CN105091167A - 与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开的与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，包括有设置于半开放式餐厅的一面蒸发冷却空调墙，与蒸发冷却空调墙相对的半开放式餐厅的围护结构上设置有多个百叶式送风窗，还包括有连接在一起的太阳能集热***和雨水收集循环水***，雨水收集循环水***与蒸发冷却空调墙连通。本发明的蒸发冷却空调墙***，利用现有直接蒸发冷却技术能同时产生冷风、冷水的特点为半开放式餐厅的围护结构预冷，利用雨水收集循环水***，有效节省了***运行中的耗水量，利用太阳能集热***实现了冬季的供暖需求。

Description

与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***
技术领域
本发明属于降温设备技术领域，具体涉及一种与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，对就餐环境有了更高的要求，因此，半开放式的生态餐厅应运而生。半开放式生态餐厅的围护结构类似温室大棚，室内一般设置有假山、小型瀑布、环绕餐厅的带状小池和树木植物。正是由于半开放式生态餐厅的环境特点，若采用现有的机械制冷方式，将会带来以下三个问题：
第一、由于半开放方式生态餐厅的围护结构类似温室大棚，故该类型餐厅的围护结构的传热系数必然要大于普通建筑围护结构的传热系数；因此，就围护结构这一点而言，若采用机械制冷空调***，其能耗就会比较巨大，运行费用也相应升高；
第二、半开放式生态餐厅的室内有植物、假山和瀑布增加了室内的湿负荷，这一特点使得夏季餐厅的冷负荷和湿负荷、冬季的热负荷要远高于一般建筑，这就意味着要是采用现有的机械制冷空调和供暖方式，其能耗和运行费用都会很高；特别是在炎热的夏天，当餐厅内用餐人员密集时，使用机械制冷空调***的室内空气品质也会受到影响；
第三、机械制冷过程中使用的制冷剂会破坏大气臭氧层，对环境有一定的影响。
针对现有生态餐厅的特殊环境，非常有必要开发出一种能适用于半开放式餐厅的降温装置，能在节能、环保、初投资及运行费用低的情况下有效改善生态餐厅内的空气品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，利用现有直接蒸发冷却技术能同时产生冷风、冷水的特点为半开放式餐厅的围护结构预冷，利用雨水收集循环水***，有效节省了***运行中的耗水量，利用太阳能集热***实现了冬季的供暖需求。
本发明所采用的技术方案是，与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，包括有设置于半开放式餐厅的一面蒸发冷却空调墙，与蒸发冷却空调墙相对的半开放式餐厅的围护结构上设置有多个百叶式送风窗，还包括有连接在一起的太阳能集热***和雨水收集循环水***，雨水收集循环水***与蒸发冷却空调墙连通。
本发明的特点还在于：
多个百叶式送风窗呈等距离并排设置；且每个百叶式送风窗内均设置有送风机。
蒸发冷却空调墙，包括有空调墙本体，空调墙本体相对的两侧壁上分别设置有新风入口、送风口；空调墙本体内按空气进入后流动方向依次设置有空气过滤单元、直接蒸发冷却单元及匀流-蓄水单元；直接蒸发冷却单元的上方设置有雨水收集循环水***内的雨水收集箱。
新风入口内设置有百叶；空气过滤单元采用粗效过滤网。
直接蒸发冷却单元的上方设置有雨水收集循环水***内的雨水收集箱；直接蒸发冷却单元，包括有填料，填料的上方设置有均流布水板，均流布水板与雨水收集箱连通；填料的下方依次设置有透水板及循环水箱；循环水箱通过匀流-蓄水单元与雨水收集循环水***内的屋顶集水槽连接，循环水箱通过夏季冷水蓄水柱供水管与匀流-蓄水单元连接，匀流-蓄水单元还通过冬季热水蓄水柱供水管与太阳能集热***连接。
雨水收集循环水***，包括有屋顶集水槽，屋顶集水槽与雨水收集箱连接，雨水收集箱的顶部设置有雨水入口，雨水入口与太阳能集热***连接；雨水收集箱的底部设置有面向均流布水板送水的送水口；雨水收集箱内靠近送水口处设置有雨水净化处理单元。
