一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，包括：渦流管；渦流管的入口連通的空壓機(jī)；對(duì)空壓機(jī)提供電能的風(fēng)力發(fā)電裝置；帶有冷凍換熱器的冷凍室；帶有冷藏?fù)Q熱器的冷藏室；帶有熱水換熱器的熱水箱；設(shè)置在建筑房屋內(nèi)房間采暖換熱器、房間供冷換熱器；所述渦流管的冷端出口出來(lái)的冷流體分為兩路，一路依次通過(guò)冷凍換熱器、冷藏?fù)Q熱器分別對(duì)冷凍室和冷藏室提供冷量；另一路通過(guò)房間供冷換熱器對(duì)建筑房屋提供冷量；所述渦流管的熱端出口依次通過(guò)熱水換熱器、房間采暖換熱器對(duì)熱水箱和建筑房屋提供熱量。本發(fā)明利用風(fēng)能發(fā)電實(shí)現(xiàn)海邊居民房屋內(nèi)舒適的空氣品質(zhì)；可以實(shí)現(xiàn)食物的冷凍冷藏保存；可以滿足居住在多風(fēng)海邊生活居民的生活用熱水。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)能綜合利用系統(tǒng)，特別是一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空 調(diào)系統(tǒng)。 -種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)能是清潔的、無(wú)污染的、取之不盡用之不竭的可再生能源。由于能源和環(huán)境等諸 多問(wèn)題的影響，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展受到全球性的廣泛關(guān)注和高度重視。風(fēng)能是目前可再生能 源中技術(shù)最成熟、最具有規(guī)模化開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。風(fēng)能可用于發(fā)電、 助航、提水灌溉、制熱供暖等方面，目前主要用于風(fēng)力發(fā)電，利用風(fēng)輪收集風(fēng)能，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，通過(guò)發(fā)電機(jī)將風(fēng)輪收集的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。
[0003] 目前生活在偏遠(yuǎn)海邊或海島的居民由于環(huán)境所致，食物的變質(zhì)及居住環(huán)境舒適還 有待進(jìn)一步改善。目前很多研究人員提出了 一些不同的措施來(lái)改善那里的生活環(huán)境。
[0004] 比如專利文獻(xiàn)CN102506476A公開(kāi)了一種水源熱泵與風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合制冷系統(tǒng)及 其調(diào)度方法，用戶采用制冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管和熱泵耗電兩種方式制冷，用戶采用制冷風(fēng)機(jī)盤(pán)管和 空調(diào)器電兩種方式制冷，通過(guò)綜合調(diào)度控制裝置在檢測(cè)一段時(shí)間的供能和用戶的耗能情況 后，對(duì)未來(lái)一段時(shí)間做出預(yù)測(cè)；在保證滿足電力供給和制冷供給的條件下，減少供給制冷集 中式熱吸收式制冷機(jī)的熱水流量，其缺少的制冷量由消耗電力制冷來(lái)補(bǔ)償，耗電制冷既可 以補(bǔ)償冷水制冷的不足，也可以增加電力低谷時(shí)段的負(fù)荷；根據(jù)風(fēng)力發(fā)電、熱電綜合起來(lái)， 將風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性調(diào)整熱電的出力和用戶耗電負(fù)荷情況的變化，以相等的檢測(cè)周期和調(diào) 節(jié)周期，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電等效的在用戶側(cè)的平滑出力。該專利文獻(xiàn)通過(guò)控制裝置來(lái)調(diào)節(jié)在系 統(tǒng)工作過(guò)程中水源熱泵和風(fēng)力發(fā)電的負(fù)荷分配之比。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN101158522A提出了一種利用風(fēng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)的熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò) 風(fēng)力發(fā)電裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽M(jìn)而驅(qū)動(dòng)熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供熱、制冷、凈水、干燥等功能模 塊。
