專利名稱:溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及溫濕度獨立控制與蓄能空調(diào)技術(shù)相結(jié)合的領(lǐng)域,特別是涉及一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
室內(nèi)溫度、濕度的控制是空調(diào)系統(tǒng)的主要任務(wù),目前常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)都是向室內(nèi)送入經(jīng)過處理的空氣,依靠與室內(nèi)空氣的換熱完成溫濕度控制。然而單一參數(shù)的送風(fēng)很難實現(xiàn)溫度、濕度雙參數(shù)的控制目標(biāo),這往往導(dǎo)致溫度、濕度不能同時滿足要求。由于溫濕度處理的特點不同,同時對這兩者進行處理,往往會造成一些不必要的能量損失。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)將溫濕度獨立控制空調(diào)方式與外融冰、地源熱泵技術(shù)結(jié)合起來,在提高空調(diào)系統(tǒng)品質(zhì)的前提下,實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。
本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)由溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成,且二者為兩個獨立的調(diào)節(jié)輸出系統(tǒng)。
所述的濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用獨立新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)機組采用大溫差送風(fēng)方式,由新風(fēng)機組的冷卻盤管進行冷凍除濕。
所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用輻射制冷方式,在系統(tǒng)末端設(shè)置輻射板。
所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括地源熱泵機組、蓄冰裝置、冰水泵、板式換熱器I、板式換熱器II、埋地盤管、乙二醇泵、吊頂輻射板,其中該系統(tǒng)的載冷劑回路為地源熱泵機組的蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路接蓄冰裝置,另一路接板式換熱器I,然后二者通過乙二醇泵接回到地源熱泵機組的蒸發(fā)器,蓄冰裝置經(jīng)冰水泵接板式換熱器II,埋地盤管分別與板式換熱器I、地源熱泵機組的冷凝器相接,吊頂輻射板分別與板式換熱器I和地源熱泵機組的冷凝器相接。
所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電制冷機組、蓄冰裝置、吊頂輻射板、冰水泵、板式換熱器I、板式換熱器II、乙二醇泵、吊頂輻射板,冷凍水泵I、冷凍水泵II,其中制冷機組的蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路接蓄冰裝置,另一路接板式換熱器I,然后二者通過乙二醇泵接回到制冷機蒸發(fā)器,蓄冰裝置經(jīng)冰水泵接板式換熱器II,板式換熱器I與吊頂輻射板相連,吊頂輻射板回水經(jīng)冷凍水泵I送至板式換熱器I進行換熱。
所述的板式換熱器II接新風(fēng)機組。
本發(fā)明的優(yōu)點是,它將溫濕度獨立控制空調(diào)方式與外融冰、地源熱泵技術(shù)結(jié)合起來,吊頂輻射板采用18~20℃的冷水,提高了制冷機組的蒸發(fā)溫度,制冷機組的性能系數(shù)COP顯著提高,而且在過渡季節(jié)可以考慮利用地下水、地表水或者冷卻塔的冷卻水作為冷源,即節(jié)能、又環(huán)保。蓄冰裝置外融冰提供3~5℃低溫水供給新風(fēng)機組,可以滿足低溫送風(fēng)對冷凍水溫度的要求和滿足空調(diào)避峰運行的要求,更好的發(fā)揮冰蓄冷移峰填谷、節(jié)省運行費用與提高空調(diào)品質(zhì)等優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明實施例一系統(tǒng)原理示意圖;圖2是本發(fā)明實施例二系統(tǒng)原理示意圖;具體實施方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細(xì)說明,以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-2所示,標(biāo)號1-20分別表示空調(diào)水定壓裝置1、新風(fēng)機組2、空調(diào)水定壓裝置3、吊頂輻射板4、冷卻水定壓裝置5、冷熱水泵I6、冷熱水泵II7、冷卻水泵8、埋地盤管9、板式換熱器I10、板式換熱器II11、冰水泵12、蓄冰裝置13、乙二醇定壓裝置14、乙二醇泵15、地源熱泵機組16、雙工況制冷機組17、冷卻塔18、冷凍水泵I19、冷凍水泵II20。