CN210602077U - 一种带新风预冷的太阳能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带新风预冷的太阳能空调系统，包括用蒸发器相连接的间接蒸发子系统和太阳能吸收式制冷子系统。间接蒸发冷却子系统和太阳能吸收式子系统旨在制取较低温的空气，无需冷冻水中间换热，提高换热效率，在送风侧通过蒸发冷却子系统预冷却室外空气，降低太阳能吸收式制冷子系统承担的负荷，在排风侧通过先利用室内低温空气作为间接蒸发冷却器二次空气后再带走吸收式制冷循环冷凝热，在带走一部分一次空气热量之后又可以降低冷凝温度，在充分节约能源的基础上提高系统制冷效率。
Description
技术领域
本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种带新风预冷的太阳能空调系统。
背景技术
蒸发冷却技术是一种环保、能效比较高的的制冷技术，间接蒸发冷却受室外气象参数影响较大，在热湿处理过程中只能等湿降温处理，当自身无法满足空调送风要求时，它可以用来与其他制冷技术复合来满足空调需求，间接蒸发冷却可以实现对新风预冷功能，以减少其他制冷设备的负荷。间接蒸发冷却器主要有板翅式、管式和热管式三种无论是哪种换热器，都具有两个互不相通的空气通道，一次空气通过的是干通道，喷淋循环水和二次空气接触产生蒸发冷却的是湿通道，干湿通道通过间壁传热，一次空气得到冷却。
单效吸收式制冷循环是最简单和应用最多的循环，吸收式制冷系统由热能驱动，只需要消耗极小的泵耗功，目前市场上的溴化锂空调制冷机组主要靠燃油燃烧热来驱动制冷循环，太阳能吸收式制冷是一种低耗电环保的可再生能源驱动制冷技术，吸收式制冷系统多采用水-LiBr溶液、NH3-水溶液等自然工质对作为制冷剂-吸收剂，具有环境友好特性，同时具有安全、可无噪音运行、可靠性高等显著优点，但也具有占地面积大、初投资高，冷却负荷高，一次能源效率低(直燃形式)等不足。学者们为了提高吸收式制冷性能，做了系统优化，其一是在单效吸收式制冷系统的基础上，采用吸收式系统的耦合，如传统的两级吸收式制冷循环、传统的两效吸收式制冷循环、传统的GAX循环。其二是吸收式制冷循环与其他循环复合，如吸收-压缩复合循环、吸收-喷射复合循环。
现有的吸收式制冷技术都是通过制取低温冷冻水，然后冷冻水在末端与空气进行换热，属于传统二次冷媒换热，在能源应用中，冷冻水中间介质环节浪费了输送能耗，而且多一次换热，总换热效率也会下降。再者吸收式制冷机的制冷效率不是很高，如果制冷量全部由吸收式制冷机组承担，耗能也是很大的。
中国专利(申请号为：2014202874481，公开号为：CN203893343U)公开了蒸发冷却与机械制冷一体化机组，利用了蒸发冷却的免费供冷的节能优势，此时制冷量由蒸发冷却器与机械压缩制冷机组共同承担，在一定程度上可以减小机械压缩耗功，但是机械压缩耗功在整个系统当中仍然占较大比例。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种带新风预冷的太阳能空调系统，解决了现有空调系统电力消耗较高的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种带新风预冷的太阳能空调系统，包括用蒸发器相连接的间接蒸发冷却子系统和太阳能吸收式制冷子系统；间接蒸发冷却子系统，包括间接蒸发冷却器，间接蒸发冷却器的干通道输出端通过风管管路连接蒸发器的空气输入端，蒸发器的空气输出端通过风管管路连接空调用户的空气输入端，空调用户的空气输出端通过风管管路连接间接蒸发冷却器的湿通道输入端，间接蒸发冷却器的湿通道输出端通过风管管路连接冷凝器的空气输入端，冷凝器的制冷剂出口通过制冷剂管路连接蒸发器的制冷剂入口；太阳能吸收式制冷子系统，包括吸收器，蒸发器的制冷剂出口通过制冷剂管路连接所述吸收器制冷剂入口，吸收器通过制冷剂-吸收剂管路双向连接发生器，吸收器与发生器之间还设置有溶液热交换器，发生器的制冷剂出口通过制冷剂管路与冷凝器的制冷剂入口连接；发生器通过水管管路双向连接蓄热水箱，蓄热水箱通过水管管路连接太阳能集热器的输入端，太阳能集热器的输出端与蓄热水箱通过水管管路连接。
本实用新型的特点还在于：
