WO2023236074A1 - 一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统及使用方法 - Google Patents
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Definitions
- air conditioning systems have been widely used.
- air-conditioning systems in multi-story or single-story buildings such as lecture halls, multi-functional halls, shopping malls, exhibition halls, theaters, factories, sports venues, etc.
- the air-conditioning system can Consumption is higher.
- the air conditioning systems in these places also have a large exhaust volume. If it is discharged directly, a lot of cold and heat will be wasted.
- many systems are designed based on the two operating conditions of winter and summer, without considering the cooling capacity of fresh air in the transition season, thus extending the working time of the cold and heat sources and increasing energy consumption.
- a method of using a rooftop air conditioning system based on solar energy and waste heat recovery including:
- the fresh air enters the high-efficiency plate heat exchanger, obtains the waste heat from the exhaust air, and mixes it with the indoor return air. It is then cooled by the surface air heat exchanger and enters the room through the air supply duct and air supply outlet; the exhaust air passes through the air conditioner The room return air outlet and return air duct enter the high-efficiency plate heat exchanger, which transfers the waste heat to the fresh air and then discharges it to the atmosphere;
- the fresh air is preheated twice; air conditioning
- the air in the room 28 flows into the mixing section 19 through the return air outlet 26, the return air duct 27, and the mixing section return air inlet 16; the fresh air and the return air are further heated by the surface air heat exchanger 21 after being mixed in the mixing section 19, and then It enters the air-conditioned room 28 through the air outlet 23, air supply duct 24 and air supply port 25 of the unit, so that the air-conditioned room maintains the temperature requirements in winter. Since the fresh air is preheated in two stages in the enhanced solar air heater 1 and the high-efficiency plate heat exchanger 14, the heat required by the surface air heat exchanger 21 is greatly reduced and the energy consumption of the air conditioning system in winter is reduced.
- the fresh air does not directly enter the heating channel in the enhanced solar air heater 1, but first enters the air inlet chamber 3 to stabilize the air flow pressure, and then enters the upper and lower air vents 4 through the air inlet chamber 3. Two heating channels, and finally enter the gas collecting chamber 6. This approach can slow down the air flow in the heating channel, make the heating even, and increase the temperature rise of the fresh air.
