CN104006480A - 光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统，包括有叉流板式蒸发冷却空调，叉流板式蒸发冷却空调通过导线依次与控制储能柜和光伏电池板连接。本发明光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统内的供电系统中没有设置逆变器，较常规的设置逆变器转换成交流电后才使用的方式，具有供电效率高，节省投资优势；其次，采用叉流板式间接蒸发冷却换热器具有换热效率高、清洗维护方便的特点；最后，采用倾斜式集水池和加设集水坑，方便循环水的迅速汇集和水的及时有效更换。

Description

光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统。 

背景技术

蒸发冷却空调是以“水”作为制冷剂，利用水的蒸发冷却进行制冷，如今该技术已渐趋成熟，其产品及设备在很多领域得到了推广应用，如：蔬菜大棚、数据机房、地铁、发电厂，甚至在一些家庭中也得到应用，具有制冷效果显著和节能的优势。 

间接蒸发冷却空调作为蒸发冷却空调中的一种形式，由于其结构紧凑，采用等湿冷却空气的特点，越来越受到人们的喜爱。目前，比较常见的间接蒸发冷却空调是椭圆管式间接蒸发冷却空调，但它存在的问题是，一旦运行时间长，换热管的内外表面容易积垢，从而影响换热效果，清洗维护不便。 

另外，在当今能源紧张情况下，如何利用可再生能源，为设备提供电能也是需要考虑的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统，不仅利用可再生能源为设备提供电能，还提高换热效率。 

本发明所采用的技术方案，光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统，包括有叉流板式蒸发冷却空调，叉流板式蒸发冷却空调通过导线依次与控制储能柜和光伏电池板连接。 

本发明的特点还在于： 

光伏电池板由多块光伏电池组成，多块光伏电池呈多行多列排列。 

光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池。 

控制储能柜，由柜体及柜体内通过导线连接的光伏控制器和蓄电池组组成。 

叉流板式蒸发冷却空调，包括有空调壳体，空调壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气进口、一次空气出口，空调壳体另两个相对的侧壁下方各设置有一个二次空气进口； 

空调壳体内按一次空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网、叉流板式间接蒸发冷却器及一次空气直流风机，叉流板式间接蒸发冷却器上方对应的空调壳体顶壁上设置有二次空气出口，二次空气出口内设置有二次空气直流风机。 

叉流板式间接蒸发冷却器，包括有叉流板式间接蒸发冷却换热器，叉流板式间接蒸发冷却换热器的上方依次设置有喷嘴及挡水板，叉流板式间接蒸发冷却换热器的下方设置有集水池，集水池的底部呈倾斜式设置，集水池的底部一侧加设有集水坑，集水坑内设置有直流循环水泵，直流循环水泵通过循环水管与喷嘴连接， 

一次空气直流风机、二次空气直流风机及直流循环水泵分别通过 导线与光伏控制器连接。 

叉流板式间接蒸发冷却换热器由多个并排放置、并有一定间隔的换热壁面组成，相邻两个换热壁面之间分别形成一次空气流道、二次空气流道，一次空气流道和二次空气流道呈间隔且垂直设置。 

集水坑的上部设置过滤网。 

集水坑分别连接有补水管和排水管。 

蓄电池组由多个蓄电池依次串联组成。 

本发明的有益效果在于： 

1)本发明的叉流板式蒸发冷却空调系统中，动力系统采用直流风机和直流水泵，利用自然界中富裕的太阳能发电，通过光伏板发出的电直接驱动其工作。 

2)本发明的叉流板式蒸发冷却空调系统中设置有供电系统，该供电系统因直接驱动直流负载，故无需设置逆变器，减少能量转换损耗，不仅供电效率高，还节省设备投资，只需蓄电池作为储能设备与负载并联即可，可离网式发电供空调运转稳定可靠，不依赖民用电力。 

3)本发明的叉流板式蒸发冷却空调系统的制冷方式为：利用自然界中的干空气能即空气的干湿球温差来降温，制冷剂为水，对环境无污染，绿色环保。 

4)本发明的叉流板式蒸发冷却空调系统中，采用叉流板式换热芯体，不仅提高了冷却效率，而且方便维护；二次空气与喷淋水在竖直流道内逆向相遇发生热质交换，一次空气在另一侧流道内发生 等湿降温过程。 

5)本发明的叉流板式蒸发冷却空调系统中，集水池的底部设置成倾斜式结构，并加设有小型的集水坑，在集水坑上方覆盖一层过滤网，在集水坑底部和侧面分别连接排水管和补水管，方便循环水的迅速集结，也方便维护和水的及时有效更新。 

