CN101936121B

CN101936121B - 外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置

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Publication number: CN101936121B
Application number: CN2010102745665A
Authority: CN
Inventors: 于向阳
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Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN101936121A

Abstract

一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法及其装置，包括蒸发制冷装置、室内区域、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置，蒸发制冷装置有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔。本发明的效果为：适用于在夏季有效的降低了房间的得热量；在建筑上更容易配合，成本较低；在能量的利用上更加合理和充分；构建了室内外联系的通道，有效的解决了空调系统中的排风无序的问题，使得室内外的气流更加顺畅；使得蒸发制冷空调技术在住宅建筑等民用建筑的大规模应用有了现实的基础；拓展了蒸发制冷空调适用的区域。

Description

外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置

所属技术领域

本发明涉及暖通空调技术领域，是一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置，适用于各类居住建筑、公共建筑及工业建筑等房间的空气调节，或者是非空调房间的降温方法与装置。

技术背景

2005年颁布实施的《公共建筑节能设计标准》中指出：我国建筑用能已经超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上，而在建筑用能中，暖通空调的能耗又占到了27.4%左右，因此大力倡导暖通空调节能，对于建设资源节约型、环境友好型的低碳型社会有着至关重要的作用。

空调设备夏季承担的冷负荷主要由空调房间的冷负荷、机组本身产热需要消除的冷负荷及新风负荷三部分构成。按照不同的地区，不同的气象条件，不同的设备条件，及围护结构的不同，三部分所占的冷负荷比例有所不同，但空调房间的得热形成的冷负荷为主要权重部分，必须引起充分的重视。而房间的总冷负荷由以下部分构成：1、人员、室内电器设备的散热散湿量；2、窗户的太阳辐射得热形成的冷负荷；3、围护墙体、屋面等通过导热、对流形成的冷负荷；4、室外新风通过门窗渗透形成的冷负荷。

（一）窗户及遮阳方式的节能性分析

根据相关资料，在建筑围护结构中，窗户等围护结构的能耗占很大的比例，特别是对西晒类的住宅，通过窗户产生的空调负荷占到60%以上。因此，增强门窗的保温隔热性能，减少门窗能耗，是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。

因此窗是建筑节能的薄弱环节，是建筑能耗的黑洞，是控制建筑能耗的主要方向。

为了有效遮挡太阳辐射，减少夏季空调负荷，采用遮阳设施是目前常用的手段，按照设置位置的不同，可分为内遮阳设施、外遮阳设施，或者是介于外遮阳设施、外遮阳设施之间的，将百叶安装在两层玻璃之间的方式，称之为双层皮幕墙。

透过玻璃窗进入室内的日射得热系由透过窗玻璃直接进人室内的日射(简称透射日射)和窗玻璃吸收日射后以对统和辐射方式再传人室内的热量(简称吸收再放热)这两部分组成。

内遮阳设施可以反射掉部分太阳辐射，但向外反射的一部分又会被玻璃反射回来，使得反射作用减弱。内遮阳只是暂时将太阳辐射热隔绝在内遮阳以外，但这些辐射热量除部分被反射的室外，大部分被遮阳帘和玻璃吸收后通过辐射、对流等方式重新进入室内，全部成为室内得热，并没有从根本上降低室内的空调负荷；

外遮阳设施的作用要好于内遮阳设施，但外遮阳设施由于常年暴露在恶劣的外界环境中，要承受长期日晒雨淋和变化无常的风荷载，容易损坏，在外界大气环境中污染后降低其反射太阳光线的能力，不易清洗；影响建筑的造型，不美观；一些不当的遮阳措施既达不到有效的隔热，还会给居住生活带来更多的不便。

双层皮窗户幕墙结合内、外遮阳的特点，采用将百叶设置在两层玻璃之间，尽管消除了外遮阳设施的部分缺点，但由于百叶吸热后升温会加热玻璃间层的空气，其中部分热量会向室内传导而降低了其隔热能力，目前有技术是在玻璃间层采取通风措施，通过自然通风或机械通风把玻璃间层的热量排到室外，这样就可以使得其遮阳隔热作用更接近于外遮阳设施。其存在的缺点主要在于两层玻璃间空气层厚度通常较小，导致空气流量有限，降温效果有限。其次是夹层百叶仍然存在被来流空气污染的问题，且污染后的清洁甚至比外遮阳设施更为困难。另外其次整体制作成本较高，与建筑的配合存在困难，随着使用时间的不同，太阳高度角的不同，百叶的开启角度需要电动调节机构，增加其初投资成本和维护保养的成本。

