CN108444743A - 一种基于多能互补的制冷空调综合实验系统及方法 - Google Patents

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王瑜
刘金祥
牛晓峰
袁晓磊
朱雨彤
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Abstract

本发明公布了一种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统及方法,所述实验系统,其特征在于,包括:恒温恒湿气候室,送、回风系统,水系统,监控系统,以及多能互补冷热源系统。所述的实验系统可完成制冷空调产品性能测试实验和空调系统性能实验。所述方法,其特征在于,通过对多种可再生能源利用效率的判定,在多种能源形式的耦合作用下实现制冷空调产品性能实验及空调系统性能实验。本发明与传统实验系统相比,不仅实现了在一套系统中完成制冷空调产品性能测试实验和空调系统性能实验,并结合了可再生能源的利用,具有降低能耗,多能源综合利用的优点,极大限度提升了系统的实用性。

Description

一种基于多能互补的制冷空调综合实验系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于多能互补的空调性能综合实验系统及方法,属于制冷空调性 能测试及能源综合利用的技术领域。
背景技术
[0002] 现如今人们对空调性能的要求更加严格,不仅制冷空调产品本身应具有较高的品 质,对于整个空调系统的性能也提出了更高的要求,尤其是一些特殊场合需要具备特殊的 环境要求,如手术室、洁净室等的要求较高。因此,不仅应该关注空调产品本身的性能同时 也要关注空调系统的整体运行特性,然而现有实验系统主要对设备或者流场进行严格的 测试,不能将两者很好的兼顾。现有实验室需求下多工况测试环境对气流组织形式要求 多,并且主要是利用单一冷热源作为测试系统能源利用形式,存在能耗高的问题,将多能 源整合综合利用是解决能耗高问题的有效办法。对于高校和研宄机构,不能每个产品和气 流组织形式都建设相对应的实验室,因此需要在依据多种测试、实验的要求以及能耗问题 的情况下进行综合建设。
[0003] 目前已有部分专利实验室专利应用到实验室控制领域。专利CN102967478A《一种 焓差实验室》建设一种焓差实验室,室内侧、外两侧仅能实现空调性能测试的实验。 CN102095747A《人工气候综合试验系统》通过控制实现多工况转换操作但只能进行上送风 及下送风两种方式且没有回风,可实现的工况单一不能满足大部分的实验工况要求。 CNl〇7〇36253A《一种基于温度湿度独立控制的焓差实验室》同样建设一种焓差实验室,利 用温度湿度独立控制减少冷热抵消,只在制冷机、电加热器、电加湿器部分设备具有节能 效果。CN106H4214A《一种基于设备工况组合的能源调度系统》提供了通用的调度模型配 置方案,只对能源平衡打破后的调度进行分析,缺乏对能源利用优先级和综合利用的考 虑。综上所述,现有的实验室系统存在以下缺陷:1.现有实验室单一偏重于制冷空调产品 性能测试或空调系统性能测试;2.现有实验室营造气流组织形式在功能上较少不能满足 于现有测试所需条件;3.现有同类测试实验室并未结合多种可再生能源综合利用且没有 可再生能源优先级的利用关系和各能源之间的耦合综合利用。
[0004]鉴于以上情况,发明了基于多能互补的制冷空调综合实验系统及方法,多气流组 织形式、空调性能测试功能、多能源利用方式耦合的方法,将实验室系统功能多样化,提高 实验室使用效率,从而实现节能、高效运行。
发明内容
[0005]本发明要解决的问题是提供一种基于多能互补的制冷空调综合实验系统及方法, 以克服如下问题:1.现有实验室单一偏重于制冷空调产品性能测试或空调系统性能测试; 2 •现有实验室营造气流组织形式在功能上较少不能满足于现有测试所需条件;3.现有同 类测试实验室并未结合多种可再生能源综合利用且没有可再生能源优先级的利用关系和 各能源之间的耦合综合利用。
[0006]为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:
[0007] —种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统,其特征在于,由恒温恒湿气候 室,送、回风系统,水系统,监控系统,以及多能互补冷热源系统组成;
[0008]所述恒温恒湿气候室,其特征在于,包括室内侧(D和室外侧(2),室内侧(1)和室 外侧⑵通过保温墙⑶进行分隔;室内侧⑴和室外侧⑵均设置空气处理舱(1');室内侧 空气处理舱(r-i)中由下到上依次设置表面冷却器a'-1-1)、电加热器a'-1-2)、电加湿 器(1'-1_3)、离心通风机(r-1-4),室外侧空气处理舱(1'-2)中由下到上依次设置表面冷 却器(r-2-l)、电加热器(r-2-2)、电加湿器(1'-2-3)、离心通风机(1'_2_4);所述恒温恒 湿气候室室内侧,其特征在于,顶部设置均匀送风孔板(1-1),底部设置地板静压箱(1-2), 同时,室内侧⑴设置移动式焓差测试本体(1-3);室内侧保温墙处设置静压舱(1-4);所述 恒温恒湿气候室室外侧,其特征在于,顶部设置均匀送风孔板(2-1);
