專(zhuān)利名稱(chēng)：溫濕獨(dú)立處理的tbab相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫濕獨(dú)立處理的空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有相變蓄冷，且相變材料起蓄冷和載冷雙重作用的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，緩和電力供應(yīng)緊張及電力供求失衡的矛盾，我國(guó)采取了一系列調(diào)控手段，如大力推行峰谷分時(shí)電價(jià)制度等。蓄冷空調(diào)可實(shí)現(xiàn)電力的“移峰填谷”，有效縮減電網(wǎng)容量，是國(guó)家大力推廣的節(jié)能技術(shù)措施之一。然而，傳統(tǒng)的蓄冷空調(diào)技術(shù)存在一定局限性。如冰蓄冷系統(tǒng)通過(guò)冰-水相變蓄存冷量，盡管能夠有效減小蓄冷裝置體積，但因其相變溫度過(guò)低，制冷機(jī)在低溫工況下運(yùn)行，造成系統(tǒng)整體效率下降；另外，冰蓄冷系統(tǒng)通過(guò)低溫冷水的顯熱變化輸送冷量，在空調(diào)名義工況下水的載冷密度僅21kJ/kg，只能通過(guò)增大載冷水循環(huán)流量來(lái)提高冷量，導(dǎo)致用于輸送冷量所消耗的電能成為集中式空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要部分。采用相變材料蓄冷，蒸發(fā)溫度較適宜，能夠提高制冷系統(tǒng)效率，但就載冷部分而言與傳統(tǒng)冷水輸送系統(tǒng)并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為 CN 1287252A的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種以自來(lái)水為冷源的相變蓄冷空調(diào)器，該空調(diào)器是一種以低溫自來(lái)水為載冷劑使相變材料固化蓄冷、以空氣為載冷劑使相變材料熔化放冷的簡(jiǎn)易型蓄冷空調(diào)器。其采用月桂酸和癸酸混合配制出熔點(diǎn)為20°C和25°C的相變材料，分別置于自來(lái)水流道的進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)，以加大蓄冷強(qiáng)度。經(jīng)估算，假設(shè)自來(lái)水在流道內(nèi)平均流量為150 450kg/h，則空氣出口溫度可保持在25 維持近6h。然而，該空調(diào)器由于采用載冷密度低的水和空氣作為載冷劑，蓄冷時(shí)需要的自來(lái)水流量和放冷時(shí)需要的空氣流量都很大，使得用于載冷劑輸送的能耗很大，且工作效率低，僅能在建筑冷負(fù)荷較小的時(shí)候使用，適用范圍有限。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄冷空調(diào)存在的能耗大、工作效率低且適用范圍有限的技術(shù)問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷環(huán)節(jié)10、CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20以及冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30，其中，制冷環(huán)節(jié)10包括水冷冷水機(jī)組11 ；CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20包括CHS制漿系統(tǒng)21和CHS蓄漿槽 22 ；冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30包括冷輻射頂板毛細(xì)管31和用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32 ；水冷冷水機(jī)組11與CHS制漿系統(tǒng)21連接，形成回路；CHS制漿系統(tǒng)21與冷輻射頂板毛細(xì)管 31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32相互并聯(lián)；CHS蓄漿槽22與CHS制漿系統(tǒng)21連接，且分別與冷輻射頂板毛細(xì)管31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32連接，形成回路。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其制冷環(huán)節(jié)10還包括一冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12，水冷冷水機(jī)組11的蒸發(fā)器一側(cè)出口 /進(jìn)口與 CHS制漿系統(tǒng)21的一側(cè)進(jìn)口 /出口連接，冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12設(shè)置在水冷冷水機(jī)組11進(jìn)口管道上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其 CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20還包括一 CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23，CHS制漿系統(tǒng)21另一側(cè)的出口 /進(jìn)口與CHS蓄漿槽22的進(jìn)口 /出口連接，CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23設(shè)置在CHS制漿系統(tǒng)21該側(cè)出口管道上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30還包括新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33、新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34、新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35、用戶側(cè)循環(huán)泵36，新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34連接至用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32 