CN204593680U - 采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，包括有复合式蒸发冷却空调机组，复合式蒸发冷却空调机组分别与燃气单元、供电控制单元连接，供电控制单元与风光互补发电装置连接。本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，在供冷季节将风能和太阳能结合驱动蒸发冷却空调机组内的风机与水泵，实现真正意义上的近零能耗；在供暖季节利用燃气燃烧加热送风空气实现了供暖。

Description

采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统。

背景技术

近年来，蒸发冷却空调技术发展十分迅速，由于蒸发冷却空调技术是利用水蒸发吸热制冷，且能充分利用洁净环保的干空气能，所以能有效减少温室气体和制冷剂的排放，对环境无污染，因此得到了充分发展。然而在实际的使用过程中，现有的蒸发冷却空调机组也存在着一些缺点，如：风机和水泵仍使用高品位能电能来驱动，在运行中需要消耗大量的电能；此外，现有的蒸发冷却空调机组大多在冬季不能满足室内舒适性要求。

将自然界的风能和太阳能结合起来共同驱动蒸发冷却空调机组内的风机与水泵运行就能实现真正意义上的近零能耗，使蒸发冷却空调机组更节能；在冬季利用燃烧产物干净卫生的燃气燃烧加热送风空气，就能实现供暖，满足了冬季对室内舒适性的要求，最终实现了蒸发冷却空调机组的冬、夏两用。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，在供冷季节将风能和太阳能结合驱动蒸发冷却空调机组内的风机与水泵，实现真正意义上的近零能耗；在供暖季节利用燃气燃烧加热送风空气实现了供暖。

本实用新型所采用的技术方案是，采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，包括有复合式蒸发冷却空调机组，复合式蒸发冷却空调机组分别与燃气单元、供电控制单元连接，供电控制单元与风光互补发电装置连接。

本实用新型的特点还在于：

复合式蒸发冷却空调机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口、送风口，机组壳体内按照空气进入后流动方向依次设置有初效过滤器、立管式间接蒸发冷却器、填料式直接蒸发冷却器、燃气热交换器及送风机；燃气热交换器与燃气单元连接；立管式间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口。

燃气单元，包括有通过燃气管连接的燃气燃烧器和烟气热回收器；燃气燃烧器上还连接有燃气输送管，燃气输送管上设置有燃气进口；烟气热回收器分别连接有助燃空气输送管、排烟管，助燃空气输送管上设置有助燃空气进口，排烟管上设置有排烟口；烟气热回收器还通过燃气热交换管与燃气热交换器的一端口连接，燃气热交换器的另一端口与燃气燃烧器连接。

立管式间接蒸发冷却器，包括有立式换热管组，立式换热管组由多根竖直设置的换热管组成；立式换热管组的上方依次设置有喷淋装置、挡水板及二次风机，喷淋装置由喷淋管和均匀设置于喷淋管上多个面向立式换热管组喷淋的喷嘴a组成；立式换热管组的下方设置有循环水箱a，循环水箱a通过供水管与喷淋管连接，供水管上设置有循环水泵a；立式换热管组与循环水箱a之间形成二次风流道，二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进口。

填料式直接蒸发冷却器，包括有填料，填料呈平行四边形状，填料的上方设置有布水器，布水器由布水管及均匀设置于布水管上多个向填料喷淋的喷嘴b组成；填料的下方设置有循环水箱b，循环水箱b通过蓄水管与布水管连接，蓄水管上设置有循环水泵b。

风光互补发电装置由太阳能发电单元及风力发电装置连接；供电控制单元，由通过导线连接的机组电源控制器及储电控制单元组成；储电控制单元由通过导线依次连接的逆变器、蓄电池组及风光互补控制器组成。

逆变器通过导线与机组电源控制器连接；机组电源控制器分别通过与循环水泵a、循环水泵b、送风机及二次风机相连；风光互补控制器分别通过导线与太阳能发电单元、风力发电单元连接。

太阳能发电单元采用的是太阳能电池板；

风力发电装置采用的是风力发电风车；

机组电源控制器旁边设置辅助电源。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型的蒸发冷却空调系统内采用了风光互补发电装置，把自然界中的风能、太阳能转换成所需电能，将该电能供给蒸发冷却空调机组内水泵和风机，具有可再生、节能及环保的特点。

