專利名稱：外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于獨立除濕空調(diào)、冰蓄冷和可再生能源利用技術領域，具體地說是 涉及一種外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置。
背景技術：
空調(diào)系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有很大比例，有效降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的技術和應用 是目前行業(yè)發(fā)展的最為重大的課題。就空調(diào)方式及其系統(tǒng)方案而言，將空氣處理過程中的 降濕和降溫過程的耦合關系分開，首先采用合適的技術措施解決獨立除濕問題，然后采用 廉價高溫冷源解決降溫問題，從而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)整體能耗及其運行費用的有效節(jié)省，是當 前空調(diào)領域處于發(fā)展前沿的技術路線，在技術和應用方面近年來取得了突破性進展。目前 具有代表性的技術成果是清華大學江億院士領銜開發(fā)的溶液調(diào)濕空調(diào)系統(tǒng)技術，利用溴化 鋰等溶液極強的吸濕效應對空氣進行深度除濕，利用高溫熱泵高效制取高溫冷凍水，利用 60 80°C左右的低品位熱源對除濕溶液進行再生，熱工過程通過采用分級換熱、熱回收等 有效地降低了整體熱工不可逆損失，獲得了良好的能源綜合利用效益，并已經(jīng)獲得了許多 成功應用。但是就目前而言，如何更有效地解決廉價的低溫再生熱源問題、提高特殊材料部 件的可靠性并降低成本、開發(fā)成熟高效的高溫冷凍水機組以成分利用該技術的整體節(jié)能優(yōu) 勢、擴展細分市場用戶的適應性等方面，還需經(jīng)歷一個較長的技術及應用成熟期。目前溶 液調(diào)濕空調(diào)方式應用最多的熱泵式再生方式由于受限于冷凝側(cè)高溫熱泵COP較低的特點， 雖然是一種實用的解決方式，但并非體現(xiàn)該技術路線能源綜合利用效益優(yōu)勢的最佳利用方 式。同時，空調(diào)舒適性研究方面已出現(xiàn)很多新成果，例如夏季空調(diào)室內(nèi)設計溫濕度可 根據(jù)人體熱感覺在一定范圍內(nèi)選擇，這為調(diào)整設計參數(shù)節(jié)省能耗提供了理論基礎。如我國 舒適性空調(diào)設計以前通常按設計干球溫度24 28°C、相對濕度按45 65%選取，但是基 于節(jié)能降耗的需要，建設部規(guī)定公共建筑夏季空調(diào)溫度不得低于26°C。從人體熱感覺來看， 干球26 28°C、相對濕度60%的環(huán)境空氣與干球28 30°C、相對濕度30 40%基本相 當，為此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)溫度很好的除濕效果，則把室內(nèi)干球溫度提高到28 30°C，人 體的感覺仍是舒適的，而由此帶來了降低維護結(jié)構(gòu)顯熱負荷等的效益，可有效降低空調(diào)冷 負荷10 15%。同理，如冬季采用輻射末端采暖，并將室內(nèi)溫度降低2°C，則可有效降低采 暖熱負荷10 15%。冰蓄冷空調(diào)技術已獲得廣泛應用，但是目前在冰蓄冷工程中占據(jù)主要份額的冰球 式和內(nèi)融冰蓄冷技術具有單位時間取冷速率有限、末期取冷效能劣化等困難，與空調(diào)用戶 條件與要求的廣泛性和空調(diào)領域技術新發(fā)展而言的適應性越發(fā)不足，而外融冰蓄冷所具有 的優(yōu)良特性克服了前者的缺點，特別適合與低溫送風技術相結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體節(jié)能要 求。另一方面，目前地水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應用已很廣泛，技術、產(chǎn)品和市場均已走向 成熟，但受地質(zhì)和水資源條件限制，特別是在按規(guī)范實施的前提下，與其它空調(diào)/采暖方式相比時在節(jié)能性、經(jīng)濟性方面并沒有體現(xiàn)出宣傳中的優(yōu)勢，這將影響到該細分行業(yè)的發(fā)展 速度和實效。