進(jìn)風(fēng)口端；新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35連接至用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32出風(fēng)口端；新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33設(shè)置在新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35和用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32之間，用戶側(cè)循環(huán)泵36設(shè)在CHS蓄漿槽22出口管道上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，上述的CHS制漿系統(tǒng)21還包括CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)M和CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25，CHS 制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)M和CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25分別設(shè)置在CHS制漿系統(tǒng)21與CHS蓄漿槽22連接一側(cè)的進(jìn)口和出口管道上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，上述的冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30還包括用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37和用戶側(cè)出口閥門(mén)38，用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37和用戶側(cè)出口閥門(mén)38分別設(shè)置在CHS蓄漿槽22進(jìn)口和出口管道上。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其冷輻射頂板毛細(xì)管31側(cè)管路上設(shè)置有旁通閥門(mén)39。
本發(fā)明改善水作為載冷劑時(shí)對(duì)蓄冷空調(diào)性能的限制，使用一種相變溫度適宜，且載冷密度更高的相變材料包絡(luò)化合物CHS應(yīng)用于制冷、蓄冷和冷量運(yùn)輸系統(tǒng)，起到蓄冷和載冷的作用。同時(shí)采用溫濕獨(dú)立除濕技術(shù)，即輻射頂板供冷加新風(fēng)系統(tǒng)來(lái)處理室內(nèi)熱濕環(huán)境，并通過(guò)新風(fēng)除濕機(jī)與輻射頂板串聯(lián)對(duì)載冷劑進(jìn)行兩步換熱，進(jìn)一步提高載冷劑中冷量的利用率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明將TBAB溶液加入4%的NaCl溶液制得TBAB包絡(luò)化合物(CHS)，得到相平衡溫度約10°c且恒定不變。采用該配比的TBAB溶液作為蓄冷的相變材料，可滿足本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)供冷的工況要求；且冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度提高至10°C左右，相比冰蓄冷可使系統(tǒng)運(yùn)行工況得到改善，制冷機(jī)性能系數(shù)COP (Coefficient Of Performance)大大提高。
2、本發(fā)明采用TBAB包絡(luò)化合物(CHS)作為載冷劑，CHS的形成和分解過(guò)程是一個(gè)相變過(guò)程，伴隨有大量的相變潛熱產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，CHS的相平衡溫度區(qū)間在0 12°C 時(shí)，相變潛熱約為193 2(^kJ/kg，載冷密度約是水的10倍，故使用CHS作為載冷劑，流量可減小至約水的1/10。此外，本發(fā)明將新風(fēng)除濕機(jī)表冷段與冷輻射頂板毛細(xì)管串聯(lián)，CHS可進(jìn)行兩步換熱放冷過(guò)程第一步在新風(fēng)除濕機(jī)表冷段內(nèi)，CHS與流經(jīng)表冷段的新風(fēng)進(jìn)行換熱，主要發(fā)生潛熱交換并伴隨少量顯熱交換，CHS中的固態(tài)微粒熔化并釋放冷量，自身由固液兩相的包絡(luò)化合漿變?yōu)閱渭円后w；第二步在室內(nèi)輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)，CHS主要以顯熱的形式與房間進(jìn)行輻射換熱。兩步換熱加強(qiáng)了對(duì)載冷劑載冷量的利用效果。
3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了溫濕獨(dú)立控制理念在輻射供冷上的應(yīng)用。將房間冷負(fù)荷和濕負(fù)荷有效分離，冷輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)的載冷劑CHS承擔(dān)房間大部分冷負(fù)荷，新風(fēng)除濕機(jī)內(nèi)表冷段的載冷劑CHS承擔(dān)房間全部濕負(fù)荷和小部分冷負(fù)荷。溫濕分離有利于對(duì)室內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行單獨(dú)控制，如在需要除濕但無(wú)需供冷的過(guò)渡季節(jié)，開(kāi)啟新風(fēng)除濕機(jī)，打開(kāi)旁通閥將室內(nèi)冷輻射頂板短路，即可停止向房間進(jìn)行輻射供冷。另一方面，輻射頂板與新風(fēng)除濕機(jī)共同工作，可有效降低室內(nèi)空氣濕度，保證室內(nèi)頂板表面溫度始終高于空氣的露點(diǎn)溫度，避免供冷過(guò)程出現(xiàn)結(jié)露。