（二）干空气能蒸发制冷技术的节能性分析

暖通空调系统所需的冷热量由热源和冷源产生后、输出的载冷或载热工质通常为冷水或热水，经输配系统到蒸发制冷装置或系统末端，释放冷量或热量。

对于我国建筑工程中使用最多的风机盘管+新风空调系统，最终都是由风系统将能量传递给被调节的房间，以达到所要求的室内温、湿度参数。只是风机盘管处理的是室内循环风，而新风是由蒸发制冷装置引入的经过处理后的室外新风。

传统的空调方式使用高能耗、高投入、有污染的机械制冷机组（如氟利昂压缩式制冷、溴化锂吸收式制冷机等）获取7～12℃的低温水作为冷媒，对空气进行冷却去湿处理，在应用中存在以下问题：（1）为减少能源的消耗，新风量被限制在最小新风量的范围内，不能最大程度地利用室外新风来改善室内空气品质；（2）空调送风的末端——风机盘管在湿工况下工作，冷凝水在凝水盘内积存、结垢，给各类病菌的大量孳生提供了条件，对室内空气造成二次污染；（3）空调房间的湿度波动较大，有时甚至会出现冷凝水大量析出而造成房间湿度偏低的情况。（4）设备及附加投资费用和运行成本较高等。

我国地域辽阔，气候差异明显，西北地区属于典型的干热气象条件，降水普遍较少，日照充分，属于干旱和半干旱地区。相对于东部高温高湿地区，占我国国土面积一半以上的西北地区，由于空气中水蒸气绝对数量少，相对湿度低，气候干燥。

以我国新疆、西藏、青海、宁夏、甘肃、内蒙6省、自治区为例，对各气象台站统计数据进行计算，得到最湿月的室外空气平均含湿量为10.2 g/ kg，最湿月的室外平均湿球温度为15.3℃，最湿月的室外平均露点温度为11.4 ℃。如此干燥的空气对于空调系统来说，是非常宝贵的可再生能源，首先可以直接利用干燥的室外新风排除室内的湿负荷，从而避免了对新风和室内进行冷却除湿的需要。同时,还可以利用蒸发制冷技术从干空气中获取建筑空气调节所需的冷量。

蒸发制冷就是通过向未饱和空气中加入水分使空气温度下降而产生的制冷效应，这个过程其实是干燥空气蕴含的能量转化为热能的一种方式。干燥空气由于其水蒸气处在不饱和状态而具备了做功的能力，我们形象地称之为干空气能。理论上，干空气能可以转换为任意形式的能量，比如干空气能发电、制热或者制冷，仅仅是转换为不同形式能量的效率不同，其中利用干空气能通过蒸发制冷可能是最简单有效的一种形式。

干空气能与太阳能、风能、生物质能一样，是一种宝贵的可再生资源。相对于其它新能源，干空气能具有清洁，无污染，资源分布广泛，适宜就地开发利用等通用优点外，还具有连续可用、能量密度较高，能量利用效率好，无需能量储存装置可直接利用等优点，是一种可持续利用的新能源方式，必将有效地改善我国西北广大分地区的能源使用结构。前瞻性地推广使用干空气能等新能源，用以替代常规能源，有利于该地区经济社会的良性发展，建设资源节约型和环境友好型的和谐社会。

蒸发冷却技术就是利用干空气能来获得空调所需制冷量，在不同类型的蒸发制冷装置中，利用水和干空气的热湿交换获得低温的冷风、冷水或者同时获取冷风和冷水。

对于潮湿地区，使用传统空调方式时，室内温度设计指标一般为24℃至26℃左右，相对湿度设计指标一般为50%至60%左右，为满足人员的卫生要求和保持室内正压的要求必须有最小新风量的要求，由于送入一定量新风必须实现一定量的排风，因此相对低温（24℃至26℃）和相对干燥（50%至60%）的排风中的能量也可以通过蒸发制冷的方式得到更合理的梯级利用。

