CN202675546U - 热回收型相变储能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种热回收型相变储能装置，包括主换热器、相变储能换热器、第一回风口、第二回风口、第一送风口、第二送风口、第一风机、第二风机、控制器和用于检测室内和室外温度的温度传感器；第一回风口和第二回风口分别与主换热器的2个入口相接；相变储能换热器设置在第一送风口与主换热器的第一出口之间；第二送风口接主换热器的第二出口；第一风机和第二风机分别设置在第一送风口和第二送风口处；温度传感器与微处理器连接。在第一回风口和第二回风口处设有空气过滤器。该热回收型相变储能装置具有节约能耗的突出优势。

Description

热回收型相变储能装置
技术领域
本实用新型涉及一种热回收型相变储能装置。
背景技术
随着我国经济社会的快速发展，空调设备在大幅度改善人们生产生活环境的同时，也消耗了大量能源。目前，空调设备的能耗已占到社会总能耗的28％，因此，空调系统的节能任务日益艰巨。尤其是近年来，我国的通信技术、信息技术、民用航空蓬勃发展，各类专用机房建设成倍增加，机房耗能不断攀升，电力设备不堪重负，能源短缺的局面已经突显，在有些地区不得不拉闸限电，影响了国民经济的快速发展，机房节电已成为当务之急。由于机房环境对温度和湿度要求较高，且机房内热密度高，不得不全年开启空调制冷来维持环境温湿度；另一方面，我国的室外冷源十分丰富，昼夜温差大；尤其在冬春季节，机房开启空调设备制冷的同时，办公区却需要开启空调设备采暖，能耗居高不下。因此，迫切需要一种新的节能方案来解决机房及办公区的节电这一难题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热回收型相变储能装置，该热回收型相变储能装置具有节约能耗的突出优势。
实用新型的技术解决方案如下：
一种热回收型相变储能装置，包括主换热器、相变储能换热器、第一回风口、第二回风口、第一送风口、第二送风口、第一风机、第二风机、控制器和用于检测室内和室外温度的温度传感器；
第一回风口和第二回风口分别与主换热器的2个入口相接；相变储能换热器设置在第一送风口与主换热器的第一出口之间；第二送风口接主换热器的第二出口；
第一风机和第二风机分别设置在第一送风口和第二送风口处；
温度传感器与微处理器连接。
在第一回风口和第二回风口处设有空气过滤器。
相变储能换热器包括表冷器、相变储能模块和受控于控制器的水泵；相变储能模块中设有相变储能体和用于热交换的换热管道；所述的换热管道、水泵和表冷器通过水管连接形成热交换环路。
控制器上设有用于控制外部的空调器和加湿器的输出接口。
所述的第二回风口具有两个回风口：新风口和办公区回风口；第二回风口处设有切换该2个回风口的第一风阀；
所述的第二送风口包括两个送风口：外部排风口和办公区送风口；第二送风口处设有切换该2个送风口的第二风阀。
第一风阀和第二风阀均受控于微处理器。
相变热交换器中的相变材料体为Ba(OH)2·8H2O、Zn(NO3)2·6H2O、CaBr2·6H2O或CaCl2·6H2O、Na2CO3·10H2O或Na2HPO4·12H2O或无机-有机复合物；
热回收型相变储能空调机组的进风段安装有进风帽和防雨防火一体阀；
送风机为离心式通风机。热回收型相变储能空调机组的机箱采用保温材料，保温材料为聚氨酯、聚苯乙烯、硅酸铝棉毡或橡塑。
本方案的送风和回风采用风管连接，在两风管的交接处设置全热换热器(即主换热器)，保证回风与新风之间的高效换热，其作用原理为：
①相变储能机组启用新风模式时，第一风阀切换为新风侧C处，第二风阀切换为排风侧A处，第二风机和第一风机开启，机房内高温空气通过风道经主换热器降温后再送回室内；
②冬季制冷及采暖模式启动时，机组第一风阀切换为办公区回风侧D处，第二风阀切换为办公区送风侧B处，第二风机和第一风机开启，机房内高温空气通过风道经主换热器降温后送回机房，同时办公建筑内低温空气通过风道经换热器升温后为办公建筑采暖；
③回风放能模式启动时，第一风机和水泵开启，第二风机关闭，机房内高温空气经空调内表冷器冷却后送回机房。
有益效果：