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Abstract
本发明公开了一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统及使用方法，该空调系统设置有增强型太阳能空气加热器，所述增强型太阳能空气加热器包括透明玻璃盖板、高效吸热板、保温板、进气室、集气室、角钢支架、新风口、出风口，其中透明玻璃盖板朝南设置，太阳能空气加热器背板敷设保温板，包括夏季工况时，新风进入高效板式热交换器，获得排风的余热后与室内回风混合，再由表面式空气换热器降温处理后通过送风管和送风口进入房间；排风经空调房间回风口和回风管道进入高效板式热交换器，将余热转移至新风后排至大气。本发明该系统具有节能环保、结构紧凑、低噪声、自动化程度高等优点。
Description
本发明涉及余热回收空调设备和清洁太阳能资源应用技术领域，具体涉及一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统及使用方法。
由于人们对室内环境舒适度的要求逐渐提高，空调系统得到了普及应用。对于像报告厅、多功能厅、商场、展览馆、剧场、厂房、体育场馆等多层或单层建筑中的空调系统，由于人员密度大而要求空调系统的新风量较大，因此空调系统能耗较高。这些场所的空调系统为了维持室内空气量的平衡，排风量同样较大，如果直接排出会浪费了很多的冷热量。另外，很多系统是根据冬夏两种运行工况设计的，没有考虑过渡季节新风的冷却能力，从而延长了冷热源的工作时间增加了能源的消耗。
而现在，社会鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源，促进节能技术创新与进步。
因此，开发一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统及使用方法，有助于降低建筑空调能耗。
发明内容
本发明针对现有技术中新风能耗大、排风能量浪费和无法利用新风冷却的问题，提供了一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统及使用方法，即太阳能加热器、排风余热回收和全新风冷却集为一体的新型系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，该空调系统设置有增强型太阳能空气加热器，所述增强型太阳能空气加热器包括透明玻璃盖板、高效吸热板、保温板、进气室、集气室、角钢支架、新风口、出风口，其中透明玻璃盖板朝南设置，太阳能空气加热器背板敷设保温板。
优选的，所述新风口由防雨百叶、过滤网和电动风阀组成。
优选的，所述高效吸热板呈阶梯型布置，由固定轴固定。
优选的，所述进气室和集气室的壁面安装新风口、出风口和通风孔口。
优选的，所述高效吸热板分别与透明玻璃盖板和保温板之间形成上下空气加热通道。
一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统的使用方法，包括：
夏季工况时，新风进入高效板式热交换器，获得排风的余热后与室内回风混合，再由表面式空气换热器降温处理后通过送风管和送风口进入房间；排风经空调房间回风口和回风管道进入高效板式热交换器，将余热转移至新风后排至大气；
冬季工况时，新风先经增强型太阳能空气加热器进行一次预热，再经高效板式热交换器由排风余热进行二次预热后与室内回风混合，最后由表面式空气换热器加热处理后通过送风管和送风口进入房间，表面式空气换热器连接冷热源；
过渡季节工况，系统以全新风运行；
夏季、冬季和过渡季节工况新风口开闭由智能控制器进行转换。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
通过将太阳能、排风余热回收和表面式空气换热器集为一体，构造节能环保的屋顶式空调系统。夏季通过回收排风余热来预冷新风，降低冷源的耗电量；冬季通过增强型太阳能空气加热器和排风余热对新风进行双级预热，深度降低热源的耗电量；过渡季节充分利用室外新风的自然冷却能力消除室内的热量，减少冷源开启时间，达到节能的目的；不同运行工况通过智能控制器进行转换，自动化程度高，管理方便；设备为屋顶安装，避免机组运行噪声对室内环境的影响。总之，该系统具有节能、结构紧凑、低噪声、环保等优点。
图1是基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统的组成示意图。
图2是增强型太阳能空气加热器的正视图。
图3是排风余热回收段的侧视图。
附图标记：1、增强型太阳能空气加热器；2、12、20、新风口；3、进气室；4、通风孔口；5、高效吸热板；6、集气室；7、出风口；8、固定轴；9、透明玻璃盖板；10、保温板；11、角钢支架；13、余热回收新风入口；14、高效板式热交换器；15、余热回收排风入口；16、混合段回风入口；17、排风机；18、余热回收排风出口；19、混合段；21、表面式空气换热器；22、送风机；23、机组出 风口；24、送风管道；25、送风口；26、回风口；27、回风管道；28、空调房间；29、智能控制器。
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作更全面的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。