2.本实用新型的蒸发冷却空调系统内设置有直接蒸发冷却器，直接蒸发冷却器内的填料呈平行四边形，使得进风侧形成斜面，这一设置方式不同于常规的填料，不仅增大了空气与填料的接触面积，提高了换热效率，并且填料倾斜方向与水滴运动方向一致，增加了空气与填料的接触时间，有效阻挡了水滴的飞溅。

3.本实用新型的蒸发冷却空调系统实现了冬、夏两用，在冬季采用燃气加热装置对空气加热，燃气燃烧充分且燃烧产物干净卫生，能源利用效率高，投资费用低；在夏季采用立管间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器联合对空气进行降温。

4.本实用新型的蒸发冷却空调系统内的间接蒸发冷却器采用的是立管式间接蒸发冷却器，不仅能有效减小机组占地面积，还不容易造成换热管的堵塞；此外，在冬季二次空气采用室内回风，实现能量的充分利用。

附图说明

图1是本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统的结构示意图。

图中，1.进风口，2.初效过滤器，3.循环水箱a，4.二次风进口，5.立式换热管组，6.循环水泵a，7.循环水箱b，8.填料，9.循环水泵b，10.喷嘴a，11.二次风机，12.挡水板，13.喷嘴b，14.燃气热交换器，15.燃气燃烧器，16.燃气进口，17.助燃空气进口，18.排烟口，19.烟气热回收器，20.送风机，21.送风口，22.风力发电装置，23.储电控制单元，24.太阳能发电单元，25.风光互补控制器，26.蓄电池组，27.逆变器，28.机组电源控制器，29.燃气管，30.燃气输送管，31.助燃空气输送管32.排烟管，33.燃气热交换管，34.垂直轴，35.发电机，36.风车叶轮，37.尾舵，38.供水管，39.蓄水管，40.喷淋管，41.布水管。

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。

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，其结构如图1所示，包括有复合式蒸发冷却空调机组，复合式蒸发冷却空调机组分别与燃气单元、供电控制单元连接，供电控制单元与风光互补发电装置连接。

复合式蒸发冷却空调机组，包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口1、送风口21，机组壳体内按照空气进入后流动方向依次设置有初效过滤器2、立管式间接蒸发冷却器、填料式直接蒸发冷却器、燃气热交换器14及送风机20；燃气热交换器14与燃气单元连接；立管式间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口。

燃气单元，包括有通过燃气管29连接的燃气燃烧器15和烟气热回收器19，燃气燃烧器15上还连接有燃气输送管30，燃气输送管30上设置有燃气进口16；烟气热回收器19分别连接有助燃空气输送管31、排烟管32，助燃空气输送管31上设置有助燃空气进口17，排烟管32上设置有排烟口18，烟气热回收器19还通过燃气热交换管33与燃气热交换器14的一端口连接，燃气热交换器14的另一端口与燃气燃烧器15连接。

其中的燃气热交换器14用于对空气进行加热；燃气燃烧器15为不锈钢材质，可对燃烧进行无机调节；燃气热回收器19对烟气进行余热回收，有效提高了燃气加热段的效率；且燃气加热段的燃气可为天然气或液化石油气。

立管式间接蒸发冷却器，包括有立式换热管组5，立式换热管组5由多根竖直设置的换热管组成；立式换热管组5的上方依次设置有喷淋装置、挡水板12及二次风机11，喷淋装置由喷淋管40和均匀设置于喷淋管40上多个面向立式换热管组5喷淋的喷嘴a10组成；立式换热管组的下方设置有循环水箱a3，循环水箱a3通过供水管与喷淋管连接，供水管38上设置有循环水泵a6；立式换热管组5与循环水箱a3之间形成二次风流道，二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进口4。

填料式直接蒸发冷却器，包括有填料8，填料8呈平行四边形状，填料8的上方设置有布水器，布水器由布水管41及均匀设置于布水管41上多个向填料8喷淋的喷嘴b13组成；填料8的下方设置有循环水箱b7，循环水箱b7通过蓄水管39与布水管41连接，蓄水管39上设置有循环水泵b9。

其中，填料8进风侧倾斜形成斜面增大了空气与水的接触时间，同时增大了空气与填料的接触面积且大大降低了风速过大的溅水现象，省去挡水板，使机组换热效率高、占地面积小。

风光互补发电装置由太阳能发电单元24及风力发电装置22连接。

太阳能发电单元24采用的是太阳能电池板。

风力发电装置22采用的是风力发电风车，包括有垂直轴34，垂直轴34的上端通过旋转轴连接有发电机35，发电机35相对的两端分别设置有风车叶轮36、尾舵37，发电机35通过电源线与供电控制单元连接，电源线设置于垂直轴34内。

