露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统.pdf

本发明公开的露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统，包括有太阳能热电联产系统，太阳能热电联产系统通过水管网与露点蒸发冷却空调机组、板式换热器、蓄热罐及地板辐射管连接。本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统，利用清洁能源太阳能，通过特殊的结构设计保证了太阳能热电的产生，同时与蒸发冷却结合防止了能量浪费，解决了冬夏的供暖、制冷问题。

权利要求书
1.  露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统，其特征在于，包括有太阳能热电联产系统，所述太阳能热电联产系统通过水管网与露点蒸发冷却空调机组(3)、板式换热器(4)、蓄热罐(5)及地板辐射管(6)连接。

2.  根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述太阳能热电联产系统的出水端通过热水管(14)与板式换热器(4)连接；所述板式换热器(4)通过第一水管(G1)与蓄热罐(5)连接；所述蓄热罐(5)连接有第三水管(G3)，热水管(14)通过第二水管(G2)与第三水管(G3)连接；
所述第三水管(G3)通过第四水管(G4)与露点蒸发冷却空调机组(3)内的微通道换热器(11)连接，所述微通道换热器(11)通过第六水管(G6)与太阳能热电联产系统的进水管(37)连接；
所述第三水管(G3)还通过第五水管(G5)与地板辐射管(6)的进水口连接，地板辐射管(6)的出水口通过第七水管(G7)与所述回水管(37)连接。

3.  根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，所述板式换热器(4)上分别外接有淋浴喷头(12)、市政给水管(13)。

4.  根据权利要求1或2所述的空调系统，其特征在于，所述太阳能热电联产系统包括太阳能热电联产单元和聚光板(1)；
所述太阳能热电联产单元通过固定支架(17)与聚光板(1)连接，所述太阳能热电联产单元支撑于支柱(16)上。

5.  根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述太阳能热电联产单元，包括有多根首尾依次相接的金属圆管(31)，每根金属圆管(31)的外壁均包裹有薄膜太阳能电池(2)，所述薄膜太阳能电池(2)通过导线(27)依次与供电控制单元、露点蒸发冷却空调机组(3)连接；
每根金属圆管(31)的管内沿金属圆管(31)内壁设置有一圈低阻传热管(7)；多根金属圆管(31)内的低阻传热管(7)之间通过软管(15)连接。

6.  根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述供电控制单元由通过电源线连接在一起的控制器(28)及高能蓄电池(29)组成；
所述露点蒸发冷却空调机组(3)，包括有机组壳体，所述机组壳体一侧壁上设置有进风口(32)；所述机组壳体内设置有露点蒸发冷却单元，所述露点蒸发冷却单元的上方分别设置有挡水板(24)和微通道换热器(11)，所述挡水板(24)和微通道换热器(11)并排设置且连为一体；所述挡水板(24)的上方设置有一次风机(22)，所述微通道换热器(11)的上方设置有二次风机(23)；
所述一次风机(22)对应的机组壳体侧壁上设置有送风口(33)，所述二次风机(23)对应的机组壳体顶壁上设置有排风口(34)；
所述一次风机(22)和二次风机(23)均通过电源线与所述控制器(28)连接。

7.  根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述送风口(33) 与进风口(32)相对设置。

8.  根据权利要求6或7所述的空调系统，其特征在于，所述进风口(32)内设置有过滤网(21)。

9.  根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述露点蒸发冷却单元，包括有管式换热芯体，所述管式换热芯体由多根水平设置的陶瓷椭圆管(20)组成，所述管式换热芯体的表面按一次空气流动方向自下而上沿对角线设置有一排小孔(19)；
所述管式换热芯体的上方设置有布水器，所述布水器由布水管(35)和均匀设置于布水管(35)上多个面向管式换热芯体喷淋的喷头(18)组成；
所述管式换热芯体的下方设置有水池(25)，所述水池(25)通过供水管与布水管(35)连接；位于水池(25)内的供水管(36)上设置有直流水泵a(26)；直流水泵a(26)通过电源线与控制器(28)连接。

10.  根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述热水管(14)上设置有止回阀(8)；
所述第三水管(G3)上设置有直流水泵b(30)；
所述第四水管(G4)上设置有阀门a(9)；
所述第五水管(G5)上设置有阀门b(10)。

