CN204963049U - 单体建筑用蒸发冷却空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统，包括有设置于建筑物屋顶上的蒸发冷却装置和太阳能光伏板、设置于建筑物窗框内的太阳能百叶窗以及设置于建筑物外墙上的排风口；蒸发冷却装置分别通过导线与太阳能光伏板、太阳能百叶窗连接；蒸发冷却装置还与模块化水幕外墙系统连接。本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统在停止运行后，不会增加室内的热负荷，且耗电量低、占地面积小。

Description

单体建筑用蒸发冷却空调系统

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，具体涉及一种单体建筑用蒸发冷却空调系统。

背景技术

近年来，由于受到温室效应的影响，全球极端天气增多，特别是在夏季，高温天气时常存在，处于高温天气下常常令人们感觉酷暑难当，这就使空调系统成为人们夏日生活中必不可少的重要物品。

在炎热的夏季，当一直运行着的空调系统突然停止运行后，由于室外温度依旧很高，热量会通过围护结构传入室内，增加室内的热负荷，这就使得空调系统需要长时间连续运行，这样会导致另一个严重的问题—耗电量增加，制冷成本增大。

另外，就目前来说，大多数的建筑物内使用的空调系统都是分体式且占地面积比较大，并没有与建筑物良好的结合，这就导致建筑物用空调系统在安装使用时会占用较大的建筑空间，使建筑物的有效建筑面积减少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单体建筑用蒸发冷却空调系统，该空调系统在停止运行后，不会增加室内的热负荷，且耗电量低、占底面积小。

本实用新型所采用的技术方案是，单体建筑用蒸发冷却空调系统，包括有设置于建筑物屋顶上的蒸发冷却装置和太阳能光伏板、设置于建筑物窗框内的太阳能百叶窗以及设置于建筑物外墙上的排风口；蒸发冷却装置分别通过导线与太阳能光伏板、太阳能百叶窗连接；蒸发冷却装置还与模块化水幕外墙系统连接；

蒸发冷却装置，包括有装置壳体，装置壳体相对的两侧壁上各设置一个新风进风口，装置壳体另外两个相对的侧壁上分别设置有二次进风口、送风口；装置壳体内设置有间接-直接复合式蒸发冷却单元，间接-直接复合式蒸发冷却单元通过水管组与模块化水幕外墙系统连接；间接-直接复合式蒸发冷却单元上方设置有直流风机b，直流风机b对应的装置壳体顶壁上设置有二次排风口，间接-直接复合式蒸发冷却单元与送风口之间设置有直流风机a，送风口通过送风通道与建筑物内设置的送风单元连接；

模块化水幕外墙系统由通过水管网连接的模块化水幕外墙、蓄冷水箱及热交换器组成。

本实用新型的特点还在于：

二次排风口至少设置一个；二次排风口能面向太阳能光伏板送风；直流风机b的两侧分别设置有多个导流板；送风单元采用送风孔板。

送风孔板由支撑板和多个均匀设置于支撑板上的送风孔组成，支撑板固定于建筑物内靠近屋顶处，通过送风孔能向建筑物内送风。

间接-直接复合式蒸发冷却单元，包括有两个填料，两个填料分别靠近两个新风进风口设置，两个填料之间设置有板翅式换热器；两个填料的上方设置有布水管a，布水管a通过进水管与模块化水幕外墙系统连接，布水管a上设置有两组喷淋单元，两组喷淋单元分别面向两个填料喷淋，每组喷淋单元均由多个喷嘴a组成；板翅式换热器的上方设置有布水管b，布水管b上均匀设置有多个面向板翅式换热器喷淋的喷嘴b，布水管b与布水管a连接，布水管b有第七阀门；两个填料和板翅式换热器的下方设置有集水箱，集水箱通过出水管与模块化水幕外墙系统连接；集水箱底部设置有电加热膜。