[0006] 以上專利文獻(xiàn)在很大程度上為偏遠(yuǎn)海邊或海島生活的居民利用風(fēng)能提供了有價(jià) 值的參考。但上述專利文獻(xiàn)中提供的制冷和供暖的系統(tǒng)或者熱泵系統(tǒng)，功能較為單一，無(wú)法 滿足生活在偏遠(yuǎn)海邊或海島的居民的各種對(duì)冷量和熱量的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，在偏遠(yuǎn)的海邊、海島 地區(qū)，風(fēng)能資源豐富，本發(fā)明在借助于這些地區(qū)特殊的環(huán)境條件，通過(guò)利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)空壓 機(jī)，然后由渦流管將空氣進(jìn)行冷熱分離并加以多功能利用，解決了冷凍冷藏、房間的空氣調(diào) 節(jié)、生活熱水的利用等有益于生活條件提高的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
[0008] -種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，包括：渦流管；出口與渦流管的入 口連通的空壓機(jī)；對(duì)空壓機(jī)提供電能的風(fēng)力發(fā)電裝置；帶有冷凍換熱器的冷凍室；帶有冷 藏?fù)Q熱器的冷藏室；帶有熱水換熱器的熱水箱；設(shè)置在建筑房屋內(nèi)的房間采暖換熱器、房 間供冷換熱器；
[0009] 所述渦流管的冷端出口出來(lái)的冷流體分為兩路，一路依次通過(guò)冷凍換熱器、冷藏 換熱器分別對(duì)冷凍室和冷藏室提供冷量；另一路通過(guò)房間供冷換熱器對(duì)建筑房屋提供冷 量；
[0010] 所述渦流管的熱端出口依次通過(guò)熱水換熱器、房間采暖換熱器對(duì)熱水箱和建筑房 屋提供熱量。
[0011] 本發(fā)明的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：
[0012] 風(fēng)力發(fā)電裝置在風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)內(nèi)部的發(fā)電設(shè)備把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。該電?通過(guò)整流、調(diào)壓等設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榭諌簷C(jī)所需要的電能；
[0013] 在空壓機(jī)內(nèi)部，空氣被壓縮到高壓狀態(tài)，然后高壓空氣通入渦流管中從而被分為 冷流體和熱流體。冷流體從渦流管的冷端流出。冷端通路分成兩個(gè)管路，其中一路依次通 過(guò)冷凍室和冷藏室為其提供所需要的冷量。另一路根據(jù)需要送入房間，實(shí)現(xiàn)房間的降溫和 除濕。熱流體從渦流管的熱端流出以后通過(guò)熱水箱內(nèi)的盤(pán)管，加熱水箱內(nèi)的水，從而實(shí)現(xiàn)提 供熱水的功能。經(jīng)過(guò)熱水箱出來(lái)的中溫空氣可根據(jù)需要被引入房間，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱。
[0014] 由于渦流管的獨(dú)特工作原理，進(jìn)入到渦流管中的高壓的氣體能夠?qū)崿F(xiàn)冷流體與熱 流體的分離，且冷流體與熱流體的流量分配可以按照需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，渦流管成本低， 維護(hù)費(fèi)用少，工作過(guò)程中不需要運(yùn)動(dòng)部件，進(jìn)入其內(nèi)部的氣體能夠迅速的實(shí)現(xiàn)冷流體與熱 流體的分離。
[0015] 為實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑房屋內(nèi)空氣濕度和溫度調(diào)整，作為優(yōu)選，所述渦流管的冷端出口通 過(guò)管路與所述供冷換熱器入口連通，該管路上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥。通過(guò)第一調(diào)節(jié)閥可實(shí)現(xiàn)進(jìn) 入房間供冷換熱器內(nèi)冷流體的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度和濕度的調(diào)整控制。
