CN106594889A - 结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，宿舍设置有宿舍窗户、宿舍门及宿舍门上部的通风亮窗，宿舍窗户外设置有窗式蒸发冷却空调器，窗式蒸发冷却空调器通过转接风管与宿舍内连通，用于向宿舍内送入冷风，窗式蒸发冷却空调器还与光伏太阳能发电系统连接。本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，采用光伏太阳能发电系统进行供电，能有效减少对火电的依赖；采用蒸发冷却空调技术，能实现对宿舍内温度的调节。

Description

结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统
技术领域
本发明属于空调系统技术领域，具体涉及一种结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统。
背景技术
近年来，随着全球气候变暖，夏季高温高热天气增多。学生宿舍普遍通风不良，室内人员又多，在炎热的夏季非常容易导致宿舍内热环境质量及室内空气品质差，这将严重影响学生的学习效率与睡眠质量。学生在校期间，有很长时间都是在宿舍度过，随着社会经济水平的不断提高，学生们要求宿舍安装空调的呼声不断提高，大学宿舍是否安装空调甚至成为高考学子填报志愿的一个参考因素，因此各高校是否安装空调也得到了学校及社会的关注与重视。
然而，社会各个层面对环境污染问题不断重视，环境污染问题急需得到改善、解决。众所周知，传统机械制冷空调需要利用氟利昂等化学制冷剂进行制冷，使用不当就会对环境造成污染、破坏大气臭氧层。同时机械制冷耗电较大，学生宿舍楼现有的供电设备很难满足高负荷的用电情况，电压增容也存在成本高等一系列问题。
在国家不断大力提倡节能减排、充分利用可再生能源的大背景下，开发出一种适用于宿舍使用的空调来调节宿舍内的环境非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，采用光伏太阳能发电系统进行供电，能有效减少对火电的依赖；采用蒸发冷却空调技术，能实现对宿舍内温度的调节。
本发明所采用的技术方案是，结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，宿舍设置有宿舍窗户、宿舍门及宿舍门上部的通风亮窗，宿舍窗户外设置有窗式蒸发冷却空调器，窗式蒸发冷却空调器通过转接风管与宿舍内连通，用于向宿舍内送入冷风，窗式蒸发冷却空调器还与光伏太阳能发电系统连接。
本发明的特点还在于：
窗式蒸发冷却空调器，包括有空调器壳体，光伏太阳能发电系统通过支撑架设置于空调器壳体的顶壁上；空调器壳体两相对的侧壁上分别设置有进风口、出风口；出风口与转接风管的一端连接，转接风管的另一端伸入宿舍内且在该端口内均匀设置有多个出风百叶，多个出风百叶均与出风百叶电控箱连接，出风百叶电控箱与光伏太阳能发电系统连接；空调器壳体内按照空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网、填料式直接蒸发冷却单元及直流风机，且填料式直接蒸发冷却单元、直流风机均与光伏太阳能发电系统连接。
空调器壳体另外两相对的侧壁均能打开，便于更换填料。
填料式直接蒸发冷却单元，包括有填料，填料的上方设置有布水器，填料的下方设置有底盘水箱，底盘水箱通过供水管与布水器连接，供水管上设置有直流水泵，底盘水箱内分别设置有自动泄水装置、浮球阀；直流水泵、自动泄水装置均与光伏太阳能发电系统连接。
光伏太阳能发电系统，包括有倾斜架设于支撑架上的太阳能薄膜光伏板，还包括有设置于支撑架上的控制器及蓄电池组，且太阳能薄膜光伏板通过导线依次与控制器、蓄电池组连接；控制器分别通过导线与直流水泵、自动泄水装置、直流风机及出风百叶电控箱连接。
布水器由布水管和多个均匀设置于布水管上且面向填料喷淋的喷嘴构成。
喷嘴为PX型喷嘴、PY型喷嘴或FD型喷嘴。
在填料与底盘水箱之间还倾斜设置有引水板，且引水板下部伸入底盘水箱内。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统特别适用于对宿舍内进行供冷，不仅能降低宿舍内的温度，而且全直流的新风系统能改善宿舍内由于通风不良及人员多而引起的空气品质差的问题。
(2)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，不使用机械制冷，避免采用CFCs对大气层造成污染，利用天然资源“水”作为制冷剂，同时将“太阳能”用于发电，具有绿色和节能等特点。
(3)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内，在窗式蒸发冷却空调器的顶部安装光伏太阳能发电系统，通过吸收太阳能，并将其转化成电能，储存或经直接转换后为耗电部件—直流风机和直流水泵提取所需的电能。
(4)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内配设有光伏太阳能发电系统，光伏太阳能发电系统中设置有太阳能薄膜光伏板，不仅能作为宿舍窗户的外遮阳及防雨装置，还能使窗式蒸发冷却空调器较长时间处于阴凉状态下，有助于提高蒸发冷却效率，降低耗水量。
(5)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，在窗式蒸发冷却空调器内的填料下部倾斜设置引水板，能有效降低填料上滴淋的水滴落入底盘水箱所产生的噪音。
