風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統的製作方法

2023-06-18 17:52:16

風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開的風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統，由蒸發冷卻冷風/冷水機組、設置於外部屋頂的風光互補發電系統、房屋側壁採用的水幕牆結構組成，蒸發冷卻冷風/冷水機組分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端連接，房屋內設置有風口，蒸發冷卻冷風/冷水機組通過風管與風口相連通。本發明的蒸發冷卻空調系統，將蒸發冷卻空調技術、風光互補發電技術、蓄冷技術、水幕牆技術相結合，利用夜晚和白天的峰谷電價差，製取冷風和冷水，實現夜晚通風和蓄冷的目的，是一種環保、節能、經濟的空調系統。
【專利說明】風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於空調設備【技術領域】，具體涉及一種包括蒸發冷卻冷風/冷水機組、風光互補發電系統、內嵌相變蓄冷材料的蒸發冷卻盤管、水幕牆和室內末端集成的蒸發冷卻空調系統。
【背景技術】
[0002]近幾年，我國建築能耗佔據總能耗比例有所上升，由於空調大部分採用傳統的機械製冷，其系統運行的四大部件，需要消耗大量的電能，造成城市夏季出現「拉閘限電」等現象，所以空調的節能已經迫在眉睫。蒸發冷卻空調技術，利用天然能源「幹空氣」能，使用空氣幹球溫度和露點溫度之差作為驅動勢，來降低空氣和水的溫度。蒸發冷卻冷風/冷水機組能夠同時產出冷風和冷水，既滿足了室內新風的需求，同時也為室內末端提供了高溫冷水，可實現水-空氣系統，減少室內過多風管的布置。常規的水蓄冷空調是利用電網的峰谷電價差，夜間利用冷水機組製取冷水在水池內蓄冷，白天水池釋放冷量，保證在負荷峰值期間機組的正常運行，它具有投資小、運行可靠、製冷效果好，經濟效益高等特點。然而，它需要佔用一定的地方建造蓄水池，勢必佔用一定的空間。當今，相變蓄冷技術發展快速，相變材料已經可以實現吸收一定高溫冷水的冷量，將它儲存一定時間，在需要時候釋放冷量。現代化的建築多採用玻璃幕牆，外表美觀，但通過幕牆不僅能夠吸收過多的太陽輻射能，同時也增加了室外產生炫光的問題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統，將蒸發冷卻空調技術、水蓄冷技術、風光互補發電技術和水幕牆技術相結合，充分利用天然能源，減少環境汙染，節約能源。
[0004]本發明所採用的技術方案是，風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統，該系統由蒸發冷卻冷風/冷水機組、設置於外部屋頂的風光互補發電系統、房屋側壁採用的水幕牆結構組成，蒸發冷卻冷風/冷水機組分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端連接，房屋內設置有風口，蒸發冷卻冷風/冷水機組通過風管與風口相連通。
[0005]本發明的特點還在於，
[0006]蒸發冷卻冷風/冷水機組的結構為:包括機組內並列設置的兩個通道，
[0007]—個通道內:底部設置有集水箱a，集水箱a與機組殼體外部連通有補水閥a和排汙閥a，集水箱a上部、從下到上依次設置有間接蒸發冷卻換熱器、填料a、布水器a、擋水板a及排風機a，集水箱a通過管道、循環水泵a與布水器a連通，與間接蒸發冷卻換熱器相對應的機組殼體壁上設置有新風口，該新風口和間接蒸發冷卻換熱器之間設置有過濾器；
[0008]另一通道內:底部設置有集水箱b，集水箱b與機組殼體外部連通有補水閥b和排汙閥b，集水箱b上部、從下到上依次設置有蒸發冷卻盤管、填料b、布水器b、擋水板b及排風機b，集水箱b通過管道、循環水泵b與布水器b連通，集水箱b和蒸發冷卻盤管之間的殼體壁上設置有送風口，該送風口內設置有送風機和擋水板C ;