[0009]所述送风系统,其特征在于,包含进风管(4-1),组合式空调箱(4-2),拓展段(4-3),风量测试段(4-4),送风管(4-5);其中,进风管的输入端(4-1-1)与大气相通,进风管的 输出端(4-1_2)接组合式空调箱的第一输入端(4-2-1),组合式空调箱的输出端(4-2-2)接 拓展段的输入端(4-3-1),拓展段的输出端(4-3-2)接风量测试段的输入端(4-4-1),风量 测试段的输出端(4-4-2)接第一送风管的输入端(4-5-1-1),第一送风管的输出端(4-5-1-2)接第二送风管的输入端(4-5-2-1),第二送风管的输出端位于室内侧,包括,第一输出端 (4-5-2-2),第二输出端(4-5-2-3)和第三输出端(4-5-2-4);其中,第一送风管的输出端 (4-5-1-2)设置电动风阀(9-11),接地板静压箱(1-2);进风管的输出端(4-1-2)设置电动 风阀(9-1¾,第一送风管的输入端(4-5-1-1)设置电动风阀(9-8),第二送风管的输入端 (4-5-2-1)设置电动风阀(9-7),第二送风管(4-5-2)的第一输出端(4-5-2-2)设置电动风 阀(9-10),电动风阀(9-3),第二输出端(4-5-2-3)设置电动风阀(9-1),第三输出端(4-5-2-4)设置电动风阀(9-12);
[0010]所述送风系统中的组合式空调箱(4-2),其特征在于,从组合式空调箱的第一输入 端(4-2-1)到组合式空调箱的输出端(4-2-4)依次布置过滤器(4-2-1-1)、表面冷却器(4-2-1-2)、电加热器(4-2-1-3)、电加湿器(4-2-1-4)、离心通风机(4-2-1-5);
[0011] 所述回风系统,其特征在于,包含第一回风管(5-1),回风空调箱(5-9),第二回风 管(5-2),第三回风管(5-3),第四回风管(5-4),第五回风管(5-5),排风管(5-6),第一旁 通管(5-7),第二旁通管(5-8);
[0012]所述的回风系统,其特征在于,室内侧静压舱的输出端(1 -4-2)接第一回风管的输 入端(5-1-1),第一回风管的输出端(5-1-2)接回风空调箱的输入端(5-9-1),回风空调箱 的输出端(5-9_2)接第二回风管的输入端(5-2-1),第二回风管的第一输出端(5-2-2)接第 三回风管的输入端(5-3-1),第二回风管的第二输出端(5-2-3)接第四回风管的输入端(5-4-1),第四回风管的第一输出端(5-4-2)接排风管的输入端(5-6-1),第四回风管的第二输 出端(5-4-3)接第五回风管的输入端(5-5-1),第五回风管的输出端(5-5-2)接组合式空调 箱的第二输入端(4-2-2),第三回风管的输出端(5-3-2)接组合式空调箱的第三输入端(4-2-3),第五回风管(5-5)中接有两支旁通管,分别为第一旁通管(5-7)和第二旁通管(5-8); 室内侧静压舱(1-4)由下到上依次设置有电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9)、电动风阀(9-4) 和电动风阀(9-6),第五回风管(5-5)中设置手动风阀(9-15),排风管的输入端(5-6-1)设 置电动风阀(9-13);
[0013] 所述的水系统,其特征在于,包含多能互补冷热源系统(6-7)、第一送水管(6-1)、 第二送水管(6-2)、第三送水管(6_3)、第四送水管(6-4)、第五送水管(6-5)、旁通管(6-6)、 第一回水管(6-1')、第二回水管(6-2')、第三回水管(6_3')、第四回水管(6-4')、第五回水 管(6-5 );
[0014] 所述的水系统,其特征在于,多能互补冷热源系统(6_7) —侧接第一送水管的输入 端(6-1-1),第一送水管的输出端(6-1-2)与第二送水管的第一输入端(6-2-1)、第二送水 管的第二输入端(6-2-2)相接,第一送水管(6-1)中设置分水器(S-1),第二送水管(6-2) 设置调节阀(7-1),第二送水管的第二输入端(6-2-2)与辅助电加热器(8-2)相接,中间设 置调节阀(7-2),第二送水管的第二输出端(6_2_4)与辅助电加热器(8-2)相接,中间设置 调节阀(7-3),第二送水管的第一输出端(6-2-3)、第二送水管的第二输出端(6-2-4)与第 三送水管的输入端(6-3-1)相接,第三送水管的输出端(6_3_2)与旁通管的输入端(6-6-1) 相接,第四送水管的输入端(6-4-1)与第三送水管的输出端(6-3-2)相接,第四送水管的输 