模块化水幕外墙、蓄冷水箱及热交换器之间的水管网结构如下：

模块化水幕外墙的出水口连接有第一水管，第一水管通过第二水管与蓄冷水箱连接，第一水管、第二水管均与进水管连接，第一水管还通过第三水管与热交换器连接，热交换器通过第四水管与蓄冷水箱连接，蓄冷水箱通过第六水管与模块化水幕外墙的进水口连接，蓄冷水箱还与出水管连接。

模块化水幕外墙设置于建筑物外墙的外侧；模块化水幕外墙由通过水管依次连接的多块水幕外墙组成。

水幕外墙，包括有主墙体，主墙体由两层玻璃层构成，主墙体外壁上分别设置有进水口、出水口；两层玻璃层之间形成夹水层，夹水层内设置有引流单元。

引流单元主要由多块引流板构成，多块引流板自下而上呈往复折叠式依次连接，每块引流板末端均设置有漏水孔眼。

第一水管上设置有第一阀门；

第二水管上设置有温度控制器b和第二阀门；

第三水管上设置有温度控制器a和第三阀门；

第四水管上设置有第四阀门；

第六水管外接有第五水管，第五水管上设置有第五阀门，第六水管上设置有第六阀门和直流水泵a；

进水管上设置有进水阀和直流水泵b；

出水管上设置有直流水泵c和出水阀。

蓄冷水箱埋设于地下，且蓄冷水箱外部设有保温层，热交换器设置于建筑物内，用于制备热水。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统采用与建筑结构结合成一体化的设计理念，具有结构紧凑及有效利用建筑物面积的特点；此外，本实用新型的一体化蒸发冷却空调系统可通过控制阀门及温度控制器等辅助设备实现多种工况下的不同送风方式及蓄冷、蓄热形式的自动化控制，更加高效、智能。

2)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统，采用模块化水幕外墙系统不仅能进行蓄冷，还能提高保温隔热效果；在白天，水幕外墙所蓄存的热量可以用来加热生活热水，通过对热量进行回收，更加节能、经济。

3)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统，在建筑物的屋顶上设置太阳能光伏板，太阳能光伏板吸收太阳能后可用于发电供给耗电设备使用，有效的利用了太阳能，实现真正意义上的近零能耗；此外还在建筑物的窗框内安装的不是普通的窗户，而是太阳能百叶窗，不仅可遮阳，还可调节太阳能光伏板的方向，能更好的接收太阳光的辐射，既实用又节能。

4)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统内采用特殊的送风方式，通过在建筑物顶棚上设置送风孔板来实现送风，不仅送风均匀，还可防止灰尘飞扬，能满足较高的洁净要求；由于送风孔板与建筑物顶棚采用一体化设计，具有结构紧凑及外形美观的优点。

5)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统中，由蒸发冷却装置处理后的二次风流过太阳能光伏板表面，可以冷却太阳能光伏板，不仅能提高太阳能光伏板的发电效率，而且实现了二次风的热回收，实现能量梯级利用。

6)本实用新型的单体建筑用蒸发冷却空调系统，基于节能、环保的蒸发冷却技术，为了实现冬季的使用，对蒸发冷却装置内的集水箱进行了特殊的处理，在集水箱外部设置电加热膜，冬季可辅助供热，最终实现了空调系统的冬夏两用。