[0016] 所述的渦流管輸出的冷流體，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)所連接的冷凍室和冷藏室溫度。作 為優(yōu)選的方案，所述風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括與所述冷凍換熱器并聯(lián) 設(shè)置的第一旁通管路，該第一旁通管路上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥。通過(guò)第二調(diào)節(jié)閥可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入 冷凍換熱器冷流體的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍室內(nèi)冷凍溫度的控制。
[0017] 作為另一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括 與所述冷藏?fù)Q熱器并聯(lián)設(shè)置的第二旁通管路，該第二旁通管路上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥。通過(guò)第 三調(diào)節(jié)閥可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入冷藏?fù)Q熱器冷流體的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷藏室內(nèi)冷凍溫度的控制。
[0018] 所述的渦流管輸出的熱流體，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)所連接的熱水箱水溫。作為進(jìn)一步 優(yōu)選，所述渦流管的熱端出口通過(guò)管路與所述熱水換熱器的入口連通，熱水換熱器并聯(lián)設(shè) 置有第三旁通管路，該第三旁通管路上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水箱內(nèi)水熱溫度的 控制。
[0019] 為實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣溫度的控制，作為優(yōu)選，還包括與所述房間采暖換熱器并聯(lián)設(shè) 置的第四旁通管路，該第四旁通管路上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥。通過(guò)調(diào)整第五調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，可實(shí) 現(xiàn)對(duì)進(jìn)入房間采暖換熱器的冷流體流量的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣溫度的調(diào)整控制。
[0020] 為滿足室內(nèi)各種制冷和制熱需要，作為優(yōu)選，所述渦流管的冷端出口通過(guò)管路與 所述供冷換熱器入口連通，該管路上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥；還包括與所述冷凍換熱器并聯(lián)設(shè)置 的第一旁通管路，該第一旁通管路上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥；還包括與所述冷藏?fù)Q熱器并聯(lián)設(shè)置 的第二旁通管路，該第二旁通管路上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥；所述渦流管的熱端出口通過(guò)管路與 所述熱水換熱器的入口連通，還包括與所述熱水換熱器并聯(lián)設(shè)置的第三旁通管路，該第三 旁通管路上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥；還包括與所述房間采暖換熱器并聯(lián)設(shè)置的第四旁通管路，該 第四旁通管路上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥。利用上述多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，能夠順利實(shí)現(xiàn)冷凍室、冷 藏室等的冷量供應(yīng)、提供生活熱水、房間的溫度調(diào)節(jié)等功能。
[0021] 為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的自動(dòng)控制，作為優(yōu)選，所述風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào) 系統(tǒng)還包括：
[0022] 用于檢測(cè)建筑房屋內(nèi)空氣溫度的室內(nèi)溫度傳感器、用于檢測(cè)室內(nèi)濕度的室內(nèi)濕度 傳感器；
