CN104864520A - 水资源能量转换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水资源能量转换系统,其至少包含有一控制单元、一能源转换装置、一供水装置及一储水槽,通过该供水装置对各种水资源的集收与传输,以供应各种不同用途的用水,其中该储水槽及能源转换装置的运转,系以水作为能量转换的基础与载体,进行有效的能源转换再利用,并做为建物内外环境的空气能量转换与能量调节、供应的源,进而发挥储水、供水、防灾、节能与储能的多重功能,落实水资源转换为能源的再利用,达到水与能源在地化的应用与平衡,并以此为其终极目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种水资源能量转换系统,此尤指一种可利用水作为能量转换的系统,如此达到水资源与能源转换的再利用,并做为建物内外环境的空气能量转换与能量调节、供应的源,进而发挥储水、供水、防灾与储能的多重功能,有效落实利用水资源转换为能源的在地化应用与平衡,并以此为其终极目标。
背景技术
由于地球资源有限,在人类大肆过度开采与毫无节制的使用破坏下,导致地球暖化气候变迁极端气候成形,而衍生剧烈灾难频传,各种天灾不断发生的结果,造成人类生命与财产受到严重的威胁,甚至有些地区面临无处可居的危机;因而有识的士为了挽救地球的生态,不断倡导呼吁环保与节水节能的重要性,期能降低人类对大自然的破坏,以防止人类浩劫提前的到来。
水是地球上能量的载体,并可通过降雨或降雪的方式,将地球上的水能量分布于各地,近年来人类的活动促成极端气候成形,已严重影响自然水循环的生态,雨水或雪的降临,在时间及空间地域的分布,极端的不均,干燥与水灾在同一地域发生已非少见。
再者,也因水是随处可得的物质,且为地球中重要资源的一,然而水资源可贵之处,在于可再循环及再利用,而在环保与节水节能的风潮下,各种节能、节水措施及设备如波澜一般,不断推陈出新,并广为各国所重视,其中如水资源的集收装置、风力发电机、太阳能发电装置等,无不成为当今各种节水节能利用的热门主题;但实施至今,各种节水节能措施及设备的应用上,大多仍局限在于单一用途的使用,以及特定方式的再利用。
又如图1所示,是一现有水资源储水利用系统1的示意图,其主要系利用一供水装置11来提供各种用水的供应,而该供水装置11会将多余的水资源集收在一储水槽12内,以作为备用水源的储存;然而此一方式只是在解决水的集收与缺水时的供应,却无法更进一步结合或转换其他可用能源的再利用。再者,依大自然定律,当外界环境处于低能态(低温)状况下,建筑物必须处于增热状态,以维持室内环境的温度于宜居的状态,而在外界环境处于高能态(高温)状况下,建筑物必须处于排热状态,以维持室内环境的温度于宜居的状态;惟为了维持建筑物适合人居的条件,因此必须通过空调系统行逆自然环境的运行,即当外界环境处于高能态(高温)状况下,空调机必须将建筑物内部热排至高温的室外,例如设置在建筑物内的空调机组,其运转时机与自然环境相逆,所排放的废热在自然环境越热的时期,其所需排放的废热反而越多,因而造成环境的热污染越严重,而上述各种节能措施,并不能有效的解决建筑物内部能量转换的问题,以致废热仍然继续污染着环境,更不知如何运用运转时机的转换,来将这些废热作有效的再利用。而在外界环境处于低能态(低温)状况下,建筑物必须凭借空调机,向低温的外环境撷取热源供应室内取暖之用,这种违反自然状态的举,其实是很耗费能源的作法,更是地球暖化的元凶。
由于建筑物内外环境中,即蕴藏着各种可用的资源与能量,因此空调系统的规划,应以建筑物本身内部能量平衡为考量,才能达到在地平衡的目标,但是令人遗憾的迄无良好的解决对策。
发明内容
有鉴于目前水资源及能源应用上所遇到的瓶颈,本案发明人历经无数次研究后,终于完成本案的发明,即本案的发明目的,系在提供一种水资源能量转换系统,其以水作为能量转换的基础,利用水的庞大储能能力,将能量储存于储水槽,在适当时机与室内外环境作热交换,除了创造室内环境于健康舒适状态下,更顺应自然与大自然保持能量平衡关系,如此达到水资源与能源转换的再利用,进而提供建物内外环境的空气能量转换与能量调节、供应的源,进而发挥储水、供水、防灾与储能的多重功能,有效落实利用水资源转换能源的在地化应用与平衡,并以此为其终极目标。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置、一供水装置及至少一个储水槽,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其包含有:
一机体,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风道内设有一第二风扇马达组;
一第一空气热交换器,设于该进风道内,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵,该出水端与一出水主管连接,该出水主管上设有一第三控水阀,该出水主管的末端设有至少一出水孔;
一水蒸发装置,装设于该排风道内近该入风口的位置,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受该出水孔的出水喷洒,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与一第一入水管路连接,该第一入水管与该出水主管之间,以一连接管相连,该连接管上设有一第四控水阀;
一第二空气热交换器,设于该排风道内近该出风口的位置,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水送至该供水装置使用,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,该出水管路上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位。
该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口及一第六接水口,该第一接水口与该进水管连接,该第二出水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与该第一出水管连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第二出水管连接。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置、一供水装置、至少一个储水槽及一热源机组,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该入风口分别延接一室外风道及一室内风道,,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风口设有一第二风扇马达组;该能源转换装置其包含有:
一第一空气热交换器,设于该进风道的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵及一第七控水阀,该出水端与一出水主管连接;
一水蒸发装置,装设于该排风道的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管末段所设的复数出水孔的出水喷洒,该供水连管上设有一第四水泵,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与该第一入水管连接,该第一入水管的管路上并与该出水主管的另一端连接;
