CN206522888U - 四元集成组合式冷、热空调系统 - Google Patents

四元集成组合式冷、热空调系统 Download PDF

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潘亚平
李卓华
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Abstract

本实用新型公开了一种四元集成组合式冷、热空调系统,包括土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构、光伏能供热机构和热泵机构,所述土壤源拟态换热机构包括埋设于室外地下的换热装置和位于室内地下的风路通道,所述换热装置的进气端与室外大气连通,换热装置的出气端与风路通道连通,所述风路通道的出风口均匀分布在室内地面各处,所述水雾冷却机构包括空气压缩机、储气罐、储水罐和雾化混合喷头,所述空气压缩机的输出端与储气罐的输入端连通,所述储气罐的输出端和储水罐的输出端均与雾化混合喷头连通,所述雾化混合喷头位于室内的上部。

Description

四元集成组合式冷、热空调系统
技术领域
本实用新型涉及空调设备技术领域,特别是一种四元集成组合式冷、热空调系统。
背景技术
常规集中式制冷技术都是采用电制冷技术(模块组合机组、大型离心机组)、化学制冷技术(如溴化锂溶液机组)等大型设备对大空间实现制冷降温。电制冷技术机组,随着生产技术的提高,能效比可达到3.0~3.5。随着生活水来的提高,人们对电力的需求也越来越多,国家的电力建设是有限的,所以一到热天,很多的地方就会出现限电停电状况,电力建设也是需要资源的。化学制冷技术(如溴化锂溶液机组)耗电量是小,但需要热能(如燃油、燃气等不可再生能源)来驱动,产生的能效比小于2,是很耗能的。随着中国燃油、燃气等不可再生能源消耗的加剧,国家政府对能源利用的宏观调控,此类机组在市场已越来越少。因此,在一些工业用、商用场所采用以上两类集中式制冷技术所消耗的电能或不可再生能源是巨大的,即产生的运行费用也是非常高的。众所周知,制冷在工业用、商用、民用场所等各个领域使用的相当广泛。制冷空调行业已成为人们生活、工作的必需品,但对电能的消耗也是巨大的,国家在电能的建设上已跟不上人们对电能消耗的需求,而利用不可再生能源会对自然环境产生极大的破坏,运行成本是非常高的。因此国家极力鼓励对新能源的开发与利用。
传统电空调装置利用系统内工质(冷媒)的热物理性,通过工质的物态变化,利用换热器(蒸发器)从空气中吸取热能使空气降温,并利用换热器(冷凝器)在空气中释放热能使空气升温。在此过程中机组消耗电能,使工质的吸热、放热过程周而复始地不断进行(也即是制冷循环或称卡诺循环),空气中的冷量就源源不断地传递出来并利用这些冷量使周围环境空气温度不断降低,由于机组每消耗一份电能,就能促进工质传递2~4份冷量。当然空气中热量也是源源不断地传递出来并利用这些热量使周围环境空气温度不断升高(称之为制热或逆卡诺循环),由于机组每消耗一份电能,就能促进工质传递2~6份热量。
传统化学制冷装置利用化学浓溶液(如溴化锂溶液)吸收水份,水份在高真空状态下蒸发吸热使载冷剂变冷,化学稀溶液被加热蒸发出所含水份变成浓溶液,高温水份被冷却降温,再被化学浓溶液吸收,这样不断循环,达到连续制冷的目的。载冷剂与空气接触,空气不断被制冷降温,从面达到空气冷却的目的。化学制冷装置的能效比一般都不超过2.0。消耗不可再生能源产生热量驱动装置运行,对能源是极大的浪费。国家已对不可再生能源消耗开始进行严格的控制。
半导体制冷装置尺寸小,重量轻,适合小容量、小尺寸的特殊的制冷环境。在大制冷量的情况下,半导体制冷器的制冷效率比机械压缩式冷冻机低。因此,半导体制冷器只能用作小功率制冷器。电偶堆元件采用高纯稀有材料,再加上工艺条件尚未十分成熟,导致元件成本比较高,目前还不能在普通制冷领域广泛使用。
实用新型内容
本实用新型提供一种包括土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构、光伏能供热机构和热泵机构四元集成的组合式制冷空调系统,其具有10以上的能效比,对于能源利用效率远胜于传统空调。