出端(6-4-2)与第五送水管的输入端(6-5-1)相接,连接处设置调节阀(7-4),第五送水管 的输出端(6-5-2)与组合式空调箱(4-2)中表面冷却器(4-2-1-2)—侧相接;组合式空调箱 (4-2)中表面冷却器(4-2-1-2)另一侧与第一回水管的输入端(6-1'-1)相接,第一回水管 的输出端(6-1'_2)与第二回水管的输入端(6-2-1)相接,连接处设置调节阀(7-5),第二回 水管的输出端(6-2'-2)与第三回水管的第一输入端(6_3'-1)、第三回水管的第二输入端 (6-3'-2)相接,第三回水管的第一输出端(6-3'_3)、第三回水管的第二输出端(6-3'-4)与 第四回水管的输入端(6-4'-1)相接,第三回水管的第一输入端(6-3'-1)与第三回水管的 第一输出端(6_3'-3)之间依次连接调节阀(7-6)、流量计(8-3)、调节阀(7-7),第三回水管 的第二输入端(6_3'_2)与第三回水管的第二输出端(6_3'_4)之间设置调节阀(7-8),第四 回水管的输出端(6-4'_2)、旁通管的输出端(6-6-2)与第五回水管的输入端(e-s'-D相 接,旁通管的第一输入端(6H-1)与旁通管的第一输出端(6-6-2-3)中间依次连接调节 阀(7_9)、电动阀(7-1¾、调节阀(7_10),旁通管的第二输入端¢-6-2-2)与旁通管的第二 输出端(6-6-2-4)之间设置调节阀(7-11),第五回水管的输出端(6-5'-2)与多能互补冷热 源系统(6_7)相接,中间依次设置补水箱(8-4)、集水器(S-5)、过滤器(8—6)、水栗(8一7);热 泵送回水管还有分支连接室内侧空气处理舱(1'-1)的表面冷却器(1'-1-1)以及室外侧空 气处理舱(1'_2)的表面冷却器(1'_2_1);风冷热泵、地源热栗等分别接入开关连接至多能 互补冷热源系统(6-7)中实现智能切换;
[0015] 所述监控系统,其特征在于,包含控制柜、数据采集,控制用计算机,传感器,及电 动风阀;
[0016]所述的传感器包括:风速变送器(1〇_1)、风速变送器(10一2)、风速变送器(10_3)、 风速变送器(10-4)、温度、湿度传感器(11-1)、温度、湿度传感器(11—2)、温度、湿度传感 器(11_3)、温度、湿度传感器(11-4)、温度、湿度传感器(11-5)、温度、湿度传感器(11-6)、 压差变送器(12_1)、压差变送器(12-2)、压差变送器(I2-3)、铀电阻(13-1)、铀电阻(13-2)、 铂电阻(13-3)、铂电阻(13-4);
[0017]所述的多能互补冷热源系统,其特征在于,包含太阳能土壤源复合热泵、地源热栗 与冰蓄冷复合热栗、水源热栗、污水源热栗、风冷热栗、储能装置以及热回收装置,将太阳 能、地热能、风能等可再生能源及常用不可再生能源作为本系统所需冷热源,储能装置中 能量作为系统补充能源,房间顶部设置光伏板、太阳能检测仪、风速传感器,房间内部设置 控制用计算机,储能装置以及所需电缆。
[0018]所述的一种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统,其特征在于,可完成制 冷空调产品、设备性能测试实验如焓差测试实验,换热器性能实验,水泵性能实验,风机性 能实验,热泵性能实验等。
[0019]所述的一种基于多能互补的空调性能综合实验系统,其特征在于,可通过调整风 阀的启停,实现不同形式空调系统的性能实验,包括:上送下回、下送上回、侧送侧回、上送 侧回、下送侧回、侧送上回、侧送下回等七种气流组织形式,一次回风、二次回风、全新风的 新回风混合形式,可完成空调系统性能实验如洁净室洁净度实验,人体热舒适性实验,空 调送风系统节能控制测试等;
[0020]所述的洁净室洁净度实验,人体热舒适性实验,空调送风系统节能控制测试,其特 征在于,开启电动风阀(9-12),开启手动风阀(9-15),室外引入新风与室内侧回风混合可 实现一次回风形式;
[0021]开启手动风阀(9-14),新回风一次混合后的空气与室内回风再次混合可实现二次 回风形式;
[0022] 开启电动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-10),关闭电动风阀(9-9)、电动 风阀(9-11)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口送风,下部风口 回风,实现上送下回的气流组织形式;
[0023] 开启电动风阀(9-11)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9)、电动 风阀(9-10),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,上部风口回风,实现下送上 回的气流组织形式;
