CN208108360U - 基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统 - Google Patents

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黄翔
田振武
严政
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Abstract

本实用新型公开的基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，包括位于建筑物顶部的蒸发冷却单元以及建筑物两侧对称分布的太阳能烟囱；蒸发冷却单元包括与建筑物接通的壳体，沿壳体内壁一周均匀分布不少于两个的直接蒸发单元，每个直接蒸发单元对应的壳体上设置有进风口。本实用新型被动蒸发冷却通风空调系统通过在建筑中心的屋顶上布置蒸发冷却单元，利用室外干空气能，室外新风经直接蒸发冷却过程等焓降温后经过中庭送入室内，系统运行过程中能耗很低，在系统排风处设置太阳能烟囱，充分了利用太阳辐射造成的热压，强化排风效果，带动各楼层的空气循环，节约能耗，改善空气品质。

Description

基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统
技术领域
本实用新型属于空调设备技术领域，涉及一种基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统。
背景技术
能源与环境是当今人类面临的两大问题，也是各国发展不得规避的最大挑战。在暖通空调领域，传统空调系统大多都使用机械压缩制冷，主要使用对环境有害的制冷剂，不仅对环境造成危害且产生温室效应，而且系统运行时需要消耗大量的电能。传统空调系统在排风时，利用风机的运转造成压差，迫使空气排出室外，室内气流组织不够自然。除此之外，传统空调系统中还缺少新风供应，有的甚至不用新风，这种环境虽然满足人们对空气温湿度的需求，但是缺少新风很难提高人们工作生活质量，而且增加空调病的得病几率。
为解决以上问题，充分利用太阳能、室外环境干空气能等可再生能源，在空调系统中设置太阳能烟囱省去送、排风机，而且优化了室内气流组织形式；另一方面，使用蒸发冷却技术既降低空气温度，又过滤新风，两者结合将空调和供暖的能源需求降到最低，创造出一个舒适自然的室内环境。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，解决了现有空调系统消耗能量较多、且缺少新风供应的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，包括位于建筑物顶部的蒸发冷却单元以及建筑物两侧对称分布的太阳能烟囱；
蒸发冷却单元包括与建筑物接通的壳体，沿壳体内壁一周均匀分布不少于两个的直接蒸发单元，每个直接蒸发单元对应的壳体上设置有进风口。
本实用新型的特点还在于，
每个直接蒸发单元均包括植物纤维填料，植物纤维填料顶部设置有布水器，植物纤维填料底部设置有水箱，布水器与水箱通过循环水管连接。
循环水管上设置有循环水泵。
水箱上还接通有补水管和排水管，补水管上设置有浮球阀。
太阳能烟囱的顶端为太阳能烟囱排风口，太阳能烟囱的底端分别与建筑物的排风口相接通。
太阳能烟囱排风口上还设置有顶帽。
本实用新型通风空调系统的有益效果是：
1)本实用新型通风空调系统通过在建筑中心的屋顶上布置蒸发冷却单元，利用室外干空气能，室外新风经直接蒸发冷却过程等焓降温后经过中庭送入室内，系统运行过程中能耗很低；
2)本实用新型通风空调系统在空气处理过程无其他制冷剂，不产生任何有害气体，且整个建筑采用全新风，室外新风经过直接蒸发冷却处理后直接送至工作区，保证室内空气品质；
3)本实用新型通风空调系统利用空气的物理特性设置合理的气流组织形式，新风经直接蒸发冷却后变成温度较低、密度较大的冷空气，冷空气自然下沉，吸收室内余热后密度变小而上升，系统的运行调节过程稳定；
4)本实用新型通风空调系统，在系统排风处设置太阳能烟囱，充分了利用太阳辐射造成的热压，强化排风效果，带动各楼层的空气循环；
5)本实用新型通风空调系统在太阳能烟囱的顶部设置有可以升降的顶帽，冬季时，顶帽下降以封闭排风口，太阳能烟囱变成玻璃温室，降低冬季采暖能耗；
6)本实用新型通风空调系统在每一层房间侧壁上方均设置有电动百叶排风口，由太阳能烟囱中负压作用达到排风目的，可根据每一层不同的通风需要调节风口大小。
附图说明
图1是基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统的结构示意图。
图中，1.水箱，2.进风口，3.植物纤维填料，4.布水器，5.循环水管，6. 循环水泵，7.顶帽，8.太阳能烟囱排风口，9.太阳能烟囱，10.排风口，11. 壳体，12.补水管，13.排水管，14.浮球阀。
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。
本实用新型基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，如图1所示，包括位于建筑物顶部的蒸发冷却单元以及建筑物两侧对称分布的太阳能烟囱9；蒸发冷却单元包括与建筑物接通的壳体11，沿壳体11内壁一周均匀分布不少于两个的直接蒸发单元，每个直接蒸发单元对应的壳体11上设置有进风口2。直接蒸发单元单元均固定在支架上，新风从进风口2进入，经直接蒸发单元进行湿热交换，处理后的新风进入建筑物，在建筑物中与空气热交换，随后每层的空气通过排风口11进入太阳能烟囱9中排出。
每个直接蒸发单元均包括植物纤维填料3，植物纤维填料3顶部设置有布水器4，植物纤维填料3底部设置有水箱1，布水器4与水箱1通过循环水管5连接；循环水管5上设置有循环水泵6；水箱1上还接通有补水管12 和排水管13，补水管12上设置有浮球阀14。循环水泵6为直接蒸发单元提供能量，带动循环水的运动。
太阳能烟囱9的顶端为太阳能烟囱排风口8，太阳能烟囱9的底端分别与建筑物的排风口11相接通；太阳能烟囱排风口8上还设置有顶帽7。
本实用新型被动蒸发冷却通风空调系统的工作过程：
(1)风系统工作过程
室外新风在室内中庭的负压作用下由进风口2进入建筑顶部的蒸发冷却单元，新风通过植物纤维填料3时，新风与植物纤维填料3上的水膜，即布水器4喷淋下来的循环水形成，进行热湿交换，被降低温度的空气形成冷风；冷风在建筑物中庭上方形成的过程中因密度增大，而顺着中庭向下流动；在冷风不断向下流动的过程中，冷风进入建筑物给室内降温，冷风吸收室内热量之后温度上升、密度降低并随着排风作用通过排风口10进入太阳能烟囱 9。
排风进入太阳能烟囱9后，利用室外太阳辐射对太阳能烟囱9内部造成的热压作用，迅速往上运动，通过太阳能烟囱排风口9排到室外。
(2)水系统工作过程
水箱1中的循环水在循环水泵6的作用下，经循环水管5进入布水器4，向下喷淋至直接蒸发冷却段单元的植物纤维填料3内部，填料中的循环水在填料中的空隙处形成水膜一部分水蒸发到空气中，未蒸发的水落入水箱1中，如此循环。
本实用新型被动蒸发冷却通风空调系统通过在建筑中心的屋顶上布置蒸发冷却单元，利用室外干空气能，室外新风经直接蒸发冷却过程等焓降温后经过中庭送入室内，系统运行过程中能耗很低，在系统排风处设置太阳能烟囱，充分了利用太阳辐射造成的热压，强化排风效果，带动各楼层的空气循环，节约能耗，改善空气品质，有很好的实用价值。