[0023] 控制器，根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器和室內(nèi)濕度傳感器的溫度和濕度信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)整第 一調(diào)節(jié)閥或第五調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
[0024] 為實(shí)現(xiàn)冷凍室和冷藏室內(nèi)溫度的自動(dòng)控制，作為優(yōu)選，所述風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多 功能制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括：
[0025] 用于檢測(cè)冷凍室內(nèi)空氣溫度的冷凍傳感器、用于檢測(cè)冷藏室內(nèi)空氣溫度的冷藏傳 感器；
[0026] 所述控制器同時(shí)接收冷凍傳感器和冷藏傳感器的溫度信號(hào)，實(shí)時(shí)控制第二調(diào)節(jié)閥 或第三調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
[0027] 為提高自動(dòng)控制過(guò)程中靈敏度，作為優(yōu)選，所述第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào) 節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥均為電磁閥，同時(shí)接收來(lái)自控制器的控制電信號(hào)。
[0028] 本發(fā)明的有益效果：
[0029] (1)可以利用風(fēng)能發(fā)電實(shí)現(xiàn)海邊居民房屋內(nèi)舒適的空氣品質(zhì)；
[0030] 本發(fā)明提出的一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，高壓空氣在進(jìn)入渦流 管后被分為一路熱流體和一路冷流體，這兩路流體的綜合作用能夠很好的實(shí)現(xiàn)海邊居民房 屋內(nèi)舒適的空氣品質(zhì)，其具體的工作原理為：從渦流管冷端出口的冷空氣在經(jīng)過(guò)升溫后， 被引入到房間中，由于冷空氣的溫度低于房間內(nèi)的空氣溫度，房間內(nèi)的空氣溫度在換熱后 首先保持含濕量不變并降低到露點(diǎn)溫度，然后保持相對(duì)濕度不變（此狀態(tài)下的相對(duì)濕度為 100%)降低含濕量。然后房間內(nèi)的空氣在渦流管熱端出口的熱流體的作用下升溫。房間 內(nèi)空氣降溫后的含濕量和升溫后的狀態(tài)參數(shù)（相對(duì)濕度、溫度）可以通過(guò)房間的初始狀態(tài) 和控制冷熱流體的進(jìn)口參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。因此本發(fā)明能夠很好的實(shí)現(xiàn)海邊居民房屋內(nèi)舒適的 空氣品質(zhì)。
[0031] (2)可以實(shí)現(xiàn)食物的冷凍冷藏保存；
[0032] 從渦流管出口的冷空氣其中一路被引入到冷凍室和冷藏室中，通過(guò)換熱器把冷凍 室和冷藏室的溫度降低到到設(shè)定的溫度。同時(shí)冷凍室和冷藏室的冷負(fù)荷還可以分別通過(guò)第 二調(diào)節(jié)閥和第三調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整。由于通過(guò)調(diào)整空壓機(jī)出口處的空氣參數(shù)，可以使 得渦流管的冷端出口的溫度可以達(dá)到_40°C以下，因此冷凍室和冷藏室的溫度可以滿足肉 類（一般保存溫度為-16°C )，蔬菜類（保存溫度0?5°C )等的保鮮。因此本發(fā)明能夠很 好的實(shí)現(xiàn)海邊居民的食物的冷凍和冷藏。
[0033] (3)可以滿足居住在多風(fēng)海邊生活居民的生活用熱水；
[0034] 渦流管出口的高溫空氣有一路被用來(lái)實(shí)現(xiàn)生活熱水的供應(yīng)，把高溫的空氣通入到 熱水箱中對(duì)水進(jìn)行加熱，熱水的溫度和質(zhì)量可以通過(guò)控制熱水換熱器并聯(lián)設(shè)置的第三旁通 管路上的第四調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。渦流管出口處的空氣溫度可達(dá)80°C以上，因此能夠提供 60°C?70°C左右的生活用溫水供應(yīng)。因此本發(fā)明可以很好的滿足居住在多風(fēng)海邊生活居民 的生活用熱水。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖 1 中：