[0024] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-9),关闭电动风阀(9-11)、电 动风阀(9_1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混 合风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送侧回的气流组织形式;
[0025] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-9)、关闭电动 风阀(9-11)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口 送风,侧面风口回风,实现上送侧回的气流组织形式;
[0026] 开启电动风阀(9-8)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9-9),关闭电动风阀(9-7)、电动 风阀(9-5)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,侧面风口回 风,实现下送侧回的气流组织形式;
[0027] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9-1)、电动 风阀(9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9),处理过的新风/新回风混合 风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送上回的气流组织形式;
[0028] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-5),关闭电动风阀(9-1)、电动 风阀(9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9_4)、电动风阀(9-9),处理过的新风/新回风混合 风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送下回的气流组织形式;
[0029] 一种基于多能互补的制冷空调性能实验方法,其特征在于,通过对室外气象参数, 水文,土壤特性等参数的监测,反馈信号通过能源管理平台结合实验项目对可利用的可再 王阮源®彳丁列断,然后按妝预设太阳能、地热能、水源、风能、其他非可再生能源的优先级 利用关系顺序对能源进行匹配,能源所需不足部分通过储能装置以及对非可再生能源的 利用如锅炉供给;
[°030]监控系统可实现实时监测和控制系统中的温度、湿度、流量、压力等参数,并可进 行数据的实时显示、储存和调取以及对冷热源及水系统的智能判别切换。
附图说明
[0031]图1是本发明所述的系统结构图;
[0032]图2是本发明所述的风管、水管管段示意图;
[0033]图3是本发明所述能源控制方式流程图;
[0034]图4是本发明所述多能互补冷热源系统适用示意图;
具体实施方式
[0035]下面结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0036]本发明所述的一种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统,其特征在于,可 通过调整风阀的启停,实现不同形式空调系统的性能实验,包括:上送下回、下送上回、侧 送侧回、上送侧回、下送侧回、侧送上回、侧送下回等七种气流组织形式,一次回风系统、二 次回风系统、全新风系统新回风混合形式;
[0037]所述的洁净室洁净度实验,人体热舒适性实验,空调送风系统节能控制测试,其特 征在于,开启电动风阀(9-12),开启手动风阀(9-15),室外引入新风与室内小室回风混合 可实现一次回风形式;
[0038]开启手动风阀(9-15),新回风一次混合后的空气与室内回风再次混合可实现二次 回风形式;
[0039] 开启电动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-10),关闭电动风阀(9-9)、电动 风阀(9-11)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口送风,下部风口 回风,实现上送下回的气流组织形式;
[0040] 开启电动风阀(9-11)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9_5)、电动风阀(9-9)、电动 风阀(9-10),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,上部风口回风,实现下送上 回的气流组织形式;