Claims (6)

1.基于太阳能烟囱的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，包括位于建筑物顶部的蒸发冷却单元以及建筑物两侧对称分布的太阳能烟囱(9)；
所述的蒸发冷却单元包括与建筑物接通的壳体(11)，沿壳体(11)内壁一周均匀分布不少于两个的直接蒸发单元，每个直接蒸发单元对应的壳体(11)上设置有进风口(2)。
2.根据权利要求1所述的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，每个所述直接蒸发单元均包括植物纤维填料(3)，植物纤维填料(3)顶部设置有布水器(4)，植物纤维填料(3)底部设置有水箱(1)，布水器(4)与水箱(1)通过循环水管(5)连接。
3.根据权利要求2所述的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，所述的循环水管(5)上设置有循环水泵(6)。
4.根据权利要求2所述的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，所述的水箱(1)上还接通有补水管(12)和排水管(13)，补水管(12)上设置有浮球阀(14)。
5.根据权利要求1所述的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，所述太阳能烟囱(9)的顶端为太阳能烟囱排风口(8)，太阳能烟囱(9)的底端分别与建筑物的排风口(10)相接通。
6.根据权利要求1所述的被动蒸发冷却通风空调系统，其特征在于，所述的太阳能烟囱排风口(8)上还设置有顶帽(7)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115200111A (zh) * 2022-06-07 2022-10-18 河北工业大学 利用太阳能烟囱结构和辐射制冷复合的被动式通风系统
CN115200111B (zh) * 2022-06-07 2024-01-16 河北工业大学 利用太阳能烟囱结构和辐射制冷复合的被动式通风系统

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