供电控制单元，由通过导线连接的机组电源控制器28及储电控制单元23组成；储电控制单元23由通过导线依次连接的逆变器27，、蓄电池组26及风光互补控制器25组成；逆变器27通过导线与机组电源控制器28连接，机组电源控制器28分别与循环水泵a6、循环水泵b9、送风机21、二次风机11相连；蓄电池组26由多个依次串联的蓄电池组成；风光互补控制器25分别通过导线与太阳能发电单元24、风力发电装置22连接。

机组电源控制器28旁边设置辅助电源，当气象条件不足时可以开启辅助电源供电。

将室外的风能和太阳能分别通过风力发电装置22与太阳能发电单元24通过导线并联起来，形成电流后进入风光互补控制器25、接着进入蓄电池组26，再通过逆变器27将电流转换为能够满足复合式蒸发冷却空调机组内耗电设备使用的交流电，然后与机组电源控制器28相连接。

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统在夏季的工作流程具体如下：

(1)风系统包括送风系统和二次风系统，分别如下：

送风系统：

在炎热的夏季，燃气热交换器14停止工作；室外空气由进风口1进入复合式蒸发冷却空调机组内，先经初效过滤器2过滤后，进入立管式间接蒸发冷却器内进行等湿降温处理，再进入填料式直接蒸发冷却器内经循环水等焓降温后，流经停止工作的燃气热交换器14，在送风机20的作用下，由送风口21送入室内。

二次风系统：

二次空气由二次风进口4进入复合式蒸发冷却空调机组内，流经立管式间接蒸发冷却器的立式换热管组5内，与包覆在换热管管内壁上的水膜发生热湿交换，冷却换热管管外的一次空气，在二次风机11的作用下，经过挡水板12收集带水后排出。

(2)循环水系统包括有立管式间接蒸发冷却器内的循环水系统和填料式直接蒸发冷却器内的循环水系统，其工作过程分别如下：

立管式间接蒸发冷却器内的循环水系统：

循环水箱a3中的循环水在循环水泵a6的作用下，经供水管38输送至喷淋管40内，由喷淋管40上的喷嘴a10面向立式换热管组5喷淋，喷淋出的水先落在立式换热管组5上，并分别以水膜的形式包覆在换热管内、外，同时与自下而上的二次空气逆流接触发生热湿交换，并与换热管外的一次空气间接换热，最后在重力作用下落入循环水箱a3中，如此循环。

填料式直接蒸发冷却器内的循环水系统：

循环水箱b7中的循环水在循环水泵b9的作用下，经蓄水管39输送至布水管41内，经布水管41上的喷嘴b13喷出，循环水落在填料8上，在填料8的表面形成水膜后与流经的空气进行热湿交换，最后在重力的作用下流回循环水箱b7内。

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统在冬季的工作流程具体如下：

(1)风系统包括送风系统和二次风系统，分别如下：

送风系统：

室外空气由进风口1进入复合式蒸发冷却空调机组，经初效过滤器2过滤后，进入立管式间接蒸发冷却器内，与换热管内回风间接接触进行预热，随后流经燃气热交换器14加热，最后在送风机20的作用下，由送风口21送入室内。

室内回风系统：

冬季立管式间接蒸发冷却器内的循环水系统与填料式直接蒸发冷却器停止工作；

室内回风由二次风进口4进入复合式蒸发冷却空调机组，流经立管式间接蒸发冷却器中多根换热管内侧，与换热管外的一次空气间接换热，预热一次空气，最后在二次风机11的作用下，由排风口排出。

(2)燃气制热系统

燃气由燃气进口16进入燃气输送管继而进入燃气燃烧器15；助燃空气由助燃空气进口17进入助燃空气输送管31继而进入燃气热回收器19，经预热后，由燃气管29送入燃气燃烧器15；

在燃气燃烧器15中，助燃空气与燃气以一定比例混合后燃烧，产生的高温烟气经燃气热交换管33进入燃气热交换器14，对空调送风进行加热，放热后的烟气进入烟气热回收器19进行余热回收，对助燃空气进行预热，最后由排烟管32上的排烟口18排至室外。

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统内供电系统的工作流程为：

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统内的电能是由风能和太阳能提供的，利用风光互补发电装置内的太阳能发电单元24及风力发电装置22将室外的太阳能和风能加以利用，通过供电控制单元的辅助可以提供给复合式蒸发冷却空调机组电力供给。