[0041] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9_9),关闭电动风阀(9-11)、电 动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混 合风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送侧回的气流组织形式;
[0042] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-1)、电动风阀(9_2)、电动风阀(9-9)、关闭电动 风阀(9-11)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口 送风,侧面风口回风,实现上送侧回的气流组织形式;
[0043] 开启电动风阀(9-8)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9_9),关闭电动风阀(9-7)、电动 风阀(9-5)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,侧面风口回 风,实现下送侧回的气流组织形式;
[0044] 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9-1)、电动 风阀(9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9_5)、电动风阀(9_9),处理过的新风/新回风混合 风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送上回的气流组织形式;
[0045]开启电动风阀(g-io)、电动风阀(9_3)、电动风阀(9_5),关闭电动风阀(9-1)、电动 风阀(9_2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9_4)、电动风阀(9_9),处理过的新风/新回风混合 风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送下回的气流组织形式;
[0046]开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-5),关闭电动风阀(9-1)、电动 风阀(9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-9),处理过的新风/新回风混合 风可从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送下回的气流组织形式;
[0047]本发明所述的监控系统,包含控制柜、数据采集,控制用计算机,传感器,及电动风 阀,可实现测量温度、湿度、流量、压力等参数并实现实时显示,存储和调取功能。
[0048]本发明所述的多能互补冷热源系统,其特征在于,包含太阳能土壤源复合热栗系 统、地源热栗与冰蓄冷复合热泵系统、水源、污水源热泵系统、风冷热泵系统、储能装置系 统以及热回收装置,将太阳能、地热能、风能等可再生能源及常用不可再生能源作为本系 统所需冷热源,储能装置中能量作为系统补充能源,房间顶部设有光伏板、太阳能检测伩、 风速传感器,房间内部设有控制用计算机,储能装置以及所需电缆,具体实施如下:
[0049]首先,控制系统初始化和实验室系统运行并监测系统运行能耗,通过将室外布置 太阳能检测仪、风速传感器、土壤布置传感器形式监测室外太阳能、风速情况和土壤特性, 同时铺设风力发电装置及太阳能电池板。将采集到的数据整理传送至实验室监测系统中。 将系统运行能耗与蓄能装置进行比较判断蓄能装置电量是否满足实验室控制系统及部分 设备所需。电量充足时,利用蓄能装置运行控制系统并同时继续监测室外,电量欠缺时,利 用可利用的风能发电和太阳风发电对蓄能装置进行充电。判断可利用能源形式,不能则返 回到系统运行模块,可利用时选择能源利用形式,利用多种能源改善系统对复合能源的利 用。具体如下:
[0050]当监测到室外阳光充足时可利用太阳能作为本发明能源利用形式,被动式太阳能 可通过直接获取方式,让太阳辐射直接进入室内,让室内的墙面和地面蓄热;间接获取方 式,将蓄热材料放置在采光面与采暖空间之间,实现向建筑内部释放热量;混合式获取方 式,即综合上述两种方式特征进行获取。主动式太阳能利用,一方面当监测到太阳能充足 时,可实现光伏板光伏发电供给实验室电力利用,另一方面与地热能结合,采用太阳能、地 热能作为冷热源的太阳能土壤源复合系统。夏季空调时,以土壤源作为冷源将空调房间内 的余热通过埋地盘管释放至土壤中,同时将部分热量蓄存于土壤中以备冬季采暖用;冬季 采暖时,以太阳能及土壤中夏季蓄存的部分热量作为低位热源直接或间接通过热泵提升 后供给采暖用户,同时,在土壤中蓄存部分冷量以备夏季空调用。上述两种太阳能利用方 式均对整个系统有节能效果。
