CN102927649B - 蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，包括有机组壳体，机组壳体一侧壁上设置有新风口，与新风口相对的机组壳体侧壁下部设置有送风口，机组壳体内设置有蒸发冷却冷水/冷风机组，机组壳体外部设置有蓄冷槽和用户端，蒸发冷却冷水/冷风机组、蓄冷槽和用户端之间通过管网连接。本发明的空调系统可在夜间开启蒸发冷却冷水/冷风机组，利用电力低谷和电价差制取冷水和冷风，实现了将冷水储存在蓄冷槽，白天再将储存的冷水供给用户，将冷风直接通入房间，置换房间内储存的热空气，降低房间的冷负荷。
Description
技术领域
本发明属于空调制冷设备技术领域，具体涉及一种蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统。
背景技术
目前，空调系统大多采用压缩式机械制冷，使用的制冷剂CFCS及HCFC工质不仅对大气臭氧层产生破坏并能导致温室效应的产生。然而，蒸发冷却空调技术采用天然冷源水，通过水与空气热湿交换的原理，制取冷风和冷水，它是一种环保、高效、绿色低碳且经济的冷却方式。
由于白天城市需要的电量较大，常常会造成电力系统的不稳定和用电紧张。传统的冷水机组运动部件多，消耗功率大，机组运行需要消耗大量的电力，就加剧了白天用电紧张和用电压力。造成白天电价高，耗电量大，运行费用高；而夜晚电力处于低谷，与白天相比较电价较低。
夏季需要供冷时，当空调系统结束一天运行后，室外温度依然很高，热量通过墙体传入室内，室内将储存大量的热量，使得室内的空气的温度升高，第二天空调系统运行时，室内所需的冷负荷增加，使得冷水机组的制冷量增加，能源消耗也相应增加。
本发明提出一种蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，不仅采用天然的制冷剂水，环境友好型；同时夜晚开启蒸发冷却冷水/冷风机组可缓解白天的用电高峰，充分利用低谷电价制冷，降低运行成本；同时，用制取的冷空气置换室内热空气，降低了白天所需的冷负荷，降低了机组制冷量，成为一种节能、环保、经济的空调系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，夜间开启蒸发冷却冷水/冷风机组，利用电力低谷和电价差制取冷水和冷风，实现了将冷水储存在蓄冷槽，白天再将储存的冷水供给用户，将冷风直接通入房间，置换房间内储存的热空气，降低房间的冷负荷。
本发明所采用的技术方案是，蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，包括之间通过管网相连接的蒸发冷却冷水/冷风机组、蓄冷槽和用户端。
本发明的特点还在于，
蒸发冷却冷水/冷风机组由并列放置的间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器组成。
间接蒸发冷却器的结构为：包括有换热装置，换热装置的上部依次设置有布水器a、挡水板a以及风机a，换热装置的下部设置有集水箱，集水箱内设置有浮球阀a和水泵d，水泵d通过水管与布水器a连接。
间接蒸发冷却器中的换热装置采用板翅式换热器、管式换热器或露点式换热器中的一种。
水泵d为变频水泵。
直接蒸发冷却器的结构为：包括有冷却盘管，冷却盘管的上部依次设置有填料、布水器b、挡水板b及风机b，冷却盘管的下部设置有风道，风道的一侧靠近机组壳体处设置有送风机，送风机对应的机组壳体上设置有送风口，风道的下部设置有水箱，水箱内设置有水泵c和浮球阀b，水泵c通过供水管与布水器b连接。
水泵c为变频水泵。
送风机采用变频风机。
