CN105042740A - 岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调*** - Google Patents

岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调*** Download PDF

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Abstract

本发明公开的岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，由多个岩石床-蒸发冷却联合降温***组成；每个岩石床-蒸发冷却联合降温***，包括有通过风管网连接的蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元，蒸发冷却单元还与太阳能发电单元连接。本发明岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，将蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元合理结合，不仅能有效降低温度，还能在很大程度上节省能耗。

Description

岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***
技术领域
本发明属于空调***技术领域，具体涉及一种岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***。
背景技术
现有的蒸发冷却技术主要有：间接蒸发冷却技术、直接蒸发冷却技术、间接与直接相结合的两级冷却技术。
在利用间接蒸发冷却技术时不仅需要考虑二次风机的投资，还需考虑白天电费的问题；若能实现间歇性的为房间提供冷量，就可以减少电量的使用，从而节省电费。
岩石床主要由圆形的沙砾和卵石组成，在使用的时候可以将岩石床作为第一级的间接蒸发冷却，设置在地下，节省了地上空间；当室外空气经过冷却后经风机抽吸进入到地下的岩石床内，与沙砾和卵石接触，就能达到蓄冷的目的。在夜晚，湿球温度较低，蒸发冷却效率较高，这样就使得岩石床非常容易蓄冷。
基于岩石床的优势，将岩石床与蒸发冷却空调机组相结合，就相当于将蓄冷装置和供冷装置结合，不仅能有效降低温度，还能在很大程度上节省能耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，将蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元相结合，不仅能有效降低温度，还能在很大程度上节省能耗。
本发明所采用的技术方案是，岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，由多个岩石床-蒸发冷却联合降温***组成；
岩石床-蒸发冷却联合降温***，包括有通过风管网连接的蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元，蒸发冷却供冷单元还与太阳能发电单元连接。
本发明的特点还在于：
蒸发冷却单元，由设置于地面上的第一蒸发冷却空调机组、第二蒸发冷却空调机组及第三蒸发冷却空调机组组成；岩石床蓄冷-供冷两用单元，由设置于地面下的岩石床a和岩石床b组成。
第一蒸发冷却空调机组，包括有第一机组壳体和外置水箱a，第一机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口a和送风口a，送风口a通过第一风管与岩石床a连接；第一机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网a、新风预冷室a、第一填料式蒸发冷却单元及送风机a，新风预冷室a通过第二风管G与岩石床a连接。
第一填料式蒸发冷却单元，包括有填料a，填料a的周围竖直设置有多根高压喷淋管，多根高压喷淋管的下部通过连接管连通，连接管通过第一供水管与外置水箱a连接，每根高压喷淋管上均匀设置有多个面向填料a喷淋水的高压微雾喷嘴a；第一供水管上设置有水泵。
第一风管内设置有风阀e；
第二风管与新风预冷室a连接的管口内设置有风阀f，第二风管与岩石床a连接的管口内设置有温度传感器a和风阀a。
第二蒸发冷却空调机组，包括有第二机组壳体和外置水箱b，第二机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口b和送风口b，送风口b通过第三风管与岩石床b连接；第二机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网b、新风预冷室b、第二填料式蒸发冷却单元及送风机b，新风预冷室b通过第四风管与岩石床b连接。
第二填料式蒸发冷却单元，包括有填料b，填料b的周围竖直设置有多根高压喷水管，多根高压喷水管的下部通过连通管连通，连通管通过第二供水管与外置水箱b连接，每根高压喷水管上均匀设置有多个面向填料b喷淋水的高压微雾喷嘴b；第二供水管上设置有水泵。
第三风管内设置有风阀g；
第四风管与新风预冷室b连接的管口内设置有风阀h，第四风管与岩石床b连接的管口内设置有温度传感器b和风阀b。