[0037] 1為風(fēng)力發(fā)電裝置、2為空壓機(jī)、3為渦流管、4為冷凍室、5為冷藏室、6為熱水箱、 7為建筑房屋、8為房間采暖換熱器、9為房間供冷換熱器、10為冷凍換熱器、11為冷藏?fù)Q熱 器、12為熱水換熱器、VI第一調(diào)節(jié)閥、V2為第二調(diào)節(jié)閥、V3為第三調(diào)節(jié)閥、V4為第四調(diào)節(jié) 閥、V5為第五調(diào)節(jié)閥。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 如圖1所示，本實(shí)施例的一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)包括：風(fēng)力 發(fā)電裝置1、空壓機(jī)2、渦流管3、冷凍室4、冷藏室5、熱水箱6,建筑房屋7內(nèi)的房間采暖換 熱器8和房間供冷換熱器9。
[0039] 風(fēng)力發(fā)電裝置1在風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)內(nèi)部的發(fā)電設(shè)備把風(fēng)能通過(guò)整流、調(diào)壓等 設(shè)備分別轉(zhuǎn)變?yōu)榭諌簷C(jī)所需要的電能。風(fēng)力發(fā)電裝置1可采用現(xiàn)有的裝置，其結(jié)構(gòu)和工作 原理等均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0040] 空氣被空壓機(jī)2壓縮空氣到高壓狀態(tài)，然后通入渦流管3中從而被分為冷流體和 熱流體，低溫空氣從渦流管3的冷端流出，高溫空氣從渦流管3的熱端流出?？諌簷C(jī)2的工 作原理和結(jié)構(gòu)液位現(xiàn)有技術(shù)。
[0041] 渦流管3冷端流出的低溫空氣分成兩路，分別從兩個(gè)管路流出，其中一路低溫空 氣依次通過(guò)冷凍室4的冷凍換熱器10和冷藏室5的冷藏?fù)Q熱器11，同時(shí)為冷凍室4和冷藏 室5提供所需要的冷量，另一路低溫空氣通過(guò)第一調(diào)節(jié)閥VI進(jìn)入房間供冷換熱器9。
[0042] 從渦流管3熱端出來(lái)的高溫空氣首先通過(guò)熱水箱6內(nèi)的熱水換熱器12與水進(jìn)行 熱交換，然后進(jìn)入房間的采暖換熱器8后與建筑房屋7內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，由渦流管3冷端 出來(lái)的一部分冷空氣進(jìn)入房間供冷換熱器9與建筑房屋7內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換以對(duì)房間進(jìn)行 降溫，實(shí)現(xiàn)房間的除濕和制冷。
[0043] 渦流管3是一種能量分離特性元件，它將來(lái)自空壓機(jī)的高壓空氣在渦流管內(nèi)進(jìn)行 冷熱分離以實(shí)現(xiàn)對(duì)冷熱空氣的有效利用。
[0044] 空壓機(jī)2的空氣來(lái)自于周圍環(huán)境中的空氣，在進(jìn)入空壓機(jī)前經(jīng)過(guò)一定的過(guò)濾處理 以防影響空壓機(jī)的運(yùn)行壽命。
[0045] 由渦流管3出來(lái)的一路低溫空氣在進(jìn)入房間供冷換熱器9之前增加一個(gè)第一調(diào)節(jié) 閥L，以便于按照不同季節(jié)調(diào)節(jié)用于建筑房屋內(nèi)所需要的冷量。
[0046] 在冷凍室4的冷凍換熱器10加一個(gè)帶第二調(diào)節(jié)閥V2的旁通，用來(lái)調(diào)整冷凍室溫 度。在冷藏室5的冷藏?fù)Q熱器11上加一個(gè)帶第三調(diào)節(jié)閥V3的旁通，用來(lái)調(diào)整冷藏室溫度。
[0047] 在熱水箱6的熱水換熱器12加一個(gè)帶第四調(diào)節(jié)閥V4的旁通，以便調(diào)節(jié)熱水箱水 溫。
[0048] 在建筑房屋7的采暖換熱器8加一個(gè)帶第五調(diào)節(jié)閥V5的旁通，以便調(diào)節(jié)房間加熱 溫度。
[0049] VI第一調(diào)節(jié)閥、V2為第二調(diào)節(jié)閥、V3為第三調(diào)節(jié)閥、V4為第四調(diào)節(jié)閥、V5為第五 調(diào)節(jié)閥均可采用手動(dòng)閥，也可采用電動(dòng)閥或者電磁閥。例如，VI第一調(diào)節(jié)閥、V2為第二調(diào) 節(jié)閥、V3為第三調(diào)節(jié)閥、V4為第四調(diào)節(jié)閥、V5為第五調(diào)節(jié)閥均可采用自動(dòng)控制的電磁閥，與 溫度傳感器、控制芯片等聯(lián)合使用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑房屋內(nèi)所需要的冷量和熱量、熱水所需熱 量、冷凍室所需冷量、冷藏室所需冷量等的自動(dòng)控制。