附图说明

图1是本发明叉流板式蒸发冷却空调系统的结构示意图； 

图2是本发明叉流板式蒸发冷却空调系统内叉流板式蒸发冷却空调的结构示意图； 

图3是本发明叉流板式蒸发冷却空调内叉流板式换热芯体的工作原理图。 

图中，1.光伏电池板，2.光伏控制器，3.蓄电池，4.叉流板式蒸发冷却空调，5.一次空气进口，6.一次空气出口，7.二次空气进口，8.二次空气直流风机，9.空气过滤网，10.一次空气，11.一次空气直流风机，12.二次空气，13.挡水板，14.直流循环水泵，15.循环水管，16.喷嘴，17.集水池，18.过滤网，19.补水管，20.排水管，21.叉流板式间接蒸发冷却换热器，22.水滴，23.一次空气流道，24.二次空气流道，25.集水坑，26.控制储能柜。 

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。 

本发明光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统，其结构如图1所示，包括有叉流板式蒸发冷却空调4，叉流板式蒸发冷却空 调4通过导线依次与控制储能柜26、光伏电池板1连接。 

光伏电池板1由多块光伏电池组成；多块光伏电池呈多行多列排列；光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池。 

控制储能柜26，包括有柜体，柜体内分成上、下两层，上层内设置有光伏控制器2，下层内设置有蓄电池组，光伏控制器2与蓄电池组通过导线连接。蓄电池组由多个蓄电池3依次串联组成。 

叉流板式蒸发冷却空调4，其结构如图1及图2所示，包括有空调壳体，空调壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气进口5、一次空气出口6，空调壳体另两个相对的侧壁下方各设置有一个二次空气进口7，空调壳体内按一次空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网9、叉流板式间接蒸发冷却器及一次空气直流风机11，叉流板式间接蒸发冷却器上方对应的空调壳体顶壁上设置有二次空气出口，二次空气出口内设置有二次空气直流风机8。 

叉流板式间接蒸发冷却器，其结构如图2及图3所示，包括有叉流板式间接蒸发冷却换热器21，叉流板式间接蒸发冷却换热器21的上方依次设置有喷嘴16及挡水板13，叉流板式间接蒸发冷却换热器21的下方设置有集水池17，集水池17的底部呈倾斜式设置，集水池17底部一侧加设有集水坑25，集水坑25内设置有直流循环水泵14，直流循环水泵14通过循环水管15与喷嘴16连接，一次空气直流风机11、二次空气直流风机8及直流循环水泵14分别通过导线与光伏控制器2连接。集水坑25的上部设置过滤网18；集水坑2分别连接有补水管19、排水管20，补水管19连接于集水坑25的侧面，排水 管20连接于小型集水坑25的底部。 

本发明光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统中各部件的作用： 

光伏电池板1可设置在屋顶或者朝南的墙壁上，接收太阳光辐射产生直流电。 

控制储能柜26：产生的直流电经光伏控制器2控制处理后，送到叉流板式蒸发冷却空调4内的直流循环水泵14、一次空气直流风机11、二次空气直流风机8；为稳定系统电路和储存多余电能，根据系统设计容量设置蓄电池组，蓄电池组与负载以并联形式接入电路。 

采用集水池17和加设小型的集水坑25，方便循环水迅速集结，方便维护。在集水坑25上部设置过滤网18，在侧面和底部分别设置排水管20和补水管19，方便循环水的及时更换和过滤网18的反冲洗。 

叉流板式间接蒸发冷却换热器21由多个并排放置、并有一定间隔的换热壁面组成，如图3所示，相邻两个换热壁面之间分别形成一次空气流道23、二次空气流道24，一次空气流道23和二次空气流道呈间隔且垂直设置。每个换热壁面均有两个相对设置的换热板组成，多个换热壁面沿一次空气和二次空气流动的方向利用密封介质分别对应的以间隔、错开形式封堵一次空气流道23、二次空气流道24边缘；换热板采用导热系数高的材料(如：铝、铜、钢或者复合材料)制成薄片。二次空气从下部以分流形式进入叉流板式间接蒸发冷却换热器21内，与从上部喷淋下来的水滴22接触，发生等焓降温过程； 一次空气以水平分流方式进入叉流板式间接蒸发冷却换热器21另一侧，一次空气被隔壁侧的二次空气与水进行的热湿交换所冷却，进行等湿冷却过程。 