雨水净化处理单元由呈上、下设置的过滤网及活性炭过滤层组成。
太阳能集热***，包括有多个依次连接的太阳能集热器，每个太阳能集热器的出水口均通过分水器出水管与分水器连接，其中一个太阳能集热器的出水口与雨水收集箱的雨水入口连接；每个太阳能集热器的进水口均通过集水器回水管与集水器连接；分水器连接有补水管，补水管通过补水支管与循环水箱连接；集水器连接有集水器出水管。
补水管上分别设置有第一补水阀和第三补水阀；
集水器出水管上设置有第一出水控制阀；
出水支管上设置有第二出水控制阀；
补水支管上设置有第二补水阀。
匀流-蓄水单元由多根竖直设置的蓄水柱组成；多根蓄水柱呈等距离、并排设置；
均流布水板采用布孔均匀的塑料板或PVC板；
填料采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料。
透水板紧贴填料的下部设置；
夏季冷水蓄水柱供水管上分别设置有冷水供水控制阀和循环水泵；
冬季热水蓄水柱供水管上设置有热水供水控制阀。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的蒸发冷却空调墙***基于蒸发冷却技术，不使用机械制冷，避免了CFCs对大气层的污染，既环保又节能。
(2)本发明的蒸发冷却空调墙***在夏季使用时，采用全新风***，极大的提高了餐厅内空气品质；此外，本发明的蒸发冷却空调墙***还利用了直接蒸发冷却单元的循环水预冷空调墙，有效减少了室内冷负荷。
(3)本发明的蒸发冷却空调墙***内设置有太阳能集热***，在夏季，太阳能集热***能提供生活用热水，冬季，太阳能集热***产生的热水由冬季热水蓄水柱供水管进入蓄水-匀流单元，实现了对围护结构的预热，有效减少了冬季室内热负荷。
(4)本发明的蒸发冷却空调墙***，在蒸发冷却空调墙的顶端设置雨水收集箱，在雨水充沛的季节可以充分利用自然资源；在雨水收集箱内还设置有滤网和活性炭，能对雨水起到净化作用，经过净化后的雨水可以用作直接蒸发冷却单元内的填料布水，从而利用自然资源达到节约水资源的目的。
(5)本发明的蒸发冷却空调墙***，在直接蒸发冷却单元内的填料下部设置循环水箱，收集经过填料的水和匀流-蓄水单元的回水，使水资源得到循环利用；在直接蒸发冷却单元运行的过程中，利用水的重力自然布水，没有设置布水器，而是利用简单的均流布水板，在一定程度上简化了直接蒸发冷却单元的结构。
附图说明
图1是本发明蒸发冷却空调墙***的结构示意图；
图2是图1中的①-①的剖视图；
图3是图1中的②-②的剖视图；
图4是图1中的③-③的剖视图。
图中，1.第一出水控制阀，2.太阳能集热器，3.过滤网，4.活性炭过滤层，5.均流布水板，6.百叶，7.填料，8.蓄水柱，9.粗效过滤网，10.第二出水控制阀，11.循环水泵，12.分水器，13.集水器，14.送风机，15.补水管，16.集水器出水管，17.分水器出水管，18.集水器回水管，19.雨水入口，20.雨水收集箱，21.透水板，22.夏季冷水蓄水柱供水管，23.屋顶集水槽，24.冬季热水蓄水柱供水管，25.热水供水控制阀，26.第一补水阀，27.冷水供水控制阀，28.第二补水阀，29.循环水箱，30.第三补水阀，31.百叶式送风窗，32.出水支管，33.补水支管。
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。
本发明与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，其结构如图1所示，包括有设置于半开放式餐厅的一面蒸发冷却空调墙，与蒸发冷却空调墙相对的半开放式餐厅的围护结构上设置有多个百叶式送风窗31，还包括有连接在一起的太阳能集热***和雨水收集循环水***，雨水收集循环水***与蒸发冷却空调墙连通。
蒸发冷却空调墙，包括有空调墙本体，空调墙本体相对的两侧壁上分别设置有新风入口、送风口；空调墙本体内按空气进入后流动方向依次设置有空气过滤单元、直接蒸发冷却单元及匀流-蓄水单元。
如图2所示，新风入口内设置有百叶6。