综上所述，窗户是建筑节能的薄弱环节，是造成室内冷热负荷增大的主要因素。

发明内容

本发明提供了一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置，其克服了上述现有技术之不足，有效解决了针对窗户等透光性围护结构因太阳辐射得热量高而造成的能耗高的问题，其能大幅度减少窗户等透光性围护结构的负荷且成本较低，易与建筑物配合。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其包括蒸发制冷装置、室内区域、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置，蒸发制冷装置有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔，排风空腔有不少于一个进风口和不少于一个排风口，蒸发制冷装置的至少一个出风口直接与排风空腔的进风口相连通或通过管道与排风空腔的进风口相连通，蒸发制冷装置的进风口与室内区域外或/和室内区域内相连通；该方法按下述步骤进行：进入蒸发制冷装置的空气经过处理后，经过蒸发制冷装置的至少一个出风口送出并通过排风空腔的进风口进入排风空腔，在吸收了透光性围护结构和外遮阳处的热量升温后再通过排风空腔的排风口排出至室内区域外；其中，蒸发制冷装置位于室内区域内或/和室内区域外，或者蒸发制冷装置位于透光性围护结构的顶部或/和透光性围护结构的底部或/和透光性围护结构的侧面，或者蒸发制冷装置位于能够放置的位置；外遮阳设施采用透光或非透光的材料制成；室内区域是由透光性围护结构与其它围护结构所构成的室内空间。

下面是对上述技术方案之一的进一步优化或/和选择：

上述排风空腔有不少于二层，且呈S形，该排风空腔有一个进风处和一个排风处。

上述排风空腔有不少于二层，每层排风空腔有进风处和排风处。

上述进入排风空腔的风经过排风机后被压入排风空腔内再被排出或者进入排风空腔的风先被吸入排风空腔内再经过排风机排出。

上述蒸发制冷装置的出风口可分别与排风空腔的进风口和室内区域内相连通。

上述蒸发制冷装置可采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或一种以上的组合。

在上述排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给闭式水冷装置的进水管，闭式水冷装置的水经过出水管流回蒸发制冷装置的进水管。

在上述室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给室内热交换末端装置的进水管并经过室内热交换末端装置吸收热量后经过室内热交换末端装置的出水管流回蒸发制冷装置的进水管；室内热交换末端装置采用表面式换热器或风机盘管式的室内热交换末端装置或辐射盘管式的室内热交换末端装置。

上述蒸发制冷装置的循环水箱采用一体式的或分体式的，分体式的水箱放置在室内区域内或在室内区域外。

上述外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。

上述外遮阳百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其包括蒸发制冷装置、室内区域、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置，蒸发制冷装置有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔的排风空腔有不少于一个进风口和不少于一个排风口，蒸发制冷装置的出风口直接与排风空腔的进风口相连通或通过管道与排风空腔的进风口相连通，蒸发制冷装置的进风口与室内区域外或/和室内区域内相连通，蒸发制冷装置的出风口与排风空腔的进风口相连通，排风空腔的出风口与室内区域外相连通, 排风空腔的进风口或/和排风口安装有排风机；其中，蒸发制冷装置位于室内区域内或/和室内区域外，或者蒸发制冷装置位于透光性围护结构的顶部或/和透光性围护结构的底部或/和透光性围护结构的侧面，或者蒸发制冷装置位于能够放置的位置；外遮阳设施采用透光或非透光的材料制成；室内区域是由透光性围护结构与其它围护结构所构成的室内空间。

下面是对上述技术方案之二的进一步优化或/和选择：

上述蒸发制冷装置的出风口分别与排风空腔的进风口和室内区域内相连通。

上述蒸发制冷装置采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或一种上的组合。

在上述排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与闭式水冷装置的进水管相连通并串接有水泵，闭式水冷装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通。