一第二空气热交换器,设于该排风道的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵及一第六控水阀,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水回送该供水装置,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,该出水管上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位;
该热源机组,是一直膨式的热源机组,其受该控制单元的控制,其包含有:
一热源装置,是冷媒传输的动力源,并供应热源;
一第一热交换器,设于该进风道内,对通过的进气进行吸热或放热的热交换,该第一热交换器的第一进出端,凭借一第三冷媒管与该热源装置连接,该第一热交换器的第二进出端凭借一第四冷媒管与该热源机组连接,并接受热源的输入;
一第二热交换器,设于该排风道内,对通过的排气进行放热或吸热的热交换,该第二热交换器的第三进出端,凭借一第一冷媒管与该热源装置连接,并接受热源的输入,该第二热交换器的第四进出端,凭借该第二冷媒管与该热源装置连接。
该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口、一第六接水口及一第七接水口,该第一接水口与该进水管连接,该第二接水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与该第一出水管连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第二出水管连接,该第七接水口与该供水连管连接。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置,一供水装置、至少一个储水槽及一热源机组,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风口设有一第二风扇马达组,该能源转换装置还包含有;
一第一空气热交换器,设于该进风道的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵、一第九控水阀及一储能器,该第一出水管另一端延接一分支管,该分支管与该热源机组连接,该出水端与一出水主管连接;
一水蒸发装置,装设于该排风道的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管末段所设的复数出水孔的出水喷洒,该供水连管上设有一第四水泵,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与该第一入水管连接,该第一入水管的管路上则与该出水主管另一端连接;
一第二空气热交换器,设于该排风道的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水回送该供水装置,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,另该出水管上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位;
该热源机组,是一中央式的热源机组,其受该控制单元的控制,其包含有一热源装置及一储能器,该热源装置为冷媒传输的动力源,并供应热源。
该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口、一第六接水口、一第七接水口一第八接水口及一第九接水口,该第一入水口与该进水管连接,该第二接水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与一第三入水管连接,该第三入水管另一端则与该热源机组连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第三出水管连接,该第三出水管其另一端与该热源机组连接,其上设有一第五水泵,该第七接水口与该供水连管连接,该第八接水口与该分支管连接,该分支管另一端与该第一出水管连接,该分支管上设有一第八控水阀,该第九接水口与该第二出水管连接。
该储能器用来储存与调节该热源装置的热源。
与现有技术相比较,本发明具有的有益效果是:本发明的水资源能量转换系统,以水作为能量转换的基础与载体,利用能量转换装置配合储水槽转换能源,将能量储存于储水槽,并在适当时机与室内作热交换,除了可维持室内环境温度于舒适状态下,同时可更进一步与大自然保持能量平衡关系,特别适合春、秋季的中间季节或夏、冬季温度适宜时段(在外气温度条件不需空调机运转的大部分时间里),在不需启动空调机供冷或供热,只需利用外气的适宜气温与室内作能量转换及补充新鲜空气,即可获得舒适的室内环境温度,而在高温或低温的极端天候,又可进一步结合热源机组提供室内空间所需的热源及冷源,以作为热源机组的冷却及蒸发的热交换载体,以做为建物内外空气能量转换与能源调节、供应的源,又兼具储水、供水、防灾与储能的功能,有效落实水资源转换为能源的再利用,进而达到在地化的应用与平衡,以做为其终极目标。
附图说明
图1是现有储水的方块示意图;
图2是本发明其第一实施例的组成方块示意图;
图3是本发明其第一实施例的实施例示意图;
图4是本发明第一实施例的能源转换装置组成示意图;
图5是本发明其第二实施例的组成方块示意图;
图6是本发明其第二实施例的实施例示意图;
图7是本发明其第二实施例的能源转换装置与与热源机组组成示意图;
图8是本发明其第三实施例的实施例示意图;
图9是本发明其第三实施例的组成方块示意图;
图10是本发明其第三实施例的能源转换装置与与热源机组组成示意图;
图11是本发明其第二实施例的运转流程图;
图12是本发明其第三实施例的运转流程图。
附图标记说明:1水资源储水利用系统;11供水装置;12储水槽;2、2’、2”能源转换装置;20、2’、2”机体;201、201’、201”排风道;201A、201A’、201A”出风口;201B、201B’、201B”入风口;202、202’、202”进风道;202A、202A’、202A”入风口;202B、202B’、202B”出风口;202C、202C’、202C”滤网;203、203’、203”第一空气热交换器;203a、203a’、203a”入水端;203b、203b’、203b”出水端;204、204’、204”水蒸发装置;205、205’、205”集水盘;206、206’、206”第二空气热交换器;206a、206a’、206a”入水端;206b、206’、206”出水端;207、207’、207”第二风扇马达组;208、208’、208”风扇马达组;21、21’、21”控制单元;231、231’、231”室外风道;232、232’、232”室内风道;233、233’、233”第一风门挡板;234、234’、234”第二风门挡板;3供水装置;31出水管;32进水管;33供水管路;34进水连管;35泄流管;36放流管;4、4’、4”储水槽;42、42’、42”水位侦测器;5、5’热源机组;50、50’热源装置;501第一冷媒管;502第二冷媒管;503第三冷媒管;504第四冷媒管;51第二热交换器;51’储能器;511第三进出端;52第一热交换器;521第一进出端;a、a’、a”第一接水口;b、b’、b”第二接水口;c、c’、c”第三接水口;d、d’、d”第四接水口;e、e’、e”第五接水口;f、f’、f”第六接水口;g、g’第七接水口;h”第八接水口;j”第九接水口;B建物;B1地面;C1第一控水阀;C2第二控水阀;C3第三控水阀;C4第四控水阀;C5第五控水阀;C6第六控水阀;C7第七控水阀;C8第八控水阀;C9第九控水阀;C10第十控水阀;P1第一水泵;P2第二水泵;P3第三水泵;P4第四水泵;P5第五水泵;L1出水主管;L1’供水连管;L11、L11’出水孔;L13连接管;L2第一出水管;L21分支管;L3第一入水管;L4第二入水管;L5第二出水管;L61第三入水管;L62第三入水管;E供电系统;TA室内温度值;TA1冷气供应设定值;TA2暖气供应设定值;TW水温;TW1第一温度设定值;TW2第二温度设定值。