四元集成组合式冷、热空调系统,包括土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构、光伏能供热机构和热泵机构,所述土壤源拟态换热机构包括埋设于室外地下的换热装置和位于室内地下的风路通道,所述换热装置的进气端与室外大气连通,换热装置的出气端与风路通道连通,所述风路通道的出风口均匀分布在室内地面各处,所述水雾冷却机构包括空气压缩机、储气罐、储水罐和雾化混合喷头,所述空气压缩机的输出端与储气罐的输入端连通,所述储气罐的输出端和储水罐的输出端均与雾化混合喷头连通,所述雾化混合喷头位于室内的上部,所述光伏能供热机构包括光伏能吸收板、电热装置、储热能罐和散热器,所述光伏能吸收板安装于室外,通过电线与电热装置连接,所述电热装置位于储热能罐内,所述储热能罐通过管道与散热器连通,所述热泵机构包括空气能热泵、储冷能罐和制冷换热器,所述储冷能罐和储热能罐分别与空气能热泵管道连通,所述制冷换热器通过管道与储冷能罐连通。
本实用新型还包括中央控制模块和温度湿度检测器,所述温度湿度检测器均匀分布在室内各处,所述水雾冷却机构和温度湿度检测器均与中央控制模块电信号连接。进一步,本实用新型还包括室内空气对流机构,所述室内空气对流机构包括抽风管道和抽风机,所述抽风管道的输入端位于温度湿度检测器旁,所述抽风管道的与抽风机连通。
本实用新型所述土壤源拟态换热机构还包括位于换热装置两端的过滤器。
本实用新型所述土壤源拟态换热机构还包括换热装置排水机组,所述换热装置排水机组包括集水槽、液位浮球、潜水泵和排水口,所述集水槽位于换热装置底部的四周且与换热装置连通,所述液位浮球和潜水泵设置于集水槽内,所述液位浮球与潜水泵的开关连接,所述排水口通过管道与潜水泵的输出端连通。
本实用新型所述散热器安装于风路通道内。
本实用新型所述制冷换热器安装于风路通道内。
本实用新型所述空气能热泵的电源由外设的供电电源或光伏能吸收板提供。
本实用新型公开的四元集成组合式冷、热空调系统包含有土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构和光伏能供热机构,达成制冷、制热目的同时,耗电量非常小,只需运行抽风机、空气压缩机、潜水泵即可。制冷量(制热量)与耗电量之比(能效比)非常明显,初步测算能效比≥10,远大于目前市面上的电空调平均能效比3.5。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1是本实用新型所述四元集成组合式冷、热空调系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本实用新型的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本实用新型保护的范围。另外,文中所提到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
如图1所示,四元集成组合式冷、热空调系统,包括土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构、光伏能供热机构和热泵机构,所述土壤源拟态换热机构包括埋设于室外地下的换热装置1和位于室内地下的风路通道2,所述换热装置1的进气端与室外大气连通,换热装置1的出气端与风路通道2连通,所述风路通道2的出风口21均匀分布在室内地面各处,所述水雾冷却机构包括空气压缩机3、储气罐4、储水罐5和雾化混合喷头6,所述空气压缩机3的输出端与储气罐4的输入端连通,所述储气罐4的输出端和储水罐5的输出端均与雾化混合喷头6连通,所述雾化混合喷头6位于室内的上部,所述光伏能供热机构包括光伏能吸收板15、电热装置、储热能罐16和散热器17,所述光伏能吸收板15安装于室外,通过电线与电热装置连接,所述电热装置位于储热能罐16内,所述储热能罐16通过管道与散热器17连通,所述热泵机构包括空气能热泵18、储冷能罐19和制冷换热器20,所述储冷能罐19和储热能罐16分别与空气能热泵18管道连通,所述制冷换热器20通过管道与储冷能罐19连通。还包括中央控制模块和温度湿度检测器,所述温度湿度检测器均匀分布在室内各处,所述水雾冷却机构和温度湿度检测器均与中央控制模块电信号连接。还包括室内空气对流机构,所述室内空气对流机构包括抽风管道和抽风机9,所述抽风管道的输入端位于温度湿度检测器旁,所述抽风管道的与抽风机9连通。所述土壤源拟态换热机构还包括位于换热装置1两端的过滤器10。过滤器10使得经过换热装置1换热的室外空气更为洁净,避免粉尘带入室内。所述土壤源拟态换热机构还包括换热装置排水机组,所述换热装置排水机组包括集水槽11、液位浮球12、潜水泵13和排水口14,所述集水槽11位于换热装置1底部的四周且与换热装置1连通,所述液位浮球12和潜水泵13设置于集水槽11内,所述液位浮球12与潜水泵13的开关连接,所述排水口14通过管道与潜水泵13的输出端连通。所述散热器17安装于风路通道2内。所述制冷换热器20安装于风路通道2内。所述空气能热泵18的电源由外设的供电电源或光伏能吸收板15提供。
