CN102853494B - 利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，包括有温差发电设备、控制箱以及直接蒸发冷却空调设备，控制箱包括有通过导线连接的蓄电池和逆变器，温差发电设备通过导线与控制箱内的蓄电池连接，直接蒸发冷却空调设备通过导线与制箱内的逆变器连接。本发明利用工业余热、废热，使热电材料的两侧形成温差发电供给直接蒸发冷却设备，直接蒸发冷却设备能够对工业车间进行高效降温，实现了系统“零费用”运行，达到最大的节能、高效、环保的目的；温差发电的同时将冷却水加热，供给生活用热水，实现能量的梯级利用；蓄电池储电不足时可外接电源提供电能，蓄电池电量过剩时向其他设备提供电能，确保直接蒸发冷却设备的正常运行。

Description

利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统
技术领域
本发明属于空调制冷设备技术领域，涉及一种利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，具体涉及一种由工业余热、废热提供热源，热电材料温差发电提供电能的直接蒸发冷却空调系统。
背景技术
目前，我国工业领域余热、废热利用空间巨大，具有较大的节能潜力，但因设备投资高、回收周期较长，热值低、难以提取等一系列因素无法较为广泛地加以利用。特别是利用工业余热、废热发电，主要以余热、废热带动汽轮机发电为主。而利用温差发电的热电技术，具有体积小、重量轻、系统简单、没有运动部件、无噪音、环保、温度适用范围广等特点，成为了未来发电的一个方向。
蒸发冷却空调技术是利用干燥空气自然湿能，利用环境空气中的干球温度与露点温度差，通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量的一种环保高效而且经济的冷却方式。对工业余热、废热加以利用，用热电技术发电供给蒸发冷却空调设备，实现“零费用”运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，利用热电技术将工业的余热、废热转化为电能，供给直接蒸发冷却设备对工业车间进行高效降温，具有节能、高效、环保的优点。
本发明所采用的技术方案是，利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，包括有温差发电设备、控制箱以及直接蒸发冷却空调设备，控制箱包括有通过导线连接的蓄电池和逆变器，温差发电设备通过导线与控制箱内的蓄电池连接，直接蒸发冷却空调设备通过导线与控制箱内的逆变器连接。
本发明的特点还在于，
其中的温差发电设备内设置有一个高温烟气、水、蒸汽通道，高温烟气、水、蒸汽通道的上、下两侧各设置有一个冷却水通道，冷却水通道与高温烟气、水、蒸汽通道之间设置有热电材料层，热电材料层通过导线与控制箱内的蓄电池相连。
热电材料层由多组优值系数不小于3×10-3k-1的半导体材料组成。
直接蒸发冷却空调设备包括有机组壳体，机组壳体外部相对的侧壁上分别设置有进风口和送风口，进风口的外部设置有百叶，机组壳体内按空气进入的方向依次设置有过滤器、直接蒸发冷却器、挡水板、送风机，直接蒸发冷却器包括有填料，填料下部的集水箱，填料上部设置有向下喷淋的滴淋喷嘴，集水箱内设置有水过滤器、补水阀，集水箱内设置的水过滤器通过水路管道与滴淋喷嘴相连接，水路管道上还设置有循环水泵，送风机、循环水泵分别通过导线与控制箱内的逆变器相连。
本发明的有益效果在于，
（1）利用热电材料温差电技术，工业高温的余热、废热与常温冷却水在热电材料两侧产生温差，使热电材料产生电能，储存于蓄电池中；通过逆变器将直流电转化为交流电，为蒸发冷却设备提供驱动力，实现蒸发冷却设备的“零能耗”。
（2）常温冷却水通过冷却水通道被加热，可作为生活热水，满足生活热水的需要，实现能量的梯级利用。
（3）利用直接蒸发冷却设备用电量少、能耗低、能效高的特点，特别适用于具有大显热的工业车间，能明显改善车间环境。
附图说明
图1是本发明蒸发冷却空调系统的结构示意图。
图中，1.冷却水通道，2.高温烟气、水、蒸汽通道，3.热电材料层，4.蓄电池，5.逆变器，6.控制箱，7.百叶，8进风口，9.过滤器，10.滴淋喷嘴，11.填料，12.挡水板，13.送风机，14.送风口，15.循环水泵，16.水过滤器，17.补水阀，18.集水箱。
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。
本发明利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，其结构如图1所示，包括有温差发电设备、控制箱6以及直接蒸发冷却空调设备，控制箱6包括有通过导线连接的蓄电池4和逆变器5，温差发电设备通过导线与控制箱6内的蓄电池4连接，直接蒸发冷却空调设备通过导线与控制箱6内的逆变器5连接。
温差发电设备内设置有一个高温烟气、水、蒸汽通道2，高温烟气、水、蒸汽通道2的上、下两侧各设置有一个冷却水通道1，冷却水通道1与高温烟气、水、蒸汽通道2之间设置有热电材料层3，热电材料层3通过导线与控制箱6内的蓄电池4相连。
直接蒸发冷却空调设备包括有机组壳体，机组壳体外部相对的侧壁上分别设置有进风口8和送风口14，进风口8的外部设置有百叶7，机组壳体内按空气进入的方向依次设置有过滤器9、直接蒸发冷却器、挡水板12、送风机13，直接蒸发冷却器包括有填料11，填料11下部的集水箱18，填料11上部设置有向下喷淋的滴淋喷嘴10，集水箱18内设置有水过滤器16、补水阀17，集水箱18内设置的水过滤器16通过水路管道与滴淋喷嘴10相连接，水路管道上还设置有循环水泵15，送风机13、循环水泵15分别通过导线与控制箱6内的逆变器5相连。直接蒸发冷却空调设备，可实现对空气的等焓加湿降温处理过程。
热电材料层3由多组优值系数高于3×10-3k-1的半导体材料组成。直接蒸发冷却空调设备可采用控制箱6内的蓄电池4供电，也可采用外接电源供电。
本发明蒸发冷却空调系统的工作过程：
在温差发电设备内，高温的烟气、高温的水或者高温的蒸汽通过高温烟气、水、蒸汽通道2，与常温冷却水通过冷却水通道1在热电材料层3两侧形成温差；热电材料层3发生塞贝克效应，产生电动势，产生电能供给控制箱6内的蓄电池4；冷却水在冷却水通道1内由于热电材料层3本身的特性被加热，可供给生活用热水。经过处理的高烟气、水、蒸汽排至大气或进一步利用。
在蒸发冷却设备内，新风由百叶7经过进风口8送入机组壳体中，经过过滤器9过滤新风后，过滤后的新风与水在填料11表面发生热湿交换，使被处理空气等焓加湿降温，通过挡水板12由送风机13经送风口14送入室内；集水箱18中的水经过水过滤器16过滤，由循环水泵15经过滴淋喷嘴10向下喷淋至填料11表面；当集水箱18中的水低于一定值时，补水阀17开启进行自动补水。
蓄电池4储存的电能由控制箱6控制，经过逆变器5将直流电转化为交流电供给直接蒸发冷却设备中的送风机13和循环水泵15。多余的电能通过控制箱6也可供给其他用电设备。当蓄电池4电能不足时，控制箱6可控制采用外接电源供给送风机13和循环水泵15。