具体实施方式
请参阅图2、图3、图4所示,是本发明的水资源能量转换系统的第一实施例,其至少包含有一控制单元21、一能源转换装置2、一供水装置3及至少一个储水槽4。
该控制单元21,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统(包含市电供电或其它绿能供电)E连接。
该能源转换装置2(请参阅图4所示),其包含有一机体20、一第一空气热交换器203、一水蒸发装置204及一第二空气热交换器206。
该机体20,其内部设有一排风道201及一进风道202,该排风道201一侧设有一出风口201A,该排风道201内设有一第一风扇马达组208(其理想位置设在近该出风口201A处),该排风道201另一侧设有一入风口201B,该入风口201B分别延接一室外风道231及一室内风道232,该室外风道231设有一第一风门挡板233,该室内风道232设有一第二风门挡板234,该第一风门挡板233及第二风门挡板234,系受该控制单元21所控制,该进风道202的一侧设有一入风口202A,近该入风口202A处设有一滤网202C,该进风道202的另一端设有一出风口202B,该进风道202内设有一第二风扇马达组207(其理想位置设在近该出风口202B处)。
该第一空气热交换器203,设于该进风道202内,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器203设有一入水端203a及一出水端203b,该入水端203a与一第一出水管L2连接,该第一出水管L2上设有一第二水泵P2,该出水端203b与一出水主管L1连接,该出水主管L1上设有一第三控水阀C3,该出水主管L1的末端设有至少一出水孔L11。
该水蒸发装置204,装设于该排风道201内近该入风口201B的位置,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受该出水孔L11的出水喷洒,而该水蒸发装置204底部设有一集水盘205,该集水盘205并与一第一入水管L3连接,该第一入水管L3与该出水主管L1之间,以一连接管L13相连,该连接管L13上设有一第四控水阀C4。
该第二空气热交换器206,设于该排风道201内近该出风口201A的位置,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器206设有一入水端206a及一出水端206b,该入水端206a与一第二出水管L5连接,该第二出水管L5上设有一第三水泵P3,该出水端206b与一第二入水管L4连接。
该供水装置3,是一水源集收(该水源包括自来水、雨水、再生水、空调冷凝水)及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管34进入该供水装置3(所有水源进入前已作水质处理),并通过一进水管31将水输送给该储水槽4,该进水管31上设有一第一控水阀C1及接设一放流管36,该放流管36上设有一第十控水阀C10(此阀常态关闭,而当雨季水的回收过量时,该供水装置3内的水需要加以放流,此时该控制单元21会控制该第十控水阀C10打开、该第一控水阀C1关闭),该供水装置3更通过一出水管32,以将该储水槽4内的储水送至该供水装置3使用,该出水管32上设有一第一水泵P1及一第二控水阀C2,该供水装置3并连接至少一供水管路33,以供应各种用水的所需,另该出水管32上更接设一泄流管35,该泄流管35上设有一第五控水阀C5(此阀常态为关闭,而当雨季或台风来临前可打开此阀,以供预先将该储水槽4内的水先行放流,提供在大雨来时有更多的储水容量,如此达到防洪的功效)。
该储水槽4,为一密闭容室,其设置于地面B1下(也可设于地面B1上,而其理想的设置区域系在建物B的底层如地下室,或者是公共设施的地下水库),该储水槽4设有复数个接水口a、b、c、d、e、f及一水位侦测器42,该复数个接水口包括有一第一接水口a、一第二接水口b、一第三接水口c、一第四接水口d、一第五接水口e及一第六接水口f,该第一接水口a与该进水管31连接,该第二接水口b与该出水管32连接,该第三接水口c与第一入水管L3连接,该第四接水口d与该第一出水管L2连接,该第五接水口e与该第二入水管L4连接,该第六接水口f与该第二出水管L5连接,该水位侦测器42用来侦测该储水槽4内的储水水位。
凭借上述元件的组成,该供水装置3将所集收或多余的水,可经该进水管31的输送,由该第一接水口a进入该储水槽4,如此在豪雨时,可利用该储水槽4转为疏洪的通道,以达到防灾、供水与储水的功能,而且在该储水槽4的水位侦测器42侦测到储水已达到设定高水位时,该控制单元21会控制该第一控水阀C1关闭以停止进水,而第十控水阀C10打开放流;另该储水槽4内的储水低于设定低水位时,该控制单元21则控制该第一控水阀C1打开进行补水;此外,当该供水装置3需使用到储水时,该控制单元21会控制该出水管32上的第一水泵P1运转、第二控水阀C2打开,以及第一控水阀C1、第十控水阀C10关闭,以将储水槽4内的储水传送至该供水装置3供水(当不需供水时,该控制单元21会控制该第一水泵P1停止运转、第二控水阀C2关闭,而该储水槽4内平常只需保持足供建物B内、外能量转换平衡的储水量即可,多余的水可供该供水装置3妥善运用)。
上述的能源转换装置2的运转,可提供建物B于春、秋季的中间季节,或夏、冬季温度在中间温域时段(系指在夏天最感舒适的温度为23℃~26℃之间,冬天为18℃~20℃,相对湿度的要求在50%~60%RH),其运转模式不需启动任何空调机供冷或供热,只需利用外气经由该能源转换装置2作能量转换及补充新鲜空气,即可获得舒适的室内环境温度;该能源转换装置2的运转,在白天(或夏天)高温(28℃以上)时,可以利用储水槽4内低温的储水进行热交换,将储水槽4内的储水分别经由第一出水管L2上的第二水泵P2传送储水由入水端203a进入该第一空气热交换器203(可提供外气进入进风道202时,经由热交换作用产生预冷降温(指在夏天时),而在冬天时则产生预热升温),并由该出水端203b流出,再经出水主管L1(在夏天该控制单元21控制该第三控水阀C3打开、该第四控水阀C4关闭),并传送到末端的出水孔L11后,将出水喷洒于该水蒸发装置204,再利用该水蒸发装置204的水蒸发吸热效应,使水获得降温并汇集于该集水盘205(此时排风道201的排气会因水蒸发吸热效应产生降温,而该排风道201的排风来源,可为室外的外气或者室内空气,其控制方式系通过该控制单元21控制该第一风门挡板233、第二风门挡板234的开度,即该控制单元21根据外气温度与室内排出的空气温度进行比对后,由该控制单元21择其中最低温度者控制所对应的第一风门挡板233(或第二风门挡板234)打开,同时关闭温度较高的第二风门挡板234(或第一风门挡板233),如此以便该排风道201进行排热,而使该储水槽4内的储水得到降温),