在上述室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与室内热交换末端装置的进水管相连通并串接有水泵，室内热交换末端装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通；室内热交换末端装置采用表面式换热器或风机盘管式的室内热交换末端装置或辐射盘管式的室内热交换末端装置。

本发明的综合效果为：

1.本发明适用于各类居住建筑、公共建筑及工业建筑等房间的空气调节，其特有的被动式冷却集成装置在夏季有效的降低了房间的得热量，在冬季又可以形成保温空气夹层起到隔热的作用从而有效的降低房间的热负荷。

2.本发明由于空调负荷的降低使得暖通空调系统装机容量减小，其中包括暖通空调系统中的所有设备和用材，不仅可以在建筑上更容易配合，而且也为用户带来了更大的经济性，成本较低。

3.本发明在能源的应用上能够实现“分级利用、优化匹配”，送入室内的空气在吸收房间热量后，又和窗户附近的高温壁面产生二次换热后才排出室外，在能量的利用上更加合理和充分。

4.本发明构建了室内外联系的通道，有效的解决了空调系统中的排风无序的问题，使得室内外的气流更加顺畅。

5.本发明使得蒸发制冷空调技术在住宅建筑等民用建筑的大规模应用有了现实的基础。

6.本发明拓展了蒸发制冷空调适用的区域，不仅仅在干热地区使用，更可以在湿热地区得到很好的应用。

附图说明

附图1为本发明的原理示意图。

附图2为本发明的实施例1的方法及其装置的示意图。

附图3为本发明的实施例2的方法及其装置的示意图。

附图4为本发明的实施例3的方法及其装置的示意图。

附图5为本发明的实施例4的方法及其装置的示意图。

附图6为本发明的实施例5的方法及其装置的示意图。

附图7为本发明的实施例6的方法及其装置的示意图。

附图8为本发明的实施例7的方法及其装置的示意图。

附图9为本发明的实施例8的方法及其装置的示意图。

附图10为本发明的实施例9的方法及其装置的示意图。

附图中的编码分别为：1为室内区域外的空气；2为室内区域外的排风； 3为风机；4为室内区域内的排风；5为室内区域的送风；6为送风机；7为排风机；8为室内热交换末端装置；9为表面式换热器；10为填料；11为水泵；12为水箱；13为直接蒸发段；14为接水盘一；15为接水盘二；16为布水装置。A为蒸发制冷装置；B为室内区域；C为外遮阳被动式蒸发冷却集成装置。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据上述本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。

本发明中的透光性围护结构是指窗户或/和玻璃幕墙或/和其它透光性好的围护结构。

下面结合实施例对本发明作进一步论述：

如附图1至10所示，该外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置包括蒸发制冷装置A、室内区域B、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C，蒸发制冷装置A有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔的排风空腔有不少于一个进风口和不少于一个排风口，蒸发制冷装置A的至少一个出风口直接与排风空腔的进风口相连通或通过管道与排风空腔的进风口相连通，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域外或/和室内区域内相连通，蒸发制冷装置A的至少一个出风口与排风空腔的进风口相连通，排风空腔的出风口与室内区域外相连通, 排风空腔的进风口或/和排风口安装有排风机；其中，蒸发制冷装置A位于室内区域内或/和室内区域外，或者蒸发制冷装置A位于透光性围护结构的顶部或/和透光性围护结构的底部或/和透光性围护结构的侧面，或者蒸发制冷装置A位于能够放置的位置；外遮阳设施采用透光或非透光的材料制成；室内区域是由透光性围护结构与其它围护结构所构成的室内空间。

该外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法按下述步骤进行：进入蒸发制冷装置A的空气经过处理后，经过蒸发制冷装置A的至少一个出风口送出并通过排风空腔的进风口进入排风空腔，在吸收了透光性围护结构和外遮阳处的热量升温后再通过排风空腔的排风口排出至室内区域B外

实施例1：

如附图1和2所示，与附图1所示和上述外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置的不同之处在于：如附图2所示，实施例1的蒸发制冷装置A设置在室内区域B外的外部、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域外的空气1，风机3设置在蒸发制冷装置A的出风端，蒸发制冷装置A中气流为负压状态。进风气流经过蒸发冷却装置A处理后，气流以压出的方式进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风空腔，排风空腔为正压状态。气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例2：