附图说明

图1是本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统的结构示意图；

图2是本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统内蒸发冷却装置的结构示意图；

图3是本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统内蒸发冷却装置的俯视图；

图4是将本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统与建筑物结合后建筑物内气体流动状态示意图；

图5是本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统内蒸发冷却装置送风状态示意图；

图6是本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统内模块化水幕外墙系统的结构示意图。

图中，1.蒸发冷却装置，2.太阳能光伏板，3.新风进风口，4.二次进风口，5.门，6.排风口，7.太阳能百叶窗，8.二次排风口，9.导流板，10.喷嘴a，11.喷嘴b，12.布水管b，13.填料，14.集水箱，15.板翅式换热器，16.电加热膜，17.布水管a，18.直流风机b，19.送风口，20.直流风机a，21.送风孔，22.直流水泵a，23.直流水泵b，24.直流水泵c，25.水幕外墙，26.温度控制器a，27.温度控制器b，28.出水管，29.进水管，30.出水阀，31.进水阀，32.夹水层，33.建筑物外墙，34.引流板，A.蓄冷水箱，B热交换器，V1.第一阀门，V2.第二阀门，V3.第三阀门，V4.第四阀门，V5第五阀门，V6.第六阀门，V7.第七阀门，G1.第一水管，G2.第二水管，G3.第三水管，G4.第四水管，G5.第五水管，G6.第六水管。

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。

本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统，其结构如图1所示，包括有设置于建筑物屋顶上的蒸发冷却装置1和太阳能光伏板2、设置于建筑物窗框内的太阳能百叶窗7以及设置于建筑物外墙上的排风口6；蒸发冷却装置1分别通过导线与太阳能光伏板2、太阳能百叶窗7连接；蒸发冷却装置1还与模块化水幕外墙系统连接。

蒸发冷却装置1设置于建筑物屋顶上的小装饰屋内，其结构如图2及图3所示，可对蒸发冷却装置1起到保护的作用。

蒸发冷却装置1，包括有装置壳体，装置壳体相对的两侧壁上各设置一个新风进风口3，装置壳体另外两个相对的侧壁上分别设置有二次进风口4、送风口19；装置壳体内设置有间接-直接复合式蒸发冷却单元，间接-直接复合式蒸发冷却单元通过水管组与模块化水幕外墙系统连接；间接-直接复合式蒸发冷却单元上方设置有直流风机b18，直流风机b18对应的装置壳体顶壁上设置有二次排风口8，间接-直接复合式蒸发冷却单元与送风口19之间设置有直流风机a20，送风口19通过送风通道与建筑物内设置的送风单元连接。

二次排风口8可以根据需要设置多个；二次排风口8能面向太阳能光伏板2送风，用于降低太阳能光伏板2的温度。

直流风机b18的两侧分别设置有多个导流板9，用于使二次空气顺利通过二次排风口8排出。

送风单元采用送风孔板；如图4及5所示，送风孔板由支撑板和多个均匀设置于支撑板上的送风孔21组成，支撑板固定于建筑物内靠近屋顶处，通过送风孔21能向建筑物内送风。

间接-直接复合式蒸发冷却单元，如图2及图6所示，包括有两个填料13，两个填料13分别靠近两个新风进风口3设置，两个填料13之间设置有板翅式换热器15；两个填料13的上方设置有布水管a17，布水管a17通过进水管29与模块化水幕外墙系统连接，布水管a17上设置有两组喷淋单元，两组喷淋单元分别面向两个填料13喷淋，每组喷淋单元均由多个喷嘴a10组成；板翅式换热器15的上方设置有布水管b12，布水管b12上均匀设置有多个面向板翅式换热器15喷淋的喷嘴b11，布水管b12与布水管a17连接，布水管b12上设置有第七阀门V7；两个填料13和板翅式换热器15的下方设置有集水箱14，集水箱14通过出水管28与模块化水幕外墙系统连接；集水箱14底部设置有电加热膜16。

模块化水幕外墙系统，如图6所示，由通过水管网连接的模块化水幕外墙、蓄冷水箱A及热交换器B组成；模块化水幕外墙设置于建筑物外墙33的外侧，模块化水幕外墙由通过水管依次连接的多块水幕外墙25组成。

水幕外墙25，包括有主墙体，主墙体由双层玻璃层构成，主墙体外壁上分别设置有进水口、出水口(当使用多块水幕外墙的时候可以通过水管将一块水幕外墙的出水口和另一块水幕外墙的进水口连接)；双层玻璃层之间形成夹水层32，夹水层32内设置有引流单元；引流单元主要由多块引流板34构成，多块引流板34自下而上呈往复折叠式依次连接，每块引流板34末端均设置有漏水孔眼。