[0051]当监测土壤热物性参数较好可利用地热能作为本发明能源利用形式,一方面可利 用水源作为冷热源的水源热泵、污水源热泵等,实现污水利用;另一方面可利用地源热栗 冰蓄冷结合,即室内供热系统、三工况热栗机组工质循环系统、冰蓄冷空调系统和地热换 热系统。在夏季电力低谷时段,启动热栗机组制冷工况蓄冰,将冷量储存在蓄冰槽中,白天 用电高峰时段释冷;在冬季,采用地源热泵系统供给室内采暖,同时可加入燃气锅炉辅助 供热。上述地热能利用方式均对整个系统有节能和经济效果。
[0052] 当监测到室外风速较大时可利用风能作为本发明能源利用形式,一万曲甴风^传 感器监测到风速较大时,可实现利用风能进行风力发电供给实验室用电,再厂方面可实, 利用以空气源为冷热源的风冷热泵提供系统所需冷却水,最后可利用自然通风与太阳能 利用结合强化被动式降温。新风结合与蒸发冷却技术结合的复合利用系统,夜间通风与蒸 发冷却结合的复合利用系统,上述复合系统都可增强蒸发冷却效率头现1:1目匕。
[0053] 当上述三种能源都不在所述合适利用状态下利用其它能源方式时,可选择煤炭、 天然气等化石燃料作为辅助能源或使用沼气、垃圾焚烧等方式对室内供热。
[0054] 上述热泵系统,还可加入热回收机组实现系统的全热回收实现节能,并将利用后 的系统能耗与未利用时能耗做出比较。 _
[0055]上述能源利用方式通过闭环控制系统与实验室系统进行连接,可以实现单一能 源/多种能源的利用,达到经济、节能的目的。
[0056]以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例, 不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所做的均等变化与改进等, 均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1. 一种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统,其特征在于,由恒温恒湿气候室, 送、回风系统,水系统,监控系统,以及多能互补冷热源系统组成; 所述恒温恒湿气候室,其特征在于,包括室内侧(1)和室外侧(2),室内侧(1)和室外侧 (2)通过保温墙(3)进行分隔;室内侧(1)和室外侧(2)均设置空气处理舱(n;室内侧空气 处理舱(i'-i)中由下到上依次设置表面冷却器(r-l-i)、电加热器(1'-1-2)、电加湿器a '-1-3)、离心通风机(1'-1-4),室外侧空气处理舱a'-2)中由下到上依次设置表面冷却器 (1'-2-1)、电加热器(1'-2-2)、电加湿器(1'-2-3)、离心通风机a'-2-4); 所述恒温恒湿气候室室内侧,其特征在于,顶部设置均匀送风孔板(1-1),底部设置地 板静压箱(1-2),同时,室内侧(1)设置移动式焓差测试本体(1-3);室内侧保温墙处设置静 压舱(1-4); 所述恒温恒湿气候室室外侧,其特征在于,顶部设置均匀送风孔板(2-1); 所述送风系统,其特征在于,包含进风管(4-1),组合式空调箱(4-2),拓展段(4-3),风 量测试段(4-4),送风管(4-5);其中,进风管的输入端(4-1-1)与大气相通,进风管的输出端 (4-1-2)接组合式空调箱的第一输入端(4-2-1),组合式空调箱的输出端(4-2-2)接拓展段 的输入端(4_3_1),拓展段的输出端(4_3_2)接风量测试段的输入端(4-4-1),风量测试段的 输出端(4-4_2)接第一送风管的输入端(4-5-1-1),第一送风管的输出端(4-5-1-2)接第二 送风管的输入端(4-5_2_1),第二送风管的输出端位于室内侧,包括,第一输出端(4-5-2-2),第二输出端(4-5-2-3)和第三输出端(4-5-2-4);其中,第一送风管的输出端(4-5-1-2) 设置电动风阀(9_11),接地板静压箱(1-2);进风管的输出端(4-1-2)设置电动风阀(9-12), 第一送风管的输入端(4-5-1-1)设置电动风阀(9-8),第二送风管的输入端(4-5-2-1)设置 电动风阀(9_7),第二送风管(4_5_2)的第一输出端(4-5-2-2)设置电动风阀(9-10),电动风 阀(9-3),第二输出端(4-5-2-3)设置电动风阀(9-1),第三输出端(4-5-2-4)设置电动风阀 (9-12); 所述送风系统中的组合式空调箱(4-2),其特征在于,从组合式空调箱的第一输入端 (4-2-1)到组合式空调箱的输出端(4-2-4)依次布置过滤器(4-2-1-1)、表面冷却器(4-2-1-2)、电加热器(4-2-1-3)、电加湿器(4-2-1-4)、离心通风机(4-2-1-5); 所述回风系统,其特征在于,包含第一回风管(5-1),回风空调箱(5-9),第二回风管(5-2),第三回风管(5-3),第四回风管(5_4),第五回风管(5-5),排风管(5-6),第一旁通管(5-7),第一劳通管(5-8); 