说明书露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统
技术领域
本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统。
背景技术
一般光伏发电系统中采用的太阳能电池是敷设在平面上的单晶硅或者多晶硅，由于是板式结构，所以在使用时比较占空间；此外，该种结构的光伏发电系统具有不稳定性，容易受太阳能分布的地域限制。而近几年来新兴的薄膜太阳能电池由于具有可挠性，可以敷设在非平面结构上，能够灵活设置，应用较为广泛。
众所周知，太阳能作为清洁能源使用时，光伏发电只是利用了太阳能中的很小一部分，大多数的太阳能主要以辐射热的形式散失掉。倘若把太阳能的辐射热通过某种手段加以利用，就可以最大限度的利用太阳能资源，更好的为我们的生活服务。
露点蒸发冷却空调基于蒸发冷却技术，主要是利用干空气能，将室外空气的干湿球温差作为驱动势进行空气调节。露点蒸发冷却空调不仅结构紧凑，而且具有降温效果显著的特点；但是其排出的二次风温度较低，没有很好的利用，存在能量浪费现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种露点蒸发冷却与太阳能热电联产结 合的空调系统，采用太阳能热电联产方式给露点蒸发冷却空调提供电能和热水，以最大化利用太阳能资源的同时，达到冬、夏两用效果。
本发明所采用的技术方案是，露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统，包括有太阳能热电联产系统，太阳能热电联产系统通过水管网与露点蒸发冷却空调机组、板式换热器、蓄热罐及地板辐射管连接。
本发明的特点还在于：
太阳能热电联产系统的出水端通过热水管与板式换热器连接；板式换热器通过第一水管与蓄热罐连接；蓄热罐连接有第三水管，热水管通过第二水管与第三水管连通；
第三水管通过第四水管与露点蒸发冷却空调机组内的微通道换热器连接，微通道换热器通过第六水管与太阳能热电联产系统的进水管连接；
第三水管还通过第五水管与地板辐射管的进水口连接，地板辐射管的出水口通过第七水管与回水管连接。
板式换热器上分别外接有淋浴喷头、市政给水管。
太阳能热电联产系统包括太阳能热电联产单元和聚光板；太阳能热电联产单元通过固定支架与聚光板连接，太阳能热电联产单元支撑于支柱上。
太阳能热电联产单元，包括有多根首尾依次相接的金属圆管，每根金属圆管的外壁均包裹有薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池通过导线依次与供电控制单元、露点蒸发冷却空调机组连接；
每根金属圆管的管内沿金属圆管内壁设置有一圈低阻传热管；多根金属圆管内的低阻传热管之间通过软管连接。
供电控制单元由通过电源线连接在一起的控制器及高能蓄电池组成；
露点蒸发冷却空调机组，包括有机组壳体，机组壳体一侧壁上设置有进风口；机组壳体内设置有露点蒸发冷却单元，露点蒸发冷却单元的上方分别设置有挡水板和微通道换热器，挡水板和微通道换热器并排设置且连为一体；挡水板的上方设置有一次风机，微通道换热器的上方设置有二次风机；
一次风机对应的机组壳体侧壁上设置有送风口，二次风机对应的机组壳体顶壁上设置有排风口；
一次风机和二次风机均通过电源线与控制器连接。
送风口与进风口相对设置。
进风口内设置有过滤网。
露点蒸发冷却单元，包括有管式换热芯体，管式换热芯体由多根水平设置的陶瓷椭圆管组成，管式换热芯体的表面按一次空气流动方向自下而上沿对角线设置有一排小孔；
管式换热芯体的上方设置有布水器，布水器由布水管和均匀设置于布水管上多个面向管式换热芯体喷淋的喷头组成；
管式换热芯体的下方设置有水池，水池通过供水管与布水管连接；位于水池内的供水管上设置有直流水泵a；直流水泵a通过电源线与控制器连接。
热水管上设置有止回阀；
第三水管上设置有直流水泵b；
第四水管上设置有阀门a；
第五水管上设置有阀门b。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的空调系统采用太阳能热电联产方式给露点蒸发冷却空调机组提供电能和热水，能以最大化利用太阳能资源，并通过聚光板汇聚太阳光，提高了太阳能的利用率。
2)本发明的空调系统内设置有板式换热器和蓄热罐，满足了各个季节的日常生活热水供给，还能将多余的热能储存起来以备冬季采暖使用，在各个季节最大化利用太阳能清洁能源。
3)本发明的空调系统在夏季使用时，利用露点蒸发冷却空调的二次风冷为热电联产中热能提取后的水进行降温，即采用微通道换热器作为二次风的挡水板，充分利用了二次风冷却系统的回水，提高了光伏发电效率。