(6)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，能用来解决我国西北等干燥地区学生宿舍的热环境质量差及室内空气品质差的现状，从而使学生在宿舍能有较高的舒适度，以提高学生学习效率及睡眠质量。
(7)本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，采用光伏太阳能发电系统减少了对火电的依赖，即减少了煤的燃烧以及由此引起的二氧化碳等温室气体及细微灰尘的排放，同时蒸发冷却空调技术具有绿色、节能、经济及健康的特点。
附图说明
图1是本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统的结构示意图；
图2是本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内窗式蒸发冷却空调器的外部结构示意图；
图3是本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内窗式蒸发冷却空调器的内部结构示意图；
图4是本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内填料式直接蒸发冷却单元的结构示意图；
图5是本发明的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内光伏太阳能发电系统的电路连接示意图。
图中，1.宿舍，2.窗式蒸发冷却空调器，3.宿舍窗户，4.转接风管，5.宿舍门，6.通风亮窗，7.太阳能薄膜光伏板，8.空调器壳体，9.供水管，10.出风百叶，11.出风口，12.自动泄水装置，13.直流水泵，14.浮球阀，15.底盘水箱，16.直流风机，17.填料，18.支撑架，19.布水器，20.引水板，21.蓄电池组，22.控制器，23.出风百叶电控箱，24.空气过滤网。
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。
本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，如图1所示，宿舍1设置有宿舍窗户3、宿舍门5及宿舍门5上部的通风亮窗6，宿舍窗户3外设置有窗式蒸发冷却空调器2，窗式蒸发冷却空调器2通过转接风管4与宿舍1内连通，用于向宿舍1内送入冷风，窗式蒸发冷却空调器2还与光伏太阳能发电系统连接。
通风亮窗6内设置有风机，便于将空气排出。
窗式蒸发冷却空调器2，如图2、图3及图4所示，包括有空调器壳体8，光伏太阳能发电系统通过支撑架18设置于空调器壳体8的顶壁上；空调器壳体8两相对的侧壁上分别设置有进风口、出风口11；出风口11与转接风管4的一端连接，转接风管4的另一端伸入宿舍1内且在该端口内均匀设置有多个出风百叶10，多个出风百叶10均与出风百叶电控箱23(控制出风百叶10的摆动模式)连接，出风百叶电控箱23与光伏太阳能发电系统连接；空调器壳体8内按照空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网24(能简单过滤空气中的灰尘及杂物)、填料式直接蒸发冷却单元及直流风机16，且填料式直接蒸发冷却单元、直流风机16均与光伏太阳能发电系统连接，光伏太阳能发电系统产生的电能用于供给出风百叶电控箱23、填料式直接蒸发冷却单元内的耗电部件和直流风机16使用。
空调器壳体8另外两个相对的侧壁均能打开，便于更换填料17。
填料式直接蒸发冷却单元，如图3及图4所示，包括有填料17，填料17的上方设置有布水器19，填料17的下方设置有底盘水箱15，底盘水箱15通过供水管9与布水器19连接，供水管9上设置有直流水泵13，底盘水箱15内分别设置有自动泄水装置12、浮球阀14；直流水泵13、自动泄水装置12均与光伏太阳能发电系统连接。
布水器19由布水管和多个均匀设置于布水管上且面向填料喷淋的喷嘴构成；喷嘴为PX型喷嘴、PY型喷嘴或FD型喷嘴，能使水的利用效率更高。
在填料17与底盘水箱15之间还倾斜设置有引水板20，且引水板20下部伸入底盘水箱15内，用于将填料17上多余的水直接引流到底盘水箱15内，防止水在滴落的过程中产生较大的噪音。
填料17为有机填料、无机填料、天然植物纤维填料或金属填料等。
光伏太阳能发电系统，如图5所示，包括有倾斜架设于支撑架18上的太阳能薄膜光伏板7，还包括有设置于支撑架18上的控制器22及蓄电池组21，且太阳能薄膜光伏板7通过导线依次与控制器22、蓄电池组21连接，控制器22分别通过导线与直流水泵13、自动泄水装置12、直流风机16及出风百叶电控箱23连接。
其中，太阳能薄膜光伏板7能对窗式蒸发冷却空调器2起到遮阳及防雨的作用，同时使窗式蒸发冷却空调器2较长时间处于阴凉状态下，有助于提高蒸发冷却效率，降低耗水量。
蓄电池组21由多个依次串联的蓄电池组成。
本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内窗式蒸发冷却空调器2的工作过程如下：
将本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统应用于宿舍1时，当室外气温低或只需要实现通风效果时，只需要开启窗式蒸发冷却空调器2内的直流风机16，而直流水泵13不开启，就能实现对宿舍1内的通风；而当宿舍1内温度较高需要进行降温通风时，则将直流风机16和直流水泵13全部开启，进行制冷通风。
本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其风系统的工作过程具体如下：
