CN110762663A - 一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的pvt复合装置、空调 - Google Patents

一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的pvt复合装置、空调 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,包括耦合辐射PVT,所述耦合辐射PVT的一侧连接有进气口,所述耦合辐射PVT通过进液管和出液管与蓄热水箱连接,所述耦合辐射PVT的一侧电性连接有控制器,所述控制器与蓄电池和用电负载电性连接,所述耦合辐射PVT远离进气口的一侧设有出气口,所述耦合辐射PVT靠近所述出气口的一侧设有壳体,所述壳体靠近耦合辐射PVT的一侧设有进风口,所述壳体的内部连接有露点蒸发冷却机构,所述露点蒸发冷却机构的上方设有电热管一,所述壳体的顶部固定连接有风机一和风机二。有益效果:克服了昼夜更迭和季节变化对装置利用率的影响,提高了设备利用率和空间利用率。

Description

一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置、空调
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域,具体来说,涉及一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置、空调。
背景技术
露点蒸发冷却空调基于蒸发冷却技术,主要是利用干空气能,将室外空气的干湿球温差作为驱动势进行空气调节。露点蒸发冷却空调结构紧凑,降温效果显著。但其只能用于夏季制冷,不能用于冬季供暖,功能单一,设备利用率低。
辐射制冷是指地面上的物体通过“大气窗口”之一的8μm~13μm波段与温度很低的外太空进行辐射换热从而达到一定的制冷效果的被动制冷方式。辐射制冷具有零耗能、零污染、无运动部件等优点。但辐射制冷也存在功率不够大导致装置成本较高,且辐射制冷装置在白天很难实现制冷效果等缺陷。
太阳能PVT集热器可分为太阳能PVT热水集热器和太阳能PVT空气集热器。其中PVT热水集热器主要用于制取生活热水,而PVT空气集热器可用于建筑采暖和工农业干燥等。然而,对于PVT热水集热器,在冬季夜晚环境温度低于零度时,模块对天空有红外辐射,有可能会使管路内水冻结而导致管路及集热器损坏,所以PVT热水集热器在寒冷条件下必须提前排空以保证安全。而对于PVT空气集热器,其空气集热功能在非采暖季往往处于闲置状态。同时由于集热器内热量没有传热工质将其带走,模块内温度过高会导致光伏电池发电效率下降,甚至影响使用寿命。可以看到两种PVT集热器在全年适宜使用时间上存在互补关系。
因此,提出一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,充分利用露点蒸发冷却空调、PVT和辐射制冷装置各自的优点,提高设备利用率,减少系统能耗,针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,包括耦合辐射PVT,所述耦合辐射PVT的一侧连接有进气口,所述耦合辐射PVT通过进液管和出液管与蓄热水箱连接,所述耦合辐射PVT的一侧电性连接有控制器,所述控制器与蓄电池和用电负载电性连接,所述耦合辐射PVT远离所述进气口的一侧设有出气口,所述耦合辐射PVT靠近所述出气口的一侧设有壳体,所述壳体靠近所述耦合辐射PVT的一侧设有进风口,所述进风口与所述出气口连接,所述壳体的内部连接有露点蒸发冷却机构,所述露点蒸发冷却机构的上方设有电热管一,所述壳体的顶部固定连接有风机一和风机二,所述壳体顶部靠近所述风机一处开有排风口,所述壳体顶部靠近所述风机二处固定开有送风口。
进一步的,所述露点蒸发冷却机构包括管式换热芯体,所述管式换热芯体上方设置有布水器,所述管式换热芯体下方设置有水池,所述水池通过供水管与所述布水器连接,所述供水管远离所述布水器的一端位于所述水池内且与水泵连接。
进一步的,所述布水器包括布水管和喷头,所述布水管的底部连接有多个喷头,所述布水管的一端与所述供水管连接。
进一步的,所述进液管、出液管、进气口、出气口、进风口上均设置有阀门,所述阀门与控制开关电性连接。
进一步的,所述蓄热水箱的内部固定连接有电热管二。
进一步的,所述电热管一的底部固定连接有挡水板。
进一步的,所述风机一和所述风机二的中部设有隔板,所述隔板与所述壳体固定连接。