如附图1和3所示，与实施例1的不同之处在于：如附图3所示，实施例2的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B内相通，蒸发制冷装置A的出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域内的排风4，风机3设置在蒸发制冷装置A的进风端，蒸发制冷装置A中气流为正压状态。进风气流经过蒸发冷却装置A处理后，气流以压出的方式通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风空腔，排风空腔为正压状态。进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的气流在第一层排风空腔中首先吸收窗户侧低温热源的热量，升温后进入第二层排风空腔中吸收外遮阳侧高温热源的热量，符合能量梯级利用的原则，气流在依次吸收窗户和外遮阳等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例3：

如附图1和4所示，与实施例1的不同之处在于：如附图4所示，实施例3的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的一个进风口与室内区域B相通，一个进风口与室内区域B外相通，其分别对应蒸发制冷装置A的两个出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接。

蒸发制冷装置A与室内区域相通的进风口中气流来自室内区域内的排风4，蒸发制冷装置A与室内区域外相通的进风口中气流来自室内区域外的空气1。风机3设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的出风端的上部，排风空腔为负压状态。

两种不同的进风气流经过蒸发冷却装置A处理后，两种气流以吸入的方式通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的相对应的进风口进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风空腔。

依据室内区域内的排风4和室内区域外的空气1在经过蒸发制冷装置A处理后的温度不同，如果室内区域内的排风4经处理后温度较低，则进入靠近窗户侧的第一层排风空腔，室内区域外的空气1经处理后温度较高，则进入靠近外遮阳侧的第二层排风空腔；反之，如果室内区域内的排风4经处理后温度较高，则进入靠近外遮阳侧的第二层排风空腔，室内区域外的空气1经处理后温度较低，则进入靠近窗户侧的第一层排风空腔，这样做的目的是为了符合能量梯级利用的原则。

气流在分别吸收窗户和外遮阳等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例4：

如附图1和5所示，与实施例1的不同之处在于：如附图5所示，实施例4的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的第一个出风口与室内区域B内相通，第二个出风口与与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接相通。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域外的空气1，风机3设置在蒸发制冷装置A的进风端，蒸发制冷装置A中气流为正压状态。进风气流经过蒸发冷却装置A处理后，一部分出风气流通过第一个出风口以压入的方式送入室内区域B，对室内进行空气调节，保证室内空气的空调设计参数。

另外一部分蒸发制冷装置A的出风气流通过第二个出风口以压出的方式进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风空腔，排风空腔为正压状态，气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例5：

如附图1和6所示，与实施例1的不同之处在于：如附图6所示，实施例5的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的第一个出风口与室内区域内相通，蒸发制冷装置A的回风口与室内区域B内相通，蒸发制冷装置A的第二个出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接相通。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域外的空气1，送风机6设置在蒸发制冷装置A的进风端，室内区域外的空气1经过蒸发制冷装置A处理后成为室内送风（室内区域的送风）5，通过第一个出风口全部送入室内区域B，送入室内区域B的气流在吸收房间的热湿负荷后成为室内排风（室内区域内的排风）4，经过蒸发制冷装置A的回风口进入蒸发制冷装置A进行再处理，之后通过蒸发制冷装置A的第二个出风口进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口，在设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C上部排风机7的作用下，气流以吸入的方式进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风空腔，排风空腔为负压状态，气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例6：

如附图1和7所示，与实施例1的不同之处在于：如附图7所示，实施例6的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接相通。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域外的空气1，风机3设置在蒸发制冷装置A的进风端，空气(室内区域外的空气)1与从室内热交换末端装置回水端的回水进入蒸发制冷装置A中发生热质交换后，空气(室内区域外的空气)1吸收回水热量后增焓增湿，与此同时，回水失去热量，降温后成为供水，通过供水管路进入室内热交换末端装置8，吸收室内的热量后，再次成为回水，通过回水管路回到蒸发制冷装置A，形成循环。

空气(室内区域外的空气)1吸收回水热量后增焓增湿，相对于窗户和外遮阳仍然为高温冷源，从蒸发制冷装置A的出风口以正压状态进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口，气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例7：

