CN105546697A - 一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调*** - Google Patents

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Abstract

本发明是一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***，由低温土壤换热器；高温土壤换热器；冷却塔；蓄冷循环泵；放冷循环泵；太阳能槽式集热器；高温油循环泵；油水换热器；蓄热循环泵；溴化锂吸收式制冷机组；冷水循环泵；双冷源新风处理机组；地板辐射供冷供热***；放热循环泵和混水装置组成蓄冷循环段、供冷循环段、蓄热循环段和供热循环段共四个循环段。本发明采用空气能及太阳能等可再生能源，减少化石能源的使用；将空调冷、热量均储存在土壤中，减少夏季的热岛效应；全年空调运行能耗可低于10kwh/m2·a，达到空调超低能耗的效果，节约了80％的电能，节约运行费用。

Description

一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***
技术领域
本发明涉及建筑暖通空调***领域，尤其涉及一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***。
背景技术
随着国家对绿色建筑及节能建筑的推广及普及，以及对建筑的能耗指标进行限制的背景下，现有的新建及既有建筑对于低能耗的运营需求越来越急迫，在建筑节能方面主要有被动式与主动式两种节能技术方式，而空调能耗在总建筑能耗中所占的比例将近50％，据统计，在典型办公建筑中，总能耗为80-120kwh/m2·a，其中空调能耗占总能耗的50-70％，其节能潜力非常巨大，利用主动式技术来降低空调能耗的潜力巨大。
传统空调***，在高温低湿的初夏或夏末需开启制冷设备来消除室内余热(显热)，而此部分余热完全由天然冷源(反季节蓄冷技术)来代替制冷主机工作；同理，冬季可以用高温蓄热技术及太阳能的直供技术来实现，以减小供热设备的开启时间，是一种充分利用自然能来代替机械能，减小电或燃气等化石能源驱动的可再生能源利用技术，来达到空调***超低能耗，大幅降低空调运行费用的一种先进的空题***，对可持续发展，起到了相当重要的作用。
发明内容
本发明提供一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***，由低温土壤换热器；高温土壤换热器；冷却塔；蓄冷循环泵；放冷循环泵；太阳能槽式集热器；高温油循环泵；油水换热器；蓄热循环泵；溴化锂吸收式制冷机组；冷水循环泵；双冷源新风处理机组；地板辐射供冷供热***；放热循环泵和混水装置组成蓄冷循环段、供冷循环段、蓄热循环段和供热循环段共四个循环段；
供冷循环段分为无光供冷循环段和有光供冷循环段；供热循环段分为日间供热循环段和夜间供热循环段；
蓄冷循环段是由冷却塔连接蓄冷循环泵，蓄冷循环泵连接低温土壤换热器，低温土壤换热器置于地下；
无光供冷循环段是由低温土壤换热器连接放冷循环泵，放冷循环泵循环连接地板辐射供冷供热***，放冷循环泵循环连接双冷源新风处理机；
有光供冷循环段是由太阳能槽式集热器连接溴化锂吸收式制冷机组，溴化锂吸收式制冷机组连接冷水循环泵，冷水循环泵连接双冷源新风处理机组；
蓄热循环段是由太阳能槽式集热器连接油水换热器，油水换热器连接蓄热循环泵，蓄热循环泵连接高温土壤换热器，高温土壤换热器置于地下；
日间供热循环段是由太阳能槽式集热器连接高温油循环泵，高温油循环泵连接油水换热器，油水换热器连接蓄热循环泵，蓄热循环泵连接混水装置，混水装置连接地板辐射供冷供热***和双冷源新风处理机；
夜间供热循环段是由高温土壤换热器连接放热循环泵，放热循环泵连接地板辐射供冷供热***；