然后再由该第一入水管L3回流到储水槽4内,而回流的较低温的水进入该储水槽4后,会因热交换作用使储水槽4内的储水产生降温效果,另外排气通过该第二空气热交换器206时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4的储水,传输至该第二空气热交换器206与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流进入该储水槽4,此时水温因热交换而下降(指在夏天时,而在冬天则产生预热升温效果),也会因热交换作用使储水槽4内的储水产生降温效果(若经过该第二空气热交换器206热交换后,其出水端206b的出水温度系高于该储水槽40内的储水温度时,则第三水泵P3停止运转,以防止储水槽4的水温上升);另当晚上气温下降时,经由该能源转换装置2的能量转换,其回流到该储水槽4的水温也较白天为低(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将夜间所储存较低温的储水,提供白天高温(28℃以上)时进行能量转换的使用,使高温外气可转换为低温舒适的进气,以及补充新鲜空气,以供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。
另在夜晚(或冬天)低温(15℃以下)时,可以利用储水槽4内较高温的储水,供应室内所需的热,此时储水槽4内的储水,经由该第一出水管L2的第二水泵P2的传送,将储水送至该第一空气热交换器203,而与通过的外气进行热交换,而使进气升温,然后再由出水端203b流经该连接管L13、第一入水管L3,最后回到该储水槽4(此时该控制单元21会控制该第三控水阀C3关闭、该第四控水阀C4打开);同时该排风道201利用该控制单元21控制第一风门挡板233或第二风门挡板234的开度进行吸热(由该控制单元21根据外气温度与室内排出的空气温度,择其中最高温度者控制所对应的第一风门挡板233(或第二风门挡板234)打开,同时关闭温度较低的第二风门挡板234(或第一风门挡板233))以便排气通过该第二空气热交换器206时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4的储水,传输至该第二空气热交换器206与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流至该储水槽4,此时水温因热交换而上升,也会因热交换作用使储水槽4内的储水产生升温效果;而当白天气温较高时,经由该能源转换装置2的能量转换,回流到该储水槽4再经过热交换作用后,水温也较夜间为高(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将白天所储存较高温的储水,提供夜间低温(15℃以下)时进行能量的转换,使低温外气可转换为较高温舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。
图5、图6、图7所示者,是本发明的第二实施例,特别适用于高温(28℃以上)或低温(15℃以下)的天候,利用水资源的强大能量储存特性,可同时供给室内空间所需的热源及冷源,以及作为热源机组的冷却及蒸发的热交换载体,无须再装设冷却水塔,除了避免电力及水资源的浪费外,更免除冷却水塔运转时带来的生物性污染的隐忧,以达到建物与大自然自主平衡的目标;为达成此目标本发明的水资源能量转换系统,其至少包含有一控制单元21’、一能源转换装置2’、一供水装置3、至少一个储水槽4’及一热源机组5。
该控制单元21’,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统(包含市电供电或其它绿能供电)E连接。
该能源转换装置2’(请参阅图7所示),该能源转换装置2’包含一机体20’、二第一空气热交换器203’、一水蒸发装置204及一第二空气热交换器206’。
该机体20’,其内部设有一排风道201’及一进风道202’,该排风道201’一侧设有一出风口201A’,该排风道201’内设有一第一风扇马达组208’(其理想位置设在近该出风口201A’处),该排风道201’另一侧设有一入风口201B’,该入风口201B’分别延接一室外风道231’及一室内风道232’,该室外风道231’设有一第一风门挡板233’,该室内风道232’设有一第二风门挡板234’,该第一风门挡板233’及第二风门挡板234’,系受该控制单元21所控制,该进风道202’的一侧设有一入风口202A’及一滤网202C’,该进风道202’的另一端设有一出风口202B’,该进风口202’设有一第二风扇马达组207’(其理想位置设在近该出风口202B’处)。
该第一空气热交换器203’,设于该进风道202’的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器203’设有一入水端203a’及一出水端203b’,该入水端203a’与一第一出水管L2连接,该第一出水管L2上设有一第二水泵P2及一第七控水阀C7,该出水端203b’与一出水主管L1连接。
该水蒸发装置204’,装设于该排风道201’的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管L1’末段所设的复数出水孔L11’的出水喷洒,该供水连管L1'上设有一第四水泵P4,而该水蒸发装置204’底部设有一集水盘205’,该集水盘205’并与一第一入水管L3连接,该第一入水管L3的管路上并与该出水管L1的另一端连接。
该第二空气热交换器206’,设于该排风道201’的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器206’设有一入水端206a’及一出水端206b’,该入水端206a’与一第二出水管L5连接,该第二出水管L5上设有一第三水泵P3及一第六控水阀C6,该出水端206b’与一第二入水管L4连接。
该供水装置3,是一水源集收(包括自来水、雨水、再生水、空调冷凝水的集收)及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管34进入该供水装置(所有水源进入前已作水质处理),并通过一进水管31将水输送给该储水槽4,该进水管31上设有一第一控水阀C1及接设一放流管36,该放流管36上设有一第十控水阀C10(此阀常态关闭,而当雨季水的回收过量时,该供水装置3内的水需要加以放流,此时该控制单元21’会控制该第十控水阀C10打开、该第一控水阀C1关闭),该供水装置3还设有一出水管32,以将该储水槽4’内的储水回送该供水装置3,该出水管32上设有一第一水泵P1及一第二控水阀C2,该供水装置3并连接至少一供水管路33,以供应各种用水的所需,另该出水管32上更接设一泄流管35,该泄流管35上设有一第五控水阀C5(此阀常态为关闭,而当雨季或台风来临前可打开此阀,以供储水槽4’内的水先行放流,如此增强储水的能力,达到防洪的功效)。
该储水槽4’,为一密闭容室,其设置于地面B1下(也可设于地面B1上,而其理想的设置区域系在建物B的底层如地下室,或者是公共设施的地下水库),该储水槽4’设有复数个接水口a’、b’、c’、d’、e’、f’、g’及一水位侦测器42’,该复数个接水口包括有一第一接水口a’、一第二接水口b’、一第三接水口c’、一第四接水口d’、一第五接水口e’、一第六接水口f’及一第七接水口g’,该第一接水口a’与该进水管31连接,该第二接水口b’与该出水管32连接,该第三接水口c’与该第一入水管L3连接,该第四接水口d’与该第一出水管L2连接,该第五接水口e’与该第二入水管L4连接,该第六接水口f’与该第二出水管L5连接,该第七接水口g’与该供水连管L1’连接,该水位侦测器42’用来侦测该储水槽4’内的储水水位。