如附图1和8所示，与实施例1的不同之处在于：如附图8所示，实施例7的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的下部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的第一个出风口与室内区域内相通，蒸发制冷装置A的第二个出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口直接连接相通。

蒸发制冷装置A的进风口中气流全部来自室内区域外的空气1，风机3设置在蒸发制冷装置A的进风端，空气(室内区域外的空气)1与从室内热交换末端装置8回水端的回水进入蒸发制冷装置A中发生热质交换后，一部分空气(室内区域外的空气)1吸收回水和另外一部分空气(室内区域外的空气)1的热量后增焓增湿，与此同时，回水和另外一部分空气(室内区域外的空气)1失去热量，其中回水降温后成为供水，通过供水管路进入室内热交换末端装置8，吸收室内的热量后，再次成为回水，通过回水管路回到蒸发制冷装置A，形成循环。另外一部分空气(室内区域外的空气)1失去热量，空气温度降低，成为室内送风（室内区域的送风）5, 对室内进行空气调节，保证室内空气的空调设计参数。

一部分空气(室内区域外的空气)1吸收回水热量后增焓增湿，相对于窗户和外遮阳仍然为高温冷源，从蒸发制冷装置A的出风口以正压状态进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口，气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

实施例8：

如附图1和9所示，与实施例1的不同之处在于：如附图9所示，实施例8的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的侧部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，蒸发制冷装置A的出风口与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口通过管道连接相通。

室内区域外的空气1经过表面式空气换热器9处理后，进入到蒸发制冷装置A中的填料10中，与此同时，表面式空气换热器9中的回水和室内热交换末端装置8的回水通过布水装置进入到填料10中，空气(室内区域外的空气)1和两种回水发生热质交换，空气(室内区域外的空气)1吸收回水热量后增焓增湿，与此同时，回水失去热量，降温后成为供水，通过供水管路分别进入室内热交换末端装置8和表面式空气换热器9，室内热交换末端装置8吸收室内的热量后和表面式空气换热器9吸收空气(室内区域外的空气)1的热量后，再次成为回水，通过回水管路回到蒸发制冷装置A的布水装置16，形成循环。

实施例9：

如附图1和10所示，与实施例1的不同之处在于：如附图10所示，实施例9的蒸发制冷装置A设置在外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的侧部，蒸发制冷装置A的进风口与室内区域B外相通，进风口内部通过管路分为两路，第一路进风与蒸发制冷装置A中处理风的装置相连通，第二路进风与蒸发制冷装置A中处理水的装置连通。蒸发制冷装置A中处理风装置的出风口（第一个出风口）与室内区域连通，蒸发制冷装置A中处理水的出风口（第二个出风口）与外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口通过管道连接相通。

室内区域外的空气1经过表面式空气换热器9处理后，第一路进风进入蒸发制冷装置A中处理风的装置，经过直接蒸发冷却段13处理后成为室内送风（室内区域的送风）5，由送风机6通过第一个出风口送入室内区域B，消除室内的热湿负荷，满足房间的空调设计参数要求。

第二路进风经过表面式空气换热器9处理后，进入到蒸发制冷装置A中处理水的装置的填料10中和表面式空气换热器9的回水以及室内热交换末端装置8的回水发生热湿交换后，由排风机7从蒸发制冷装置A的第二个出风口以正压状态进入外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的进风口，气流在吸收外遮阳和窗户等处的热量后，温度升高，通过外遮阳被动式蒸发冷却集成装置C的排风口排出到室内区域B外成为排风（室内区域外的排风）2。

蒸发制冷装置A中接水盘一14和接水盘二15的冷水先通过水管汇集到水箱12中，然后由水泵11通过供水管输出，第一股供水输送到室内热交换末端装置8，第二股供水输送到表面式换热器9，第一股供水和第二股供水在吸热升温后，通过回水管路送到蒸发制冷装置A中处理水的装置中的布水装置16处，在填料中第二路进风和水发生热质交换后，水温降低汇集在接水盘二15中，形成循环。第三股供水输送到蒸发制冷装置A中处理风的装置中的布水装置16处，回水和第一路进风在直接蒸发段13发生热湿交换，获得室内送风（室内区域的送风）5，回水降温后汇集在接水盘一14中，形成循环。