標(biāo)號二通電動開關(guān)閥V1、V2,二通電動調(diào)節(jié)閥V3、V4,手動閥門F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12,溫度傳感器T1、T2、T3、T4、T5、T6,流量傳感器Fi。
實施例一冷源采用地(水)源熱泵+冰蓄冷外融冰方式,空調(diào)末端采用吊頂輻射板+獨立新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)系統(tǒng)采用大溫差送風(fēng)方式。
本實施例的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),包括吊頂輻射板4、空調(diào)水定壓裝置3、冷熱水泵I6、板式換熱器I10、新風(fēng)機組2、空調(diào)水定壓裝置1、冷熱水泵II7、乙二醇定壓裝置14、乙二醇泵15、地源熱泵機組16、蓄冰裝置13、冰水泵12、板式換熱器II11、埋地盤管9、冷卻水泵8、冷卻水定壓裝置5。
其中的載冷劑回路地源熱泵機組16蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路通過電動開關(guān)閥V1接蓄冰裝置13,一路通過電動開關(guān)閥V2接板式換熱器I10,然后匯合后由乙二醇泵15回到地源熱泵機組16的蒸發(fā)器,蓄冰裝置13一路通過電動調(diào)節(jié)閥V3,經(jīng)冰水泵12進入板式換熱器II11,一路通過電動調(diào)節(jié)閥V4旁通,匯合后回到蓄冰裝置13。
空調(diào)水回路埋地盤管9通過手動閥門F2、F6與板式換熱器I10,通過手動閥門F1、F5與地源熱泵機組16的冷凝器相接,吊頂輻射板4通過手動閥門F3、F7與板式換熱器I10連接,通過F4、F8與地源熱泵機組16的冷凝器相接,新風(fēng)機組2通過手動閥門F9、F10與板式換熱器II11相接,通過手動閥門F11、F12與地源熱泵機組16冷凝器相接。
本實施例在應(yīng)用時地源熱泵機組16夏季白天在供冷工況運行,夜間在制冰工況運行;冬季在供暖工況運行。
夏季供冷時開啟手動閥門F1、F3、F5、F7、F9、F11,關(guān)閉手動閥門F2、F4、F6、F8、F10、F12。
系統(tǒng)采用以下運行模式1、夜間低谷電時段,系統(tǒng)運行在制冰模式,載冷劑回路中,地源熱泵機組16與乙二醇泵15運行,電動開關(guān)閥V1開啟,電動開關(guān)閥V2、電動調(diào)節(jié)閥V3與電動調(diào)節(jié)閥V4關(guān)閉;空調(diào)水回路停止工作,即冷熱水泵I6、冷熱水泵II7停止運行。
在載冷劑回路中,乙二醇溶液經(jīng)乙二醇泵15進入地源熱泵機組16被制冷后經(jīng)電動開關(guān)閥V1進入蓄冰裝置13中,將冷量傳給蓄冰裝置13內(nèi)的水使其在盤管外結(jié)冰,溫度升高后的乙二醇溶液返回乙二醇泵15,進入下一循環(huán)。
2、白天,蓄冰裝置外融冰提供低溫冷水供新風(fēng)機組使用,地源熱泵機組16制取溫度相對較高的冷水供吊頂輻射板4使用。
載冷劑回路中,地源熱泵機組16與乙二醇泵15運行,電動開關(guān)閥V1關(guān)閉,電動開關(guān)閥V2開啟,從地源熱泵機組16的冷凝器出來的乙二醇溶液溫度較低,經(jīng)板式換熱器I10與吊頂輻射板4回水進行換熱,溫度升高后的乙二醇溶液經(jīng)乙二醇泵15返回地源熱泵機組13冷凝器,進入下一循環(huán)。
新風(fēng)機組2冷凍水回路中,冷熱水泵II7運行,來自新風(fēng)機組2的空調(diào)回水進入板式換熱器II11,與蓄冰裝置13冰水回路換熱,溫度降低后送至新風(fēng)機組2,進入下一循環(huán)。與新風(fēng)機組2回水換熱后溫度較高的冷水將熱量傳給蓄冰裝置13內(nèi)的冰,使冰融化,降溫后的冷水經(jīng)冰水泵12進入板式換熱器I10,與新風(fēng)機組2回水進行換熱,進入下一循環(huán)。電動調(diào)節(jié)閥V3、V4通過調(diào)節(jié)來滿足負(fù)荷變化的要求。
冬季供暖時開啟手動閥門F2、F4、F6、F8、F10、F12,關(guān)閉手動閥門F1、F3、F5、F7、F9、F11。