该热源机组5,是一直膨式的热源机组,其受该控制单元21’的控制,其包含有一热源装置50、一第一热交换器52及一第二热交换器51。
该热源装置50,是冷媒传输的动力源,并供应热源(包含冷能及热能,该冷能是供冷,该热能是供热)。
该第一热交换器52,设于该进风道202’内,对通过的进气进行吸热(在冷气循环时,该第一热交换器52是一冷媒吸热蒸发盘管的功用)或放热(在暖气循环时,该第一热交换器52是一冷媒排热凝结盘管的功用)的热交换,该第一热交换器52的第一进出端521,凭借一第三冷媒管503与该热源装置50连接,该第一热交换器52的第二进出端522凭借一第四冷媒管504与该热源机组50连接,并接受热源(该热源在冷气循环时为冷能,在暖气循环时为热能)的输入。
该第二热交换器51,设于该排风道201’内,对通过的排气进行放热(在冷气循环时,该第二热交换器51是一冷媒排热凝结盘管的功用系排除热源机组的废热)或吸热(在暖气循环时,该第二热交换器51是一冷媒吸热蒸发盘管的功用)的热交换,该第二热交换器51的第三进出端511,凭借一第一冷媒管501与该热源装置50连接,并接受热源(该热源在冷气循环时为热能排热,在暖气循环时为冷能吸热)的输入,该第二热交换器51的第四进出端512,凭借该第二冷媒管502与该热源装置50连接。
凭借上述元件的组成,使本实施例除了可随机调节建物能力外,更具有主动供应空调冷气、暖气供应能力,即该能量转换装置2’配合储水槽4’的能源转换,系以建物B内部能量平衡移转为优先运行,并在能源转换供应不足时,才会主动启动该热源机组5运转,如此可大大节省该热源机组5运转电力,而依建物B的环境需求,调整其空调能量,其运转方式分为中间温域运转模式、冷气循环运转模式及暖气循环运转模式(请参阅图11所示)。
中间温域运转模式:当室内温度值TA介于暖气供应设定值TA2与冷气供应设定值TA1之间的中间温域时段(即在夏天最感舒适的室内温度为23℃~26℃之间,冬天为18℃~20℃;而室外环境温度则为15℃~18℃之间),不需启动空调机供冷或供热,只需利用该能源转换装置2’的运转,使外气与室内作能量转换及补充新鲜空气,即可获得舒适的室内环境温度,其对于能源使用及转换情形有二:(1)该能源转换装置2’的运转,在白天(或夏天)高温(28℃以上)时储水槽4’内的储水,分别经由第一出水管L2上的第二水泵P2传送储水至该第一空气热交换器203’(可提供外气进入进风道202’时产生预冷降温(指在夏天时),而在冬天时则产生预热升温),并由入水端203a’进入,再自该出水端203b’流出经该出水主管L1、第一入水管L3回流该储水槽4’;又该储水槽4’经由该第四水泵P4的作动供应该供水连管L1’其出水孔L11’的出水,并喷洒于该水蒸发装置204’以产生水蒸发吸热效应,使出水获得降温并汇集于该集水盘205’(此时排风道201’的排气会因水蒸发吸热效应产生降温),再经由该第一入水管L3回流到储水槽4’,而回流的较低温的水流入该储水槽4’后,会因热交换作用使储水槽4’内的储水产生降温效果,另外排气通过该第二空气热交换器206’时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4’的储水,传输至该第二空气预冷热交换器206’与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流进入该储水槽4’,此时水温因热交换而下降(指在夏天时,在冬天则产生预热升温),也会因热交换作用使储水槽4’内的储水产生降温效果;另当晚上气温下降时,经由该能源转换装置2’的能量转换,其回流到该储水槽4’的水温也较白天为低(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将夜间所储存较低温的储水,提供白天高温(28℃以上)时进行能量的转换,使高温外气可转换为舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。(2).在夜晚(或冬天)低温(15℃以下)时,储水槽4’内的储水系于白天经由该第二空气热交换器206’升温储存供晚上低温时使用,经由该第二空气热交换器206’时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4’的储水,传输至该第二空气热交换器206’与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流至该储水槽4’,此时水温因热交换而上升,也会因热交换作用使储水槽4’内的储水产生升温效果;而当白天气温上升时,经由该能源转换装置2’的能量转换,回流到该储水槽4’再经过热交换作用后,水温也较夜间为高(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将白天所储存较高温的储水,提供夜间低温(15℃以下)时进行能量的转换,使低温外气可转换为舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。
冷气循环运转模式;当室内温度值TA大于冷气供应设定值TA1时,进行冷气循环供应冷气,此时室内空气自排风道201’排出,室内空气会经该水蒸发装置204’进行热交换,该水蒸发装置204’会对空气产生预冷作用的能量转换,使室内排出的空气因水蒸发吸热效应,而转移空气中的显热并产生降温,循环水也因此获得降温,再回流至该储水槽4’使储水降温,然后凭借该第二水泵P2传送至该第一空气热交换器203’,以提供进气通过该第一空气热交换器203’时,会产生预冷而转换所需的能量,如此可减轻该第一热交换器52的热交换负载;另在排风道201’所排出的排气,通过该水蒸发装置204’、第二空气热交换器206’,再流经该第二热交换器51进行热交换时,使排气再次进行湿热的转换,故该第二热交换器51能将由第一热交换器52所转换的热移除,并使得排出于室外的空气温度,系远较传统空调机直接排放于室外的空气温度为低,因而可降低废热排放对环境的热污染,而该热源机组5的热负荷也已降低,故可大大降低其能耗并增强其运转效率,以供应室内所需的低温且新鲜的空气,并达到节能的目的;至于在冷气循环时,该热源机组5的热源(指热能)先自该热源装置50输出,经第一冷媒管501传送到该第二热交换器51,然后经由该第二热交换器51与排气进行冷凝放热的热交换后,再由该第二冷媒管502流回该热源装置50;又该热源机组5的热源(指冷能)先自该热源装置50输出,经第四冷媒管504传送到该第一热交换器52,经由该第一热交换器52与进气进行蒸发吸热的热交换后,使进气温度可依室内的需求进行调整,以供应室内所需的冷气,再由该第三冷媒管503流回该热源装置50,以完成一冷气循环。