如果既能利用獨立除濕空調(diào)技術的能源綜合利用優(yōu)勢以避免成功空調(diào)方式的能 耗高、費用高，又能避免過多地受限于用戶的具體資源條件和某些關鍵設備的開發(fā)成熟周 期問題，并結(jié)合地水源熱泵、冰蓄冷低溫供冷的良好的低溫冷熱源條件，是一種可能的和實 用的技術路線，對迅速推廣落實并實現(xiàn)節(jié)能減排效益，將具有重要價值。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是改變常規(guī)空調(diào)中除濕與降溫耦合在一起的處理 過程，提供一種能源消耗低、降低熱工熱源的容量及其運行成本，實現(xiàn)獨立除濕、高溫冷凍 水降溫空調(diào)方式的外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案本實用新型包括地下水井、地源蓄冰熱泵主機、外融冰式蓄能槽、獨立除濕新風機 組和位于室內(nèi)的干式輻射空調(diào)末端；所述的獨立除濕新風機組由預冷換熱器和獨立除濕換 熱器構(gòu)成，其中，預冷換熱器的水側(cè)進口與干式輻射空調(diào)末端的空調(diào)供水進口和地下水井 的出水口相連，預冷換熱器的水側(cè)出口與干式輻射空調(diào)末端的空調(diào)供水進口和干式輻射空 調(diào)末端的空調(diào)回水出口相連，并與通往地源蓄冰熱泵主機中冷凝器的水側(cè)進口相連，經(jīng)冷 凝器后返回地下水井；外融冰式蓄能槽的蓄冷水側(cè)進口與地源蓄冰熱泵主機中蒸發(fā)器的供 水出口相連，外融冰式蓄能槽的蓄冷水側(cè)出口與通往地源蓄冰熱泵主機中蒸發(fā)器的回水進 口相連；外融冰式蓄能槽的冷水側(cè)上部水口與獨立除濕新風機組中獨立除濕換熱器的水側(cè) 進口相連，起下部水口與獨立除濕換熱器的水側(cè)出口相連；獨立除濕新風機組的進風口與 室外新風相連，出風口與室內(nèi)空調(diào)送風口相連。上述的獨立除濕新風機組和外融冰式蓄能槽設置于同一個箱體內(nèi)。上述外融冰式蓄能槽為外融冰盤管式蓄能槽或外融冰/水復合式蓄能槽。上述的干式輻射空調(diào)末端為網(wǎng)柵式輻射換熱器。干式輻射空調(diào)末端為安裝于吊頂、墻壁或地板內(nèi)的埋藏式輻射換熱器。采用上述技術方案的本實用新型，利用外融冰蓄冷持續(xù)輸出低溫水的能力在獨立 除濕新風機組內(nèi)實現(xiàn)獨立除濕，利用地下水源作為高溫冷凍水進行調(diào)溫，同事采用既有的 空調(diào)舒適性理論優(yōu)化全年室內(nèi)空調(diào)參數(shù)、外融冰蓄冷低溫冷凍除濕、低溫送風、廉價地下冷 水承擔顯熱負荷，實現(xiàn)了獨立除濕、高溫冷凍水降溫的空調(diào)方式，有效地利用了自然界的能 量、降低了熱工冷熱源的容量及其運行成本，并將所需設備部件集成為一體化產(chǎn)品，以在保 證空調(diào)效果的前提下有效落實技術方案與節(jié)能效果，實現(xiàn)便于設計選型、運行安全可靠、維 修簡便、降低運行成本的效果。本實用新型針對我國長江流域及其以北地區(qū)的廣大商業(yè)和居民用戶提供高效實 用的空調(diào)方式與方案。地源蓄冰熱泵主機只需采用蓄冰型地源熱泵機型，由于充分利用地 下土壤冷量直接承擔大部分空調(diào)負荷，地源蓄冰熱泵主機容量降低60 80%以上，熱工系 統(tǒng)設計中充分考慮有效降低系統(tǒng)不可逆損失的需要，節(jié)省電耗及運行費達60 70%以上， 在空調(diào)方式方法方面取得突破性進展。同時重點解決了設備的高效性、安全性、可靠性、實 用性、可維護性、初投資及運行費用等方面的全面平衡設計和落實，實現(xiàn)了重大技術與應用進展，成為當前利用獨立除濕、高溫冷凍水降溫這一空調(diào)技術路線的具有經(jīng)濟性和實用性 的領先技術和產(chǎn)品方案。