模块化水幕外墙系统的结构具体如下：

模块化水幕外墙的出水口连接有第一水管G1，第一水管G1通过第二水管G2与蓄冷水箱A连接，第一水管G1、第二水管G2均与进水管29连接，第一水管G1还通过第三水管G3与热交换器B连接，热交换器B通过第四水管G4与蓄冷水箱A连接，蓄冷水箱A通过第六水管G6与模块化水幕外墙的进水口连接，蓄冷水箱A还与出水管28连接。

第一水管G1上设置有第一阀门V1；第二水管G2上设置有温度控制器b27和第二阀门V2；第三水管G3上设置有温度控制器a26和第三阀门V3；第四水管G4上设置有第四阀门V4。

第六水管G6外接有第五水管G5；第五水管G5上设置有第五阀门V5；第六水管G6上设置有第六阀门V6和直流水泵a22。

进水管29上设置有进水阀31和直流水泵b23；出水管28上设置有直流水泵c24和出水阀30。

蓄冷水箱A埋设于地下，且蓄冷水箱A外部设有保温层，热交换器B设置于建筑物内，用于制备热水。

本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统的工作过程具体如下：

(1)蒸发冷却装置1的工作过程具体如下：

a.新风循环：

如图2及图3所示，随着直流风机a20的旋转，蒸发冷却装置1内部形成负压，室外空气经两个新风进风口3进入蒸发冷却装置1后，分别流经两个填料13处；与此同时，如图6所示，蓄冷水箱A中的水在直流水泵b23作用下经进水管29流入布水管a17内，由布水管a17上设置的两组喷淋单元分别将水喷淋至两个填料13上，在两个填料13表面都形成了一层水膜，室外空气与填料13表面的水膜进行热湿交换，完成等焓降温冷却；降温冷却后的室外空气再流经板翅式换热器15处等湿降温；如图4及图5所示，经过两次降温后的空气在直流风机a20作用下经送风口19和送风单元送入建筑物内，用于降温。

b.二次空气循环：

随着直流风机b18的旋转，板翅式换热器15处形成负压，室外空气通过二次进风口4进入后流经板翅式换热器15内；与此同时，布水管a17中的一部分水分流至布水管b12中，由布水管b12上的多个喷嘴b11将水喷淋到板翅式换热器15的表面，并在板翅式换热器15表面形成一层水膜，这时二次空气与水膜在板翅式换热器15表面进行热湿交换，使二次空气进行等焓降温冷却，降温后的二次空气在直流风机b18作用下经二次排风口8排到室外，流经建筑物屋顶上设置的太阳能光伏板2，完成对太阳能光伏板2的冷却降温。

(2)模块化水幕外墙系统：

向所有水幕外墙25的夹水层中蓄水，水沿着引流单元缓缓流下，先与周围环境进行充分的辐射换热后，再与蒸发冷却装置1、蓄冷水箱A、热交换器B进行换热后沿着第六水管G6返回所有水幕外墙25的夹水层内。

蒸发冷却装置1与模块化水幕外墙系统相互配合可以适用于不同的季节，具体如下：

(1)过渡季节：

夜间蓄冷：当第二水管G2上设置的温度控制器b27显示进入蓄冷水箱A中的冷水温度低于设定值时，需要关闭直流水泵b23、直流水泵c24、进水阀31、出水阀30、第三阀门V3、第四阀门V4，打开第一阀门V1、第二阀门V2及第六阀门V6，使经模块化水幕外墙蓄冷后的冷水直接经第一水管G1、第二水管G2进入蓄冷水箱A内；之后通过第六水管G6返回模块化水幕外墙内。