[0050] 設(shè)定工況及相關(guān)參數(shù)的選擇
[0051] 一般海島年平均風(fēng)速均可以保持在6. Om/s以上（離地10米高），年有效風(fēng)時(shí)（3? 25m/s)超過(guò)300天，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以金風(fēng)科技S43/600KW為例。此實(shí)施例將說(shuō)明該發(fā)明提 出的裝置能夠很好的實(shí)現(xiàn)海邊居民家庭的食品冷凍、冷藏、房間除濕等生活需求。
[0052] 從產(chǎn)品參數(shù)中可以看出，該風(fēng)力發(fā)電裝置的額定電壓為690V，通過(guò)變壓裝置可以 把輸出變?yōu)?80V和220V，以便于滿足380V的空壓機(jī)和220V的日常用電需求。
[0053] 由于一般家用空調(diào)的24小時(shí)的耗電量約為lkWh，取其能效比為3. 0,一般家庭的 食品冷凍所需要的功率假定為50W。同時(shí)，設(shè)定居民的房屋的大小為4mX4mX4. 5m，屋內(nèi)居 住有3人，屋內(nèi)的溫度為22°C，平均每個(gè)成人的散濕量取為150g/h，房間內(nèi)沒(méi)有其他的濕 源。假設(shè)渦流管進(jìn)口壓力（圖1中a點(diǎn)壓力）為2Mpa，渦流管的冷流比為0· 33,則熱端出 口的溫度為80°C，冷端出口溫度為_(kāi)40°C。在冷端空氣的回路中，空氣先在凍室進(jìn)行換熱， 假設(shè)冷凍室的冷量為50W，冷凍室出口的溫度為-16°C，冷藏室出口的溫度為5°C，則冷藏室 的冷量為43. 6W。在熱端空氣回路中，渦流管熱端出口的溫度為80°C，經(jīng)過(guò)生活熱水以后的 溫度為65°C，隨后一部分被引入到房間中，溫度為40°C?？諌簷C(jī)處空氣進(jìn)口處的狀態(tài)點(diǎn)為 溫度20°C，0. IMpa。各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)設(shè)定如表1所示。
[0054] 表1實(shí)施例中各點(diǎn)的工作狀態(tài)
[0055] ^ I溫度（°c ) a 20 b ~40 c 80 d ~16 e 5 f 80 g 40 h 10
[0056] 則針對(duì)本發(fā)明所提出的裝置：
[0057] 1)冷凍室和冷藏室所需要的空氣流量為：
[0058] V = =-= LA7m3 /ks = S.3m2/h CpAtp 1.01 x 24 x i.4 ; 1
[0059] Qd = VCpAtP = 1. 47X1. 01X21X1. 4 = 43. 6ff
[0060] 2)房間除濕的空氣流量計(jì)算：
[0061] 冷空氣進(jìn)入室內(nèi)時(shí)的溫度為10°C，出口處溫度為20°C。室內(nèi)溫度為22°C，相對(duì)濕 度為55%，每小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的濕量為450g，由焓濕圖可以查出此時(shí)的空氣含濕量為9. 06g/kg 干空氣，空氣的焓值為4 = 45. 24kJ/kg。房間內(nèi)空氣的總質(zhì)量為：
[0062] m=p V=l. 25kg/m3X4X4X4. 5=90kg
[0063] 故所需要的除濕量為每小時(shí)5g/kg干空氣。假設(shè)單獨(dú)經(jīng)過(guò)冷空氣處理后的室內(nèi)空 氣含濕量為100%，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的焓值為h 2 = 11. 17kJ/kg干空氣。則除濕過(guò)程中需要的冷 量為：
[0064] = /3600 = 0· 85kW
[0065] 所需要的冷空氣的流量為：
[0066] V _- ................. ................................:....................................................... - 252.5m3/h cppt 1.01x1.2x10
[0067] 綜合1)和2)可知冷空氣的流量需要257. 8m3/h。根據(jù)本實(shí)施例設(shè)定的渦流管的冷 流比為0. 33,因此熱端流體的流量為516m3/h，故總的空氣流量為774m3/h。為了保持一定的 余量，空氣壓縮機(jī)可以選用780RH空壓機(jī)，其排氣壓力為2. IMpa，排氣量最大可為22. lm3/ min。若假設(shè)水的初始溫度為20°C，則熱端流體所能加熱60°C的熱水的質(zhì)量可用下式計(jì)算： 0,- 516 X 1.01 X 15 X 1.2
[0068] m = = 4 2 x 40 = 5〇.aivg/ii ο
