CN203687254U - 一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机 - Google Patents

一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开的一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机，由蒸发冷却冷风/冷水机组、设置于外部屋顶的风光互补发电系统、房屋侧壁采用的水幕墙结构组成，蒸发冷却冷风/冷水机组分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端连接，房屋内设置有风口，蒸发冷却冷风/冷水机组通过风管与风口相连通。本实用新型的蒸发冷却空调机，将蒸发冷却空调技术、风光互补发电技术、蓄冷技术、水幕墙技术相结合，利用夜晚和白天的峰谷电价差，制取冷风和冷水，实现夜晚通风和蓄冷的目的，是一种环保、节能、经济的空调系统。

Description

一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机
技术领域
本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种包括蒸发冷却冷风/冷水机组、风光互补发电系统、内嵌相变蓄冷材料的蒸发冷却盘管、水幕墙和室内末端集成的蒸发冷却空调机。
背景技术
近几年，我国建筑能耗占据总能耗比例有所上升，由于空调大部分采用传统的机械制冷，其系统运行的四大部件，需要消耗大量的电能，造成城市夏季出现“拉闸限电”等现象，所以空调的节能已经迫在眉睫。蒸发冷却空调技术，利用天然能源“干空气”能，使用空气干球温度和露点温度之差作为驱动势，来降低空气和水的温度。蒸发冷却冷风/冷水机组能够同时产出冷风和冷水，既满足了室内新风的需求，同时也为室内末端提供了高温冷水，可实现水-空气系统，减少室内过多风管的布置。常规的水蓄冷空调是利用电网的峰谷电价差，夜间利用冷水机组制取冷水在水池内蓄冷，白天水池释放冷量，保证在负荷峰值期间机组的正常运行，它具有投资小、运行可靠、制冷效果好，经济效益高等特点。然而，它需要占用一定的地方建造蓄水池，势必占用一定的空间。当今，相变蓄冷技术发展快速，相变材料已经可以实现吸收一定高温冷水的冷量，将它储存一定时间，在需要时候释放冷量。现代化的建筑多采用玻璃幕墙，外表美观，但通过幕墙不仅能够吸收过多的太阳辐射能，同时也增加了室外产生炫光的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机，将蒸发冷却空调技术、水蓄冷技术、风光互补发电技术和水幕墙技术相结合，充分利用天然能源，减少环境污染，节约能源。
本实用新型所采用的技术方案是，一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机，由蒸发冷却冷风/冷水机组、设置于外部屋顶的风光互补发电系统、房屋侧壁采用的水幕墙结构组成，蒸发冷却冷风/冷水机组分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端连接，房屋内设置有风口，蒸发冷却冷风/冷水机组通过风管与风口相连通。
本实用新型的特点还在于，
蒸发冷却冷风/冷水机组的结构为：包括机组内并列设置的两个通道，
一个通道内：底部设置有集水箱a，集水箱a与机组壳体外部连通有补水阀a和排污阀a，集水箱a上部、从下到上依次设置有间接蒸发冷却换热器、填料a、布水器a、挡水板a及排风机a，集水箱a通过管道、循环水泵a与布水器a连通，与间接蒸发冷却换热器相对应的机组壳体壁上设置有新风口，该新风口和间接蒸发冷却换热器之间设置有过滤器；
另一通道内：底部设置有集水箱b，集水箱b与机组壳体外部连通有补水阀b和排污阀b，集水箱b上部、从下到上依次设置有蒸发冷却盘管、填料b、布水器b、挡水板b及排风机b，集水箱b通过管道、循环水泵b与布水器b连通，集水箱b和蒸发冷却盘管之间的壳体壁上设置有送风口，该送风口内设置有送风机和挡水板c；
蒸发冷却盘管分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端连接，送风口通过风管与风口相连通。
间接蒸发冷却换热器采用板翅式、管式或露点式间接蒸发冷却换热器。
排风机a、排风机b及送风机采用变频风机。
循环水泵a和循环水泵b采用变频式。
蒸发冷却盘管内嵌有相变蓄冷材料。
水幕墙结构由相间隔的玻璃幕墙内墙和玻璃幕墙外墙组成，内、外墙之间构成一空腔，该空腔的底部设置有集水箱c，该空腔的顶部靠近玻璃幕墙外墙处设置有布水管，该布水管上均匀间隔设置有多个布水孔。
风光互补发电系统的结构，包括风力发电机，风力发电机分别与光伏发电板、风力互补控制器连接，光伏发电板依次与风力互补控制器、蓄电池、逆变器和用电设备连接。
室内末端为干式风机盘管或者毛细辐射管。
本实用新型的蒸发冷却空调机具有以下优点：
（1）本实用新型蒸发冷却空调机中的闭式冷却盘管内嵌相变蓄冷材料，可实现冷水制取和水蓄冷一体化，无需另外设置蓄水箱/池，具有结构简单、节约空间的特点。
（2）本实用新型蒸发冷却空调机，利用电价峰谷差价，制取冷水，并将冷量储存在闭式蒸发冷却盘管内嵌的相变蓄冷材料中，白天释放冷量，具有能源合理利用、节能和经济的特点。
（3）本实用新型蒸发冷却空调机，利用电价峰谷差，制取冷风，可以实现夜晚通风，来带走室内存留的热量，降低白天的空调负荷，从而达到节能的目的。
（4）本实用新型蒸发冷却空调机制取的冷水，先通入室内末端，吸收室内回风热量，再通入水幕墙的布水器中，增加了回水和供水的温差，降低供水流量。
（5）本实用新型蒸发冷却空调机中的水幕墙，阻挡了室外太阳辐射能向室内传递的热量，同时也减少玻璃幕墙向室内产生的炫光，不仅美观，而且可以节能。
