技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑
暖通空调系统领域,尤其涉及一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调系统。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 传统空调系统,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,来达到空调系统超低能耗,大幅降低空调运行
费用的一种先进的空题系统,对可持续发展,起到了相当重要的作用。
发明内容
[0004] 本发明提供一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调系统,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
辐射供冷供热系统;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;
[0005] 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;
[0006] 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;
[0007] 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系统,放冷循环泵循环连接双冷源新风处理机组;
[0008] 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;
[0009] 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;
[0010] 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系统和双冷源新风处理机组;
[0011] 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系统;
[0012] 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。
[0013] 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系统,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
[0014] 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系统的结构示意图;
[0015] 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-地板辐射供冷供热系统;14-放热循环泵;15-混水装置;16-房间。
具体实施方式
[0016] 以下将结合本发明的
实施例参照附图进行详细叙述。
[0017] 一种超低能耗蓄供两用冷热并用的空调系统,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;地板辐射供冷供热系统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;
[0018] 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;
[0019] 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;
[0020] 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系统13,放冷循环泵5循环连接双冷源新风处理机组12;
[0021] 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;
[0022] 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;
[0023] 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系统13和双冷源新风处理机组12;
[0024] 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系统13;
[0025] 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。
[0026] 实施例
[0027] 1、蓄冷:
[0028] 开启时间为:深秋直至整个冬季约在11月底至转年2月初;
[0029] 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。
[0030] 2、供冷:
[0031] 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;
[0032] 无光供冷:
[0033] 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系统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;
[0034] 有光供冷:
[0035] 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。
[0036] 3、蓄热:
[0037] 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。
[0038] 4、供热:
[0039] 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;
[0040] 日间供热:
[0041] 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系统13和双冷源新风机组12,热水还可以作为热源。
[0042] 夜间供热:
[0043] 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系统13;
[0044] 原理解析:
[0045] 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系统13和双冷源新风处理机组12,地板辐射供冷供热系统13去除室内显热负荷,而进入双冷源新风处理机组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。
[0046] 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系统13和双冷源新风处理机组12,并承担室内全部热负荷。
[0047] 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。