本发明提供了一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统的使用方法，包括夏季工况时，新风进入高效板式热交换器14，获得排风的余热后与室内回风混合，再由表面式空气换热器21降温处理后通过送风管24和送风口25进入房间；排风经空调房间回风口26和回风管道27进入高效板式热交换器14，将余热转移至新风后排至大气；冬季工况时，新风先经增强型太阳能空气加热器1进行一次预热，再经高效板式热交换器14由排风余热进行二次预热后与室内回风混合，最后由表面式空气换热器21加热处理后通过送风管24和送风口25进入房间；过渡季节工况，系统以全新风运行。夏季、冬季和过渡季节工况新风口2、12、20开闭由智能控制器29进行转换。
本实施例中，夏季工况：智能控制器29将新风口12自动打开，新风口2和20关闭，室外新风在送风机22的动力作用下，经新风口12、余热回收新风入口13进入高效板式热交换器14，吸收排风的余热后流入混合段19，此时新风得到预冷；空调房间28内的空气经回风口26、回风管道27、混合段回风入口16后流入混合段19；新风与回风在混合段19混合后由表面式空气换热器21进一步冷却处理，再由机组出风口23、送风管道24和送风口25进入空调房间28，使空调房间维持夏季的温度要求。由于新风在高效板式热交换器14中得到排风的冷量，从而降低了表面式空气换热器21所需的冷量，减小了空调系统夏季能耗。
本实施例中，冬季工况：智能控制器29将新风口2自动打开，新风口12和20关闭，室外新风在送风机22的动力作用下，通过新风口2流入增强型太阳能空气加热器1进行一级预热，再由出风口7、余热回收新风入口13进入高效板式热交换器14，吸收排风的余热进行二级预热后流入混合段19，此时新风得 到两次预热；空调房间28内的空气经回风口26、回风管道27、混合段回风入口16后流入混合段19；新风与回风在混合段19混合后由表面式空气换热器21进一步加热处理，再由机组出风口23、送风管道24和送风口25进入空调房间28，使空调房间维持冬季的温度要求。由于新风先后在增强型太阳能空气加热器1和高效板式热交换器14中得到双级预热，从而大大降低了表面式空气换热器21所需的热量，减小了空调系统冬季能耗。
本实施例中，过渡季节工况：智能控制器29将新风口20自动打开，新风口2和12关闭，室外新风在送风机22的动力作用下，经新风口20、混合段19、机组出风口23、送风管道24和送风口25进入空调房间28，使空调房间维持过渡季节的温度要求。由于此时新风的焓值低于室内空气的焓值，所以新风具有自然的冷却能力。按照全新风运行，不需要开启冷源，系统能耗只有送风机22的功耗。
在本发明的系统中，空调房间的部分回风在排风机17的动力作用下，经余热回收排风入口15进入高效板式热交换器14，将余热交换至新风后，再经余热回收排风出口18排至大气中。此处高效板式热交换器14为显热回收型或全热回收型，新风和排风通过各自通道进行间接接触换热，保证新风的新鲜度。
本实施例中，新风不直接进入增强型太阳能空气加热器1中的加热通道，而是首先进入进气室3，使气流压力均稳，再由进气室3上的通风孔口4进入上下两个加热通道，最后进入集气室6。此做法可使加热通道内的气流速度变缓、加热均匀，提高新风的温升。
本实施例中，太阳能空气加热器为优选的增强型太阳能空气加热器。高效吸热板5为阶梯结构布置，不仅能增大集热面积，而且可以形成两个加热通道；每块吸热板由中间的固定轴8固定，结构稳定；背板敷设保温板10，减少空气加热器的热量损失；背板处设置安装孔，可与角钢支架11连接，安装方便。
本实施例中，所述的排风余热回收段、新回风混合段、表面式空气处理段和风机段组成上下结构的一体化设备，结构紧凑，占地面积小；此一体化设备在屋顶安装，可以避免机组运行噪声对室内环境的影响。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，凡在本发明技术原理的前提下进行任何修改、变型、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
- 一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，其特征在于，该空调系统设置有增强型太阳能空气加热器，所述增强型太阳能空气加热器包括透明玻璃盖板、高效吸热板、保温板、进气室、集气室、角钢支架、新风口、出风口，其中透明玻璃盖板朝南设置，太阳能空气加热器背板敷设保温板。
- 根据权利要求1所述一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，其特征在于，所述新风口由防雨百叶、过滤网和电动风阀组成。
- 根据权利要求1所述一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，其特征在于，所述高效吸热板呈阶梯型布置，由固定轴固定。
- 根据权利要求1所述一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，其特征在于，所述进气室和集气室的壁面安装新风口、出风口和通风孔口。
- 根据权利要求1所述一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统，其特征在于，所述高效吸热板分别与透明玻璃盖板和保温板之间形成上下空气加热通道。
- 一种基于太阳能与余热回收的屋顶式空调系统的使用方法，其特征在于，包括：夏季工况时，新风进入高效板式热交换器，获得排风的余热后与室内回风混合，再由表面式空气换热器降温处理后通过送风管和送风口进入房间；排风经空调房间回风口和回风管道进入高效板式热交换器，将余热转移至新风后排至大气；冬季工况时，新风先经增强型太阳能空气加热器进行一次预热，再经高效板式热交换器由排风余热进行二次预热后与室内回风混合，最后由表面式空气换热器加热处理后通过送风管和送风口进入房间，表面式空气换热器连接冷热源；过渡季节工况，系统以全新风运行；夏季、冬季和过渡季节工况新风口开闭由智能控制器进行转换。
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2022
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