空气过滤单元采用粗效过滤网9，粗效过滤网9为尼龙过滤网。
直接蒸发冷却单元的上方设置有雨水收集循环水***内的雨水收集箱20。
直接蒸发冷却单元，包括有填料7，填料7的上方设置有均流布水板5，均流布水板5与雨水收集箱20连通，填料7的下方依次设置有透水板21及循环水箱29；循环水箱29通过匀流-蓄水单元与雨水收集循环水***内的屋顶集水槽23连接，循环水箱29通过夏季冷水蓄水柱供水管22与匀流-蓄水单元连接，匀流-蓄水单元还通过冬季热水蓄水柱供水管24与太阳能集热***连接。
如图3所示，匀流-蓄水单元由多根竖直设置的蓄水柱8组成；多根蓄水柱8呈等距离、并排设置；这种方式设置的多根蓄水柱8能在填料7的送风侧起到一定的均流作用。
均流布水板5采用布孔均匀的塑料板或PVC板。
填料7采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料。
透水板21紧贴填料7的下部设置。
夏季冷水蓄水柱供水管22上分别设置有冷水供水控制阀27和循环水泵11；冬季热水蓄水柱供水管24上设置有热水供水控制阀25。
屋顶集水槽23设置于半开放式餐厅的屋顶上，或者直接由有屋檐的屋顶围成。
雨水收集循环水***，包括有屋顶集水槽23，屋顶集水槽23与雨水收集箱20连接，雨水收集箱20的顶部设置有雨水入口19，雨水入口19与太阳能集热***连接；雨水收集箱20的底部设置有面向均流布水板5送水的送水口；雨水收集箱20内靠近送水口处设置有雨水净化处理单元；雨水净化处理单元由呈上、下设置的过滤网3及活性炭过滤层4组成。
雨水入口19和送水口可以根据需要设置多个。
太阳能集热***，包括有多个依次连接的太阳能集热器2，每个太阳能集热器2的出水口均通过分水器出水管17与分水器12连接，其中一个太阳能集热器2的出水口与雨水收集箱20的雨水入口19连接；每个太阳能集热器2的进水口均通过集水器回水管18与集水器13连接；分水器12连接有补水管15，补水管15通过补水支管33与循环水箱29连接，集水器13连接有集水器出水管16。
多个太阳能集热器2均设置于半开放式餐厅的屋顶上，便于吸收太阳能。
补水管15上分别设置有第一补水阀26和第三补水阀30。
集水器出水管16上设置有第一出水控制阀1。
出水支管32上设置有第二出水控制阀10。
补水支管33上设置有第二补水阀28。
补水管15、分水器出水管17、集水器出水管16、集水器回水管18、夏季冷水蓄水柱供水管22、冬季热水蓄水柱供水管24、出水支管32及补水支管33外均要外包一层保护层，该保护层由保温防雨防晒的材料制成，不仅解决了隔热保温问题，还增加了设备的使用年限。
如图4所示，多个百叶式送风窗31呈等距离并排设置；且每个百叶式送风窗31内均设置有送风机14；经过处理后的空气在室内的气流组织分布由多个送风机14形成的流场；送风机14采用的是轴流风机。
本发明与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***中主要部件的作用如下：
蒸发冷却空调墙：利用蒸发冷却降温技术，并将其与围护结构结合，这样建筑的围护结构除了具有传统的围护作用外还具有了调节室内温度的作用。
太阳能集热***：在夏季只提供生活用热水，其内部设置有分水器12和集水器13，并在太阳能集热***内设置有专门的水管结构；在冬季，将多个太阳能集热器2产生的热水注入到匀流-蓄水单元内的多根蓄水柱8中，就可用于预热围护结构，另一部分可以热水通过集水器出水管16输送至生活区，用作生活用热水。
雨水收集循环水***：在雨季收集雨水，经净化处理后用作蒸发冷却空调墙和太阳能集热***中的用水，能有效节省水资源的消耗。
本发明与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***的工作过程具体如下：
(1)夏季使用时：