吸收器流向溶液热交换器的制冷剂-吸收剂管路上设置有溶液循环泵，溶液热交换器通过制冷剂-吸收剂管路流向发生器，发生器通过吸收剂管路流向溶液热交换器，溶液热交换器流向吸收器的吸收剂管路上设置有减压阀。
蓄热水箱流向发生器的管路上设置有热水泵。
蓄热水箱流向太阳能集热器输入端的管路上设置有水泵。
间接蒸发冷却器流向蒸发器的风管管路上设置有送风风机。
空调用户流向间接蒸发冷却器的风管管路上设置有排风风机。
冷凝器流向蒸发器的制冷剂管路上设置有膨胀阀。
溶液热交换器为板式热交换器。
本实用新型的有益效果是，
1)利用蒸发冷却技术预冷一次新风空气，可以减少太阳能吸收式制冷子系统的制冷量，减小太阳能吸收式制冷子系统发生器加热量；
2)吸收式制冷子系统的发生器由太阳能清洁可再生能源驱动，无需压缩机，减少机械耗功；
3)采用一次冷媒空调系统形式，即制冷剂直接跟待处理的空气完成热交换，即：制冷剂--空气，不通过中间介质冷冻水换热，减少中间介质输送能耗，提高系统制冷效率；
4)采用室内排风作为间接蒸发冷却器二次空气，在间接蒸发冷却器的湿通道内带走一部分一次空气热量后仍然具有部分冷量，且一般吸收器的热负荷大于冷凝器，所以利用二次空气排风作为冷凝器的载冷介质来带走冷凝过程放热量，可以提高能源利用率。
附图说明
图1是本实用新型一种带新风预冷的太阳能空调系统的结构示意图。
图中，1.间接蒸发冷却器，2.送风风机，3.排风风机，4.空调用户，5.蒸发器，6.吸收器，7.溶液循环泵，8.溶液热交换器，9.发生器，10.冷凝器，11.膨胀阀，12.减压阀，13.太阳能集热器，14.蓄热水箱，15.水泵，16.热水泵。
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。
本实用新型一种带新风预冷的太阳能空调系统，如图1所示，包括用蒸发器5相连接的间接蒸发冷却子系统和太阳能吸收式制冷子系统；
间接蒸发冷却子系统，包括间接蒸发冷却器1，送风风机2和排风风机3；太阳能吸收式制冷子系统，包括吸收器6，溶液循环泵7，溶液热交换器8，发生器9，冷凝器10，太阳能集热器13，蓄热水箱14，水泵15，热水泵16；
间接蒸发冷却器1的干通道输入端通过风管管路连接室外，间接蒸发冷却器1的干通道输出端通过风管管路连接蒸发器5的空气输入端，间接蒸发冷却器1流向蒸发器5的风管管路上设置有送风风机2，蒸发器5的空气输出端通过风管管路连接空调用户4空气输入端，空调用户4的空气输出端通过风管管路连接间接蒸发冷却器1的湿通道输入端，空调用户4流向间接蒸发冷却器1的风管管路上设置有排风风机3，间接蒸发冷却器1的湿通道输出端通过风管管路连接冷凝器10的空气输入端，冷凝器10的空气输出端连接室外；间接蒸发冷却器1、蒸发器5、空调用户4、和冷凝器10形成空气回路；
冷凝器10的制冷剂出口通过制冷剂管路连接蒸发器5的制冷剂入口，冷凝器10流向蒸发器5的制冷剂管路上设置有膨胀阀11，蒸发器5的制冷剂出口通过制冷剂管路连接吸收器6制冷剂入口，吸收器6通过制冷剂-吸收剂管路双向连接发生器9，吸收器6与发生器9之间还设置有溶液热交换器8，一方向吸收器6流向溶液热交换器8的制冷剂-吸收剂管路上设置有溶液循环泵7，溶液热交换器8通过制冷剂-吸收剂管路流向发生器9，另一方向发生器9通过吸收剂管路流向溶液热交换器8，溶液热交换器8流向吸收器6的吸收剂管路上设置有减压阀12，发生器9的制冷剂出口通过制冷剂管路与冷凝器10的制冷剂入口连接；
发生器9通过水管管路双向连接蓄热水箱14，蓄热水箱14流向发生器9的管路上设置有热水泵16，发生器9、热水泵16与蓄热水箱14构成回路，蓄热水箱14通过水管管路连接太阳能集热器13的输入端，太阳能集热器13的输出端与蓄热水箱14通过水管管路连接，蓄热水箱14流向太阳能集热器13输入端的管路上设置有水泵15，蓄热水箱14、太阳能集热器13和水泵15形成循环回路；
溶液热交换器8可采用的是板式热交换器；
间接蒸发冷却器1可采用的是管式换热器或者板翅式换热器；
本实用新型一种带新风预冷的太阳能空调系统，其具体工作原理是：