4)本发明的空调系统在夏季使用时，利用露点蒸发冷却空调进行室内降温；在冬季使用时，利用太阳能热水和蓄热罐的能量进行地板辐射采暖；整个空调系统的电力运转部件均采用太阳能发出的直流电，清洁无污染，达到冬夏两用效果。
附图说明
图1是本发明空调系统的结构示意图；
图2是本发明空调系统内太阳能热电联产系统的侧视图；
图3是本发明空调系统内太阳能热电联产系统的结构示意图；
图4是本发明空调系统内太阳能热电联产系统与露点蒸发冷却空调机组的电路连接示意图。
图中，1.聚光板，2.薄膜太阳能电池，3.露点蒸发冷却空调机组，4.板式换热器，5.蓄热罐，6.地板辐射管，7.低阻传热管，8.止回阀，9.阀门a，10.阀门b，11.微通道换热器，12.淋浴喷头，13.市政给水管，14.热水管，15.软管，16.支柱，17.固定支架，18.喷头，19.小孔，20.陶瓷椭圆管，21.过滤网，22.一次风机，23.二次风机，24.挡水板，25.水池，26.直流水泵a，27.导线，28.控制器，29.高能蓄电池，30.直流水泵b，31.金属圆管，32.进风口，33.送风口，34.排风口，35.布水管，36.供水管，37.进水管，G1.第一水管，G2.第二水管，G3.第三水管，G4.第四水管，G5.第五水管，G6.第六水管，G7.第七水管。
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。
本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统，其结构如图1所示，包括有太阳能热电联产系统，太阳能热电联产系统通过水管网与露点蒸发冷却空调机组3、板式换热器4、蓄热罐5及地板辐射管6连接。
太阳能热电联产系统、露点蒸发冷却空调机组3、板式换热器4、蓄热罐5及地板辐射管6之间的水管网结构具体如下：
太阳能热电联产系统的出水端通过热水管14与板式换热器4连接；板式换热器4通过第一水管G1与蓄热罐5连接；蓄热罐5连接 有第三水管G3，热水管14通过第二水管G2与第三水管G3连接；第三水管G3通过第四水管G4与露点蒸发冷却空调机组3内的微通道换热器11连接，微通道换热器11通过第六水管G6与太阳能热电联产系统的进水管37连接；第三水管G3还通过第五水管G5与地板辐射管6的进水口连接，地板辐射管6的出水口通过第七水管G7与回水管37连接。
板式换热器4上分别外接有淋浴喷头12、市政给水管13。
热水管14上设置有止回阀8；第三水管G3上设置有直流水泵b30，直流水泵b30为整个系统提供动力，并为板式换热器4的生活热水使用提供循环动力；第四水管G4上设置有阀门a9；第五水管G5上设置有阀门b10。
太阳能热电联产系统，如图1及图2所示，包括太阳能热电联产单元和聚光板1，太阳能热电联产单元通过固定支架17连接到聚光板1上，太阳能热电联产单元支撑于支柱16上。
太阳能热电联产单元，其结构如图3所示，包括有多根首尾依次相接的金属圆管31，每根金属圆管31的外壁均包裹有薄膜太阳能电池2，薄膜太阳能电池2通过导线27依次与供电控制单元、露点蒸发冷却空调机组3内的耗电设备连接，如图4所示；每根金属圆管31的管内沿金属圆管31内壁设置有一圈低阻传热管7；多根金属圆管31内的低阻传热管7之间通过软管15连接。
供电控制单元由通过电源线连接在一起的控制器28及高能蓄电池29组成，如图4所示。
露点蒸发冷却空调机组3，其结构如图4所示，包括有机组壳体，机组壳体一侧壁上设置有进风口32，机组壳体内设置有露点蒸发冷却单元，露点蒸发冷却单元的上方设置有挡水板24和微通道换热器11，微通道换热器11位于进风侧，挡水板24和微通道换热器11并排设置且连为一体，挡水板24的上方设置有一次风机22，微通道换热器11的上方设置有二次风机23；一次风机22对应的机组壳体侧壁上设置有送风口33，送风口33与进风口32相对设置；二次风机23对应的机组壳体顶壁上设置有排风口34。
进风口32内设置有过滤网21。
露点蒸发冷却单元，如图4所示，包括有管式换热芯体，管式换热芯体由多根水平设置的陶瓷椭圆管20组成，管式换热芯体的表面按一次空气流动方向自下而上沿对角线设置有一排小孔19；管式换热芯体的上方设置有布水器，布水器由布水管35和均匀设置于布水管35上多个面向管式换热芯体喷淋的喷头18组成；管式换热芯体的下方设置有水池25，水池25通过供水管与布水管35连接；位于水池25内的供水管36上设置有直流水泵a26。
一次风机22、二次风机23及直流水泵a26均通过电源线与控制器28连接。
本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统中各部件的作用：