所述的回风系统,其特征在于,室内侧静压舱的输出端(1-4-2)接第一回风管的输入端 (5-1-1),第一回风管的输出端(5-1_2)接回风空调箱的输入端(5-9-1),回风空调箱的输出 端(5_9_2)接第二回风管的输入端(5_2-1),第二回风管的第一输出端(5-2-2)接第三回风 管的输入端(5-3-1),第二回风管的第二输出端(5-2-3)接第四回风管的输入端(5-4-1),第 四回风管的第一输出端(5-4-¾接排风管的输入端(5-6-1),第四回风管的第二输出端(5-4-3)接第五回风管的输入端(5_5_1),第五回风管的输出端(5-5-2)接组合式空调箱的第二 输入端(4-2-2),第三回风管的输出端(5-3-2)接组合式空调箱的第三输入端(4-2-3),第五 回风管(5_5)中接有两支旁通管,分别为第一旁通管(5-7)和第二旁通管(5-8);室内侧静压 舱(1-4)由下到上依次设置有电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9)、电动风阀(9-4)和电动风阀 (9-6),第五回风管(5_5)中设置手动风阀(9-15),排风管的输入端(5-6-1)设置电动风阀 (9-13); 所述的水系统,其特征在于,包含多能互补冷热源系统(6_7)、第一送水管(6_1)、第二 送水管(6-2)、第三送水管(6-¾、第四送水管(6_4)、第五送水管(6-5)、旁通管(6_6)、第一 回水管(6-1、)、第二回水管(6-2')、第三回水管(6_3')、第四回水管(6-0、第五回水管(6-5'); 所述的水系统,其特征在于,多能互补冷热源系统(6-7)—侧接第一送水管的输入端 (6-1-1),第一送水管的输出端(6-1_2)与第二送水管的第一输入端(6-2-1)、第二送水管的 第二输入端(6-2-2)相接,第一送水管(6-1)中设置分水器(8_1),第二送水管(6_2)设置调 节阀(7-1),第二送水管的第二输入端(6-2-2)与辅助电加热器(8-2)相接,中间设置调节阀 (7-2),第二送水管的第二输出端(6-2-4)与辅助电加热器(8-2)相接,中间设置调节阀(7-3),第二送水管的第一输出端(6-2-3)、第二送水管的第二输出端®_2-4)与第二送水管的 输入端(6-3-1)相接,第三送水管的输出端(6_3_2)与旁通管的输入端(6-6-1)相接,第四送 水管的输入端(6-4-1)与第三送水管的输出端(6_3_2)相接,第四送水管的输出端(6-4-2) 与第五送水管的输入端(6-5-1)相接,连接处设置调节阀C7-4),第五送水管的输出端(6-5-2)与组合式空调箱(4-2)中表面冷却器(4_2_1-2) —侧相接;组合式空调箱(4-2)中表面冷 却器(4-2-1-2)另一侧与第一回水管的输入端(6-1'-1)相接,第一回水管的输出端(6-1'- 2) 与第二回水管的输入端(6_2'_1)相接,连接处设置调节阀(7-5),第二回水管的输出端 (6-2'-2)与第三回水管的第一输入端(6-3'-1)、第三回水管的第二输入端(6-3'-2)相接, 第三回水管的第一输出端(6_3'_3)、第三回水管的第二输出端(6_3'-4)与第四回水管的输 入端(6-4'_1)相接,第三回水管的第一输入端(6_3'-1)与第三回水管的第一输出端(6-3'- 3) 之间依次连接调节阀(7-6)、流量计(8-3)、调节阀(7-7),第三回水管的第二输入端(6-3 '-2)与第三回水管的第二输出端(6-3'-4)之间设置调节阀(7-8),第四回水管的输出端(6-4'-2)、旁通管的输出端(6-6_2)与第五回水管的输入端(6-5'-1)相接,旁通管的第一输入 端(6-6-2-1)与旁通管的第一输出端(6-6-2_3)中间依次连接调节阀(7-9)、电动阀(7-12)、 调节阀(7-10),旁通管的第二输入端(6-6-2-¾与旁通管的第二输出端¢-6-2-4)之间设置 调节阀(7-11),第五回水管的输出端(6-5'-2)与多能互补冷热源系统(6-7)相接,中间依次 设置补水箱(8_4)、集水器(8-5)、过滤器(S-6)、水栗(8-7);热泵送回水管还有分支连接室 内侧空气处理舱(1'-1)的表面冷却器(1'-1-1)以及室外侧空气处理舱(1'-2)的表面冷却 器(1'-2-1);风冷热泵、地源热泵等分别接入开关连接至多能互补冷热源系统(6-7)中实现 智能切换; 所述监控系统,其特征在于,包含控制柜、数据采集,控制用计算机,传感器,及电动风 阀; 所述的传感器包括:风速变送器(10-1)、风速变送器(10-2)、风速变送器(1〇-3)、风速 变送器(10-4)、温度、湿度传感器(11-1)、温度、湿度传感器(11-2)、温度、湿度传感器(11_ 3)、温度、湿度传感器(11-4)、温度、湿度传感器(11-5)、温度、湿度传感器(11—6)、压差变送 器(12-1)、压差变送器(12-2)、压差变送器(12-3)、铂电阻(13-1)、钼电阻(13-2)、销由阳 (13-3)、铂电阻(13-4); 所述的多能互补冷热源系统,其特征在于,包含太阳能土壤源复合热泵、地源热栗与冰 蓄冷复合热泵、水源热栗、污水源热泵、风冷热泵、储能装置以及热回收装置,将太阳能、地 热能、风能4可再生能源及常用不可再生能源作为本系统所需冷热源,储能装置中能量作 为系统补充能源,房间顶部设置光伏板、太阳能检测仪、风速传感器,房间内部设置控制用 计算机,储能装置以及所需电缆。