Claims (1)

1.利用工业余热提供电能的蒸发冷却空调系统，其特征在于，包括有温差发电设备、控制箱(6)以及直接蒸发冷却空调设备，所述控制箱(6)包括有通过导线连接的蓄电池(4)和逆变器(5)，所述直接蒸发冷却空调设备通过导线与控制箱(6)内的逆变器(5)连接；
所述的温差发电设备内设置有一个高温烟气、水、蒸汽通道(2)，所述高温烟气、水、蒸汽通道(2)的上、下两侧各设置有一个冷却水通道(1)，所述冷却水通道(1)与高温烟气、水、蒸汽通道(2)之间设置有热电材料层(3)，所述热电材料层(3)通过导线与所述控制箱(6)内的蓄电池(4)相连；
所述热电材料层(3)由多组优值系数不小于3×10-3k-1的半导体材料组成；
所述直接蒸发冷却空调设备包括有机组壳体，所述机组壳体外部相对的侧壁上分别设置有进风口(8)和送风口(14)，所述进风口(8)的外部设置有百叶(7)，所述机组壳体内按空气进入的方向依次设置有过滤器(9)、直接蒸发冷却器、挡水板(12)、送风机(13)，所述直接蒸发冷却器包括有填料(11)，所述填料(11)下部设置有集水箱(18)，所述填料(11)上部设置有向下喷淋的滴淋喷嘴(10)，所述集水箱(18)内设置有水过滤器(16)、补水阀(17)，所述集水箱(18)内设置的水过滤器(16)通过水路管道与滴淋喷嘴(10)相连接，水路管道上还设置有循环水泵(15)，所述送风机(13)、循环水泵(15)分别通过导线与所述控制箱(6)内的逆变器(5)相连。
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