(1)太阳能热电联产系统：其核心部件是太阳能热电联产单元，太阳能热电联产单元通过固定支架17固定于聚光板1上，多个太阳 能热电联产单元均通过支柱16固定于地面或者是其他部件上；
其中的太阳能热电联产单元内设置有多根金属圆管31，在金属圆管31的外壁上包裹有薄膜太阳能电池2，薄膜太阳能电池2用于吸收太阳能；在金属圆管31的内壁一周均匀敷设多根低阻传热管7，多根金属圆管31内的低阻传热管7之间通过软管15连接起来，低阻传热管7中产生的热水流入热水管14内，经热水管14输送到其他部件内。
(2)供电控制单元：与太阳能热电联产系统配合用于辅助为露点蒸发冷却空调机组3内的耗电部件供电(如：直流水泵a26、一次风机22及二次风机23)；
供电控制单元由通过电源线连接在一起的控制器28及高能蓄电池29组成；为了节省占地面积，可以将控制器28和高能量蓄电池29敷设在露点蒸发冷却空调机组3的上部；
由薄膜太阳电池2产生的直流电经导线27接入供电控制单元内的控制器28内，将电能提供给露点蒸发冷却空调机组3内的耗能部件；多余的电能存储于高能蓄电池29中。
(3)露点蒸发冷却空调机组3：用于对室外空气进行降温；
室外空气经进风口32进入机组壳体内，室外空气在进风口32处经过滤网21过滤，过滤后的空气流经露点蒸发冷却单元处，在露点蒸发冷却单元内的管式换热芯体处，空气从陶瓷椭圆管20上的小孔19流出先后进入二次流道和一次流道分别变成二次风、一次风；
微通道换热器11在这里用作二次风的挡水板。
(4)板式换热器4：用于加热市政供水，为市民直接提供生活热水。
(5)蓄热罐5：用于续存多余的热能，以便于在热能不充足时直接使用热能。
(6)地板辐射管6：设置于室内地板下，用于在冬季为室内供热。
本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统在冬夏的工作过程分别如下：
(1)在夏季使用时打开阀门a9，关闭阀门b10：
通过聚光板1汇聚太阳光，敷设在金属圆管31外壁上的薄膜太阳能电池2接收汇聚的太阳光产生直流电，通过导线27引入供电控制单元内的控制器28，多余的电能储存在高能蓄电池29中备用；
同时，太阳能热电联产单元也接收聚光板1汇聚太阳光的照射产生辐射热，加热低阻传热管7中的水，通过低阻传热管7将产生的热能带至板式换热器4，由板式换热器4加热市政给水管13内的市政给水，以便于能供给人们生活用的热水；
多余的热能被储存在蓄热罐5中(由蓄热罐5内的储能介质吸收储存起来)，然后变成温度较低的水，再进入露点蒸发冷却空调机组3内的微通道换热器11中进一步冷却，最后依次通过第六水管G6、第七水管G7的输送回到低热阻传热管7中，进行下一个循环，继续带走太阳能热电联产系统中产生的热量。
其中，露点蒸发冷却空调机组3的工作过程具体如下：
通过一次风机22和二次风机23的运转，外界空气经进风口32进入的同时由过滤网21进行过滤，室外空气经过滤后进入陶瓷椭圆管20中，部分空气通过小孔19流出后进入二次流道，在陶瓷椭圆管20外表面与喷头18喷淋下来的水滴进行蒸发冷却降温预冷陶瓷椭圆管20内剩余的空气，最后经微通道换热器11处理之后，在二次风机23作用下由排风口34排出；同时，陶瓷椭圆管20内剩余空气经小孔19流出进入一次流道，进行等焓降温进一步降温，然后经挡水板24过滤掉多余的水份后，在一次风机22的作用下经送风口33送入降温场所。
(2)在冬季使用时，关闭阀门a9，打开阀门b10：
利用太阳能热电联产系统产生热水，热水沿着热水管14流入板式换热器4内，经板式换热器4处理后的热水再沿着第一水管G1进入蓄热罐5中，经蓄热罐5流出后的热水继续沿着第三水管G3流入第五水管G5，最后为地板辐射管6提供较高温度的水，达到采暖的目的。
当阴天或者夜晚时，太阳能热电联产系统无法提供足够的热能，通过蓄热罐5中储存的热能供暖。
本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统内设置有核心部件太阳能热电联产系统和露点蒸发冷却空调机组3，并配合设置有板式换热器4、蓄热罐5及地板辐射管6。其中，在太阳能热电联产系统中通过聚光板1汇聚太阳能，提高了太阳能的利用率，同时通过在金属圆管31内部设置低阻传热管7及时带走太阳辐射热。 在露点蒸发冷却空调机组3中设置有露点蒸发冷却单元和微通道换热器11，不仅能有效降低空气温度，还利用了二次风的能量。利用蓄热罐5储存热能，通过设置板式换热器4保证了一年四季使用太阳能热水；利用蓄热罐5与地板辐射管6结合保证了热能的持续稳定供应。
本发明露点蒸发冷却与太阳能热电联产结合的空调系统利用清洁能源太阳能，通过特殊的结构设计保证了太阳能热电产生，同时与露点蒸发冷却结合防止了能量浪费，解决了冬夏的供暖、制冷问题。