本实用新型采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，在夏季能够对空气进行预冷，在冬季能够对室内排风进行热回收，实现了冬夏两用；由于内部采用的是立管式间接蒸发冷却器，能有效减小占地面积且不易堵塞换热管；采用的填料式直接蒸发冷却器，其内的填料没有采用常规设置而是呈平行四边形状，即进风侧倾斜形成斜面，增加了空气与填料的接触面积与接触时间，提高了换热效率，且有效阻挡了水滴的飞溅；采用燃气单元对空气加热，燃气燃烧充分，卫生又环保；整个系统内的供电是通过太阳能发电单元24及风力发电装置22结合太阳能和风能驱动，具有可再生、节能及环保的特点。

Claims (10)

1.采用风光互补发电与燃气加热的蒸发冷却空调系统，其特征在于，包括有复合式蒸发冷却空调机组，所述复合式蒸发冷却空调机组分别与燃气单元、供电控制单元连接，所述供电控制单元与风光互补发电装置连接。

2.根据权利要求1所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述复合式蒸发冷却空调机组，包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口(1)、送风口(21)，所述机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有初效过滤器(2)、立管式间接蒸发冷却器、填料式直接蒸发冷却器、燃气热交换器(14)及送风机(20)；

所述燃气热交换器(14)与燃气单元连接；

所述立管式间接蒸发冷却器上方对应的机组壳体顶壁上设置有排风口。

3.根据权利要求1或2所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述燃气单元，包括有通过燃气管(29)连接的燃气燃烧器(15)和烟气热回收器(19)；

所述燃气燃烧器(15)上还连接有燃气输送管(30)，所述燃气输送管(30)上设置有燃气进口(16)；

所述烟气热回收器(19)分别连接有助燃空气输送管(31)、排烟管(32)，所述助燃空气输送管(31)上设置有助燃空气进口(17)，所述排烟管(32)上设置有排烟口(18)；

所述烟气热回收器(19)还通过燃气热交换管(33)与燃气热交 换器(14)的一端口连接，燃气热交换器(14)的另一端口与燃气燃烧器(15)连接。

4.根据权利要求2所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述立管式间接蒸发冷却器，包括有立式换热管组(5)，所述立式换热管组(5)由多根竖直设置的换热管组成；

所述立式换热管组(5)的上方依次设置有喷淋装置、挡水板(12)及二次风机(11)，喷淋装置由喷淋管(40)和均匀设置于喷淋管(40)上多个面向立式换热管组(5)喷淋的喷嘴a(10)组成；

所述立式换热管组的下方设置有循环水箱a(3)，循环水箱a(3)通过供水管与喷淋管连接，所述供水管(38)上设置有循环水泵a(6)；

所述立式换热管组(5)与循环水箱a(3)之间形成二次风流道，所述二次风流道对应的机组壳体侧壁上设置有二次风进口(4)。

5.根据权利要求2所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述填料式直接蒸发冷却器，包括有填料(8)，所述填料(8)呈平行四边形状，所述填料(8)的上方设置有布水器，所述布水器由布水管(41)及均匀设置于布水管(41)上多个向填料(8)喷淋的喷嘴b(13)组成；

所述填料(8)的下方设置有循环水箱b(7)，所述循环水箱b(7)通过蓄水管(39)与布水管(41)连接，所述蓄水管(39)上设置有循环水泵b(9)。

6.根据权利要求1所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述风光互补发电装置由太阳能发电单元(24)及风力发电装置(22)组 成；

所述供电控制单元，由通过导线连接的机组电源控制器(28)及储电控制单元(23)组成；所述储电控制单元(23)由通过导线依次连接的逆变器(27)、蓄电池组(26)及风光互补控制器(25)组成。

7.根据权利要求6所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述逆变器(27)通过导线与机组电源控制器(28)连接；

所述机组电源控制器(28)分别通过导线与循环水泵a(6)、循环水泵b(9)、送风机(20)及二次风机(11)相连；

所述风光互补控制器(25)分别通过导线与太阳能发电单元(24)、风力发电单元连接(22)。

8.根据权利要求6或7所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述太阳能发电单元(24)采用的是太阳能电池板。

9.根据权利要求6或7所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述风力发电装置(22)采用的是风力发电风车。

10.根据权利要求6或7所述的蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述机组电源控制器(28)旁边设置辅助电源。