根据不同地区的气候特征和使用的情况，可以在第三股水管路上安装水阀，控制启闭程度或关闭水阀，以实现流量分配调节。

与图2至图9水箱在蒸发制冷装置A中的一体式不同的是，图10中水箱12设置在室内，与蒸发制冷装置A为分体式设计，其目的为检修、保养、管理方便。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。例如：蒸发制冷装置可有两个出风口，一个出风口与排风空腔相通，另一个出风口与室内区域相通；外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层，可以根据需要采用一般材料。

综上所述，本发明外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法与装置适用于各类居住建筑、公共建筑及工业建筑等房间的空气调节或降温，特别是其在干热地区各类建筑中的应用，可以对室内区域同时实现主动冷却和被动冷却的功能，也可以单独对室内区域实现蒸发制冷被动式冷却。

本发明可以应用在各类空调房间中，以主动冷却的方式对室内区域进行空气调节的同时，还可以以被动冷却的方式大幅吸收透光性围护结构的太阳辐射得热量，从而有效减低了室内空调负荷，使得送风量减低，机组外形尺寸减小，风管截面积减小，易于和建筑空间配合，成本较低；也可以应用在没有空调系统的建筑中，以被动冷却的方式降低室内区域得热量，有效降低房间的温度。

Claims

1.一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于包括蒸发制冷装置、室内区域、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置，蒸发制冷装置有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔，排风空腔有不少于一个进风口和不少于一个排风口，蒸发制冷装置的至少一个出风口直接与排风空腔的进风口相连通或通过管道与排风空腔的进风口相连通，蒸发制冷装置的进风口与室内区域外或/和室内区域内相连通；该方法按下述步骤进行：进入蒸发制冷装置的空气经过处理后，经过蒸发制冷装置的至少一个出风口送出并通过排风空腔的进风口进入排风空腔，在吸收了透光性围护结构和外遮阳处的热量升温后再通过排风空腔的排风口排出至室内区域外；其中，蒸发制冷装置位于室内区域内或/和室内区域外，或者蒸发制冷装置位于透光性围护结构的顶部或/和透光性围护结构的底部或/和透光性围护结构的侧面，或者蒸发制冷装置位于能够放置的位置；外遮阳设施采用透光或非透光的材料制成；室内区域是由透光性围护结构与其它围护结构所构成的室内空间。

2.根据权利要求1所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于排风空腔有不少于二层，且呈S形，该排风空腔有一个进风处和一个排风处。

3.根据权利要求1所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于排风空腔有不少于二层，每层排风空腔有进风处和排风处。

4.根据权利要求1或2或3所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于进入排风空腔的风经过排风机后被压入排风空腔内再被排出或者进入排风空腔的风先被吸入排风空腔内再经过排风机排出。

5.根据权利要求1或2或3所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置的出风口分别与排风空腔的进风口和室内区域内相连通。

6.根据权利要求4所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置的出风口分别与排风空腔的进风口和室内区域内相连通。

7.根据权利要求1或2或3所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或两种的组合。

8.根据权利要求6所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或两种的组合。

9.根据权利要求7所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给闭式水冷装置的进水管，闭式水冷装置的水经过出水管流回蒸发制冷装置的进水管。

10.根据权利要求8所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，包括能输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给闭式水冷装置的进水管，闭式水冷装置的水经过出水管流回蒸发制冷装置的进水管。

11.根据权利要求7所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给室内热交换末端装置的进水管并经过室内热交换末端装置吸收热量后经过室内热交换末端装置的出水管流回蒸发制冷装置的进水管；室内热交换末端装置采用表面式换热器或风机盘管式的室内热交换末端装置或辐射盘管式的室内热交换末端装置。

12.根据权利要求10所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水经过水泵和水管送给室内热交换末端装置的进水管并经过室内热交换末端装置吸收热量后经过室内热交换末端装置的出水管流回蒸发制冷装置的进水管；室内热交换末端装置采用风机盘管式的或辐射顶板式的或地辐射盘管式的。

