CN206771597U - 适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统 - Google Patents

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郭志成
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Abstract

本实用新型公开的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，包括地道，地道两端分别设置有进风口和出风口，出风口接通位于地道上部的热回收型蒸发冷却单元，热回收型蒸发冷却单元一侧还与排风竖井连接，热回收型蒸发冷却单元另一侧与位于房间内的置换通风器接通，房间内还设置有回风管与热回收型蒸发冷却单元接通。本实用新型复合空调系统使用地道对新风预冷和预热，承担了部分冷热负荷；使用热回收型蒸发冷却单元将回风加湿降温处理后再与新风热交换，提高回风能量的利用率；采用置换通风方式的气流组织形式，将地道通风技术、蒸发冷却技术和热回收技术与被动式建筑的特点结合，节能效果显著，具有广阔的应用前景。

Description

适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统
技术领域
本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统。
背景技术
被动式建筑具有很好的自身保温隔热性能和气密性，冷热负荷指标一般为10W/m2，利用自然冷热源和合理的气流组织就能满足其空调需求，无需采用能耗较高的空调。地道通风是利用地道夏季对空气预冷、冬季对空气预热的通风节能措施，同时室外蕴含丰富的干空气能，可将其直接引入室内承担室内湿负荷，也可利用直接蒸发冷却技术实现加湿降温处理后引入室内承担室内冷负荷，能有效回收排风中的能量，避免能量的浪费。
众所周知，置换通风要求降低送风温差，控制工作区内的风速，其排风温度高于工作区温度，具有一定节能效果，同时有利于改善工作区的空气品质，而现有空调系统能量消耗较大，适用范围较窄，在使用过程中存在一定的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，解决了现有空调系统能源浪费较大、适用范围较窄的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，包括地道，地道两端分别设置有进风口和出风口，出风口接通位于地道上部的热回收型蒸发冷却单元，热回收型蒸发冷却单元一侧还与排风竖井连接，热回收型蒸发冷却单元另一侧与位于房间内的置换通风器接通，房间内还设置有回风管与热回收型蒸发冷却单元接通。
本实用新型的特征还在于，
回风管上均匀分布有若干回风口b。
热回收型蒸发冷却单元包括壳体，壳体内从上到下依次分为第一工作区、热回收器和第二工作区，以热回收器为节点，第一工作区和第二工作区内分布有反向叉流式的排风通道和送风通道。
热回收器为板翅式热回收器。
送风通道按照空气流动方向依次包括新风口、新风过滤器、热回收器、送风侧直接蒸发冷却器、二次处理单元、送风机和送风口；
新风口和新风过滤器均位于第一工作区，新风口还与出风口接通；
送风侧直接蒸发冷却器、二次处理单元、送风机和送风口均位于第二工作区，送风口还与置换通风器接通。
二次处理单元具体为表冷器或者热水加热器中任意一种。
送风口内设置有送风阀，新风口内设置有新风阀。
排风通道按照空气流动方向依次包括有回风口a、回风过滤器、回风侧直接蒸发冷却器、热回收器、排风机和排风口；
回风口a、回风过滤器和回风侧直接蒸发冷却器均位于第一工作区，回风口a与回风管相接通；
排风机和排风口均位于第二工作区，排风口与排风竖井相接通。
排风口内设置有排风阀，回风口a内设置有回风阀。
本实用新型复合空调系统的有益效果是：
a)本实用新型复合空调系统，结合被动式建筑自身保温隔热性能和气密性，将直接蒸发冷却技术、地道通风技术与热回收技术相结合，采用置换通风方式的气流组织形式，以少量的能耗承担被动式建筑的冷热负荷；
b)本实用新型复合空调系统将经过地道2预冷或预热后的新风通过板翅式的热回收器7回收回风中的冷量或热量，当处于夏季回收冷量时，室内排风先经过加湿降温处理，增加回风中能量的可利用率，减少了系统的初投资及运行费用；
c)本实用新型复合空调系统通过使用表冷器/热水加热器，表冷器/热水加热器只需要通入冷水/热水，可与不同的热源系统相匹配例如，地热能、太阳能及空气能等，拓宽了应用范围，并且可以实现能源互补；
d)本实用新型复合空调系统采用置换通风方式的气流组织形式，相比传统的混合通风方式的气流组织形式，其以低速在房间下部送风，气流在地板上形成类似空气湖的层流状活塞流的状态缓慢向上移动，向上的热气流将污染物和大部分冷负荷带到紊流区排走，使室内工作区得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率。
附图说明
图1是本实用新型适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统的结构示意图。