本发明光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统的工作原理如下： 

(1)电力系统： 

由光伏电池板1接收太阳光的辐射，发生光伏效应产生直流电，经控制储能柜内的光伏控制器2控制处理后，分别接至直流循环水泵14、一次空气直流风机11、二次空气直流风机8，驱动其运转； 

当有多余的电能时，将电能储存在蓄电池组中备用； 

当阴雨天时，电力不足时，储存在蓄电池组中的直流电，通过光伏控制器2控制处理后供给直流循环水泵14、一次空气直流风机11、二次空气直流风机8使用。 

(2)循环水系统； 

如图2所示，经叉流板式间接蒸发冷却换热器21落下的水滴22，落入集水池17内，经过滤网18过滤后迅速汇集到集水坑25中，通过直流循环水泵14升压，集水坑25内的水沿着循环水管15送至喷嘴16，如图3所示，经雾化后的水滴22喷洒到二次空气流道24内与二次空气接触，进行热湿交换，完成一个循环；若出现水质问题及水量不足时分别通过排水管20、补水管19进行更换循环水。 

(3)二次空气12处理过程： 

外界空气或者部分室内空气沿着二次空气进口7进入空调壳体 内，在二次空气流道24内与喷嘴16喷淋出的雾化后的水滴22接触，发生等焓降温过程，然后通过挡水板13，经二次空气直流风机8由二次空气出口排出。 

(4)一次空气10处理过程： 

外界空气经空气过滤网9过滤除尘后，经叉流板式间接蒸发冷却换热器21内的一次空气流道23，被隔壁侧的二次空气12与水的蒸发冷却，发生等湿冷却过程，经一次直流风机11由一次空气出口6送入工作场所。 

本发明光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统内的供电系统中没有设置逆变器，较常规的设置逆变器转换成交流电后才使用的方式，具有供电效率高，节省投资优势；其次，采用叉流板式间接蒸发冷却换热器21具有换热效率高，清洗维护方便的特点；最后，采用倾斜式集水池和加设集水坑，方便循环水的迅速汇集和水的及时有效更换。 

Claims (10)

1.光伏直流驱动的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，包括有叉流板式蒸发冷却空调(4)，所述叉流板式蒸发冷却空调(4)通过导线依次与控制储能柜(26)和光伏电池板(1)连接。

2.根据权利要求1所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述光伏电池板(1)由多块光伏电池组成，多块光伏电池呈多行多列排列。

3.根据权利要求2所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述光伏电池为单晶硅电池或多晶硅电池。

4.根据权利要求1所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述控制储能柜(26)，由柜体及柜体内通过导线连接的光伏控制器(2)和蓄电池组组成。

5.根据权利要求1或4所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述叉流板式蒸发冷却空调(4)，包括有空调壳体，所述空调壳体相对的两侧壁上分别设置有一次空气进口(5)、一次空气出口(6)，所述空调壳体另两个相对的侧壁下方各设置有一个二次空气进口(7)；

所述空调壳体内按一次空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网(9)、叉流板式间接蒸发冷却器及一次空气直流风机(11)，所述叉流板式间接蒸发冷却器上方对应的空调壳体顶壁上设置有二次空气出口，所述二次空气出口内设置有二次空气直流风机(8)。

6.根据权利要求5所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述叉流板式间接蒸发冷却器，包括有叉流板式间接蒸发冷却换热器(21)，所述叉流板式间接蒸发冷却换热器(21)的上方依次设置有喷嘴(16)及挡水板(13)，所述叉流板式间接蒸发冷却换热器(21)的下方设置有集水池(17)，所述集水池(17)的底部呈倾斜式设置，所述集水池(17)的底部一侧加设有集水坑(25)，所述集水坑(25)内设置有直流循环水泵(14)，所述直流循环水泵(14)通过循环水管(15)与喷嘴(16)连接，

所述一次空气直流风机(11)、二次空气直流风机(8)及直流循环水泵(14)分别通过导线与光伏控制器(2)连接。

7.根据权利要求6所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述叉流板式间接蒸发冷却换热器(21)由多个并排放置、并有一定间隔的换热壁面组成，相邻两个换热壁面之间分别形成一次空气流道(23)、二次空气流道(24)，一次空气流道(23)和二次空气流道呈间隔且垂直设置。

8.根据权利要求6所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述集水坑(25)的上部设置过滤网(18)。

9.根据权利要求6所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述集水坑(25)分别连接有补水管(19)和排水管(20)。

10.根据权利要求4所述的叉流板式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述蓄电池组由多个蓄电池(3)依次串联组成。