第三蒸发冷却空调机组，包括有第三机组壳体，第三机组壳体的一侧壁上设置出风口，第三机组壳体内设置有带冷风入口的冷风室，冷风室与出风口之间依次设置有直接蒸发冷却单元、挡水板及风机；冷风入口连接有第五风管，第五风管通过第六风管与岩石床a连接，第五风管还通过第七风管与岩石床b连接；
直接蒸发冷却单元，包括有填料块，填料块的上方设置有布水管，布水管上设置有多个面向填料块喷淋水的喷嘴；填料块的下方设置有集水箱，集水箱通过蓄水管与布水管连接，蓄水管上设置有水泵；
第五风管与冷风入口连接处设置有风阀i；
第六风管内设置有温度传感器c和风阀c；
第七风管内设置有温度传感器d和风阀d。
太阳能发电单元，由太阳能电池板和电力转化装置通过导线连接组成；电力转化装置由通过导线依次连接的控制器、蓄电池及逆变器组成。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的自适应节能空调***，将岩石床单元与蒸发冷却单元合理结合，有效利用了岩石床的蓄冷作用和间接蒸发冷却作用，实现了对空气的有效冷却。
(2)本发明的自适应节能空调***，利用两个岩石床组成蓄冷-供冷两用单元，能够根据温度传感器的调节使其处于合理的工作模式，如：供冷模式或蓄冷模式。
(3)本发明的自适应节能空调***在夜间运行时，可以利用白天太阳能发电单元中蓄电池储存的多余电量。
(4)本发明的自适应节能空调***中，当采用两个岩石床时，在没有达到理想的蓄冷状态下，经过岩石床的温度是较低的，可以利用这部分空气对室外空气进行预冷，提高了冷却效率。
(5)在本发明的自适应节能空调***中，为岩石床提供冷量的装置采用的内设高压微雾喷射装置的蒸发冷却单元，而配合高压微雾喷射装置的水箱采用的是外置水箱，方便供水和换水。
(6)本发明的自适应节能空调***中，在两个连接岩石床的风管内设置了温度传感器和风阀，可以根据实际需求调节风阀的开关。
附图说明
图1是本发明的自适应节能空调***的结构示意图；
图2是本发明的自适应节能空调***内太阳能发电单元的结构示意图。
图中，A.第一蒸发冷却空调机组，B.第二蒸发冷却空调机组，C.第三蒸发冷却空调机组；
1.过滤网a，2.新风预冷室a，3.高压微雾喷嘴a，4.填料a，5.送风机a，6.进风口a，7.送风口a，8.进风口b，9.过滤网b，10.新风预冷室b，11.高压微雾喷嘴b，12.填料b，13.送风机b，14.送风口b，15.冷风室，16.冷风入口，17.布水管，18.填料块，19.挡水板，20.风机，21.出风口，22.集水箱，23.外置水箱a，24.岩石床a，25.岩石床b，26.温度传感器a，27.风阀a，28.温度传感器b，29.风阀b，30.温度传感器c，31.风阀c，32.温度传感器d，33.风阀d，34.外置水箱b，35.风阀e，36.风阀f，37.风阀g，38.风阀h，39.风阀i，40.太阳能电池板，41.控制器，42.蓄电池，43.逆变器；
G1.第一风管，G2.第二风管，G3.第三风管，G4.第四风管，G5.第五风管，G6.第六风管，G7.第七风管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，其结构如1及图2所示，由多个岩石床-蒸发冷却联合降温***组成；每个岩石床-蒸发冷却联合降温***，包括有通过风管网连接的蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元，蒸发冷却单元还与太阳能发电单元连接。
蒸发冷却单元，如图1所示，由设置于地面上的第一蒸发冷却空调机组A、第二蒸发冷却空调机组B及第三蒸发冷却空调机组C组成。
岩石床蓄冷-供冷两用单元，如图1所示，由设置于地面下的岩石床a24和岩石床b25组成。
第一蒸发冷却空调机组A，包括有第一机组壳体和外置水箱a23，第一机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口a6和送风口a7，送风口a7通过第一风管G1与岩石床a24连接；第一机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网a1、新风预冷室a2、第一填料式蒸发冷却单元及送风机a5，新风预冷室a2通过第二风管G2与岩石床a24连接。
第一填料式蒸发冷却单元，包括有填料a4，填料a4的周围竖直设置有多根高压喷淋管，多根高压喷淋管的下部通过连接管连通，连接管通过第一供水管与外置水箱a23连接，每根高压喷淋管上均匀设置有多个面向填料a4喷淋水的高压微雾喷嘴a3。
第一供水管上设置有水泵。
第一风管G1内设置有风阀e35。
第二风管G2与新风预冷室a2连接的管口内设置有风阀f36，第二风管G2与岩石床a24连接的管口内设置有温度传感器a26和风阀a27。
第二蒸发冷却空调机组B，包括有第二机组壳体和外置水箱b34，第二机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口b8和送风口b14，送风口b14通过第三风管G3与岩石床b25连接；第二机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网b9、新风预冷室b10、第二填料式蒸发冷却单元及送风机b13，新风预冷室b10通过第四风管G4与岩石床b25连接。