打开新风入口内的百叶6，室外空气经百叶6进入到蒸发冷却空调墙内部，先由粗效过滤器9过滤掉空气中的灰尘和杂物；经过滤后的空气流经直接蒸发冷却单元内的填料7处，此时由均流布水板5将水均匀分布于填料7的表面，经过滤后的空气在填料7处进行等焓加湿冷却处理；完成等焓加湿冷却后的空气经匀流-蓄水单元内多根蓄水柱8进行均匀整流，最后在送风机14的作用下经百叶式送风窗31送风；送风机14在引导送风的同时也起到室内通风的作用；待空气降温完成后，填料7上剩余的滴淋水在重力的作用下落回到循环水箱29内；
当直接蒸发冷却单元运行一段时间后，循环水箱29内的水温度降低，此时开启冷水供水控制阀27，在循环水泵11的作用下，通过夏季冷水蓄水柱供水管22向匀流-蓄水单元内的多根蓄水柱8内注入低温的循环水，此时匀流-蓄水单元可以用于预冷围护结构；
而多个太阳能集热器2产生的生活热水经集水器回水管18流入集水器13内，再经集水器出水管16流出，流出的水用于提供生活用水。
若遇到需要补水的情况，只需将补水管15和补水支管33配合，就能分别为太阳能集热***和循环水箱29补水：
对太阳能集热***内的多个太阳能集热器2进行补水：
同时开启补水管15上的第一补水阀26和第三补水阀30，关闭补水支管33上的第二补水阀28，通过补水管15直接向分水器12中补水，再由分水器12通过各分水器出水管17向各个太阳能集热器2蓄水；
对循环水箱29进行补水：
开启补水管15上的第一补水阀26和补水支管33上的第二补水阀28，关闭补水管15上的第三补水阀30，通过补水管15和补水支管33向循环水箱29内补水。
在雨季，雨水量充足，雨水先存储于屋顶集水槽23内，再由屋顶集水槽23流入雨水收集箱20中。
(2)冬季使用：
蒸发冷却空调墙内的直接蒸发冷却单元停止工作，新风入口内的百叶6处于关闭状态，室内的供暖由供暖***提供，此时太阳能集热***内的水***会继续工作：
在冬季，多个太阳能集热器2产生的热水大部分用于预热围护结构，开启冬季热水蓄水柱供水管24上的热水供水控制阀25，关闭集水器出水管16上的第一出水控制阀1，此时多个太阳能集热器2产生的热水经冬季热水蓄水柱供水管24输送至匀流-蓄水单元内的多根蓄水柱8中；多根蓄水柱8中的水再透过透水板21流入循环水箱29内，循环水箱29内的水经补水支管33(关闭第一补水阀26)流入分水器12后再次进入多个太阳能集热器2，如此循环。
冬季一般雨水较少，当雨水收集箱内缺水需要补水时，开启补水管15上的第一补水阀26和第三补水阀30，出水支管32上的第二出水控制阀10，经过多个太阳能集热器2输送后，将水通过出水支管32注入雨水收集箱20内；由于屋顶集水槽23本身存水量较大，在雨季的时候可以存储大量的雨水，若屋顶集水槽23中还续存有雨水的时候，可以将其中的雨水蓄到雨水收集箱20内。
常规舒适性空调采用传统的压缩机制冷，为防止室内出现“跑冷”现象，围护结构的窗户经常处于关闭的状态，若单纯的使用压缩机制冷的空调对于生态餐厅这样的室内环境必然造成室内空气品质差和耗能高的结果，而采用本发明与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，室内的空气始终使用的是全新风，解决室内空气品质的问题；并且充分利用了直接蒸发冷却器的循环水、太阳能集热器产生的热水既可以在夏天为围护结构进行预冷，又可以在冬季为围护结构进行预热：在蒸发冷却单元运行一段时间后，直接蒸发冷却单元的循环水的温度是降低的，可利用这部分水充满匀流-蓄水单元对围护结构有一定的预冷效果，从而减少了围护结构的冷负荷；与此同时，蒸发冷却空调墙与太阳能热水器结合不仅可以利用太阳能得到生活所需的热水，还可以利用太阳能产生的热水来预热围护结构，从而减少围护结构的热负荷；再者，蒸发冷却空调技术本身就具有节能的作用，在保证了室内空气品质的同时节约了能源。

Claims (10)

1.与太阳能结合用于半开放式餐厅的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，包括有设置于半开放式餐厅的一面蒸发冷却空调墙，与蒸发冷却空调墙相对的半开放式餐厅的围护结构上设置有多个百叶式送风窗(31)，还包括有连接在一起的太阳能集热***和雨水收集循环水***，所述雨水收集循环水***与蒸发冷却空调墙连通。