所述的双冷源新风处理机组包括预冷表冷器和直膨式热泵装置。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***，采用空气能及太阳能等可再生能源，减少化石能源的使用；将空调冷、热量均储存在土壤中，减少夏季的热岛效应；全年空调运行能耗可低于10kwh/m2·a，达到空调超低能耗的效果，节约了80％的电能，节约运行费用。
附图说明
图1为本发明所述的一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***的结构示意图；
其中：1-低温土壤换热器；2-高温土壤换热器；3-冷却塔；4-蓄冷循环泵；5-放冷循环泵；6-太阳能槽式集热器；7-高温油循环泵；8-油水换热器；9-蓄热循环泵；10-溴化锂吸收式制冷机组；11-冷水循环泵；12-双冷源新风处理机组；13-地板辐射供冷供热***；14-放热循环泵；15-混水装置；16-房间。
具体实施方式
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***，由低温土壤换热器1；高温土壤换热器2；冷却塔3；蓄冷循环泵4；放冷循环泵5；太阳能槽式集热器6；高温油循环泵7；油水换热器8；蓄热循环泵9；溴化锂吸收式制冷机组10；冷水循环泵11；双冷源新风处理机组12；地板辐射供冷供热***13；放热循环泵14和混水装置15组成蓄冷循环段、供冷循环段、蓄热循环段和供热循环段共四个循环段；
供冷循环段分为无光供冷循环段和有光供冷循环段；供热循环段分为日间供热循环段和夜间供热循环段；
蓄冷循环段是由冷却塔3连接蓄冷循环泵4，蓄冷循环泵4连接低温土壤换热器1，低温土壤换热器1置于地下；
无光供冷循环段是由低温土壤换热器1连接放冷循环泵5，放冷循环泵5循环连接地板辐射供冷供热***13，放冷循环泵5循环连接双冷源新风处理机12；
有光供冷循环段是由太阳能槽式集热器6连接溴化锂吸收式制冷机组10，溴化锂吸收式制冷机组10连接冷水循环泵11，冷水循环泵11连接双冷源新风处理机组12；
蓄热循环段是由太阳能槽式集热器6连接油水换热器8，油水换热器8连接蓄热循环泵9，蓄热循环泵9连接高温土壤换热器2，高温土壤换热器2置于地下；
日间供热循环段是由太阳能槽式集热器6连接高温油循环泵7，高温油循环泵7连接油水换热器8，油水换热器8连接蓄热循环泵9，蓄热循环泵9连接混水装置15，混水装置15连接地板辐射供冷供热***13和双冷源新风处理机12；
夜间供热循环段是由高温土壤换热器2连接放热循环泵14，放热循环泵14连接地板辐射供冷供热***13；
所述的双冷源新风处理机组12包括预冷表冷器和直膨式热泵装置。
实施例
1、蓄冷：
开启时间为：深秋直至整个冬季约在11月底至转年2月初；
利用冷却塔3吸收室外低温空气当中的能量，将空气与水进行热量交换，使水温降低到将近7℃的冷水，并通过蓄冷循环泵4，将水输送至低温土壤换热器1中去，使冷水通过低温土壤换热器1与大地进行换热，并将水中的能量传递和储存在地下，并在来年的夏季使用。
2、供冷：
开启时间为：整个夏季无阳光和有阳光供冷量不足时，包括夏初及夏末，5月底至9月初；
无光供冷：
利用蓄冷工况土壤储存的能量与低温土壤换热器1进行热量交换，提取土壤中的能量，并通过放冷循环泵5的输送，将冷水输送至地板辐射供冷供热***13，在初夏以及夏末高温低湿的时段，来消除室内的显热负荷；在夏中高温高湿时段三伏天，在地板辐射供冷的基础上，将冷水输送至双冷源新风处理机组12，经过双冷源新风处理机组12的预冷表冷器，预冷室外新风，再经过双冷源新风处理机组12内的直膨式热泵装置，进行深度空气除湿，并将处理过的低温新风送入房间16室内，并承担室内和室外的湿负荷；
有光供冷：
当有阳光时，太阳能驱动溴化锂吸收式制冷机组10高温油驱动自行启动并制出18℃冷水时，会将低温土壤换热器1交换出来的冷冻水停止输送双冷源新风处理机组12，冷冻水由溴化锂吸收式制冷机组10高温油驱动制备，其驱动力来自于太阳能槽式集热器6加热的导热油，制备出来的冷冻水通过冷水循环泵11输送至双冷源新风处理机组12的预冷表冷器，预冷室外新风。
3、蓄热：