蒸发冷却冷水/冷风机组、蓄冷槽和用户端之间连接的管网的结构为：直接蒸发冷却器的送风口通过送风管与用户端连通，冷却盘管一端连接有出水管G1，出水管G1另一端通过三通阀门V1分别连接有水管G2和水管G3，水管G2和水管G3两端通过水管G7连通，水管G7设置有阀门V4，水管G2通过水管G9与用户端连接，水管G3通过水管G11与蓄冷槽连接，冷却盘管另一端连接有进水管G6，进水管G6上设置有阀门V3，进水管G6另一端通过三通阀门V2分别连接有水管G5和水管G12，水管G5和水管G12的两端通过水管G8连通，水管G8上设置有水泵b和阀门V5，水管G5通过水管G10与用户端连接，水管G12通过水管G4与蓄冷槽连接。
蓄冷槽采用单独设置或埋地设置，蓄冷槽采用自然分层水蓄冷、隔膜式水蓄冷、空槽式水蓄冷或迷宫式水蓄冷中的一种。
本发明的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，具有以下特点，
1）本空调系统中的蒸发冷却冷水/冷风机组采用天然的制冷剂水，利用空气与水热湿交换的原理制取冷水和冷风，过程中不释放温室气体，对臭氧层无破坏，具有环境友好型的特点。
2）由于夜晚空气的干湿球温度差大，且湿球温度较低，在夜间开启蒸发冷却冷水/冷风机组，冷却效率高，出水温度比白天制取的冷水的出水温度低，出风温度比白天制取的冷风出风温度较低。
3）利用夜晚电网低谷时的电力，开启蒸发冷却冷水/冷风机组，来制取冷水和冷风，然后将冷量储存起来，这样有削峰填谷的作用，缓解了白天电网用电压力和缓解用电紧张。
4）夜晚和白天存在电价差，夜晚运行蒸发冷却冷水/冷风机组，可大大降低机组的运行费用，具有一定的经济效率。
5）利用夜晚制取的冷风，置换房间储存的热空气，可将室内储存的大量的热量带走，降低了房间需要的冷负荷，达到节能的目的。
附图说明
图1是本发明空调系统的结构示意图；
图2是本发明空调系统中蒸发冷却冷水/冷风机组的结构示意图；
图3是本发明空调系统的管网连接图；
图4是本发明空调系统中蓄冷槽的结构示意图。
图中，1.水泵a，2.水泵b，3.送风机，4.挡水板a，5.风机a，6.风机b，7.挡水板b，8.布水器b，9.填料，10.冷却盘管，11.水泵c，12.浮球阀b，13.浮球阀a，14.水泵d，15.间接蒸发冷却器，16.布水器a，17.蒸发冷却冷水/冷风机组，18.蓄冷槽，19.用户端，20.直接蒸发冷却器。
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。
本发明的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，其结构如图1所示，包括有机组壳体，机组壳体一侧壁上设置有新风口，机组壳体内设置有蒸发冷却冷水/冷风机组17，机组壳体外部设置有蓄冷槽18和用户端19，蒸发冷却冷水/冷风机组17、蓄冷槽18和用户端19之间通过管网连接。
蒸发冷却冷水/冷风机组17，其结构如图2所示，包括有依次设置的间接蒸发冷却器15和直接蒸发冷却器20。
间接蒸发冷却器15的结构为：包括有换热装置，换热装置的上部依次设置有布水器a16、挡水板a4以及风机a5，换热装置的下部设置有集水箱，集水箱内设置有浮球阀a13和水泵d14，水泵d14通过水管与布水器a16连接。
直接蒸发冷却器20的结构为：包括有冷却盘管10，冷却盘管10的上部依次设置有填料9、布水器b8、挡水板b7及风机b6，冷却盘管10的下部设置有风道，风道的一侧靠近机组壳体处设置有送风机3，送风机3对应的机组壳体上设置有送风口，风道的下部设置有水箱，水箱内设置有水泵c11和浮球阀b12，水泵c11通过供水管与布水器b8连接。