一种空调,包括上面所述的基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)、充分利用露点蒸发冷却技术、PVT技术、辐射制冷技术的优势,克服露点蒸发冷却空调不能用于冬季供暖,功能单一,设备利用率低,PVT系统只能在白天发电和制热而在夜间闲置,辐射制冷装置只能在夜间进行制冷而在白天闲置的局限性,利用太阳辐射能、天空长波辐射能,各种能量来源优势互补,一方面可以满足用户稳定的需求,另一方面充分利用自然能源,最大限度减少系统能耗,可在不同时段、不同运行模式下实现制热、制冷、供热水及供电功能,克服了昼夜更迭和季节变化对装置利用率的影响,提高了设备利用率和空间利用率。
(2)、露点蒸发冷却机构能够实现露点蒸发冷却,布水器能够对管式换热芯体进行喷水的操作,控制开关能够实现进液管、出液管、进气口、出气口、进风口的封闭或开启。
(3)、电热管二能够对蓄热水箱内进行加热操作,挡水板是用来过滤掉风中多余的水分,避免影响电热管一及其他机组部件,隔板能够起到将风机一和风机二分隔的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT 复合装置的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT 复合装置中壳体的内部结构示意图。
附图标记:
1、耦合辐射PVT;2、进气口;3、进液管;4、出液管;5、蓄热水箱;6、控制器;7、蓄电池;8、用电负载;9、出气口;10、壳体;11、进风口;12、电热管一;13、风机一;14、风机二;15、排风口;16、送风口;17、管式换热芯体;18、水池;19、供水管;20、水泵;21、布水管;22、喷头;23、控制开关;24、电热管二;25、挡水板;26、隔板。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对发明做出进一步的描述:
实施例,请参阅图1-2,根据本发明实施例的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,包括耦合辐射PVT1,所述耦合辐射PVT1的一侧连接有进气口2,所述耦合辐射PVT1通过进液管3和出液管4与蓄热水箱 5连接,所述蓄热水箱5的内部固定连接有电热管二24,电热管二24能够对蓄热水箱5内进行加热操作,当蓄热水箱5中热量不能满足用户生活热水所需时,电热管二24能够进行辅助加热,所述耦合辐射PVT1的一侧电性连接有控制器6,所述控制器6与蓄电池7和用电负载8电性连接,所述耦合辐射PVT1远离所述进气口2的一侧设有出气口9,所述耦合辐射 PVT1靠近所述出气口9的一侧设有壳体10,所述壳体10靠近所述耦合辐射PVT1的一侧设有进风口11,所述进风口11与所述出气口9连接,所述进液管3、出液管4、进气口2、出气口9、进风口11上均设置有阀门,所述阀门与控制开关23电性连接,所述壳体10的内部连接有露点蒸发冷却机构;
所述露点蒸发冷却机构包括管式换热芯体17,所述管式换热芯体17 上方设置有布水器,所述管式换热芯体17下方设置有水池18,所述水池18通过供水管19与所述布水器连接,所述供水管19远离所述布水器的一端位于所述水池18内且与水泵20连接,所述布水器包括布水管21和喷头 22,所述布水管21的底部连接有多个喷头22,所述布水管21的一端与所述供水管19连接;
所述露点蒸发冷却机构的上方设有电热管一12,所述电热管一12的底部固定连接有挡水板25,挡水板25是用来过滤掉风中多余的水分,避免影响电热管一12及其他机组部件,需要说明的是,挡水板25能够采用防水透气膜,所述壳体10的顶部固定连接有风机一13和风机二14,所述风机一13和所述风机二14的中部设有隔板26,所述隔板26与所述壳体 10固定连接,隔板26能够起到将风机一13和风机二14分隔的作用,所述壳体10顶部靠近所述风机一13处开有排风口15,所述壳体10顶部靠近所述风机二14处固定开有送风口16。
一种空调,包括所述的基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时,在制冷工况下,按照白天和夜晚分为以下运行模式,白天时,通过控制开关23打开耦合辐射PVT1的进液管3和出液管4上的阀门,耦合辐射PVT1在发电的同时吸收太阳辐射的热量,吸收的热量在蓄热水箱5中与水换热,被加热后的热水供用户生活热水所需,另一方面,控制开关23打开壳体10的进风口11,室外空气经进风口11进入壳体10内的露点蒸发冷却机构处,并被分为一次风和二次风,二次风进行蒸发冷却来给一次风降温,后经排风口15排到室外,一次风被降温后经送风口16送入降温场所,夜晚时,通过控制开关23关闭壳体10的进风口11,打开耦合辐射PVT1的进气口2和出气口9,室外空气在空气流道内将热量辐射至大气层和外太空,制取的冷空气由出气口9进入到壳体10内,并经送风口16送入降温场所。