图中，1.进风口，2.地道，3.出风口，4.新风阀，5.新风口，6.新风过滤器，7.热回收器，8.送风侧直接蒸发冷却器，9.二次处理单元，10.送风机，11.送风阀，12.送风口，13.回风阀，14.回风口a，15.回风过滤器，16.回风侧直接蒸发冷却器，17.排风机，18.排风口，19.排风阀，20.壳体，21.送风通道，22.排风通道，23.排风竖井，24.置换通风器，25.回风口b，26.回风管，27.第一工作区，28.第二工作区。
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。
本实用新型一种适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，如图1所示，包括地道2，地道2两端分别设置有进风口1和出风口3，出风口3接通位于地道2上部的热回收型蒸发冷却单元，热回收型蒸发冷却单元一侧还与排风竖井23连接，热回收型蒸发冷却单元另一侧与位于房间内的置换通风器24接通，房间内还设置有回风管26与热回收型蒸发冷却单元接通，置换通风器24以低速往被动式建筑房间内下部送风，气流在地板上形成类似空气湖形状、并以层流的活塞流的状态缓慢向上移动，向上的热气流将污染物和大部分冷负荷带到紊流区，由房间上部回风口b25带走。
回风管26上均匀分布有若干回风口b25，回风口b25将被动式建筑房间内的空气通过回风管26进入热回收型蒸发冷却单元，进行换气通风置换。
热回收型蒸发冷却单元包括壳体20，壳体20内从上到下依次分为第一工作区27、热回收器7和第二工作区28，以热回收器7为节点，第一工作区27和第二工作区28内分布有反向叉流式的排风通道22和送风通道21。
热回收器7为板翅式热回收器。
送风通道21按照空气流动方向依次包括新风口5、新风过滤器6、热回收器7、送风侧直接蒸发冷却器8、二次处理单元9、送风机10和送风口12；
新风口5和新风过滤器6均位于第一工作区27，新风口5还与出风口3接通；
送风侧直接蒸发冷却器8、二次处理单元9、送风机10和送风口12均位于第二工作区28，送风口12还与置换通风器24接通。
二次处理单元9具体为表冷器或者热水加热器中任意一种。
送风口12内设置有送风阀11，新风口5内设置有新风阀4。
排风通道22按照空气流动方向依次包括有回风口a14、回风过滤器15、回风侧直接蒸发冷却器16、热回收器7、排风机17和排风口18；
回风口a14、回风过滤器15和回风侧直接蒸发冷却器16均位于第一工作区17，回风口a14与回风管26相接通；
排风机17和排风口18均位于第二工作区28，排风口18与排风竖井23相接通。
排风口18内设置有排风阀19，回风口a14内设置有回风阀13。
本实用新型的复合空调系统的工作过程如下：
当处于夏季或者被动式建筑需要供冷时，室外新风由进风口1进入地道2内预冷，实现等湿冷却空气处理过程，然后由出风口3进入热回收型蒸发冷却单元的壳体20内进一步处理。其中，经过地道2预冷的新风进入送风通道21中，沿流动方向依次通过新风口5、新风阀4和新风过滤器6，实现新风的过滤，保证空气品质和换热效率，随后进入热回收器7中与经过回风侧直接蒸发冷却器16加湿降温处理后的室内回风发生间接热交换，实现等湿冷却空气处理过程，回收回风中的冷量，此时被回收冷量之后的回风再经过排风阀19和排风口18后通过排风竖井23中排出室外，这一空气处理流程由排风机17提供动力；而回收冷量之后的新风再进入送风侧直接蒸发冷却器8实现加湿降温空气处理和二次处理单元9中的表冷器后，通过送风阀11和送风口12送入被动式建筑空调房间内的置换通风器24，置换通风器24以低速在房间下部送风，气流在地板上形成空气湖以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，向上的热气流将污染物和大部分冷负荷带到紊流区，依次进入回风口b25、回风管26和热回收型蒸发冷却单元内继续进行空气处理；
当处于冬季或者被动式建筑房间需要供热时，室外新风由进风口1进入地道2内预热，实现等湿加热空气处理过程，然后由出风口3进入热回收型蒸发冷却单元壳体20内进一步处理，其中，经地道2预热后的新风进入送风通道21中，沿流动方向依次通过新风口5、新风阀4和新风过滤器6，实现新风的过滤，保证空气品质和换热效率，然后进入板翅式热回收器7中与室内回风发生间接热交换，实现等湿加热空气处理过程，回收回风中的热量，此时被回收热量之后的回风再经过排风阀18、排风口19，最后排到排风竖井23中排出室外，这一空气处理流程由排风机17提供动力；而回收热量之后的新风再经过二次处理单元9的热水加热器8实现等湿加热空气处理，最后通过送风阀11和送风口12送入被动式建筑空调房间内的置换通风器24，这一空气处理流程由送风机10提供动力，置换通风器24以低速在房间下部送风，气流在地板上形成空气湖以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，向上的热气流将污染物和大部分冷负荷带到紊流区，依次进入回风口b25、回风管26和热回收型蒸发冷却单元继续进行空气处理。
当温度适宜或者处于过渡季节无需供冷供热，只需将地道2内的新风进行过滤后直接送入室内，实现被动式建筑空调房间的全面置换通风。
本实用新型的复合空调系统，充分利用自然冷源、热源，使用地道2对新风夏季预冷、冬季预热，承担了部分冷热负荷；使用热回收型蒸发冷却单元，将回风进一步加湿降温处理后再与新风热交换，提高回风能量的可利用率；采用置换通风方式的气流组织形式，将地道通风技术、蒸发冷却技术和热回收技术与被动式建筑的特点紧密结合，使节能效果显著，而且系统运行可靠性高，具有广阔的应用前景。