本实用新型的热回收型相变储能装置充分利用室外可再生清洁能源，将机房内热量用于办公建筑冬季采暖，并通过相变材料的特殊性质大量储存该能源对室内温度进行控制，大大减少空调设备的能耗。主要原理为：利用室内与室外的温差，通过相变材料体发生相变的过程，吸放冷量，对室内降温，并通过全热换热段实现室外冷空气与机房热空气的换热，在不直接引入新风的条件下利用自然冷源实现对室内空气的调节，最终达到节能的目的。
本相自控式变储能式节能机组具有以下明显优势：
1、利用全热交换技术(即采用主换热器)，实现室外自然清洁能源对室内的降温，以调节室内温度，减少了空调设备的开机时间和设备维护量，大大地节省空调设备的运行和维护费；
2、办公区需采暖时，优先利用机房内热量对办公建筑采暖，无需开启压缩机和加热器，同时实现机房内的降温和办公建筑的采暖，大大降低空调系统的能耗；
3、通过相变材料的特殊性质延长自然清洁能源的利用时间，大大减少空调设备的能耗和其对电网的冲击；
4、采用高效离心风机，风量大，噪音小，可提供多种风速，并通过进一步设置的自动扫风送风百叶，解决了以往气流组织差的问题；
5、采用过滤装置，能有效地保护机房的设备，并具备自动更换滤材功能，大大地节省人员维护的工作量；
6、当室内空调设备故障或停电时可通过该机组保持室内通风或降温，保证设备正常工作；
7、机组采用下送上回式送风方式，进一步优化机房内的气流和温度分布，保证各通信设备正常运行。
综上所述，本实用新型的热回收型相变储能装置，能主动利用室外冷源用于机房降温，并将回收的热量用于需要的场所采暖，并可实现高效储能、节能效果显著且绿色环保，适于推广应用。
附图说明
图1为热回收型相变储能装置的总体结构图。
标号说明：1-办公区回风口，2-新风口；3-办公区送风口，4-外部排风口，5-第二风阀，6-第一风阀，7-第一回风口，8-第一送风口，9-第二风机，10-第一风机，11-水泵，12-相变储能模块，13-第二送风口，14-第二回风口，15-相变储能模块。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
实施例1：
如图1所示，一种热回收型相变储能装置，包括主换热器、相变储能换热器、第一回风口、第二回风口、第一送风口、第二送风口、第一风机、第二风机、控制器和用于检测室内和室外温度的温度传感器；
第一回风口和第二回风口分别与主换热器的2个入口相接；相变储能换热器设置在第一送风口与主换热器的第一出口之间；第二送风口接主换热器的第二出口；
第一风机和第二风机分别设置在第一送风口和第二送风口处；
温度传感器与微处理器连接。
在第一回风口和第二回风口处设有空气过滤器。
相变储能换热器包括表冷器、相变储能模块和受控于控制器的水泵；相变储能模块中设有相变储能体和用于热交换的换热管道；所述的换热管道、水泵和表冷器通过水管连接形成热交换环路。
控制器上设有用于控制外部的空调器和加湿器的输出接口。
所述的第二回风口具有两个回风口：新风口和办公区回风口；第二回风口处设有切换该2个回风口的第一风阀；
所述的第二送风口包括两个送风口：外部排风口和办公区送风口；第二送风口处设有切换该2个送风口的第二风阀。
第一风阀和第二风阀均受控于微处理器。
主换热器是指用于机房回风和新风或办公区回风进行换热的空气换热器。
第一回风口用于机房回风，第一送风口用于机房送风。
回风口处设有回风栅格。在送风口处设有自动扫风百叶。在回风口处设有自垂式百叶。在机箱内设有风量调节阀，风量调节阀受控于控制器。过滤器为多袋式过滤器或卷绕式过滤器。所述的热回收型相变储能空调机组还包括通信模块和报警器；通信模块和报警器均与控制器连接。在机箱上设有湿度传感器，湿度传感器与控制器连接。机箱采用保温材料保温，保温材料为聚氨酯、聚苯乙烯、硅酸铝棉毡、橡塑。
热回收型相变储能装置在逻辑上包括送风机段、表冷器段、全热换热段、过滤段和控制器。
过滤段安装有进风帽，还包括有防雨防火一体阀，该阀体将自重式防火阀与防雨百叶设计为一体，结构紧凑、美观实用。
全热换热段安装有自动风量调节阀，用于新风、回风、办公区回风之间的调节和转换。
风量调节阀包括平板阀板，还包括有电动或手动执行器，用于新风、回风和办公区回风系统之间的转换和比例调节。
储能模块为壳管式，根据结构空间布置在该空调内部或外部。
所述的送风机段安装有离心式通风机、均流板和自动扫风送风百叶；