2.根据权利要求1所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述多个百叶式送风窗(31)呈等距离并排设置；且每个百叶式送风窗(31)内均设置有送风机(14)。
3.根据权利要求1所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述蒸发冷却空调墙，包括有空调墙本体，所述空调墙本体相对的两侧壁上分别设置有新风入口、送风口；
所述空调墙本体内按空气进入后流动方向依次设置有空气过滤单元、直接蒸发冷却单元及匀流-蓄水单元；
所述直接蒸发冷却单元的上方设置有雨水收集循环水***内的雨水收集箱(20)。
4.根据权利要求3所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述新风入口内设置有百叶(6)；
所述空气过滤单元采用粗效过滤网(9)。
5.根据权利要求3所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述直接蒸发冷却单元的上方设置有雨水收集循环水***内的雨水收集箱(20)；
所述直接蒸发冷却单元，包括有填料(7)，所述填料(7)的上方设置有均流布水板(5)，所述均流布水板(5)与雨水收集箱(20)连通；所述填料(7)的下方依次设置有透水板(21)及循环水箱(29)；所述循环水箱(29)通过匀流-蓄水单元与雨水收集循环水***内的屋顶集水槽(23)连接，所述循环水箱(29)通过夏季冷水蓄水柱供水管(22)与匀流-蓄水单元连接，所述匀流-蓄水单元还通过冬季热水蓄水柱供水管(24)与太阳能集热***连接。
6.根据权利要求1或5所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述雨水收集循环水***，包括有屋顶集水槽(23)，屋顶集水槽(23)与雨水收集箱(20)连接，所述雨水收集箱(20)的顶部设置有雨水入口(19)，所述雨水入口(19)与太阳能集热***连接；所述雨水收集箱(20)的底部设置有面向均流布水板(5)送水的送水口；
所述雨水收集箱(20)内靠近送水口处设置有雨水净化处理单元。
7.根据权利要求6所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述雨水净化处理单元由呈上、下设置的过滤网(3)及活性炭过滤层(4)组成。
8.根据权利要求6所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述太阳能集热***，包括有多个依次连接的太阳能集热器(2)，每个太阳能集热器(2)的出水口均通过分水器出水管(17)与分水器(12)连接，其中一个太阳能集热器(2)的出水口与雨水收集箱(20)的雨水入口(19)连接；每个太阳能集热器(2)的进水口均通过集水器回水管(18)与集水器(13)连接；
所述分水器(12)连接有补水管(15)，所述补水管(15)通过补水支管(33)与循环水箱(29)连接；
所述集水器(13)连接有集水器出水管(16)。
9.根据权利要求8所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述补水管(15)上分别设置有第一补水阀(26)和第三补水阀(30)；
所述集水器出水管(16)上设置有第一出水控制阀(1)；
所述出水支管(32)上设置有第二出水控制阀(10)；
所述补水支管(33)上设置有第二补水阀(28)。
10.根据权利要求5所述的蒸发冷却空调墙***，其特征在于，所述匀流-蓄水单元由多根竖直设置的蓄水柱(8)组成；多根蓄水柱(8)呈等距离、并排设置；
所述均流布水板(5)采用布孔均匀的塑料板或PVC板；
所述填料(7)采用纸质填料、金属填料、多孔陶瓷填料或PVC填料；
所述透水板(21)紧贴填料(7)的下部设置；
所述夏季冷水蓄水柱供水管(22)上分别设置有冷水供水控制阀(27)和循环水泵(11)；
所述冬季热水蓄水柱供水管(24)上设置有热水供水控制阀(25)。
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