[0009]蒸發冷卻盤管分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端連接，送風口通過風管與風口相連通。
[0010]間接蒸發冷卻換熱器採用板翅式、管式或露點式間接蒸發冷卻換熱器。
[0011]填料a和填料b採用紙質、金屬、多孔陶瓷或PVC材質。
[0012]排風機a、排風機b及送風機採用變頻風機。
[0013]循環水泵a和循環水泵b採用變頻式。
[0014]蒸發冷卻盤管內嵌有相變蓄冷材料。
[0015]水幕牆結構由相間隔的玻璃幕牆內牆和玻璃幕牆外牆組成，內、外牆之間構成一空腔，該空腔的底部設置有集水箱C，該空腔的頂部靠近玻璃幕牆外牆處設置有布水管，該布水管上均勻間隔設置有多個布水孔。
[0016]風光互補發電系統的結構，包括風力發電機，風力發電機分別與光伏發電板、風力互補控制器連接，光伏發電板依次與風力互補控制器、蓄電池、逆變器和用電設備連接。
[0017]室內末端為乾式風機盤管或者毛細輻射管。
[0018]本發明的蒸發冷卻空調系統具有以下優點:
[0019](I)本發明蒸發冷卻空調系統中的閉式冷卻盤管內嵌相變蓄冷材料，可實現冷水製取和水蓄冷一體化，無需另外設置蓄水箱/池，具有結構簡單、節約空間的特點。
[0020](2)本發明蒸發冷卻空調系統，利用電價峰谷差價，製取冷水，並將冷量儲存在閉式蒸發冷卻盤管內嵌的相變蓄冷材料中，白天釋放冷量，具有能源合理利用、節能和經濟的特點。
[0021](3)本發明蒸發冷卻空調系統，利用電價峰谷差，製取冷風，可以實現夜晚通風，來帶走室內存留的熱量，降低白天的空調負荷，從而達到節能的目的。
[0022](4)本發明蒸發冷卻空調系統製取的冷水，先通入室內末端，吸收室內迴風熱量，再通入水幕牆的布水器中，增加了回水和供水的溫差，降低供水流量。
[0023](5)本發明蒸發冷卻空調系統中的水幕牆，阻擋了室外太陽輻射能向室內傳遞的熱量，同時也減少玻璃幕牆向室內產生的炫光，不僅美觀，而且可以節能。
[0024](6)本發明蒸發冷卻空調系統水幕牆中的布水器上均勻打孔，布水孔貼附於玻璃幕牆外牆，使得水沿著牆面下落，遮陽效果明顯，噪聲降低。
[0025](7)本發明利用風光互補發電系統供電，可以為蒸發冷卻空調機組的水泵和風機等提供所需要的能耗，同時將多餘的電能儲存在蓄電池中，風力發電與光伏發電兩者相互輔助發電，保證在天氣不利情況下連續使用，系統運行穩定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發明蒸發冷卻空調系統的結構示意圖；
[0027]圖2是本發明蒸發冷卻空調系統中蒸發冷卻冷風/冷水機組的結構示意圖；
[0028]圖3是本發明蒸發冷卻空調系統中水幕牆的結構示意圖；
[0029]圖4是本發明蒸發冷卻空調系統中內嵌相變蓄冷材料的蒸發冷卻盤管的橫截面示意圖；
[0030]圖5是本發明蒸發冷卻空調系統中風光互補發電系統的結構示意圖。[0031]圖中，A.蒸發冷卻冷風/冷水機組，B.風光互補發電系統，C.室內末端，D.風口，E.水幕牆，1.過濾器，2.間接蒸發冷卻換熱器，3.填料a，4.布水器a，5.擋水板a，6.排風機a，7.排風機b，8.擋水板b，9.布水器b，10.填料b，ll.蒸發冷卻盤管，12.送風機，13.擋水板C，14.補水閥a，15.集水箱a，16.循環水泵a，17.排汙閥a，18.集水箱b，19.循環水泵b，20.補水閥b，21.排汙閥b，22.布水管，23.布水孔，24.玻璃幕牆內牆，25.玻璃幕牆外牆，26.集水箱C，27.用電設備，28.相變蓄冷材料，29.風力發電器，30.光伏發電板，31.風力互補控制器，32.蓄電池，33.逆變器。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0033]本發明風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統，結構如圖1所示，由蒸發冷卻冷風/冷水機組A、設置於外部屋頂的風光互補發電系統B、房屋側壁採用的水幕牆E結構組成，蒸發冷卻冷風/冷水機組A分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端C連接，房屋內設置風口 D，蒸發冷卻冷風/冷水機組A通過風管與風口 D相連通。