管网的结构如图1及图3所示，蒸发冷却冷水/冷风机组17内的直接蒸发冷却器20的送风口通过送风管与用户端19连通，直接蒸发冷却器的冷却盘管10一端连接有出水管G1，出水管G1另一端通过三通阀门V1分别连接有水管G2和水管G3，水管G2和水管G3两端通过水管G7连通，水管G7设置有阀门V4，水管G2通过水管G9与用户端19连接，水管G3通过水管G11与蓄冷槽18连接，冷却盘管10另一端连接有进水管G6，进水管G6上设置有阀门V3，进水管G6另一端通过三通阀门V2分别连接有水管G5和水管G12，水管G5和水管G12的两端通过水管G8连通，水管G8上设置有水泵b2和阀门V5，水管G5通过水管G10与用户端19连接，水管G12通过水管G4与蓄冷槽18连接。
蓄冷槽18的结构为，如图4所示，蓄冷槽的一端连接有进水管，另一端连接有供水管。
本发明的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统包括有蒸发冷却冷水/冷风机组17、蓄冷槽18、用户端19以及各设备之间相连接的管网，使它们形成回路。
其中蒸发冷却冷水/冷风机组17，利用蒸发冷却空调技术，通过空气与水的热湿交换的原理，从而制取冷水和冷风。
夜晚，蒸发冷却冷水/冷风机组17工作，开启相关水泵、阀门和送风机3，将制取的冷水通入蓄冷槽18，将冷量储存起来，再将制取的冷风通过送风管，送入到房间内，置换房间的热空气。
白天，蒸发冷却冷水/冷风机组17可以不工作，开启相关水泵和阀门，将储存的冷量释放出来，冷水供给不同的用户端19使用。
本发明的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统中：
蒸发冷却冷水/冷风机组17，利用蒸发冷却空调技术，通过空气与水进行热湿交换，从而制取冷水和冷风。机组在夜晚开启，空气的干湿球温差大，湿球温度相对较低，从而制取出更低温度的冷水和冷风，机组的制冷效率提高。
直接蒸发冷却器20中的填料9可采用纸质、金属、多孔陶瓷、PVC等多种材料。
间接蒸发冷却器15中的换热装置采用板翅式换热器、管式换热器、露点式换热器中的一种。
机组壳体中的水泵c11和水泵d14采用变频水泵，通过控制，实现节能。
送风机3采用变频风机，通过控制，实现节能。
蓄冷槽18，夜晚开启蒸发冷却冷水/冷风机组17，制取冷水和冷风，冷水为了能在白天供给用户使用，所以要先储存在蓄冷槽18里，消防水池和原有的蓄水设施均可作为蓄冷槽使用，但必须保证良好的保温性能。可单独设置蓄冷槽，也可埋地设置，保持良好的保温性能。蓄冷槽18采用自然分层水蓄冷、隔膜式水蓄冷、空槽式水蓄冷、迷宫式水蓄冷。
本发明空调系统的工作过程，可分为以下四种模式，具体如下：
1）制冷剂供冷工况：
需要供冷，白天只需要运行蒸发冷却冷水/冷风机组17时：
开启蒸发冷却冷水/冷风机组17，其中开启水泵a1，调节三通阀门V1和三通阀门V2，开启阀门V3，将蒸发冷却冷水/冷风机组17制取的冷水，通过出水管G1、水管G2和水管G9输送给用户端19，满足用户要求，再通过水管G10、水管G5和回水管G6回到蒸发冷却冷水/冷风机组17；开启送风机3，将蒸发冷却冷水/冷风机组17制取的冷风通过送风管送到房间。
2）蓄冷和通风工况：
需要制冷，夜晚开启蒸发冷却冷水/冷风机组17：开启水泵a1，调节三通阀门V1和三通阀门V2，开启阀门V3，将蒸发冷却冷水/冷风机组17制取的冷水，通过出水管G1、水管G3和水管G11输送到蓄冷槽18，将冷量储存，可从水管G4、水管G12和进水管G6再回到蒸发冷却冷水/冷风机组17；开启送风机3，将制取的冷风，通过送风管，送到房间，置换房间的热空气，带走室内储存的热量，降低室内冷负荷。
3）蓄冷槽供冷工况：
需要供冷，白天不需要运行蒸发冷却冷水/冷风机组时：开启水泵b2，开启阀门V4、阀门V5，将蓄冷槽18中的冷水，通过水管G11、水管G7和水管G9输送到用户端19，通过水管G10、水管G8和水管G4回到蓄冷槽18，满足用户的要求。
4）制冷剂与蓄冷槽同时供冷工况：
夜晚制取的冷水和冷风，不能够满足白天用户的要求时，就需要夜晚和白天同时开启蒸发冷却冷水/冷风机组：