附圖為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型中，一種外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)方法是指利 用外融冰蓄冷持續(xù)輸出低溫水的能力在獨立除濕新風機組7內(nèi)實現(xiàn)獨立除濕，利用地下水 源作為高溫冷凍水進行調(diào)溫，它包括以下步驟①地源蓄冰熱泵主機12對蓄冰循環(huán)液回水制冷，蓄冰循環(huán)液供水進入外融冰式 蓄能槽1中進行管外蓄冰，得到低溫冷凍水；同時，外融冰式蓄能槽1通過上部接口將低溫 冷凍水送入獨立除濕新風機組7中的獨立除濕換熱器6，經(jīng)循環(huán)后回到外融冰式蓄能槽1的 下部接口 ；②室外新風進入獨立除濕新風機組7后，在其內(nèi)部的預冷換熱器8中與高溫冷凍 水換熱，進行預冷；③預冷后的新風進入獨立除濕新風機組7內(nèi)的獨立除濕換熱器6與低溫冷凍水換 熱，進行除濕；④除濕后的新風送入室內(nèi)承擔全部濕負荷；⑤室內(nèi)空氣通過室內(nèi)干式輻射空調(diào)末端5與其內(nèi)的高溫冷凍水進行換熱，并降低 到所需溫度，從而完成空氣處理過程；⑥地下水一部分進入獨立除濕新風機組7內(nèi)的預冷換熱器8進行初步冷卻室外新 風，一部分與預冷換熱器8出水混合為高溫冷凍水，并將高溫冷凍水送入室內(nèi)干式輻射空 調(diào)末端5承擔室內(nèi)降溫；室內(nèi)干式輻射空調(diào)末端5出水送入地源蓄冰熱泵主機12的冷凝器 11中作為冷卻水，再回到地下。需要說明的是，地下水采用10 19°C為宜，可以為10°C、 12°C、15°C、17°C、19°C中的任意一種；而地下水與預冷換熱器8出水混合為17 20°C高溫 冷凍水，高溫冷凍水的溫度可以為17°C、18°C、19°C、20°C中的任意一種。如圖所示，一種外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，它包括地下 水井10、地源蓄冰熱泵主機12、外融冰式蓄能槽1、獨立除濕新風機組7和位于室內(nèi)的干式 輻射空調(diào)末端5 ；獨立除濕新風機組7由預冷換熱器8和獨立除濕換熱器6構(gòu)成，其中，預 冷換熱器8的水側(cè)進口與干式輻射空調(diào)末端5的空調(diào)供水進口經(jīng)電動三通閥9相連接后與 地下水井10的出水口相連，預冷換熱器8的水側(cè)出口與干式輻射空調(diào)末端5的空調(diào)供水進 口經(jīng)電動三通閥9相連后與干式輻射空調(diào)末端5的空調(diào)回水出口相連，并與通往地源蓄冰 熱泵主機12中冷凝器11的水側(cè)進口相連，經(jīng)冷凝器11后返回地下水井10 ；外融冰式蓄能 槽1的蓄冷水側(cè)進口與地源蓄冰熱泵主機12中蒸發(fā)器13的供水出口相連，外融冰式蓄能 槽1的蓄冷水側(cè)出口與通往地源蓄冰熱泵主機12中蒸發(fā)器13的回水進口相連；外融冰式 蓄能槽1的冷水側(cè)上部水口與獨立除濕新風機組7中獨立除濕換熱器6的水側(cè)進口相連， 起下部水口與獨立除濕換熱器6的水側(cè)出口相連；獨立除濕新風機組7的進風口與室外新 風A相連，出風口與室內(nèi)空調(diào)送風口 B相連。[0025]需要說明的是，獨立除濕新風機組7為多級空氣降溫除濕結(jié)構(gòu)，即可與蓄能槽、管 道部件及控制部件等設置于同一個箱體內(nèi)，也可分體設置于各新風機房。外融冰式蓄能槽1為外融冰盤管式蓄能槽或外融冰/水復合式蓄能槽。采用該新 型冰蓄冷技術既可方便地取得低溫冷凍水，又可進一步降低系統(tǒng)能源費用，并可對電網(wǎng)進 行移峰填谷。干式輻射空調(diào)末端5可以為網(wǎng)柵式輻射換熱器，還可以為安裝于吊頂、墻壁或地 板內(nèi)的埋藏式輻射換熱器。其中，管道部件采用一體化地源水力模塊結(jié)構(gòu)，將連接地源水系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng) 等相關的水泵、閥門及風管等主要管道部件組件及其智能控制部件組合為整體的一體化結(jié) 構(gòu)。夏季供冷期間，室內(nèi)設計參數(shù)按干球溫度29°C、相對濕度35%設計設備負荷及容量。本實用新型裝置的工作原理是空氣處理過程的除濕和降溫互相獨立，其中地下水首先送入新風機組預冷換熱器 承擔新風預冷負荷，其回水并經(jīng)與地下水出水混水后達到17 20°C的高溫冷凍水送入干 式輻射空調(diào)末端承擔室內(nèi)顯熱冷負荷，并再通入地源蓄冰熱泵主機冷凝器并返回地下，地 源蓄冰熱泵主機夜間低谷電期間向蓄能槽內(nèi)的冰盤管送入低溫冷凍水制冰，并將冷量存儲 在蓄能槽內(nèi)，白天空調(diào)供冷期間則由蓄能槽提供2°C的冷凍水送入新風機組獨立除濕換熱 器進行深度除濕，經(jīng)處理后的新風以低溫送風方式進入空調(diào)區(qū)域承擔全部濕負荷與部分顯 冷負荷，其中空調(diào)送風口為防結(jié)露型結(jié)構(gòu)。