经窗式蒸发冷却空调器2处理好的等焓加湿降温空气流经转接风管4输送至宿舍1内，为宿舍1内送入处理后的新鲜空气，出风百叶10设计有多种摆动模式，以达到均匀送风或定向送风目的，宿舍1内污浊空气、热空气由通风亮窗6排到室外，宿舍1内形成全直流的新风系统；当感觉宿舍1内相对湿度增大时，可打开宿舍门5以增大排风风量来使宿舍1内的相对湿度降低。
本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其水系统的工作过程具体如下：
底盘水箱15内的循环水在直流水泵13的作用下经供水管9输送至布水器19内，再由布水器19将水喷淋至填料17上，多余的水回到底盘水箱15中，如此循环；自动泄水装置12会定期进行泄水，以防止填料17、底盘水箱15结垢，底盘水箱15中水位低于设定高度后，浮球阀14会实现自动补水功能；倾斜设置的引水板20能有效降低填料17滴下的水滴产生的噪音。
本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统内光伏太阳能发电系统的工作过程具体如下：
光伏太阳能发电系统用于给整个空调系统提供电力；太阳能薄膜光伏板7吸收太阳辐射并转换成直流电，经控制器22处理后，为自动泄水装置12、直流水泵13、直流风机16及出风百叶电控箱23提供电能，当太阳能薄膜光伏板7产生多余的电，则经控制器22储存于蓄电池组21中备用；当阳光不足时，储存于蓄电池组21中的直流电经控制器22供给自动泄水装置12、直流水泵13、直流风机16、出风百叶电控箱23使用。
常规宿舍用空调采用传统的压缩机制冷，为防止宿舍1内出现“跑冷”现象，宿舍门5及宿舍窗3在空调开启时要长时间关闭，只是启用宿舍1内循环的空调模式，但是这就会造成宿舍1内空气品质差，而采用本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统后，宿舍1内保持正压状态，宿舍1内的空气通过宿舍门5、宿舍门5上部的通风亮窗6及门窗缝隙排出，能在降温的同时保持宿舍1内的空气品质。本发明结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，能为学生提供一个清凉、舒适的住宿环境，具有节能、环保、经济、健康及方便的特点。

Claims (8)

1.结合光伏太阳能发电的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，宿舍(1)设置有宿舍窗户(3)、宿舍门(5)及宿舍门(5)上部的通风亮窗(6)，其特征在于，所述宿舍窗户(3)外设置有窗式蒸发冷却空调器(2)，所述窗式蒸发冷却空调器(2)通过转接风管(4)与宿舍(1)内连通，用于向宿舍(1)内送入冷风，所述窗式蒸发冷却空调器(2)还与光伏太阳能发电系统连接。
2.根据权利要求1所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述窗式蒸发冷却空调器(2)，包括有空调器壳体(8)，所述光伏太阳能发电系统通过支撑架(18)设置于空调器壳体(8)的顶壁上；所述空调器壳体(8)两相对的侧壁上分别设置有进风口、出风口(11)；所述出风口(11)与转接风管(4)的一端连接，转接风管(4)的另一端伸入宿舍(1)内且在该端口内均匀设置有多个出风百叶(10)，所述多个出风百叶(10)均与出风百叶电控箱(23)连接，所述出风百叶电控箱(23)与光伏太阳能发电系统连接；
所述空调器壳体(8)内按照空气进入后流动方向依次设置有空气过滤网(24)、填料式直接蒸发冷却单元及直流风机(16)，且所述填料式直接蒸发冷却单元、直流风机(16)均与光伏太阳能发电系统连接。
3.根据权利要求2所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述空调器壳体(8)另外两相对的侧壁均能打开，便于更换填料(17)。
4.根据权利要求2所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述填料式直接蒸发冷却单元，包括有填料(17)，所述填料(17)的上方设置有布水器(19)，所述填料(17)的下方设置有底盘水箱(15)，所述底盘水箱(15)通过供水管(9)与布水器(19)连接，所述供水管(9)上设置有直流水泵(13)，所述底盘水箱(15)内分别设置有自动泄水装置(12)、浮球阀(14)；
所述直流水泵(13)、自动泄水装置(12)均与光伏太阳能发电系统连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述光伏太阳能发电系统，包括有倾斜架设于支撑架(18)上的太阳能薄膜光伏板(7)，还包括有设置于支撑架(18)上的控制器(22)及蓄电池组(21)，且所述太阳能薄膜光伏板(7)通过导线依次与控制器(22)、蓄电池组(21)连接；
所述控制器(22)分别通过导线与直流水泵(13)、自动泄水装置(12)、直流风机(16)及出风百叶电控箱(23)连接。
6.根据权利要求4所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述布水器(19)由布水管和多个均匀设置于布水管上且面向填料(17)喷淋的喷嘴构成。
7.根据权利要求6所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述喷嘴为PX型喷嘴、PY型喷嘴或FD型喷嘴。
8.根据权利要求4所述的宿舍用窗式蒸发冷却空调系统，其特征在于，在所述填料(17)与底盘水箱(15)之间还倾斜设置有引水板(20)，且所述引水板(20)下部伸入底盘水箱(15)内。
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