暖气循环运转模式:当室内温度值TA低于暖气供应设定值TA2时,进行暖气循环供应暖气,此时室内空气自排风道201’排出,使室内排出的空气因室内温度较高,该供水连管L1'停止供水,该水蒸发装置204’停止运转,而转移空气中的显热并产生升温,该第二空气热交换器206’内的循环水也因此获得升温,再回流至该储水槽4’使储水升温,然后凭借该第二水泵P2传送至该第一空气热交换器203’,以提供进气通过该第一空气热交换器203’时,其预热转换所需的能量,如此可减轻该第一热交换器52的热交换负载。至于在暖气循环时,热源机组5的热源(指冷能)先自该热源装置50输出,经第一冷媒管501传送到该第二热交换器51,然后经由该第二热交换器51与排气进行蒸发吸热的热交换后,再由该第二冷媒管502流回该热源装置50;又该热源机组5的热源(指热能)先自该热源装置50输出,经第四冷媒管504传送到该第一热交换器52,经由该第一热交换器52与进气进行冷凝放热的热交换后,使进气温度可依室内的需求进行调整,以供应室内所需的暖气,再由该第三冷媒管503流回该热源装置50,以完成一暖气循环。
又图8、图9、图10所示者,是本发明的第三实施例,特别适用于高温(28℃以上)或低温(15℃以下)的天候,利用水资源的强大能量储存特性,可同时供给室内空间所需的热源及冷源,以及作为热源机组的排热及吸热的热交换载体,无须再装设冷却水塔,除了避免电力及水资源的浪费外,更免除冷却水塔运转时带来的生物性污染的隐忧,以达到建物与大自然自主平衡的目标;为达成此目标本发明的水资源能量转换系统,其至少包含有一控制单元21”、一能源转换装置2”、一供水装置3、至少一个储水槽4”及一热源机组5’。
该控制单元21”,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统(包含市电供电或其它绿能供电)E连接。
该能源转换装置2”(请参阅图10所示),包含一机体20”、一第一空气热交换器203”、一水蒸发装置204”及一第二空气热交换装置206”。
该机体20”,其内部设有一排风道201”及一进风道202”,该排风道201”一侧设有一出风口201A”,该排风道201”内设有一第一风扇马达组208”(其理想位置设在近该出风口201A”处),该排风道201”另一侧设有一入风口201B”及一滤网202C”,该入风口201B”分别延接一室外风道231”及一室内风道232”,该室外风道231”设有一第一风门挡板233”,该室内风道232”设有一第二风门挡板234”,该第一风门挡板233”及第二风门挡板234”,系受该控制单元21”所控制,该进风道202”的一侧设有一入风口202A”,该进风道202”的另一端设有一出风口202B”,该进风口202”设有一第二风扇马达组207”(其理想位置设在近该出风口202B”处)。
该第一空气热交换器203”,设于该进风道202”的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器203”设有一入水端203a”及一出水端203b”,该入水端203a’’与一第一出水管L2连接,该第一出水管L2上设有一第二水泵P2、一第九控水阀C9及一储能器51',并与该热源机组5'连接,该第一出水管L2另一端延接一分支管L21,该分支管L21上设有一第八控水阀C8,该出水端203b”与一出水主管L1连接。
该水蒸发装置204”,装设于该排风道201”的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管L1’末段所设的复数出水孔L11’的出水喷洒,该供水连管L1'上设有一第四水泵P4,而该水蒸发装置204”底部设有一集水盘205”,该集水盘205”并与一第一入水管L3连接,该第一入水管L3的管路上则与该出水管L1另一端连接。
该第二空气热交换器206”,设于该排风道201”的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器206”设有一入水端206a”及一出水端206b”,该入水端206a”与一第二出水管L5连接,该第二出水管L5上设有一第三水泵P3,该出水端206b”与一第二入水管L4连接。
该供水装置3,是一水源集收(包括自来水、雨水、再生水、空调冷凝水的集收)及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管34进入该供水装置3(所有水源进入前已作水质处理),并通过一进水管31将水输送给该储水槽4”,该进水管31上设有一第一控水阀C1及接设一放流管36,该放流管36上设有一第十控水阀C10(此阀常态关闭,而当雨季水的回收过量时,该供水装置3内的水需要加以放流,此时该控制单元21”会控制该第十控水阀C10打开、该第一控水阀C1关闭),该供水装置3还设有一出水管32,以将该储水槽4”内的储水回送该供水装置3,该出水管32上设有一第一水泵P1及一第二控水阀C2,该供水装置3并连接至少一供水管路33,以供应各种用水的所需,另该出水管32上更接设一泄流管35,该泄流管35上设有一第五控水阀C5(此阀常态为关闭,而当雨季或台风来临前可打开此阀,以供储水槽4”内的水先行放流,如此增强储水的能力,达到防洪的功效)。
该储水槽4”,为一密闭容室,其设置于地面B1下(也可设于地面B1上,而其理想的设置区域系在建物B的底层如地下室,或者是公共设施的地下水库),该储水槽4”设有复数个接水口a”、b”、c”、d”、e”、f”、g”、h”、j”及一水位侦测器42”,该复数个接水口包括有一第一接水口a”、一第二接水口b”、一第三接水口c”、一第四接水口d”、一第五接水口e”、一第六接水口f”、一第七接水口g”一第八接水口h”及一第九接水口j”,该第一入水口a”与该进水管31连接,该第二接水口b”与该出水管32连接,该第三接水口c”与该第一入水管L3连接,该第四接水口d”与一第三入水管L62连接,该第三入水管L62另一端则与该热源机组5’连接,该第五接水口e”与该第二入水管L4连接,该第六接水口f”与该第三出水管L61连接,该第三出水管L61其另一端与该热源机组5’连接,其上设有一第五水泵P5,该第七接水口g”与该供水连管L1’连接,该第八接水口h”与一分支管L21连接,该分支管L21另一端与该第一出水管L2连接,该分支管L21上设有一第八控水阀C8,该第九接水口j”与该第二出水管L5连接,该水位侦测器42”用来侦测该储水槽4”内的储水水位。
该热源机组5’,是一中央式的热源机组,其受该控制单元21”的控制,其包含有一热源装置50’及一储能器51',该热源装置50’为冷媒传输的动力源,并供应热源(该热源包含冷能及热能,该冷能是供冷,该热能是供热),该储能器51'用来储存与调节该热源装置50’的热源。
凭借上述元件的组成,使本实施例除了可随机调节建物能力外,更具有主动供应空调冷气、暖气供应能力,即该能源转换装置2”配合储水槽4”的能源转换,系以建物B内部能量平衡移转为优先运行,并在能源转换供应不足时,才会主动启动该热源机组5’运转,如此可大大节省该热源机组5’运转电力,而依建物B的环境需求,调整其空调能量,其运转方式分为中间温域运转模式、冷气循环运转模式及暖气循环运转模式(请参阅图12所示)。