[0034]蒸發冷卻冷風/冷水機組A的結構為:包括機組內並列設置的兩個通道，其結構如圖2所示。
[0035]一個通道內:底部設置集水箱al5，集水箱al5與機組殼體外部連通補水閥al4和排汙閥al7，集水箱al5上部、從下到上依次設置有間接蒸發冷卻換熱器2、填料a3、布水器a4、擋水板a5及排風機a6,集水箱al5通過管道、循環水泵al6與布水器a4連通,與間接蒸發冷卻換熱器2相對應的機組殼體壁上設置有新風口，該新風口和間接蒸發冷卻換熱器2之間設置過濾器I。
[0036]另一通道內:底部設置有集水箱bl8，集水箱bl8與機組殼體外部連通有補水閥b20和排汙閥b21，集水箱b 18上部、從下到上依次設置有蒸發冷卻盤管11、填料b 10、布水器b9、擋水板b8及排風機b7，集水箱bl8通過管道、循環水泵bl9與布水器b9連通，集水箱bl8和蒸發冷卻盤管11之間的殼體壁上設置有送風口，該送風口內設置有送風機12和擋水板c 13。
[0037]蒸發冷卻盤管11分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端C連接，送風口通過風管與風口 D相連通。
[0038]間接蒸發冷卻換熱器2採用板翅式、管式或露點式間接蒸發冷卻換熱器。
[0039]填料a3和填料blO採用紙質、金屬、多孔陶瓷、PVC等多種材料。
[0040]排風機a6、排風機b7及送風機12採用變頻風機，循環水泵al6和循環水泵bl9採用變頻式，通過控制，實現節能。
[0041]蒸發冷卻盤管11內嵌有相變蓄冷材料28，結構如圖4。
[0042]水幕牆E的結構由相間隔的玻璃幕牆內牆24和玻璃幕牆外牆25組成，內、外牆之間構成一空腔，如圖3所示，該空腔的底部設置有集水箱c26，該空腔的頂部靠近玻璃幕牆外牆25處設置有布水管22，該布水管22上均勻間隔設置有多個布水孔23。
[0043]風光互補發電系統B的結構如圖5所示，包括風力發電機29，風力發電機29分別與光伏發電板30、風力互補控制器31連接,光伏發電板30依次與風力互補控制器31、蓄電池32、逆變器33和用電設備27連接。[0044]風光互補控制器31，主要功能使太陽能和風能發電系統始終處於發電系統的功率最高點附近，以獲得最大功率；逆變器33，主要功能是將蓄電池的直流電轉換成交流電，可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變；蓄電池32，將太陽能和風能轉換成直流電能儲存的組件。
[0045]室內末端C可以採用乾式風機盤管和毛細輻射管等。乾式風機盤管內通入高溫冷水，無需設置冷凝水管，防止冷凝水洩漏和細菌的滋生；毛細輻射管，通入製取的高溫冷水，吸收室內餘熱。
[0046]風口 D，可以向室內送入一定量的新風。
[0047]本發明空調系統的工作過程可以分為兩種模式:
[0048]夜晚蓄冷
[0049]開啟蒸發冷卻冷風/冷水機組A，利用峰谷電價差，製取冷風和冷水，蒸發冷卻盤管11內嵌相變蓄冷材料28，可以將製取的冷量儲存起來。製取的冷風通入室內，實現夜晚通風，來降低白天室內負荷。
[0050]白天釋冷
[0051]蓄冷材料28開始釋放冷量，將製取的高溫冷水通入到室內的末端，吸收室內餘熱，再通入水幕牆E中的布水管22中，高溫冷水均勻地順著幕牆的外牆流下，在外牆形成一層水幕，能夠減少太陽能輻射能向室內的傳遞，同時也降低了室外眩光的產生，流下的水落在了下方設置的水箱，在回到機組中。
[0052]白天蒸發冷卻冷風/冷水機組可以開啟，已補充釋冷量的不足。
[0053]本發明的蒸發冷卻空調系統，利用自然的風能和光能發電，提供蒸發冷卻冷空調系統運行所需要的能耗。蒸發冷卻冷風/冷水機組利用峰谷電價差，在夜晚製取冷風和冷水，由於設置的內嵌相變蓄冷材料的蒸發冷卻盤管，實現了冷水製取和蓄冷一體化，可以直接將蒸發冷卻製取的冷水，儲存起來，白天釋放冷量，為室內末端和水.牆的布水管提供聞溫冷水；製取的冷風，夜晚可以向室內通風，降低白天室內的負荷。
【權利要求】