太阳能集热器13采集太阳能用来加热来自分区蓄热水箱14中运行区的水使其温度升高，蓄热水箱14中的热水经过热水泵16升压进入发生器9，来自吸收器6的稀溶液在发生器9内被加热，沸腾，其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制冷剂，与吸收剂分离，然后制冷剂蒸汽进入冷凝器10被液化，高压液态制冷剂再通过膨胀阀11节流降压，低温低压的液态制冷剂进入蒸发器5吸热制冷被气化为低压气体，来自间接蒸发冷却子系统的一次空气在蒸发器5与制冷剂换热经减湿冷却后送入空调用户4，吸收器6里的吸收剂(浓溶液)不断吸收蒸发器5产生的低压气态制冷剂，以达到维持蒸发器5内低压的目的，吸收剂吸收制冷剂蒸汽形成的制冷剂-吸收剂稀溶液，吸收过程的放热量由冷却水带走，稀溶液首先通过溶液循环泵7升压，经过溶液热交换器8预热，再进入发生器9，完成制冷剂循环，同时发生器9里的浓溶液首先通过经过溶液热交换器8预冷，再经过减压阀12降压，进入吸收器6，完成吸收剂循环，这样既可以提高进入发生器9稀溶液温度，又可降低进入吸收器6浓溶液温度。
间接蒸发冷却器1包括壳体、间接蒸发换热器、喷淋水蓄水箱、喷淋水循环泵、喷淋水管路、喷嘴等。喷淋水蓄水池用来存放喷淋水，喷淋水循环泵使喷淋水在喷淋水管路中循环流动，间接蒸发冷却器1有两个不直接接触的通道干通道和湿通道，干通道用来通过待处理的一次新风空气，湿通道用来通过二次空气和喷淋水。二次空气取自空调用户室内排风，喷淋水通过喷嘴在湿通道中均匀布水，二次空气与喷淋水进行充分换热使二次空气温度下降、湿度增加，喷淋水蒸发吸热，干湿通道间的管壁温度下降，喷淋水与一次新风空气是间接接触，通过管壁传热，一次新风空气处理过程为等湿降温，其极限温度为室外空气的露点温度，间接蒸发冷却器1干通道出口的一次空气进入太阳能吸收式制冷子系统蒸发器5继续冷却降温。间接蒸发冷却器1湿通道出口的二次空气进入太阳能吸收式制冷子系统冷凝器10带走制冷剂凝结放热量。
夏季工况下送风实施方式具体如下，间接蒸发冷却器1的干通道入口端通过风管接通至室外，送风风机2放在一次空气出口端风管段上，开启喷淋水泵，开启送风风机2，一次新风空气通过间接蒸发冷却器1的干通道达到降温冷却的效果，当间接蒸发冷却子系统能满足空调用户送风需求时，只需打开蒸发冷却子系统送风，关闭太阳能吸收式制冷子系统；当蒸发冷却子系统无法满足空调用户送风需求时，同时开启蒸发冷却子系统和太阳能吸收式制冷子系统，经蒸发冷却子系统预冷后的新鲜空气用风管连通送入蒸发器5空气侧通道被制冷剂吸走热量再次降温冷却后送入所需空调用户4内吸收余热余湿；排风风机3放在空调用户4出口风管上，开启排风风机3，排风空气作为间接蒸发冷却器1的二次空气通过风管进入间接蒸发冷却器1的湿通道入口端，间接蒸发冷却器1的湿通道二次空气排风通过风管连通至冷凝器10，采用利用低于室外空气温度的二次排风风冷冷凝的方式带走吸收式制冷循环的冷凝热量，降低冷凝温度，提升吸收式制冷子系统制冷性能，冷凝器10出口的高温空气用风管连通至室外，将冷凝热最后排至室外环境。
本实用新型中，太阳能吸收式子系统制冷剂为水，吸收剂为溴化锂溶液；间接蒸发冷却一次空气为室外新风，二次空气为室内回风；
间接蒸发冷却制取的是冷风，不是高温冷水；
吸收式制冷子系统蒸发器制取的是冷风，不是低温冷冻水。
发生器9、吸收器6、冷凝器10内进行的是等压过程，发生器压力等于冷凝压力，吸收器压力等于蒸发压力。
吸收器冷却介质为冷却水，冷凝器冷却介质为二次空气排风。
太阳能吸收式制冷子系统发生器与吸收器6之间存在较大温差，在发生器9与吸收器6之间设有一个溶液热交换器8，由发生器9出来的高温浓溶液与吸收器出来的低温稀溶液进行换热，可以减小不可逆损失，也可以减小发生器9需要的加热量和减小吸收器的尺寸；
本实用新型一种带新风预冷的太阳能空调系统，充分利用干空气能与太阳能两种清洁绿色环保能源进行空调制冷，且蒸发冷却子系统和太阳能吸收式子系统旨在制取较低温的空气，无需冷冻水中间换热，提高换热效率，在送风侧通过蒸发冷却子系统预冷却室外空气，降低太阳能吸收式制冷子系统承担的负荷，在排风侧通过先利用室内低温空气作为间接蒸发冷却器二次空气后再带走吸收式制冷循环冷凝热，在带走一部分一次空气热量之后又可以降低冷凝温度，在充分节约能源的基础上提高系统制冷效率。
Claims (8)