13.根据权利要求1或2或3所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置的循环水箱采用一体式的或分体式的，分体式的水箱放置在室内区域内或在室内区域外。

14.根据权利要求12所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于蒸发制冷装置的循环水箱采用一体式的或分体式的，分体式的水箱放置在室内区域内或在室内区域外。

15.根据权利要求1或2或3所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。

16.根据权利要求14所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。

17.根据权利要求15所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于外遮阳百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层。

18.根据权利要求16所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷方法，其特征在于外遮阳百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层。

19.一种外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于包括蒸发制冷装置、室内区域、外遮阳被动式蒸发冷却集成装置，蒸发制冷装置有不少于一个进风口和有不少于一个出风口，外遮阳被动式蒸发冷却集成装置包括外遮阳设施和透光性围护结构，外遮阳设施自身或外遮阳设施与透光性围护结构之间形成的不少于一层的气流通道为排风空腔，该排风空腔有不少于一个进风口和不少于一个排风口，蒸发制冷装置的至少一个出风口直接与排风空腔的进风口相连通或通过管道与排风空腔的进风口相连通，蒸发制冷装置的进风口与室内区域外或/和室内区域内相连通，蒸发制冷装置的至少一个出风口与排风空腔的进风口相连通，排风空腔的出风口与室内区域外相连通, 排风空腔的进风口或/和排风口安装有排风机；其中，蒸发制冷装置位于室内区域内或/和室内区域外，或者蒸发制冷装置位于透光性围护结构的顶部或/和透光性围护结构的底部或/和透光性围护结构的侧面，或者蒸发制冷装置位于能够放置的位置；外遮阳设施采用透光或非透光的材料制成；室内区域是由透光性围护结构与其它围护结构所构成的室内空间。

20.根据权利要求19所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于排风空腔有不少于二层，且呈S形，该排风空腔有一个进风处和一个排风处。

21.根据权利要求19所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于排风空腔有不少于二层，每层排风空腔有进风处和排风处。

22.根据权利要求19或20或21所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于蒸发制冷装置的出风口分别与排风空腔的进风口和室内区域内相连通。

23.根据权利要求19或20或21所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于蒸发制冷装置采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或两种的组合。

24.根据权利要求22所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于蒸发制冷装置采用直接蒸发制冷装置和间接蒸发制冷装置中的一种或两种的组合。

25.根据权利要求23所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与闭式水冷装置的进水管相连通并串接有水泵，闭式水冷装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通。

26.根据权利要求24所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于排风空腔的壁上有不少于一层的闭式水冷装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与闭式水冷装置的进水管相连通并串接有水泵，闭式水冷装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通。

27.根据权利要求23所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与室内热交换末端装置的进水管相连通并串接有水泵，室内热交换末端装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通；室内热交换末端装置采用表面式换热器或风机盘管式的室内热交换末端装置或辐射盘管式的室内热交换末端装置。

28.根据权利要求26所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于室内区域内有室内热交换末端装置，蒸发制冷装置采用具有输出冷水的蒸发制冷装置，该蒸发制冷装置的冷水出水管通过水管与室内热交换末端装置的进水管相连通并串接有水泵，室内热交换末端装置的出水管与蒸发制冷装置的进水管相连通；室内热交换末端装置采用表面式换热器或风机盘管式的室内热交换末端装置或辐射盘管式的室内热交换末端装置。

29.根据权利要求19或20或21所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于蒸发制冷装置的循环水箱采用一体式的或分体式的，分体式的水箱放置在室内区域内或在室内区域外。

30.根据权利要求28所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于蒸发制冷装置的循环水箱采用一体式的或分体式的，分体式的水箱放置在室内区域内或在室内区域外。

31.根据权利要求19或20或21所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。

32.根据权利要求30所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于外遮阳设施采用百叶窗，该百叶窗的叶片为横式或纵式，该叶片内有空腔，该空腔为排风空腔或/和水冷空腔。

33.根据权利要求31所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于外遮阳百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层。

34.根据权利要求32所述的外遮阳冷却为基础的蒸发制冷装置，其特征在于外遮阳百叶窗的叶片表面有高反射材料层或/和高吸热材料层。