a,12三通电磁阀b。具体实施方式[0017] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。[0018] 本发明的辐射空调系统,如图1所示,包括蒸发式冷水机组A、蒸发冷却新风机组 B、蓄冷水箱C、辐射末端房间内设置的侧壁毛细管辐射末端D、顶部毛细管辐射末端E、地板 上铺设的冷/热盘管F、屋顶散热盘管G,辐射末端房间内进风口处还设置有置换通风器6, 蓄冷水箱C和屋顶散热盘管G组成蓄冷系统,以上各部分之间通过管道连接组成回路。[0019] 蒸发冷却新风机组B按进风方向依次包括空气过滤器1、间接蒸发冷却器2、直接 蒸发冷却器3、空气冷却器4和风机5。[0020] 白天,空气冷却器4通入辐射末端的出水,对空气进行降温处理。此时,室外空气 依次经过空气过滤器1、间接蒸发冷却器2、直接蒸发冷却器3、空气冷却器4,然后通过风管 送入辐射房间内的置换通风器6内,将新风送入室内。夜间,由于室外空气温度较低,此时, 空气冷却器4不通水,室外空气依次经过空气过滤器I进行过滤,然后经过间接蒸发冷却器 2进行等湿降温处理,后经过直接蒸发冷却器3进行等焓降温处理,最后送入室内。[0021] 蓄冷水箱C和屋顶散热盘管G之间通过第十八管道G18相连接。[0022] 蒸发式冷水机组A通过第一管道Gl与蓄冷水箱C相连接,蓄冷水箱C分为三路, 一路通过第二管道G2与分水器8连接,分水器8分别通过第三管道G3、第六管道G6与辐 射末端房间内的顶部毛细管辐射末端E和冷/热盘管F相连接,分水器8还通过第四管道 G4、第五管道G5与辐射末端房间内左侧壁、右侧壁的毛细管辐射末端D相连接;蓄冷水箱C 的第二路依次通过第十三管道G13、第十四管道G14与屋顶散热盘管G相连接,第十三管道 G13上设置水泵9,第十三管道G13和第十四管道G14之间设置有三通电磁阀all ;蓄冷水 箱C的第三路依次通过第十八管道G18、第十五管道G15与屋顶散热盘管G的回水相连接, 第十八管道G18和第十五管道G15之间设置三通电磁阀bl2。[0023] 从辐射末端出来的水首先通过第七管道G7、第八管道G8、第九管道G9、第十管道 GlO与集水器7相连接,集水器7通过第二十管道G20接到一个四通电磁阀10处,分为四 路,一路可通过第十一管道Gll与蒸发冷却新风机组B的空气冷却器4相连接,一路通过第 十七管道G17与三通电磁阀all相连接;一路通过第十九管道G19与蒸发式冷水机组A相 连接。[0024] 蒸发冷却新风机组B中空气冷却器4的出水通过第十二管道G12与蒸发式冷水机 组A相连接。[0025] 蒸发冷却新风机组B通过风管与置换通风器6相连接。[0026] 蓄冷系统由蓄冷水箱C和屋顶散热盘管G组成,夜间系统运行时,一方面可关闭蒸 发式冷水机组A,单纯依靠屋顶散热盘管G散热制取的冷水提供给辐射末端。蓄冷水箱C通 过第十八管道G18与分水器8相连接,通过第三管道G3、第四管道G4、第五管道G5、第六管 道G6与辐射房间的顶部毛细管辐射末端E、左侧墙壁毛细管辐射末端D、右侧墙壁毛细管辐 射末端D、地板冷/热盘管F相连接。从辐射末端出来的水分别通过第七管道G7、第八管道 G8、第九管道G9、第十管道GlO与集水器7相连接,集水器7通过第二十管道G20接到四通 电磁阀10处,然后通过控制四通电磁阀10,使水通过第十七管道G17进入三通电磁阀all, 后经第十四管道G14送入屋顶散热盘管G中。经屋顶散热盘管G散热后的水通过第十五管 道G15进入三通电磁阀bl2中,控制三通电磁阀bl2使水通过第十八管道G18流入蓄冷水 箱C中,如此循环。另一方面,可开启蒸发式冷水机组A利用夜间室外较低温度的空气,制 取高温冷水通过第一管道Gl与蓄冷水箱C相连接,在蓄冷水箱C中进行储存,供白天辐射 末端用。[0027] 本发明辐射空调系统的工作过程:[0028] 白天,蓄冷水箱C储存的水分为两路,一路通过第二管道G2与分水器8相连接,然 后通过第三管道G3、第四管道G4、第五管道G5、第六管道G6进入辐射房间的顶部毛细管辐 射末端E、左侧墙壁毛细管辐射末端D、右侧墙壁毛细管辐射末端D、地板冷/热盘管F相连 接。