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括：渦流管；出口與 渦流管的入口連通的空壓機(jī)；對(duì)空壓機(jī)提供電能的風(fēng)力發(fā)電裝置；帶有冷凍換熱器的冷凍 室；帶有冷藏?fù)Q熱器的冷藏室；帶有熱水換熱器的熱水箱；設(shè)置在建筑房屋內(nèi)的房間采暖 換熱器、房間供冷換熱器； 所述渦流管的冷端出口出來(lái)的冷流體分為兩路，一路依次通過(guò)冷凍換熱器、冷藏?fù)Q熱 器分別對(duì)冷凍室和冷藏室提供冷量；另一路通過(guò)房間供冷換熱器對(duì)建筑房屋提供冷量； 所述渦流管的熱端出口依次通過(guò)熱水換熱器、房間采暖換熱器對(duì)熱水箱和建筑房屋提 供熱量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述 渦流管的冷端出口通過(guò)管路與所述供冷換熱器入口連通，該管路上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還 包括與所述冷凍換熱器并聯(lián)設(shè)置的第一旁通管路，該第一旁通管路上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還 包括與所述冷藏?fù)Q熱器并聯(lián)設(shè)置的第二旁通管路，該第二旁通管路上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所 述渦流管的熱端出口通過(guò)管路與所述熱水換熱器的入口連通，還包括與所述熱水換熱器并 聯(lián)設(shè)置的第三旁通管路，該第三旁通管路上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于， 還包括與所述房間采暖換熱器并聯(lián)設(shè)置的第四旁通管路，該第四旁通管路上設(shè)有第五調(diào)節(jié) 閥。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述 渦流管的冷端出口通過(guò)管路與所述供冷換熱器入口連通，該管路上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥；還包 括與所述冷凍換熱器并聯(lián)設(shè)置的第一旁通管路，該第一旁通管路上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥；還包 括與所述冷藏?fù)Q熱器并聯(lián)設(shè)置的第二旁通管路，該第二旁通管路上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥；所述 渦流管的熱端出口通過(guò)管路與所述熱水換熱器的入口連通，還包括熱水換熱器并聯(lián)設(shè)置的 第三旁通管路，該第三旁通管路上設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥；還包括與所述房間采暖換熱器并聯(lián)設(shè) 置的第四旁通管路，該第四旁通管路上設(shè)有第五調(diào)節(jié)閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包 括： 用于檢測(cè)建筑房屋內(nèi)空氣溫度的室內(nèi)溫度傳感器、用于檢測(cè)室內(nèi)濕度的室內(nèi)濕度傳感 器； 控制器，根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器和室內(nèi)濕度傳感器的溫度和濕度信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)整第一調(diào) 節(jié)閥或第五調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，還包 括： 用于檢測(cè)冷凍室內(nèi)空氣溫度的冷凍傳感器、用于檢測(cè)冷藏室內(nèi)空氣溫度的冷藏傳感 器； 所述控制器同時(shí)接收冷凍傳感器和冷藏傳感器的溫度信號(hào)，實(shí)時(shí)控制第二調(diào)節(jié)閥或第 三調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的渦流管多功能制冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥均為電磁閥，同時(shí)接收來(lái)自 控制器的控制電信號(hào)。
【文檔編號(hào)】F24F5/00GK104121651SQ201410380314
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】喬曉剛, 陳一鳴, 方民 申請(qǐng)人:浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 浙江建院建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院