在制热工况下,按照白天和夜晚分为以下运行模式,白天时,通过控制开关23打开耦合辐射PVT1的进气口2和出气口9,室外空气在空气流道内吸收太阳的辐射热量,被加热空气由出气口9进入壳体10内,并经送风口16送入供暖场所,夜晚时,控制开关23打开壳体10的进风口11,室外空气经进风口11进入壳体10内被电热管一12加热,加热后空气经送风口16送入供暖场所。
在白天和夜晚蓄热水箱5中热量不能满足用户生活热水所需时,开启电热管二24来提供热量,白天时耦合辐射PVT1在制热的同时也进行发电,所发电量通过控制器6流向蓄电池7或用电负载8,用电负载8可以是本装置中的水泵、风机、电热管等部件,也可以是其他负载,当耦合辐射PVT1所发电量不足时,可以由蓄电池7给负载供电,当蓄电池7的电量也不足时,采用市电供电,耦合辐射PVT1的进气口2和壳体10的进风口11也可以引入来自降温或供暖场所的回风,充分利用露点蒸发冷却技术、PVT技术、辐射制冷技术的优势。
该装置克服露点蒸发冷却空调不能用于冬季供暖,功能单一,设备利用率低,PVT系统只能在白天发电和制热而在夜间闲置,辐射制冷装置只能在夜间进行制冷而在白天闲置的局限性,利用太阳辐射能、天空长波辐射能,各种能量来源优势互补,一方面可以满足用户稳定的需求,另一方面充分利用自然能源,最大限度减少系统能耗,可在不同时段、不同运行模式下实现制热、制冷、供热水及供电功能,克服了昼夜更迭和季节变化对装置利用率的影响,提高了设备利用率和空间利用率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,包括耦合辐射PVT(1),所述耦合辐射PVT(1)的一侧连接有进气口(2),所述耦合辐射PVT(1)通过进液管(3)和出液管(4)与蓄热水箱(5)连接,所述耦合辐射PVT(1)的一侧电性连接有控制器(6),所述控制器(6)与蓄电池(7)和用电负载(8)电性连接,所述耦合辐射PVT(1)远离所述进气口(2)的一侧设有出气口(9),所述耦合辐射PVT(1)靠近所述出气口(9)的一侧设有壳体(10),所述壳体(10)靠近所述耦合辐射PVT(1)的一侧设有进风口(11),所述进风口(11)与所述出气口(9)连接,所述壳体(10)的内部连接有露点蒸发冷却机构,所述露点蒸发冷却机构的上方设有电热管一(12),所述壳体(10)的顶部固定连接有风机一(13)和风机二(14)。
2.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述露点蒸发冷却机构包括管式换热芯体(17),所述管式换热芯体(17)上方设置有布水器,所述管式换热芯体(17)下方设置有水池(18),所述水池(18)通过供水管(19)与所述布水器连接,所述供水管(19)远离所述布水器的一端位于所述水池(18)内且与水泵(20)连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述布水器包括布水管(21)和喷头(22),所述布水管(21)的底部连接有多个喷头(22),所述布水管(21)的一端与所述供水管(19)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述进液管(3)、出液管(4)、进气口(2)、出气口(9)、进风口(11)上均设置有阀门,所述阀门与控制开关(23)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述蓄热水箱(5)的内部固定连接有电热管二(24)。
6.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述电热管一(12)的底部固定连接有挡水板(25)。
7.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述风机一(13)和所述风机二(14)的中部设有隔板(26),所述隔板(26)与所述壳体(10)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述壳体(10)顶部靠近所述风机一(13)处开有排风口(15)。
9.根据权利要求1所述的一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置,其特征在于,所述壳体(10)顶部靠近所述风机二(14)处固定开有送风口(16)。
10.一种空调,其特征在于,包括权利要求1至9任意一项所述的基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的PVT复合装置。
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