白天运行工况，蒸发冷却冷水/冷风机组17和蓄冷槽18联合运行，开启蒸发冷却冷水/冷风机组17，开启水泵a1、水泵b2，调节三通阀门V1和三通阀门V2，开启阀门V3、阀门V4、阀门V5，蒸发冷却冷水/冷风机组17制取的冷水和蓄冷槽18的冷水，混合后通过水管G9输送到用户,通过水管G10流出；需要冷风时，开启送风机3，将制取的冷风送到房间内。
用户所使用的空调设备，包括室内末端、新风机组和组合式空调机组等。
Claims (3)
1.蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，其特征在于，包括之间通过管网相连接的蒸发冷却冷水/冷风机组(17)、蓄冷槽(18)和用户端(19)；
所述的蒸发冷却冷水/冷风机组(17)由并列放置的间接蒸发冷却器(15)和直接蒸发冷却器(20)组成；
所述间接蒸发冷却器(15)的结构为：包括有换热装置，所述换热装置的上部依次设置有布水器a(16)、挡水板a(4)以及风机a(5)，所述换热装置的下部设置有集水箱，所述集水箱内设置有浮球阀a(13)和水泵d(14)，所述水泵d(14)通过水管与所述布水器a(16)连接；所述换热装置采用板翅式换热器、管式换热器或露点式换热器；
所述直接蒸发冷却器(20)的结构为：包括有冷却盘管(10)，所述冷却盘管(10)的上部依次设置有填料(9)、布水器b(8)、挡水板b(7)及风机b(6)，所述冷却盘管(10)的下部设置有风道，所述风道的一侧靠近机组壳体处设置有送风机(3)，所述送风机(3)对应的机组壳体上设置有送风口，所述风道的下部设置有水箱，所述水箱内设置有水泵c(11)和浮球阀b(12)，所述水泵c(11)通过供水管与所述布水器b(8)连接；所述填料(9)为纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料中的一种；
所述蓄冷槽(18)采用自然分层水蓄冷、隔膜式水蓄冷、空槽式水蓄冷或迷宫式水蓄冷中的一种；所述蓄冷槽(18)一端连接有进水管，另一端连接有供水管；
所述蒸发冷却冷水/冷风机组(17)、蓄冷槽(18)和用户端(19)之间连接的管网的结构为：所述直接蒸发冷却器(20)的送风口通过送风管与所述用户端(19)连通，所述冷却盘管(10)一端连接有出水管G1，所述出水管G1另一端通过三通阀门V1分别连接有水管G2和水管G3，所述水管G2和所述水管G3两端通过水管G7连通，所述水管G7设置有阀门V4，所述水管G2通过水管G9与所述用户端(19)连接，所述水管G3通过水管G11与所述蓄冷槽(18)连接，所述冷却盘管(10)另一端连接有进水管G6，所述进水管G6上设置有阀门V3，所述进水管G6另一端通过三通阀门V2分别连接有水管G5和水管G12，所述水管G5和所述水管G12的两端通过水管G8连通，所述水管G8上设置有水泵b(2)和阀门V5，所述水管G5通过水管G10与所述用户端(19)连接，所述水管G12通过水管G4与所述蓄冷槽(18)连接。
2.根据权利要求1所述的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，其特征在于，所述水泵d(14)为变频水泵；
所述水泵c(11)为变频水泵；
所述送风机(3)采用变频风机。
3.根据权利要求1所述的蒸发冷却与水蓄冷、夜晚通风联合运行的空调系统，其特征在于，所述蓄冷槽(18)采用单独设置或埋地设置。
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| CN102927649A (zh) | 2013-02-13 |
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