1.一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，包括用蒸发器(5)相连接的间接蒸发冷却子系统和太阳能吸收式制冷子系统；所述间接蒸发冷却子系统，包括间接蒸发冷却器(1)，所述间接蒸发冷却器(1)的干通道输出端通过风管管路连接蒸发器(5)的空气输入端，所述蒸发器(5)的空气输出端通过风管管路连接空调用户(4)的空气输入端，所述空调用户(4)的空气输出端通过风管管路连接间接蒸发冷却器(1)的湿通道输入端，所述间接蒸发冷却器(1)的湿通道输出端通过风管管路连接冷凝器(10)的空气输入端，所述冷凝器(10)的制冷剂出口通过制冷剂管路连接蒸发器(5)的制冷剂入口；所述太阳能吸收式制冷子系统，包括吸收器(6)，所述蒸发器(5)的制冷剂出口通过制冷剂管路连接所述吸收器(6)制冷剂入口，所述吸收器(6)通过制冷剂-吸收剂管路双向连接发生器(9)，所述吸收器(6)与发生器(9)之间还设置有溶液热交换器(8)，所述发生器(9)的制冷剂出口通过制冷剂管路与冷凝器(10)的制冷剂入口连接；所述发生器(9)通过水管管路双向连接蓄热水箱(14)，所述蓄热水箱(14)通过水管管路连接太阳能集热器(13)的输入端，所述太阳能集热器(13)的输出端与蓄热水箱(14)通过水管管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述吸收器(6)流向溶液热交换器(8)的制冷剂-吸收剂管路上设置有溶液循环泵(7)，所述溶液热交换器(8)通过制冷剂-吸收剂管路流向发生器(9)，所述发生器(9)通过吸收剂管路流向溶液热交换器(8)，所述溶液热交换器(8)流向吸收器(6)的吸收剂管路上设置有减压阀(12)。
3.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述蓄热水箱(14)流向发生器(9)的管路上设置有热水泵(16)。
4.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述蓄热水箱(14)流向太阳能集热器(13)输入端的管路上设置有水泵(15)。
5.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述间接蒸发冷却器(1)流向蒸发器(5)的风管管路上设置有送风风机(2)。
6.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述空调用户(4)流向间接蒸发冷却器(1)的风管管路上设置有排风风机(3)。
7.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述冷凝器(10)流向蒸发器(5)的制冷剂管路上设置有膨胀阀(11)。
8.根据权利要求1所述的一种带新风预冷的太阳能空调系统，其特征在于，所述溶液热交换器(8)为板式热交换器。
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| CN201921271176.5U CN210602077U (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 一种带新风预冷的太阳能空调系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112611009A (zh) * | 2021-01-16 | 2021-04-06 | 华东交通大学 | 一种利用太阳能减少室内空调能耗的过滤窗 |
-
2019
- 2019-08-07 CN CN201921271176.5U patent/CN210602077U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN112611009A (zh) * | 2021-01-16 | 2021-04-06 | 华东交通大学 | 一种利用太阳能减少室内空调能耗的过滤窗 |
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