地源熱泵機組16在供暖工況運行,電動開關(guān)閥V1、電動調(diào)節(jié)閥V3、電動調(diào)節(jié)閥V4關(guān)閉,電動開關(guān)閥V2開啟,乙二醇溶液經(jīng)板式換熱器I10與埋地盤管9冷卻水進行換熱,溫度升高后的乙二醇溶液經(jīng)乙二醇泵15返回地源熱泵機組16冷凝器,進入下一循環(huán)。
來自吊頂輻射板4的空調(diào)回水經(jīng)冷熱水泵6,通過手動閥門F4;來自新風(fēng)機組2的空調(diào)回水經(jīng)冷熱水泵I6,通過手動閥門F10,二路相匯合進入地源熱泵機組16冷凝器,溫度升高后分兩路供暖,一路通過手動閥門F8進入吊頂輻射板4,一路通過手動閥門F12進入新風(fēng)機組2。
為了清楚的說明該系統(tǒng)各閥門運行狀況,如表1、表2所示。
表1地源熱泵機組季節(jié)切換閥門控制表(如圖1所示)
表2載冷劑回路閥門控制表(如圖1所示)
實施例二冷源采用電制冷機組+冰蓄冷外融冰方式,空調(diào)末端采用吊頂輻射板+獨立新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)系統(tǒng)采用大溫差送風(fēng)方式。
本實施例的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),包括吊頂輻射板10、空調(diào)水定壓裝置3、冷凍水泵I19、板式換熱器I10、新風(fēng)機組2、空調(diào)水定壓裝置1、冷凍水泵II20、乙二醇定壓裝置14、乙二醇泵15、電制冷機組17、蓄冰裝置13、冰水泵12、板式換熱器II11、冷卻塔18、冷卻水泵8。
其中的載冷劑回路制冷機17的蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路通過電動開關(guān)閥V1接蓄冰裝置13,一路通過電動調(diào)節(jié)閥V2接板式換熱器I10,然后匯合后由乙二醇泵15回到制冷機17蒸發(fā)器。蓄冰裝置13一路通過電動調(diào)節(jié)閥V3,經(jīng)冰水泵12進入板式換熱器II11,一路通過電動調(diào)節(jié)閥V4旁通,匯合后回到蓄冰裝置13。
空調(diào)水回路板式換熱器I10與吊頂輻射板4相連,吊頂輻射板4回水經(jīng)冷凍水泵I19送至板式換熱器I10與載冷劑回路進行換熱,溫度降低后的冷凍水送至吊頂輻射板4供冷。板式換熱器II11與新風(fēng)機組2相連,新風(fēng)機組2回水經(jīng)冷凍水泵II20送至板式換熱器II11與外融冰冰水回路進行換熱,溫度降低后的低溫冷凍水送至新風(fēng)機組2供冷。
本實施例使用時,系統(tǒng)采用以下運行模式1、夜間低谷電時段,系統(tǒng)運行在制冰模式,載冷劑回路中,制冷機17與乙二醇泵15運行,電動開關(guān)閥V1開啟,電動開關(guān)閥V2、電動調(diào)節(jié)閥V3與電動調(diào)節(jié)閥V4.關(guān)閉;空調(diào)水回路停止工作,即冷凍水泵I19、冷凍水泵II20停止運行。
在載冷劑回路中,乙二醇溶液經(jīng)乙二醇泵15進入制冷機17被制冷后進入蓄冰裝置13中,將冷量傳給蓄冰裝置13內(nèi)的水使其在盤管外結(jié)冰,溫度升高后的乙二醇溶液經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥V3返回乙二醇泵15,進入下一循環(huán)。
2、白天,蓄冰裝置13外融冰提供低溫冷水供新風(fēng)機組2使用,制冷機17制取溫度相對較高的冷水供吊頂輻射板4使用。
載冷劑回路中,制冷機17與乙二醇泵15運行,電動開關(guān)閥V1關(guān)閉,電動開關(guān)閥V2開啟,乙二醇溶液經(jīng)板式換熱器I10與吊頂輻射板4回水進行換熱,溫度升高后的乙二醇溶液經(jīng)乙二醇泵15返回制冷機17冷凝器,進入下一循環(huán)。
新風(fēng)機組2冷凍水回路中,冷凍水泵II20運行,來自新風(fēng)機組2的空調(diào)回水進入板式換熱器II11,與蓄冰裝置13冰水回路換熱,溫度降低后送至新風(fēng)機組2,進入下一循環(huán)。與新風(fēng)機組2回水換熱后溫度較高的冷凍水將熱量傳給蓄冰裝置13內(nèi)的冰,使冰融化,降溫后的冷水經(jīng)冰水泵進入板式換熱器I,與新風(fēng)機組2回水進行換熱,進入下一循環(huán)。電動調(diào)節(jié)閥V3、V4通過調(diào)節(jié)來滿足負(fù)荷變化的要求。吊頂輻射板4冷凍水回路中,冷凍水泵I19運行,來自吊頂輻射板4的空調(diào)回水進入板式換熱器I10,與制冷機載冷劑進行換熱,溫度降低后送至吊頂輻射板4,進入下一循環(huán)。