（6）本实用新型蒸发冷却空调机水幕墙中的布水器上均匀打孔，布水孔贴附于玻璃幕墙外墙，使得水沿着墙面下落，遮阳效果明显，噪声降低。
（7）本实用新型利用风光互补发电系统供电，可以为蒸发冷却空调机组的水泵和风机等提供所需要的能耗，同时将多余的电能储存在蓄电池中，风力发电与光伏发电两者相互辅助发电，保证在天气不利情况下连续使用，系统运行稳定。
附图说明
图1是本实用新型蒸发冷却空调机的结构示意图；
图2是本实用新型蒸发冷却空调机中蒸发冷却冷风/冷水机组的结构示意图；
图3是本实用新型蒸发冷却空调机中水幕墙的结构示意图；
图4是本实用新型蒸发冷却空调机中内嵌相变蓄冷材料的蒸发冷却盘管的横截面示意图；
图5是本实用新型蒸发冷却空调机中风光互补发电系统的结构示意图。
图中，A.蒸发冷却冷风/冷水机组，B.风光互补发电系统，C.室内末端，D.风口，E.水幕墙，1.过滤器，2.间接蒸发冷却换热器，3.填料a，4.布水器a，5.挡水板a，6.排风机a，7.排风机b，8.挡水板b，9.布水器b，10.填料b，11.蒸发冷却盘管，12.送风机，13.挡水板c，14.补水阀a，15.集水箱a，16.循环水泵a，17.排污阀a，18.集水箱b，19.循环水泵b，20.补水阀b，21.排污阀b，22.布水管，23.布水孔，24.玻璃幕墙内墙，25.玻璃幕墙外墙，26.集水箱c，27.用电设备，28.相变蓄冷材料，29.风力发电器，30.光伏发电板，31.风力互补控制器，32.蓄电池，33.逆变器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型利用风光互补发电的蒸发冷却空调机，结构如图1所示，由蒸发冷却冷风/冷水机组A、设置于外部屋顶的风光互补发电系统B、房屋侧壁采用的水幕墙E结构组成，蒸发冷却冷风/冷水机组A分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端C连接，房屋内设置风口D，蒸发冷却冷风/冷水机组A通过风管与风口D相连通。
蒸发冷却冷风/冷水机组A的结构为：包括机组内并列设置的两个通道，其结构如图2所示。
一个通道内：底部设置集水箱a15，集水箱a15与机组壳体外部连通补水阀a14和排污阀a17，集水箱a15上部、从下到上依次设置有间接蒸发冷却换热器2、填料a3、布水器a4、挡水板a5及排风机a6，集水箱a15通过管道、循环水泵a16与布水器a4连通，与间接蒸发冷却换热器2相对应的机组壳体壁上设置有新风口，该新风口和间接蒸发冷却换热器2之间设置过滤器1。
另一通道内：底部设置有集水箱b18，集水箱b18与机组壳体外部连通有补水阀b20和排污阀b21，集水箱b18上部、从下到上依次设置有蒸发冷却盘管11、填料b10、布水器b9、挡水板b8及排风机b7，集水箱b18通过管道、循环水泵b19与布水器b9连通，集水箱b18和蒸发冷却盘管11之间的壳体壁上设置有送风口，该送风口内设置有送风机12和挡水板c13。
蒸发冷却盘管11分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端C连接，送风口通过风管与风口D相连通。
间接蒸发冷却换热器2采用板翅式、管式或露点式间接蒸发冷却换热器。
填料a3和填料b10采用纸质、金属、多孔陶瓷、PVC等多种材料。
排风机a6、排风机b7及送风机12采用变频风机，循环水泵a16和循环水泵b19采用变频式，通过控制，实现节能。
蒸发冷却盘管11内嵌有相变蓄冷材料28，结构如图4。
水幕墙E的结构由相间隔的玻璃幕墙内墙24和玻璃幕墙外墙25组成，内、外墙之间构成一空腔，如图3所示，该空腔的底部设置有集水箱c26，该空腔的顶部靠近玻璃幕墙外墙25处设置有布水管22，该布水管22上均匀间隔设置有多个布水孔23。
风光互补发电系统B的结构如图5所示，包括风力发电机29，风力发电机29分别与光伏发电板30、风力互补控制器31连接，光伏发电板30依次与风力互补控制器31、蓄电池32、逆变器33和用电设备27连接。
风光互补控制器31，主要功能使太阳能和风能发电系统始终处于发电系统的功率最高点附近，以获得最大功率；逆变器33，主要功能是将蓄电池的直流电转换成交流电，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变；蓄电池32，将太阳能和风能转换成直流电能储存的组件。
室内末端C可以采用干式风机盘管和毛细辐射管等。干式风机盘管内通入高温冷水，无需设置冷凝水管，防止冷凝水泄漏和细菌的滋生；毛细辐射管，通入制取的高温冷水，吸收室内余热。
风口D，可以向室内送入一定量的新风。
本实用新型利用风光互补发电的蒸发冷却空调机的工作过程可以分为两种模式：
夜晚蓄冷
开启蒸发冷却冷风/冷水机组A，利用峰谷电价差，制取冷风和冷水，蒸发冷却盘管11内嵌相变蓄冷材料28，可以将制取的冷量储存起来。制取的冷风通入室内，实现夜晚通风，来降低白天室内负荷。
白天释冷
蓄冷材料28开始释放冷量，将制取的高温冷水通入到室内的末端，吸收室内余热，再通入水幕墙E中的布水管22中，高温冷水均匀地顺着幕墙的外墙流下，在外墙形成一层水幕，能够减少太阳能辐射能向室内的传递，同时也降低了室外眩光的产生，流下的水落在了下方设置的水箱，在回到机组中。
白天蒸发冷却冷风/冷水机组可以开启，已补充释冷量的不足。
本实用新型的蒸发冷却空调机，利用自然的风能和光能发电，提供蒸发冷却冷空调系统运行所需要的能耗。蒸发冷却冷风/冷水机组利用峰谷电价差，在夜晚制取冷风和冷水，由于设置的内嵌相变蓄冷材料的蒸发冷却盘管，实现了冷水制取和蓄冷一体化，可以直接将蒸发冷却制取的冷水，储存起来，白天释放冷量，为室内末端和水幕墙的布水管提供高温冷水；制取的冷风，夜晚可以向室内通风，降低白天室内的负荷。