中间温域运转模式:当室内温度值TA介于暖气供应设定值TA2与冷气供应设定值TA1之间的中间温域时段(即在夏天最感舒适的室内温度为23℃~26℃之间,冬天为18℃~20℃;而室外环境温度则为15℃~18℃之间),不需启动空调机供冷或供热,只需利用该能量转换装置2’’的运转,使外气与室内作能量转换及补充新鲜空气,即可获得舒适的室内环境温度,其对于能源使用及转换情形有二:(1)该能源转换装置2”的运转,在白天(或夏天)高温(28℃以上)时储水槽4”内的储水,分别经由第一出水管L2上的第二水泵P2传送储水至该第一空气热交换器203”(可提供外气进入进风道202”时产生预冷降温(指在夏天时),而在冬天时则产生预热升温),并由入水端203a”进入,再自该出水端203b”流出经出水主管L1、第一入水管L3回流该储水槽4;又该储水槽4”另以该第四水泵P4供应该供水连管L1’其出水孔L11’的出水,并喷洒于该水蒸发装置204”以产生水蒸发吸热效应,使出水获得降温并汇集于该集水盘205”(此时排风道201”的排气会因水蒸发吸热效应产生降温),再经由第一出水管L3回流到储水槽4”,而回流的较低温的水流入该储水槽4”后,会因热交换作用使储水槽4”内的储水产生降温效果,另外排气通过该第二空气热交换器206”时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4”的储水,传输至该第二空气预冷热交换器206”与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流进入该储水槽4”,此时水温因热交换而下降(指在夏天时,在冬天则产生预热升温),也会因热交换作用使储水槽4”内的储水产生降温效果;另当晚上气温下降时,经由该能源转换装置2”的能量转换,其回流到该储水槽4”的水温也较白天为低(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将夜间所储存较低温的储水,提供白天高温(28℃以上)时进行能量的转换,使高温外气可转换为舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度;(2)在夜晚(或冬天)低温(15℃以下)时,储水槽4”内的储水系于白天经由该第二空气热交换器206”升温储存供晚上低温时使用,经由该第二空气热交换器206”时,该第二出水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4”的储水,传输至该第二空气热交换器206”与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流至该储水槽4”,此时水温因热交换而上升,也会因热交换作用使储水槽4”内的储水产生升温效果;而当白天气温上升时,经由该能源转换装置2”的能量转换,回流到该储水槽4”再经过热交换作用后,水温也较夜间为高(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将白天所储存较高温的储水,提供夜间低温(15℃以下)时进行能量的转换,使低温外气可转换为舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。
冷气循环运转模式:当室内温度值TA大于冷气供应设定值TA1时,进行冷气循环供应冷气,此时室内空气自排风道201”排出,室内空气会经该水蒸发装置204”进行热交换,该水蒸发装置204”会对空气产生蒸发冷却作用的能量转换,使室内排出的空气因水蒸发吸热效应,而转移空气中的显热并产生降温,循环水也因此获得降温,再回流至该储水槽4”使储水降温,然后凭借该第二水泵P2传送至该第一空气热交换器203”,以提供进气通过该第一空气热交换器203”时,会产生冷却而转换所需的能量,此时若储水槽4”的水温TW小于第一温度设定值TW1时,该热源机组5'停止作动(OFF,第九控水阀C9关闭),由该储水槽4”供应冷能(第八控水阀C8打开);而当储水槽4”的水温TW大于或等于第一温度设定值TW1时,则该热源机组5'运转(ON,该第九控水阀C9打开,第八控水阀C8关闭)供应冷能(冷能先经由该储能器51'的储存与调节后再送出),同时由该第二空气热交换器206”排除该热源机组5'所需的热,而在排风道201”所排出的排气,通过该水蒸发装置204”、第二空气热交换器206”,使排气再次进行湿热的转换,故能将热源机组5'所转换的热移除,并使得排出于室外的空气温度,系远较传统空调机直接排放于室外的空气温度为低,因而可降低废热排放对环境的热污染,而该热源机组5’的热负荷也已降低,故可大大降低其能耗并增强其运转效率,以供应室内所需的低温且新鲜的空气,并达到节能的目的。
暖气循环运转模式:当室内温度值TA低于暖气供应设定值TA2时,进行暖气循环供应暖气,此时室内空气自排风道201”排出,使室内排出的空气因室内温度较高,该供水连管L1'停止供水,该水蒸发装置204”停止运转,而转移空气中的显热并产生升温,该第二空气热交换器206”内的循环水也因此获得升温,再回流至该储水槽4”使储水升温,然后凭借该第二水泵P2传送至该第一空气热交换器203”,以提供进气通过该第一空气热交换器203”时,会产生升温转换所需的能量,此时若储水槽4”的水温TW大于第二温度设定值TW2时,该热源机组5'停止作动(OFF,第九控水阀C9关闭),由该储水槽4”供应热能(第八控水阀C8打开);而当储水槽4”的水温TW小于或等于第二温度设定值TW2时,该热源机组5'运转(ON,该第九控水阀C9打开,第八控水阀C8关闭)供应热能(热能先由该储能器51'的储存与调节后再送出),同时由该第二空气热交换器206吸收该热源机组5'所需的热,而在夜晚或低温(15℃以下)时,储水槽4内的储水系于白天该热源机组5'制热经由该第二空气热交换器206”升温储存供晚上低温时使用,经由该第二空气热交换器206”时,该第二入水管L5上的第三水泵P3会将该储水槽4”的储水,传输至该第二空气热交换器206”与排气进行热交换,再由该第二入水管L4回流至该储水槽4”,此时水温因热交换而上升,也会因热交换作用使储水槽4”内的储水产生升温效果;而当白天气温上升时,经由该能源转换装置2”的能量转换,回流到该储水槽4”再经过热交换作用后,水温也较夜间为高(大约可在20℃左右),利用这种储能方式,可以将白天所储存较高温的储水,提供夜间低温(15℃以下)时进行能量的转换,使低温外气可转换为舒适的进气,以及补充新鲜空气,来供应该建物B内的所需,并获得舒适的室内环境温度。
综上所述,本发明的水资源能量转换系统,以水作为能量转换的基础与载体,利用能量转换装置配合储水槽转换能源,将能量储存于储水槽,并在适当时机与室内作热交换,除了可维持室内环境温度于舒适状态下,同时可更进一步与大自然保持能量平衡关系,特别适合春、秋季的中间季节或夏、冬季温度适宜时段(在外气温度条件不需空调机运转的大部分时间里),在不需启动空调机供冷或供热,只需利用外气的适宜气温与室内作能量转换及补充新鲜空气,即可获得舒适的室内环境温度,而在高温或低温的极端天候,又可进一步结合热源机组提供室内空间所需的热源及冷源,以作为热源机组的冷却及蒸发的热交换载体,以做为建物内外空气能量转换与能源调节、供应的源,又兼具储水、供水、防灾与储能的功能,有效落实水资源转换为能源的再利用,进而达到在地化的应用与平衡,以做为其终极目标。
在本发明内容中所提出的具体实施例,仅用以方便说明本发明的技术内容,而非将本发明狭义地限制于上述实施例,在不超出本发明的精神与下述的申请专利范围的情况下,所作的种种变化实施,仍属于本发明的范围。
Claims (7)
1.一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置、一供水装置及至少一个储水槽,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其包含有:
一机体,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风道内设有一第二风扇马达组;
一第一空气热交换器,设于该进风道内,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵,该出水端与一出水主管连接,该出水主管上设有一第三控水阀,该出水主管的末端设有至少一出水孔;