Claims (9)

1.适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，包括地道(2)，地道(2)两端分别设置有进风口(1)和出风口(3)，出风口(3)接通位于地道(2)上部的热回收型蒸发冷却单元，热回收型蒸发冷却单元一侧还与排风竖井(23)连接，热回收型蒸发冷却单元另一侧与位于房间内的置换通风器(24)接通，所述的房间内还设置有回风管(26)与热回收型蒸发冷却单元接通。
2.根据权利要求1所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的回风管(26)上均匀分布有若干回风口b(25)。
3.根据权利要求1所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的热回收型蒸发冷却单元包括壳体(20)，壳体(20)内从上到下依次分为第一工作区(27)、热回收器(7)和第二工作区(28)，以热回收器(7)为节点，第一工作区(27)和第二工作区(28)内分布有反向叉流式的排风通道(22)和送风通道(21)。
4.根据权利要求3所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的热回收器(7)为板翅式热回收器。
5.根据权利要求3所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的送风通道(21)按照空气流动方向依次包括新风口(5)、新风过滤器(6)、热回收器(7)、送风侧直接蒸发冷却器(8)、二次处理单元(9)、送风机(10)和送风口(12)；
所述的新风口(5)和新风过滤器(6)均位于第一工作区(27)，新风口(5)还与出风口(3)接通；
所述的送风侧直接蒸发冷却器(8)、二次处理单元(9)、送风机(10)和送风口(12)均位于第二工作区(28)，送风口(12)还与置换通风器(24)接通。
6.根据权利要求5所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的二次处理单元(9)具体为表冷器或者热水加热器中任意一种。
7.根据权利要求5所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的送风口(12)内设置有送风阀(11)，所述的新风口(5)内设置有新风阀(4)。
8.根据权利要求3所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的排风通道(22)按照空气流动方向依次包括有回风口a(14)、回风过滤器(15)、回风侧直接蒸发冷却器(16)、热回收器(7)、排风机(17)和排风口(18)；
所述的回风口a(14)、回风过滤器(15)和回风侧直接蒸发冷却器(16)均位于第一工作区(27)，回风口a(14)与回风管(26)相接通；
所述的排风机(17)和排风口(18)均位于第二工作区(28)，排风口(18)与排风竖井(23)相接通。
9.根据权利要求8所述的适用于被动式建筑的地道通风和蒸发冷却复合空调系统，其特征在于，所述的排风口(18)内设置有排风阀(19)，所述的回风口a(14)内设置有回风阀(13)。
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WO2022166054A1 (zh) * 2021-02-08 2022-08-11 苏州大学 一种置换通风式被动房

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