开启时间为：全年全季节日间太阳充裕的时刻；利用太阳能槽式集热器6吸收室外太阳光中的能量，并利用油水换热器8，将导热油的热量与水进行热量交换，使水温升高到将近90℃，并通过蓄热循环泵9的输送，将水输送至高温土壤换热器2中去，使高温水通过高温土壤换热器2与大地进行换热，并将水中的能量储存在地下，并在冬季使用。
4、供热：
开启时间为：整个冬季无阳光或阳光供热量不足时，包括冬初及冬末，11月初至来年3月底；
日间供热：
在日间室外阳光充足的情况下，利用太阳能槽式集热器6吸收室外太阳光中的能量，并利用油水换热器8，将导热油的热量与水进行热量交换，使水温升高到将近90℃，并通过蓄热循环泵9的输送后分两路，一路可根据蓄热工况供高温土壤换热器2储热，另一路将水输送至混水装置15通过与回水的混合，保持出水温度恒定在35～37℃，热水至地板辐射供冷供热***13和双冷源新风机组12，热水还可以作为热源。
夜间供热：
在夜间以及室外阴天阳光不充足的情况下，利用蓄热工况土壤储存的能量与高温土壤换热器2进行热量交换，提取土壤中的能量，并通过放热循环泵14的输送，将热水输送至地板辐射供冷供热***13；
原理解析：
冬季开启室外冷却塔3，利用室外空气温度低的条件，利用水为媒介，将冷却塔与室外低温空气进行充分的能量交换，并将能量储存在土壤中，最低存储温度为7℃，而在夏季将低温水输送到地板辐射供冷供热***13和双冷源新风处理机12，地板辐射供冷供热***13去除室内显热负荷，而进入双冷源新风处理机12作为在高温高湿(三伏天)的预冷冷源，而新风和室内的湿负荷由双冷源新风机组12自带的直膨式压缩机组经预冷表冷器处理后，输出的低温风送至室内进行除湿(潜热)，达到室内的温湿度独立控制。
春、夏、秋三季利用室外太阳能槽式集热器6，利用日间太阳辐射较好的条件，利用水为媒介，将太阳能辐射的热量收集，并将能量储存在土壤中，最高存储温度为90℃，而在冬季将能量释放到地板辐射供冷供热***13和双冷源新风处理机12，并承担室内全部热负荷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调***，其特征在于，由低温土壤换热器(1)；高温土壤换热器(2)；冷却塔(3)；蓄冷循环泵(4)；放冷循环泵(5)；太阳能槽式集热器(6)；高温油循环泵(7)；油水换热器(8)；蓄热循环泵(9)；溴化锂吸收式制冷机组(10)；冷水循环泵(11)；双冷源新风处理机组(12)；地板辐射供冷供热***(13)；放热循环泵(14)和混水装置(15)组成蓄冷循环段、供冷循环段、蓄热循环段和供热循环段共四个循环段；
供冷循环段分为无光供冷循环段和有光供冷循环段；供热循环段分为日间供热循环段和夜间供热循环段；
蓄冷循环段是由冷却塔(3)连接蓄冷循环泵(4)，蓄冷循环泵(4)连接低温土壤换热器(1)，低温土壤换热器(1)置于地下；
无光供冷循环段是由低温土壤换热器(1)连接放冷循环泵(5)，放冷循环泵(5)循环连接地板辐射供冷供热***(13)，放冷循环泵(5)循环连接双冷源新风处理机(12)；
有光供冷循环段是由太阳能槽式集热器(6)连接溴化锂吸收式制冷机组(10)，溴化锂吸收式制冷机组(10)连接冷水循环泵(11)，冷水循环泵(11)连接双冷源新风处理机组(12)；
蓄热循环段是由太阳能槽式集热器(6)连接油水换热器(8)，油水换热器(8)连接蓄热循环泵(9)，蓄热循环泵(9)连接高温土壤换热器(2)，高温土壤换热器(2)置于地下；
日间供热循环段是由太阳能槽式集热器(6)连接高温油循环泵(7)，高温油循环泵(7)连接油水换热器(8)，油水换热器(8)连接蓄热循环泵(9)，蓄热循环泵(9)连接混水装置(15)，混水装置(15)连接地板辐射供冷供热***(13)和双冷源新风处理机(12)；
夜间供热循环段是由高温土壤换热器(2)连接放热循环泵(14)，放热循环泵(14)连接地板辐射供冷供热***(13)；
所述的双冷源新风处理机组(12)包括预冷表冷器和直膨式热泵装置。
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