一水蒸发装置,装设于该排风道内近该入风口的位置,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受该出水孔的出水喷洒,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与一第一入水管路连接,该第一入水管与该出水主管之间,以一连接管相连,该连接管上设有一第四控水阀;
一第二空气热交换器,设于该排风道内近该出风口的位置,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水送至该供水装置使用,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,该出水管路上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位。
2.根据权利要求1所述的水资源能量转换系统,其特征在于:该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口及一第六接水口,该第一接水口与该进水管连接,该第二出水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与该第一出水管连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第二出水管连接。
3.一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置、一供水装置、至少一个储水槽及一热源机组,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该入风口分别延接一室外风道及一室内风道,,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风口设有一第二风扇马达组;该能源转换装置其包含有:
一第一空气热交换器,设于该进风道的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵及一第七控水阀,该出水端与一出水主管连接;
一水蒸发装置,装设于该排风道的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管末段所设的复数出水孔的出水喷洒,该供水连管上设有一第四水泵,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与该第一入水管连接,该第一入水管的管路上并与该出水主管的另一端连接;
一第二空气热交换器,设于该排风道的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵及一第六控水阀,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水回送该供水装置,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,该出水管上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位;
该热源机组,是一直膨式的热源机组,其受该控制单元的控制,其包含有:
一热源装置,是冷媒传输的动力源,并供应热源;
一第一热交换器,设于该进风道内,对通过的进气进行吸热或放热的热交换,该第一热交换器的第一进出端,凭借一第三冷媒管与该热源装置连接,该第一热交换器的第二进出端凭借一第四冷媒管与该热源机组连接,并接受热源的输入;
一第二热交换器,设于该排风道内,对通过的排气进行放热或吸热的热交换,该第二热交换器的第三进出端,凭借一第一冷媒管与该热源装置连接,并接受热源的输入,该第二热交换器的第四进出端,凭借该第二冷媒管与该热源装置连接。
4.根据权利要求3所述的水资源能量转换系统,其特征在于:该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口、一第六接水口及一第七接水口,该第一接水口与该进水管连接,该第二接水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与该第一出水管连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第二出水管连接,该第七接水口与该供水连管连接。
5.一种水资源能量转换系统,其特征在于:其至少包含有一控制单元、一能源转换装置,一供水装置、至少一个储水槽及一热源机组,其中:
该控制单元,控制整个系统的运转作动,并与一供电系统连接;
该能源转换装置,其内部设有一排风道及一进风道,该排风道一侧设有一出风口,该排风道内设有一第一风扇马达组,该排风道另一侧设有一入风口,该进风道的一侧设有一入风口,该进风道的另一端设有一出风口,该进风口设有一第二风扇马达组,该能源转换装置还包含有;
一第一空气热交换器,设于该进风道的一侧,是由一盘管所组成的热交换装置,该第一空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第一出水管连接,该第一出水管上设有一第二水泵、一第九控水阀及一储能器,该第一出水管另一端延接一分支管,该分支管与该热源机组连接,该出水端与一出水主管连接;
一水蒸发装置,装设于该排风道的一侧,其是一产生水蒸发吸热效应的水雾制冷装置,其顶部接受一供水连管末段所设的复数出水孔的出水喷洒,该供水连管上设有一第四水泵,而该水蒸发装置底部设有一集水盘,该集水盘并与该第一入水管连接,该第一入水管的管路上则与该出水主管另一端连接;
一第二空气热交换器,设于该排风道的一侧,其是由一盘管所组成的热交换装置,该第二空气热交换器设有一入水端及一出水端,该入水端与一第二出水管连接,该第二出水管上设有一第三水泵,该出水端与一第二入水管连接;
该供水装置,是一水源集收及分类使用的装置,所有水源由至少一进水连管进入该供水装置,并通过一进水管将水输送给该储水槽,该进水管上设有一第一控水阀及接设一放流管,该放流管上设有一第十控水阀,该供水装置还设有一出水管,以将该储水槽内的储水回送该供水装置,该出水管上设有一第一水泵及一第二控水阀,该供水装置并连接至少一供水管路,以供应各种用水的所需,另该出水管上更接设一泄流管,该泄流管上设有一第五控水阀;
该储水槽,为一密闭容室,该储水槽设有复数个接水口及一水位侦测器,该水位侦测器用来侦测该储水槽内的储水水位;
该热源机组,是一中央式的热源机组,其受该控制单元的控制,其包含有一热源装置及一储能器,该热源装置为冷媒传输的动力源,并供应热源。
6.根据权利要求5所述的水资源能量转换系统,其特征在于:该复数个接水口包括有一第一接水口、一第二接水口、一第三接水口、一第四接水口、一第五接水口、一第六接水口、一第七接水口一第八接水口及一第九接水口,该第一入水口与该进水管连接,该第二接水口与该出水管连接,该第三接水口与该第一入水管连接,该第四接水口与一第三入水管连接,该第三入水管另一端则与该热源机组连接,该第五接水口与该第二入水管连接,该第六接水口与该第三出水管连接,该第三出水管其另一端与该热源机组连接,其上设有一第五水泵,该第七接水口与该供水连管连接,该第八接水口与该分支管连接,该分支管另一端与该第一出水管连接,该分支管上设有一第八控水阀,该第九接水口与该第二出水管连接。
7.根据权利要求5所述的水资源能量转换系统,其特征在于:该储能器用来储存与调节该热源装置的热源。
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