从辐射末端出来的水分别通过第七管道G7、第八管道G8、第九管道G9、第十管道GlO 与集水器7相连接,集水器7通过第二十管道G20与四通电磁阀10相连接,然后通过控制 四通电磁阀10流向,使水通过第十一管道Gll进入蒸发冷却新风机组B中的空气冷却器4 中,从空气冷却器4出来的水通过第十二管道G12进入蒸发式冷水机组A中。另一路通过 第十三管道G13将水送入屋顶散热盘管G中,对屋顶进行遮阳,从屋顶散热盘管G出来的水 通过第十五管道G15、第十六管道G16进入蒸发式冷水机组A中。[0029] 当蓄冷水箱C中的水不能满足辐射末端的需求时,需开启蒸发式冷水机组A,制取出的高温冷水通过第一管道Gl送入蓄冷水箱C中。[0030] 过渡季节,当室外空气不经空气冷却器4处理就能满足室内要求时,可调整四通 电磁阀10,使从末端出来的水通过第十九管道G19直接进入蒸发式冷水机组中。[0031] 同时,蒸发冷却新风机组B制取的新风通过风道送入室内置换通风器6中。[0032] 本发明的辐射空调系统蒸发冷却利用夜间室外的低温空气,制取出高温冷水,将 冷量储蓄在蓄冷水箱中,白天供辐射末端用。同时,夜间采用屋顶散热盘管将辐射末端出来 的水进行散热,然后冷却后的水重新送入辐射末端,不需要任何外部冷源,节省运行费用。

Claims (4)

1.基于蒸发冷却的蓄冷式辐射空调系统,其特征在于,该系统包括蒸发式冷水机组(A)、蒸发冷却新风机组(B)、蓄冷系统以及辐射末端,所述的辐射末端包括在末端房间内设置的侧壁毛细管辐射末端(D)、顶部毛细管辐射末端(E)、地板上铺设的冷/热盘管(F)、屋顶散热盘管(G),辐射末端房间内的进风口处还设置有置换通风器(6),所述的蓄冷系统由屋顶散热盘管(G)和蓄冷水箱(C)组成,以上各部分之间通过管道连接组成回路;所述的蒸发冷却新风机组(B)按进风方向依次包括空气过滤器(I)、间接蒸发冷却器(2)、直接蒸发冷却器(3)、空气冷却器(4)和风机(5);所述的蓄冷水箱(C)和屋顶散热盘管(G)之间通过第十八管道(G18)相连接;所述的蒸发式冷水机组(A)通过第一管道(Gl)与蓄冷水箱(C)相连接,蓄冷水箱(C)分为三路,一路通过第二管道(G2)与分水器(8)连接,分水器(8)分别通过第三管道(G3)、第六管道(G6)与辐射末端房间内的顶部毛细管辐射末端(E)和冷/热盘管(F)相连接,分水器(8)还通过第四管道(G4)、第五管道(G5)与辐射末端房间内的侧壁毛细管辐射末端(D)相连接;蓄冷水箱(C)的第二路依次通过第十三管道(G13)、第十四管道(G14)与屋顶散热盘管(G)相连接,第十三管道(G13)上设置有水泵(9),第十三管道(G13)和第十四管道(G14)之间设置有三通电磁阀a (11);蓄冷水箱(C)的第三路依次通过第十八管道(G18)、第十五管道(G15)与屋顶散热盘管(G)的回水相连接,第十八管道(G18)和第十五管道(G15)之间设置有三通电磁阀b (12)。
2.按照权利要求1所述的辐射空调系统,其特点在于,从辐射末端出来的水首先通过第七管道(G7)、第八管道(G8)、第九管道(G9)、第十管道(GlO)与集水器(7)相连接,集水器(7)通过第二十管道(G20)接到一个四通电磁阀(10)处,分为四路,一路可通过第十一管道(Gll)与蒸发冷却新风机组(B)的空气冷却器(4)相连接,一路通过第十七管道(G17)与三通电磁阀a (11)相连接;一路通过第十九管道(G19)与蒸发式冷水机组(A)相连接。
3.按照权利要求1所述的辐射空调系统,其特征在于,所述的蒸发冷却新风机组(B)中空气冷却器(4)的出水通过第十二管道(G12)与蒸发式冷水机组(A)相连接。
4.按照权利要求1所述的辐射空调系统,其特征在于,所述的蒸发冷却新风机组(B)通过风管与置换通风器(6 )相连接。
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