当需要启用制冷功能时,室外高温新鲜空气通过土壤源拟态换热机构与土壤进行换热降温后,被抽入室内,对室内空气进行初步降温并更换室内空气。水雾冷却机构运行后不断有喷出来的水雾吸收室内空气热量蒸发,使室内空气连续降温,从而实现对室内空气的进一步降温。在以上制冷系统的基础上,需要实现大温差制冷,利用热泵机构对空气进一步降温,从而实现大温差降温。
当需要启用制热功能时,运行抽风机9,将室内空气抽出室外,室外低温新鲜空气通过土壤源拟态换热机构与土壤进行换热升温后,被抽入室内,对室内进行初步升温并更换室内空气;运行光伏能供热机构,使得位于风路通道2内的散热器17发热。经土壤源拟态换热机构加热后的空气再与散热器17换热,进一步提升温度,使室内空气连续升温。室外空气通过与土壤源拟态换热机构换热升温、再通过光伏能供热机构进一步加热升温,室内空气对流机构维持恒温,从而实现达到室内空气要求的升温并保持相对恒温及空气新鲜。在以上光伏能供热机构供暖的基础上,在大雾天气、阴天等阳光不足的天气,光伏能出现不足,此时需要热泵机构制热来弥补制热不足,从而达到全天候供热。
以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:包括土壤源拟态换热机构、水雾冷却机构、光伏能供热机构和热泵机构,所述土壤源拟态换热机构包括埋设于室外地下的换热装置(1)和位于室内地下的风路通道(2),所述换热装置(1)的进气端与室外大气连通,换热装置(1)的出气端与风路通道(2)连通,所述风路通道(2)的出风口(21)均匀分布在室内地面各处,所述水雾冷却机构包括空气压缩机(3)、储气罐(4)、储水罐(5)和雾化混合喷头(6),所述空气压缩机(3)的输出端与储气罐(4)的输入端连通,所述储气罐(4)的输出端和储水罐(5)的输出端均与雾化混合喷头(6)连通,所述雾化混合喷头(6)位于室内的上部,所述光伏能供热机构包括光伏能吸收板(15)、电热装置、储热能罐(16)和散热器(17),所述光伏能吸收板(15)安装于室外,通过电线与电热装置连接,所述电热装置位于储热能罐(16)内,所述储热能罐(16)通过管道与散热器(17)连通,所述热泵机构包括空气能热泵(18)、储冷能罐(19)和制冷换热器(20),所述储冷能罐(19)和储热能罐(16)分别与空气能热泵(18)管道连通,所述制冷换热器(20)通过管道与储冷能罐(19)连通。
2.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:还包括中央控制模块和温度湿度检测器,所述温度湿度检测器均匀分布在室内各处,所述水雾冷却机构和温度湿度检测器均与中央控制模块电信号连接。
3.根据权利要求2所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:还包括室内空气对流机构,所述室内空气对流机构包括抽风管道和抽风机(9),所述抽风管道的输入端位于温度湿度检测器旁,所述抽风管道的与抽风机(9)连通。
4.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:所述土壤源拟态换热机构还包括位于换热装置(1)两端的过滤器(10)。
5.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:所述土壤源拟态换热机构还包括换热装置排水机组,所述换热装置排水机组包括集水槽(11)、液位浮球(12)、潜水泵(13)和排水口(14),所述集水槽(11)位于换热装置(1)底部的四周且与换热装置(1)连通,所述液位浮球(12)和潜水泵(13)设置于集水槽(11)内,所述液位浮球(12)与潜水泵(13)的开关连接,所述排水口(14)通过管道与潜水泵(13)的输出端连通。
6.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:所述散热器(17)安装于风路通道(2)内。
7.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:所述空气能热泵(18)的电源由外设的供电电源或光伏能吸收板(15)提供。
8.根据权利要求1所述的四元集成组合式冷、热空调系统,其特征在于:所述制冷换热器(20)安装于风路通道(2)内。
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