權利要求一種外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，其特征在于它包括地下水井(10)、地源蓄冰熱泵主機(12)、外融冰式蓄能槽(1)、獨立除濕新風機組(7)和位于室內(nèi)的干式輻射空調(diào)末端(5)；所述的獨立除濕新風機組(7)由預冷換熱器(8)和獨立除濕換熱器(6)構(gòu)成，其中，預冷換熱器(8)的水側(cè)進口與干式輻射空調(diào)末端(5)的空調(diào)供水進口和地下水井(10)的出水口相連，預冷換熱器(8)的水側(cè)出口與干式輻射空調(diào)末端(5)的空調(diào)供水進口和干式輻射空調(diào)末端(5)的空調(diào)回水出口相連，并與通往地源蓄冰熱泵主機(12)中冷凝器(11)的水側(cè)進口相連，經(jīng)冷凝器(11)后返回地下水井(10)；外融冰式蓄能槽(1)的蓄冷水側(cè)進口與地源蓄冰熱泵主機(12)中蒸發(fā)器(13)的供水出口相連，外融冰式蓄能槽(1)的蓄冷水側(cè)出口與通往地源蓄冰熱泵主機(12)中蒸發(fā)器(13)的回水進口相連；外融冰式蓄能槽(1)的冷水側(cè)上部水口與獨立除濕新風機組(7)中獨立除濕換熱器(6)的水側(cè)進口相連，起下部水口與獨立除濕換熱器(6)的水側(cè)出口相連；獨立除濕新風機組(7)的進風口與室外新風(A)相連，出風口與室內(nèi)空調(diào)送風口(B)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，其特征 在于所述的獨立除濕新風機組(7)和外融冰式蓄能槽(1)設置于同一個箱體內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求2所述的外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，其特征 在于所述的外融冰式蓄能槽(1)為外融冰盤管式蓄能槽或外融冰/水復合式蓄能槽。
4.根據(jù)權利要求1所述的外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，其特征 在于所述的干式輻射空調(diào)末端(5)為網(wǎng)柵式輻射換熱器。
5.根據(jù)權利要求1所述的外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，其特征 在于所述的干式輻射空調(diào)末端(5)為安裝于吊頂、墻壁或地板內(nèi)的埋藏式輻射換熱器。
專利摘要本實用新型公開了一種外融冰蓄冷調(diào)濕與地下水調(diào)溫的獨立除濕空調(diào)裝置，它包括地下水井、地源蓄冰熱泵主機、外融冰式蓄能槽、獨立除濕新風機組和位于室內(nèi)的干式輻射空調(diào)末端；獨立除濕新風機組由預冷換熱器和獨立除濕換熱器構(gòu)成。采用上述技術方案的本實用新型，利用外融冰蓄冷持續(xù)輸出低溫水的能力在獨立除濕新風機組內(nèi)實現(xiàn)獨立除濕，利用地下水源作為高溫冷凍水進行調(diào)溫，同時采用既有的空調(diào)舒適性理論優(yōu)化全年室內(nèi)空調(diào)參數(shù)、外融冰蓄冷低溫冷凍除濕、低溫送風、廉價地下冷水承擔顯熱負荷，實現(xiàn)了獨立除濕、高溫冷凍水降溫的空調(diào)方式。
文檔編號F24F5/00GK201575542SQ20092027670
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者嚴迪春, 張茂勇 申請人:河南省電力勘測設計院;張茂勇;嚴迪春