Claims (9)

1.一种利用风光互补发电的蒸发冷却空调机，其特征在于，由蒸发冷却冷风/冷水机组（A）、设置于外部屋顶的风光互补发电系统（B）、房屋侧壁采用的水幕墙（E）结构组成，所述的蒸发冷却冷风/冷水机组（A）分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端（C）连接，房屋内设置有风口（D），所述的蒸发冷却冷风/冷水机组（A）通过风管与风口（D）相连通。
2.按照权利要求1所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述蒸发冷却冷风/冷水机组（A）的结构为：包括机组内并列设置的两个通道，
一个通道内：底部设置有集水箱a（15），集水箱a（15）与机组壳体外部连通有补水阀a（14）和排污阀a（17），集水箱a（15）上部、从下到上依次设置有间接蒸发冷却换热器（2）、填料a（3）、布水器a（4）、挡水板a（5）及排风机a（6），所述集水箱a（15）通过管道、循环水泵a（16）与布水器a（4）连通，与所述间接蒸发冷却换热器（2）相对应的机组壳体壁上设置有新风口，该新风口和间接蒸发冷却换热器（2）之间设置有过滤器（1）；
另一通道内：底部设置有集水箱b（18），集水箱b（18）与机组壳体外部连通有补水阀b（20）和排污阀b（21），集水箱b（18）上部、从下到上依次设置有蒸发冷却盘管（11）、填料b（10）、布水器b（9）、挡水板b（8）及排风机b（7），所述集水箱b（18）通过管道、循环水泵b（19）与布水器b（9）连通，所述集水箱b（18）和蒸发冷却盘管（11）之间的壳体壁上设置有送风口，该送风口内设置有送风机（12）和挡水板c（13）；
所述的蒸发冷却盘管（11）分别通过送水和回水管道与房屋内的室内末端（C）连接，所述的送风口通过风管与风口（D）相连通。
3.按照权利要求2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述的间接蒸发冷却换热器（2）采用板翅式、管式或露点式间接蒸发冷却换热器。
4.按照权利要求2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述的排风机a（6）、排风机b（7）及送风机（12）采用变频风机。
5.按照权利要求2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述的循环水泵a（16）和循环水泵b（19）采用变频式。
6.按照权利要求2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述的蒸发冷却盘管（11）内嵌有相变蓄冷材料（28）。
7.按照权利要求1或2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述的水幕墙（E）结构由相间隔的玻璃幕墙内墙（24）和玻璃幕墙外墙（25）组成，内、外墙之间构成一空腔，该空腔的底部设置有集水箱c（26），该空腔的顶部靠近玻璃幕墙外墙（25）处设置有布水管（22），该布水管（22）上均匀间隔设置有多个布水孔（23）。
8.按照权利要求1或2所述的蒸发冷却空调机，其特征在于，所述风光互补发电系统（B）的结构，包括风力发电机（29），风力发电机（29）分别与光伏发电板（30）、风力互补控制器（31）连接，光伏发电板（30）依次与风力互补控制器（31）、蓄电池（32）、逆变器（33）和用电设备（27）连接。
9.按照权利要求1或2所述的蒸发冷却空调机，其特点在于，所述的室内末端（C）为干式风机盘管或者毛细辐射管。
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