2. 根据权利要求1所述的一种基于多能互补的制冷空调性能综合实验系统,其特征在 于,可完成制冷空调产品、设备性能测试实验如焓差测试实验,换热器性能实验,水泵性能 实验,风机性能实验,热栗性能实验等。
3. 根据权利要求1所述的一种基于多能互补的空调性能综合实验系统,其特征在于,可 通过调整风阀的启停,实现不同形式空调系统的性能实验,包括:上送下回、下送上回、侧送 侧回、上送侧回、下送侧回、侧送上回、侧送下回等七种气流组织形式,一次回风、二次回风、 全新风的新回风混合形式,可完成空调系统性能实验如洁净室洁净度实验,人体热舒适性 实验,空调送风系统节能控制测试等; 所述的洁净室洁净度实验,人体热舒适性实验,空调送风系统节能控制测试,其特征在 于,开启电动风阀(9-12),开启手动风阀(9-15),室外引入新风与室内侧回风混合可实现一 次回风形式; 开启手动风阀(9-14),新回风一次混合后的空气与室内回风再次混合可实现二次回风 形式; 开启电动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-10),关闭电动风阀(9-9)、电动风阀 (9-11)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口送风,下部风口回风, 实现上送下回的气流组织形式; 开启电动风阀(9-11)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9)、电动风阀 (9-10),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,上部风口回风,实现下送上回的 气流组织形式; 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9_3)、电动风阀(9-9),关闭电动风阀(9-11)、电动风 阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混合风可 从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送侧回的气流组织形式; 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-1)、电动风阀(9-2)、电动风阀(9-9)、关闭电动风阀 (9-11)、电动风阀(9-4)、电动风阀(9-5),处理过的新风/新回风混合风可从上部风口送风, 侧面风口回风,实现上送侧回的气流组织形式; 开启电动风阀(9-8)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9-9),关闭电动风阀(9-7)、电动风阀 (9-5)、电动风阀(9-4),处理过的新风/新回风混合风可从下部风口送风,侧面风口回风,实 现下送侧回的气流组织形式; 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9-4),关闭电动风阀(9-1)、电动风阀 (9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9-5)、电动风阀(9-9),处理过的新风/新回风混合风可 从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送上回的气流组织形式; 开启电动风阀(9-10)、电动风阀(9-3)、电动风阀(9_5),关闭电动风阀(9-1)、电动风阀 (9-2)、电动风阀(9-11)、电动风阀(9_4)、电动风阀(9-9),处理过的新风/新回风混合风可 从侧面风口送风,侧面风口回风,实现侧送下回的气流组织形式。
4. 一种基于多能互补的制冷空调性能实验方法,其特征在于,通过对室外气象参数,水 文,土壤特性等参数的监测,反馈信号通过能源管理平台结合实验项目对可利用的可再生 ===叮刊断,然后按照预设太阳能、地热能、水源、风能、其他非可再生能源的优先级利用 顺序对能源进行匹配,能源所需不足部分通过储能装置以及对非可再生能源的利用如 柄炉供给; 监控系统可实现实时监测和控制系统中的温度、湿度、流量、压力等参数,并可进行数 据的实时显示、储存和调取以及对冷热源及水系统的智能判别切换。 夕’
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