第二填料式蒸发冷却单元，包括有填料b12，填料b12的周围竖直设置有多根高压喷水管，多根高压喷水管的下部通过连通管连通，连通管通过第二供水管与外置水箱b34连接，每根高压喷水管上均匀设置有多个面向填料b12喷淋水的高压微雾喷嘴b11。
第二供水管上设置有水泵。
第三风管G3内设置有风阀g37。
第四风管G4与新风预冷室b10连接的管口内设置有风阀h38，第四风管G4与岩石床b25连接的管口内设置有温度传感器b28和风阀b29。
第三蒸发冷却空调机组C，包括有第三机组壳体，第三机组壳体的一侧壁上设置出风口21，第三机组壳体内设置有带冷风入口16的冷风室15，冷风室15与出风口21之间依次设置有直接蒸发冷却单元、挡水板19及风机20；冷风入口16连接有第五风管G5，第五风管G5通过第六风管G6与岩石床a24连接，第五风管G5还通过第七风管G7与岩石床b25连接。
直接蒸发冷却单元，包括有填料块18，填料块18的上方设置有布水管17，布水管17上设置有多个面向填料块18喷淋水的喷嘴；填料块18的下方设置有集水箱22，集水箱22通过蓄水管与布水管17连接，蓄水管上设置有水泵。
第五风管G5与冷风入口16连接处设置有风阀i39。
第六风管G6内设置有温度传感器c30和风阀c31。
第七风管G7内设置有温度传感器d32和风阀d33。
太阳能发电单元，如图2所示，由太阳能电池板40和电力转化装置通过导线连接组成；电力转化装置由通过导线依次连接的控制器41、蓄电池42及逆变器43组成。
本发明岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***中三大主要单元的作用如下：
蒸发冷却单元：第一蒸发冷却空调机组A、第二蒸发冷却空调机组B及第三蒸发冷却空调机组C均用于对空气进行降温处理。
岩石床蓄冷-供冷两用单元：由设置于地面下的岩石床a24和岩石床b25组成，能够有效的储存冷量并对空气进行降温，是一种既可以蓄冷，又可以供冷的装置。
太阳能发电单元：利用可再生的清洁能源提供电能供给蒸发冷却单元的运行，有效节省了电能。
本发明岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***的工作过程如下：
室外空气分别流入蒸发冷却单元内的第一蒸发冷却空调机组A和第二蒸发冷却空调机组B；
在第一蒸发冷却空调机组A内：
空气经过滤网a1过滤后进入到第一填料式蒸发冷却单元内，空气在填料a4处与经高压微雾喷嘴a3喷淋出的水进行热湿交换，完成降温过程(喷淋水来自外置水箱a23，采用外置水箱a23的目的在于换水方便)；降温后的空气经第一风管G1送至岩石床a24内；经岩石床a24处理后，空气的温度被进一步降低，此时冷空气有以下工作方式：
冷空气经第二风管G2(打开风阀f36和风阀a27)进入到新风预冷室a2内预冷新风，此时的岩石床a24作为蓄冷装置；
当温度传感器a26检测到第二风管G2内的空气温度与经第一风管G1进入岩石床a24的空气温度相同时(表明蓄冷完成)，要关闭风阀a27，将岩石床a24作为供冷装置，此时由岩石床a24送出的冷空气依次经第六风管G6、第五风管G5(打开风阀c31和风阀i39)进入第三蒸发冷却空调机组C内的冷风室15内，冷空气流入直接蒸发冷却单元内的填料块18处，与经喷嘴喷淋出的水进行热湿交换，完成降温过程，经挡水板19过滤掉冷空气中的多余水份后，冷空气在风机20的作用下由出风口21送入到室内。
在第二蒸发冷却空调机组B内：
空气经过滤网b9过滤后进入到第二填料式蒸发冷却单元内，空气在填料b12处与经高压微雾喷嘴b11喷淋出的水进行热湿交换，完成降温过程(喷淋水来自外置水箱b34，采用外置水箱b34的目的在于换水方便)；降温后的空气经第三风管G3送至岩石床b25内；经岩石床b25处理后，空气的温度被进一步降低，此时的冷空气有以下工作方式：
冷空气经第四风管G4(打开风阀h38和风阀b29)进入到新风预冷室b10内预冷新风，此时的岩石床a24作为蓄冷装置；
当温度传感器b28检测到第四风管G4内的空气温度与经第三风管G3进入岩石床b25的空气温度相同时(表明蓄冷完成)，要关闭阀门b29，将岩石床b25作为供冷装置；此时由岩石床b25送出的冷空气依次经第七风管G7、第五风管G5(打开风阀d33和风阀i39)进入第三蒸发冷却空调机组C内的冷风室15内，冷空气流入直接蒸发冷却单元内的填料块18处，与经喷嘴喷淋出的水进行热湿交换，完成降温过程；经挡水板19过滤掉冷空气中的多余水份后，冷空气在风机20的作用下由出风口21送入到室内。
当岩石床a24作为供冷装置供冷的时候，岩石床b25则作为蓄冷装置进行蓄冷。
本发明岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***内设置有蒸发冷却供冷单元、岩石床蓄冷-供冷两用单元及太阳能发电单元；岩石床蓄冷-供冷两用单元内设置岩石床a24和岩石床b25，其中一个作为蓄冷装置时，另一个就作为供冷装置，即这里将岩石床蓄冷-供冷两用单元看做是一种间歇性的供冷和蓄冷装置，将其与蒸发冷却单元相结合，就能在节省能耗的同时有效调节空气温度；此外，采用太阳能发电单元，可以将白天储存的多余电量用于晚上的蓄冷和供冷。