白天制冷：关闭第一阀门V1，打开进水阀31、出水阀30及第二阀门V2，使蓄冷水箱A中储存的冷水在直流水泵b23作用下经第二水管G2、进水管29进入蒸发冷却装置1内的集水箱14中，待蒸发冷却装置1完成制冷后，集水箱14中的水通过出水管28返回到蓄冷水箱A中；关闭第七阀门V7后，可以仅使用间接-直接复合式蒸发冷却单元内的直接蒸发冷却部件冷却新风。

白天蓄热：关闭第一阀门V1，打开第三阀门V3、第四阀门V4、第六阀门V6，使模块化水幕外墙蓄热后的热水经第一水管G1、第三水管G3进入热交换器B内，经换热后通过第四水管G4返回蓄冷水箱A中；当第三水管G3上设置的温度控制器a26显示蓄热水温低于设定值时，则开启电加热膜16。

(2)炎热季节：

夜间蓄冷：关闭第四阀门V4和第六阀门V6，当第二水管G2上设置的温度控制器b27显示进入蓄冷水箱A中的冷水温度高于设定值时，打开直流水泵b23、直流水泵c24、第一阀门V1、进水阀31、出水阀30、第二阀门V2、第六阀门V6，使经模块化水幕外墙蓄冷后的冷水一部分在直流水泵b23作用通过第一水管G1、进水管29流入蒸发冷却装置1内的集水箱14中，待蒸发冷却装置1运行后落回到集水箱14中的水在直流水泵c24的作用下，经出水管28返回蓄冷水箱A；另一部分水直接经第一水管G1、第二水管G2进入蓄冷水箱A内。

白天制冷：关闭第一阀门V1，打开进水阀31、出水阀30、第二阀门V2，使蓄冷水箱A中储存的冷水在直流水泵b23的作用下经第二水管G2、进水管29进入蒸发冷却装置1内的集水箱14中，待蒸发冷却装置1完成制冷后，集水箱14中剩余的水在直流水泵c24作用下通过出水管28返回到蓄冷水箱A中；打开第七阀门V7，使用间接-直接复合式蒸发冷却单元向室内送入更低温的新风，储存更低温的冷水。

本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统针对现有建筑物空调系统存在的能耗较大、运行费用高及占用建筑面积较多的不足加以改进。本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统利用模块化水幕外墙系统减少了室外气候环境对室内负荷的影响，能在夜间进行蓄冷承担白天的空调冷负荷，节省了能耗，具有节能的优势，解决了现有建筑物用空调系统用电量较大，电费较高的问题；此外，本实用新型单体建筑用蒸发冷却空调系统与建筑结构良好的结合，可有效利用建筑空间。本实用新型的一体化蒸发冷却空调系统具有节能、经济、环保的建筑理念。

Claims (10)

1.单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，包括有设置于建筑物屋顶上的蒸发冷却装置(1)和太阳能光伏板(2)、设置于建筑物窗框内的太阳能百叶窗(7)以及设置于建筑物外墙上的排风口(6)；所述蒸发冷却装置(1)分别通过导线与太阳能光伏板(2)、太阳能百叶窗(7)连接；所述蒸发冷却装置(1)还与模块化水幕外墙系统连接；

所述蒸发冷却装置(1)，包括有装置壳体，所述装置壳体相对的两侧壁上各设置一个新风进风口(3)，所述装置壳体另外两个相对的侧壁上分别设置有二次进风口(4)、送风口(19)；所述装置壳体内设置有间接-直接复合式蒸发冷却单元，所述间接-直接复合式蒸发冷却单元通过水管组与模块化水幕外墙系统连接；所述间接-直接复合式蒸发冷却单元上方设置有直流风机b(18)，所述直流风机b(18)对应的装置壳体顶壁上设置有二次排风口(8)，所述间接-直接复合式蒸发冷却单元与送风口(19)之间设置有直流风机a(20)，所述送风口(19)通过送风通道与建筑物内设置的送风单元连接；