為了清楚的說明該系統(tǒng)各閥門運行狀況,如表3所示。
表3閥門控制表(如圖2所示)
上述實施例中的室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)采用輻射制冷方式,供水溫度約為18~20℃,承擔(dān)建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱和日射得熱負(fù)荷,即漸變負(fù)荷以及室內(nèi)設(shè)備、人員的輻射熱負(fù)荷;濕度調(diào)節(jié)采用獨立新風(fēng)系統(tǒng)實現(xiàn),新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)全部的濕負(fù)荷和人員、設(shè)備的對流熱負(fù)荷,即瞬時負(fù)荷,同時滿足室內(nèi)人員新風(fēng)量的要求。
地源熱泵機組通過工況切換,冬季可以采用輻射供暖,在過渡季節(jié)可以直接通過埋地盤管換熱提供輻射冷源,水冷電制冷機組可以直接采用冷卻水提供輻射冷源。
顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認(rèn)識到,在本發(fā)明的實施例中提及的對于吊頂輻射板的采用,也可以采用干式風(fēng)機盤管、或者是其他等同裝置替代。
冷源采用地(水)源熱泵+冰蓄冷外融冰方式及電制冷機組+外融冰冰蓄冷方式。地源熱泵與冰蓄冷相結(jié)合,將熱泵設(shè)備與淺層地下資源如土壤、地下水、地表水進行換熱,在夏季夜間利用低谷電制冰,白天供冷,在冬季進行制熱并提供熱源。這種系統(tǒng)是對高低品位能源的充分利用,最大限度地發(fā)揮了兩種品位能源的優(yōu)勢,大大優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)。兩種不同方式的空調(diào)系統(tǒng),使各自的優(yōu)點得到了充分利用,地源熱泵利用可再生能源——淺層地下資源,既提高了設(shè)備的運行效率,又保護了環(huán)境;外融冰方式可以大大提高蓄冰槽的融冰速率,能夠更好的滿足低溫送風(fēng)的要求和空調(diào)系統(tǒng)制冷機避高峰運行。從而提高空調(diào)品質(zhì)、節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)初投資、節(jié)省蓄冰空調(diào)系統(tǒng)運行費用。
溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),通過新風(fēng)排出室內(nèi)余濕、CO2的要求,室內(nèi)余熱的排除通過吊頂輻射板實現(xiàn),采用溫度與濕度兩套獨立的空調(diào)控制系統(tǒng),分別控制室內(nèi)的溫度與濕度,避免了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中熱濕聯(lián)合處理所帶來的損失??梢詽M足不同房間熱濕比不斷變化的要求,避免了室內(nèi)濕度過高或者過低的現(xiàn)象。
地源熱泵技術(shù)是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、地表水或土壤等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)技術(shù)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現(xiàn)低位能源向高位能源轉(zhuǎn)移。由于全年地溫波動小,冬暖夏涼,其季節(jié)性性能系數(shù)有著恒溫?zé)嵩礋岜玫奶匦?,季?jié)性平均性能系統(tǒng)較高。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在冬季,把地能中的熱量取出來,提高溫度后,供給室內(nèi)采暖;夏季,把室內(nèi)的熱量取出來,釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1KW的能量,用戶可以得到4KW以上的熱量或冷量。
冰蓄冷空調(diào)是利用電網(wǎng)低負(fù)荷期的廉價電力通過制冷機制冷,將冷量以潛熱的形式儲藏于冰中,在電價昂貴的用電高峰期,將冰融化釋放出冷量來滿足空調(diào)冷負(fù)荷的要求,冰蓄冷空調(diào)一方面可以平衡電網(wǎng)負(fù)荷,另一方面可以為用戶節(jié)省空調(diào)運行費用,因此具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