其工作过程为：
机房内部温度处于预设温度时(28～30℃)，控制器通过温度传感器检测到室外温度低于机房内温度且高于相变材料的结晶点温度(22～26℃)，机组的第一风机和第二风机打开；自动风量调节阀控制开启第一风阀于C点，第二风阀于A点，室外冷空气经全热换热段与机房内热空气换热，升温后的室外空气经阀门第二风阀排出，降温后的机房内空气经第一风机送回室内进行通风降温。
当室内温度高于预设温度上限时，控制器检测室外温度低于室内温度且低于相变材料的结晶点温度，机房的第一风机、第一风机、水泵打开；自控风量调节阀同时开启第一风阀于C点，第二风阀于A点，室外空气经机组全热换热段与机房内热空气进行能量交换，降温后的机房冷空气器与相变材料进行换热(相变材料液体变为固体)后进入室内降温。
当室内温度高于预设温度上限时，控制器检测室外温度高于室内温度，风机第一风机、水泵打开7；关闭第二风机、阀门第二风阀和第一风阀，室内空气经表冷器段与相变材料进行能量交换(相变材料固体变为液体)后对室内空气进行降温。
当冬季办公区需采暖，机房内部温度预设温度时，控制器通过温度传感器检测到办公区温度低于机房内温度且高于相变材料的结晶点温度，机组的第一风机和第二风机打开；自动风量调节阀控制开启第一风阀于C点，第二风阀于B点，办公区冷空气经全热换热段与机房内热空气换热，升温后的室外空气经阀门第二风阀送回办公区，降温后的机房内空气经第一风机送回室内进行通风降温。
当冬季办公区需采暖，室内温度高于预设温度上限时，控制器检测办公区温度低于机房内温度且低于相变材料的结晶点温度，第一风机和第二风机、水泵打开；自控风量调节阀同时开启第一风阀于D点，第二风阀于B点，办公区空气经机组全热换热段与机房内热空气进行能量交换，升温后的办公区空气送回办公区用于采暖，降温后的机房冷空气器与相变材料进行换热(相变材料液体变为固体)后进入机房内降温。
当机房内温度高于预设温度上限时，控制器检测机组送风温度、室外温度和办公区温度均高于预设温度上限时，立即关闭系统并启动原有空调工作。
当室外湿度高于室内预设的基准湿度，且室内温度高于预设温度上限时，关闭系统并启动空调降温除湿。
当室外温度高于预设温度下限时(5～10℃)，控制器检测室外温度高于室内温度，启动系统进行通风升温；如室外温度低于预设温度下限时，启动空调升温。
当室内湿度小于预设湿度(10％)时，启动加湿设备工作。
当室内湿度大于预设湿度(90％)时，启动去湿设备或启动空调设备进行除湿工作。
当空调设备故障时，启动机组对机房降温。
当机组故障时，启动空调设备对机房降温。

Claims (6)

1.一种热回收型相变储能装置，其特征在于，包括主换热器、相变储能换热器、第一回风口、第二回风口、第一送风口、第二送风口、第一风机、第二风机、控制器和用于检测室内和室外温度的温度传感器；
第一回风口和第二回风口分别与主换热器的2个入口相接；相变储能换热器设置在第一送风口与主换热器的第一出口之间；第二送风口接主换热器的第二出口；
第一风机和第二风机分别设置在第一送风口和第二送风口处；
温度传感器与微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的热回收型相变储能装置，其特征在于，在第一回风口和第二回风口处设有空气过滤器。
3.根据权利要求1所述的热回收型相变储能装置，其特征在于，相变储能换热器包括表冷器、相变储能模块和受控于控制器的水泵；相变储能模块中设有相变储能体和用于热交换的换热管道；所述的换热管道、水泵和表冷器通过水管连接形成热交换环路。
4.根据权利要求1所述的热回收型相变储能装置，其特征在于，控制器上设有用于控制外部的空调器和加湿器的输出接口。
5.根据权利要求1-4任一项所述的热回收型相变储能装置，其特征在于，所述的第二回风口具有两个回风口：新风口和办公区回风口；第二回风口处设有切换该2个回风口的第一风阀；
所述的第二送风口包括两个送风口：外部排风口和办公区送风口；第二送风口处设有切换该2个送风口的第二风阀。
6.根据权利要求5所述的热回收型相变储能装置，其特征在于，第一风阀和第二风阀均受控于微处理器。 
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