所述模块化水幕外墙系统由通过水管网连接的模块化水幕外墙(25)、蓄冷水箱(A)及热交换器(B)组成。

2.根据权利要求1所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述二次排风口(8)至少设置一个；所述二次排风口(8)能面向太阳能光伏板(2)送风；

所述直流风机b(18)的两侧分别设置有多个导流板(9)；

所述送风单元采用送风孔板。

3.根据权利要求2所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述送风孔板由支撑板和多个均匀设置于支撑板上的送风孔(21)组成，所述支撑板固定于建筑物内靠近屋顶处，通过送风孔(21)能向建筑物内送风。

4.根据权利要求1所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述间接-直接复合式蒸发冷却单元，包括有两个填料(13)，所述两个填料(13)分别靠近两个新风进风口(3)设置，两个填料(13)之间设置有板翅式换热器(15)；

所述两个填料(13)的上方设置有布水管a(17)，所述布水管a(17)通过进水管(29)与模块化水幕外墙系统连接，所述布水管a(17)上设置有两组喷淋单元，两组喷淋单元分别面向两个填料(13)喷淋，每组喷淋单元均由多个喷嘴a(10)组成；

所述板翅式换热器(15)的上方设置有布水管b(12)，所述布水管b(12)上均匀设置有多个面向板翅式换热器(15)喷淋的喷嘴b(11)，所述布水管b(12)与布水管a(17)连接；所述布水管b(12)上设置有第七阀门(V7)；

所述两个填料(13)和板翅式换热器(15)的下方设置有集水箱(14)，所述集水箱(14)通过出水管(28)与模块化水幕外墙系统连接，所述集水箱(14)底部设置有电加热膜(16)。

5.根据权利要求1或4所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述模块化水幕外墙、蓄冷水箱(A)及热交换器(B)之间的水管网结构如下：

所述模块化水幕外墙的出水口连接有第一水管(G1)，所述第一水管(G1)通过第二水管(G2)与蓄冷水箱(A)连接，所述第一水管(G1)、第二水管(G2)均与进水管(29)连接，所述第一水管(G1)还通过第三水管(G3)与热交换器(B)连接，所述热交换器(B)通过第四水管(G4)与蓄冷水箱(A)连接，所述蓄冷水箱(A)通过第六水管(G6)与模块化水幕外墙的进水口连接，所述蓄冷水箱(A)还与出水管(28)连接。

6.根据权利要求5所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述模块化水幕外墙设置于建筑物外墙(33)的外侧；

所述模块化水幕外墙由通过水管依次连接的多块水幕外墙(25)组成。

7.根据权利要求6所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述水幕外墙(25)，包括有主墙体，主墙体由两层玻璃层构成，主墙体外壁上分别设置有进水口、出水口；两层玻璃层之间形成夹水层(32)，所述夹水层(32)内设置有引流单元。

8.根据权利要求7所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述引流单元主要由多块引流板(34)构成，多块引流板(34)自下而上呈往复折叠式依次连接，每块引流板(34)末端均设置有漏水孔眼。

9.根据权利要求5所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述第一水管(G1)上设置有第一阀门(V1)；

所述第二水管(G2)上设置有温度控制器b(27)和第二阀门(V2)；

所述第三水管(G3)上设置有温度控制器a(26)和第三阀门(V3)；

所述第四水管(G4)上设置有第四阀门(V4)；

所述第六水管(G6)外接有第五水管(G5)，所述第五水管(G5)上设置有第五阀门(V5)，所述第六水管(G6)上设置有第六阀门(V6)和直流水泵a(22)；

所述进水管(29)上设置有进水阀(31)和直流水泵b(23)；

所述出水管(28)上设置有直流水泵c(24)和出水阀(30)。

10.根据权利要求5所述的单体建筑用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述蓄冷水箱(A)埋设于地下，且蓄冷水箱(A)外部设有保温层，所述热交换器(B)设置于建筑物内，用于制备热水。