隨著冰蓄冷空調(diào)的迅速發(fā)展,由于融冰能夠提高較低的出水溫度,大溫差低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)近年來也得到了廣泛的運用,大溫差低溫送風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用,可以減小水管、風(fēng)管的尺寸,減小水泵、風(fēng)機的功率,可以減小空調(diào)系統(tǒng)的初投資和運行費用,同時還可以提高空調(diào)品質(zhì),應(yīng)用于獨立新風(fēng)系統(tǒng),不僅可以大大提高新風(fēng)機組的處理能力,減少換熱面積而且可以達到更好的除濕效果,使溫濕度獨立控制的系統(tǒng)得以輕松實現(xiàn)。采用外融冰方式,能夠提供比內(nèi)融冰更低的出水溫度,和更高的釋冷速率,提高系統(tǒng)綜合效率。
權(quán)利要求
1.一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)由溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成,且二者為兩個獨立的調(diào)節(jié)輸出系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用獨立新風(fēng)系統(tǒng),新風(fēng)機組采用大溫差送風(fēng)方式,由新風(fēng)機組的冷卻盤管進行冷凍除濕,冷源由冰蓄冷系統(tǒng)提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用輻射制冷方式,在系統(tǒng)末端設(shè)置輻射板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括地源熱泵機組、蓄冰裝置、冰水泵、板式換熱器I、板式換熱器II、埋地盤管、乙二醇泵、吊頂輻射板,其中該系統(tǒng)的載冷劑回路為地源熱泵機組的蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路接蓄冰裝置,另一路接板式換熱器I,然后二者通過乙二醇泵接回到地源熱泵機組的蒸發(fā)器,蓄冰裝置經(jīng)冰水泵接板式換熱器II,埋地盤管分別與板式換熱器I、地源熱泵機組的冷凝器相接,吊頂輻射板分別與板式換熱器I和地源熱泵機組的冷凝器相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電制冷機組、蓄冰裝置、吊頂輻射板、冰水泵、板式換熱器I、板式換熱器II、乙二醇泵、吊頂輻射板,冷凍水泵I、冷凍水泵II,其中制冷機組的蒸發(fā)器的出口端分兩路,一路接蓄冰裝置,另一路接板式換熱器I,然后二者通過乙二醇泵接回到制冷機蒸發(fā)器,蓄冰裝置經(jīng)冰水泵接板式換熱器II,板式換熱器I與吊頂輻射板相連,吊頂輻射板回水經(jīng)冷凍水泵I送至板式換熱器I進行換熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的板式換熱器II接新風(fēng)機組,該新風(fēng)機組與地源熱泵機組冷凝器相接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),其特征在于所述的板式換熱器II接新風(fēng)機組,該機組經(jīng)冷凍水泵II至板式換熱器II進行換熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及溫濕度獨立控制與蓄能空調(diào)技術(shù)相結(jié)合的領(lǐng)域,特別是涉及一種溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)將溫濕度獨立控制空調(diào)方式與外融冰、地源熱泵技術(shù)結(jié)合起來,吊頂輻射板采用18~20℃的冷水,提高了制冷機組的蒸發(fā)溫度,而且在過渡季節(jié)可以考慮利用地下水、地表水或者冷卻塔的冷卻水作為冷源,即節(jié)能、又環(huán)保,蓄冰裝置外融冰提供3~5℃低溫水供給新風(fēng)機組,可以滿足低溫送風(fēng)對冷凍水溫度的要求和滿足空調(diào)避峰運行的要求,更好的發(fā)揮冰蓄冷移峰填谷、節(jié)省運行費用與提高空調(diào)品質(zhì)。
文檔編號F24F11/00GK1924473SQ20061011641
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者劉月琴, 葉水泉, 代焱, 陳永林, 韓云海 申請人:上海華電源牌環(huán)境工程有限公司