1.風光互補發電的無需水箱蓄冷的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，該系統由蒸發冷卻冷風/冷水機組(A)、設置於外部屋頂的風光互補發電系統(B)、房屋側壁採用的水幕牆(E)結構組成，所述的蒸發冷卻冷風/冷水機組(A)分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端(C)連接，房屋內設置有風口(D)，所述的蒸發冷卻冷風/冷水機組(A)通過風管與風口(D)相連通。
2.按照權利要求1所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述蒸發冷卻冷風/冷水機組(A)的結構為:包括機組內並列設置的兩個通道， 一個通道內:底部設置有集水箱a (15)，集水箱a (15)與機組殼體外部連通有補水閥a(14)和排汙閥a (17)，集水箱a (15)上部、從下到上依次設置有間接蒸發冷卻換熱器(2)、填料a (3)、布水器a (4)、擋水板a (5)及排風機a (6)，所述集水箱a (15)通過管道、循環水泵a (16)與布水器a (4)連通，與所述間接蒸發冷卻換熱器(2)相對應的機組殼體壁上設置有新風口，該新風口和間接蒸發冷卻換熱器(2 )之間設置有過濾器(I); 另一通道內:底部設置有集水箱b (18)，集水箱b (18)與機組殼體外部連通有補水閥b (20)和排汙閥b (21)，集水箱b (18)上部、從下到上依次設置有蒸發冷卻盤管(11)、填Wb (10)、布水器b (9)、擋水板b (8)及排風機b (7)，所述集水箱b (18)通過管道、循環水泵b (19)與布水器b (9)連通，所述集水箱b (18)和蒸發冷卻盤管(11)之間的殼體壁上設置有送風口，該送風口內設置有送風機(12)和擋水板c (13)； 所述的蒸發冷卻盤管(11)分別通過送水和回水管道與房屋內的室內末端(C)連接，所述的送風口通過風管與風口(D)相連通。
3.按照權利要求2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的間接蒸發冷卻換熱器(2)採用板翅式、管式或露點式間接蒸發冷卻換熱器。
4.按照權利要求2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的填料a(3)和填料b(10)採用紙質、金屬、多孔陶瓷或PVC材質。
5.按照權利要求2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的排風機a(6)、排風機b (7)及送風機(12)採用變頻風機。
6.按照權利要求2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的循環水泵a(16)和循環水泵b (19)採用變頻式。
7.按照權利要求2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的蒸發冷卻盤管(11)內嵌有相變蓄冷材料(28)。
8.按照權利要求1或2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述的水幕牆(E)結構由相間隔的玻璃幕牆內牆(24)和玻璃幕牆外牆(25)組成，內、外牆之間構成一空腔，該空腔的底部設置有集水箱c (26)，該空腔的頂部靠近玻璃幕牆外牆(25)處設置有布水管(22),該布水管(22)上均勻間隔設置有多個布水孔(23)。
9.按照權利要求1或2所述的蒸發冷卻空調系統，其特徵在於，所述風光互補發電系統(B)的結構，包括風力發電機(29)，風力發電機(29)分別與光伏發電板(30)、風力互補控制器(31)連接，光伏發電板(30)依次與風力互補控制器(31)、蓄電池(32)、逆變器(33)和用電設備(27)連接。
10.按照權利要求1或2所述的蒸發冷卻空調系統，其特點在於，所述的室內末端(C)為乾式風機盤管或者毛細輻射管。
【文檔編號】F24F5/00GK103743012SQ201310705318
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】黃翔, 劉佳莉, 宣靜雯 申請人:西安工程大學