Claims (10)

1.岩石床与蒸发冷却相结合的自适应节能空调***，其特征在于，由多个岩石床-蒸发冷却联合降温***组成；
所述岩石床-蒸发冷却联合降温***，包括有通过风管网连接的蒸发冷却单元和岩石床蓄冷-供冷两用单元，所述蒸发冷却供冷单元还与太阳能发电单元连接。
2.根据权利要求1所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述蒸发冷却单元，由设置于地面上的第一蒸发冷却空调机组(A)、第二蒸发冷却空调机组(B)及第三蒸发冷却空调机组(C)组成；
所述岩石床蓄冷-供冷两用单元，由设置于地面下的岩石床a(24)和岩石床b(25)组成。
3.根据权利要求2所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第一蒸发冷却空调机组(A)，包括有第一机组壳体和外置水箱a(23)，所述第一机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口a(6)和送风口a(7)，所述送风口a(7)通过第一风管(G1)与岩石床a(24)连接；
所述第一机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网a(1)、新风预冷室a(2)、第一填料式蒸发冷却单元及送风机a(5)，新风预冷室a(2)通过第二风管G(2)与岩石床a(24)连接。
4.根据权利要求3所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第一填料式蒸发冷却单元，包括有填料a(4)，所述填料a(4)的周围竖直设置有多根高压喷淋管，多根高压喷淋管的下部通过连接管连通，连接管通过第一供水管与外置水箱a(23)连接，每根高压喷淋管上均匀设置有多个面向填料a(4)喷淋水的高压微雾喷嘴a(3)；所述第一供水管上设置有水泵。
5.根据权利要求3所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第一风管(G1)内设置有风阀e(35)；
所述第二风管(G2)与新风预冷室a(2)连接的管口内设置有风阀f(36)，所述第二风管(G2)与岩石床a(24)连接的管口内设置有温度传感器a(26)和风阀a(27)。
6.根据权利要求2所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第二蒸发冷却空调机组(B)，包括有第二机组壳体和外置水箱b(34)，所述第二机组壳体相对的两侧壁上分别设置有进风口b(8)和送风口b(14)，所述送风口b(14)通过第三风管(G3)与岩石床b(25)连接；
所述第二机组壳体内按空气进入后流动方向依次设置有过滤网b(9)、新风预冷室b(10)、第二填料式蒸发冷却单元及送风机b(13)，所述新风预冷室b(10)通过第四风管(G4)与岩石床b(25)连接。
7.根据权利要求6所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第二填料式蒸发冷却单元，包括有填料b(12)，所述填料b(12)的周围竖直设置有多根高压喷水管，多根高压喷水管的下部通过连通管连通，连通管通过第二供水管与外置水箱b(34)连接，每根高压喷水管上均匀设置有多个面向填料b(12)喷淋水的高压微雾喷嘴b(11)；所述第二供水管上设置有水泵。
8.根据权利要求6所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第三风管(G3)内设置有风阀g(37)；
所述第四风管(G4)与新风预冷室b(10)连接的管口内设置有风阀h(38)，所述第四风管(G4)与岩石床b(25)连接的管口内设置有温度传感器b(28)和风阀b(29)。
9.根据权利要求2所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述第三蒸发冷却空调机组(C)，包括有第三机组壳体，所述第三机组壳体的一侧壁上设置出风口(21)，所述第三机组壳体内设置有带冷风入口(16)的冷风室(15)，所述冷风室(15)与出风口(21)之间依次设置有直接蒸发冷却单元、挡水板(19)及风机(20)；所述冷风入口(16)连接有第五风管(G5)，所述第五风管(G5)通过第六风管(G6)与岩石床a(24)连接，所述第五风管(G5)还通过第七风管(G7)与岩石床b(25)连接；
所述直接蒸发冷却单元，包括有填料块(18)，所述填料块(18)的上方设置有布水管(17)，所述布水管(17)上设置有多个面向填料块(18)喷淋水的喷嘴；所述填料块(18)的下方设置有集水箱(22)，所述集水箱(22)通过蓄水管与布水管(17)连接，所述蓄水管上设置有水泵；
所述第五风管(G5)与冷风入口(16)连接处设置有风阀i(39)；
所述第六风管(G6)内设置有温度传感器c(30)和风阀c(31)；
所述第七风管(G7)内设置有温度传感器d(32)和风阀d(33)。
10.根据权利要求1所述的自适应节能空调***，其特征在于，所述太阳能发电单元，由太阳能电池板(40)和电力转化装置通过导线连接组成；
所述电力转化装置由通过导线依次连接的控制器(41)、蓄电池(42)及逆变器(43)组成。
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