圖1為本發(fā)明溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中10-制冷環(huán)節(jié)；20-CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)；30冷量輸送和使用環(huán)節(jié)；11_水冷冷水機(jī)組；12-冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵；21-CHS制漿系統(tǒng)；22-CHS蓄漿槽；23-CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵；24-CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)；25-CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)；31-冷輻射頂板毛細(xì)管； 32-新風(fēng)除濕機(jī)表冷段；33-新風(fēng)除濕機(jī)其他管段；34-新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 ；35-新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 ；36-用戶側(cè)循環(huán)泵；37-用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)；38-用戶側(cè)出口閥門(mén)；39-旁通閥門(mén)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
提高載冷劑的載冷密度是蓄冷空調(diào)提高性能和降低能耗的重要手段。四丁基銨鹽包絡(luò)化合物(TBAB)近年來(lái)被認(rèn)識(shí)是可代替水的載冷劑之一。TBAB的溶解性極強(qiáng)，能方便地配制出質(zhì)量分?jǐn)?shù)適用于空調(diào)載冷系統(tǒng)的水溶液。在常壓及空調(diào)冷水工況下，TBAB水溶液中的水分子和TBAB離子可通過(guò)分子力的作用，生成一種固相狀態(tài)的準(zhǔn)籠形透明晶體微粒，均勻懸浮于剩余溶液中，形成白色漿狀流體，即TBAB包絡(luò)化合物漿(OB)。CHS是由TBAB水溶液與包絡(luò)化合物組成的液-固兩相共存三元體系，具有良好的流動(dòng)性，可在管道系統(tǒng)中泵送。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40. 5 %為調(diào)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下發(fā)生相變時(shí)，剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不會(huì)隨著相變過(guò)程的進(jìn)行而變化。若溶液初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為調(diào)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則相平衡溫度恒定為12°C。在此基礎(chǔ)上添加其他溶質(zhì)，如NaCl，形成不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的TBAB多元水溶液，可令調(diào)和融點(diǎn)在0 12°C范圍內(nèi)變化，此溫度區(qū)間與空調(diào)載冷系統(tǒng)的名義工況溫度吻合，且CHS的載冷密度是水的10倍左右，適于作為蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷和載冷材料。
本發(fā)明提供一種采用CHS作為制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖1，一種溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷環(huán)節(jié)10、CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20以及冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30。CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20是本發(fā)明的核心部分，制冷環(huán)節(jié)10與CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20通過(guò)管道直接連接，冷量輸送使用環(huán)節(jié)也與CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20通過(guò)管道直接連接，構(gòu)成并聯(lián)形式，蓄冷材料及管內(nèi)的載冷劑全部為T(mén)BAB包絡(luò)化合物漿(CHS)。
制冷環(huán)節(jié)10包括水冷冷水機(jī)組11和冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12，水冷冷水機(jī)組11與 CHS制漿系統(tǒng)21連接，形成回路，冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12設(shè)置在水冷冷水機(jī)組11進(jìn)口管道上。水冷冷水機(jī)組進(jìn)一步包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、冷凝器和冷卻塔，其中水冷冷水機(jī)組 11的蒸發(fā)器一側(cè)出口 /進(jìn)口與CHS制漿系統(tǒng)21的一側(cè)進(jìn)口 /出口連接，且蒸發(fā)器與CHS制漿系統(tǒng)21直接連接。
CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20包括CHS制漿系統(tǒng)21、CHS蓄漿槽22、CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23，以及CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)24、CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25 ；CHS制漿系統(tǒng)21另一側(cè)的出口 /進(jìn)口與CHS蓄漿槽22的進(jìn)口 /出口連接。其中，CHS蓄漿槽22的進(jìn)口位于槽箱頂部為噴淋?chē)婎^，以噴淋的方式注入槽內(nèi)，出口位于槽底部液面以下，與CHS制漿系統(tǒng)21 進(jìn)口相連。從而保證了 CHS蓄漿槽22流出的載冷劑均為不夾帶空氣的CHS漿液。CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23設(shè)在CHS制漿系統(tǒng)21該側(cè)出口管道上，為載冷劑循環(huán)提供動(dòng)力。CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)M和CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25分別設(shè)置在CHS制漿系統(tǒng)21與CHS蓄漿槽 22連接一側(cè)的進(jìn)口和出口管道上。
冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30包括冷輻射頂板毛細(xì)管31、用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32、 新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33(包括過(guò)濾段、表冷段、再加熱段、風(fēng)機(jī)段等)、新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34、出風(fēng)口 35、用戶側(cè)循環(huán)泵36，以及用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37、用戶側(cè)出口閥門(mén)38和旁通閥門(mén) 39。CHS制漿系統(tǒng)21與冷輻射頂板毛細(xì)管31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32相互并聯(lián)； CHS蓄漿槽22與CHS制漿系統(tǒng)21連接，且分別與冷輻射頂板毛細(xì)管31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32連接，三者串聯(lián)，形成回路，其中，CHS蓄漿槽22出口與用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32冷卻液進(jìn)口連接，用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32冷卻液出口與冷輻射頂板毛細(xì)管31 進(jìn)口連接，冷輻射頂板毛細(xì)管31出口與CHS蓄漿槽22進(jìn)口連接。新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34連接至用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32進(jìn)風(fēng)口端；新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35連接至用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32出風(fēng)口端；新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33設(shè)置在新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35和用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32之間。用戶側(cè)循環(huán)泵36設(shè)在CHS蓄漿槽22出口管道上，為載冷劑循環(huán)提供動(dòng)力。用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37和用戶側(cè)出口閥門(mén)38分別設(shè)置在CHS蓄漿槽22進(jìn)口和出口管道上。冷輻射頂板毛細(xì)管31側(cè)管路上設(shè)置有旁通閥門(mén)39。通過(guò)調(diào)節(jié)該旁通閥門(mén)39可以控制流過(guò)冷輻射頂板毛細(xì)管31的載冷劑流量和被短路的載冷劑流量，從而改變房間的輻射供冷量；同時(shí)，旁通可減少CHS中發(fā)生相變釋冷的固態(tài)微粒數(shù)量，從而減少了不必要的冷量消耗。
本發(fā)明的系統(tǒng)除了 CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20外，其余均可利用原有的設(shè)備和系統(tǒng)管網(wǎng)。對(duì)于既有項(xiàng)目，僅須對(duì)現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行部分改造，增加CHS制漿裝置；對(duì)于新建項(xiàng)目， 按圖1所示進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)即可。對(duì)位于有峰谷電價(jià)優(yōu)惠政策地區(qū)的項(xiàng)目，可建造如圖所示的CHS蓄漿槽，利用晚上的低谷廉價(jià)電力制取CHS并貯存，于次日電價(jià)高峰時(shí)段將輸送至末端空調(diào)用戶。可見(jiàn)，該技術(shù)可方便地與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合。
以下對(duì)本發(fā)明溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷和釋冷運(yùn)行方式進(jìn)行說(shuō)明
夜間利用低谷電價(jià)進(jìn)行制冷和蓄冷，過(guò)程如下水冷冷水機(jī)組11、CHS制漿系統(tǒng)21 及循環(huán)泵12、23開(kāi)啟，循環(huán)泵36及新風(fēng)除濕機(jī)風(fēng)機(jī)關(guān)閉，閥門(mén)24、25開(kāi)啟，37、38關(guān)閉。水冷冷水機(jī)組11通過(guò)制冷循環(huán)制取冷量，在蒸發(fā)器內(nèi)由載冷劑CHS將冷量傳遞給CHS制漿系統(tǒng)21。當(dāng)載冷劑溫度達(dá)到10°C以下時(shí)，CHS制漿系統(tǒng)21內(nèi)的CHS放熱固化，形成含有固體微粒的CHS漿液。CHS漿液中固體含量逐漸增大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的固化分?jǐn)?shù)時(shí)，水冷冷水機(jī)組 11關(guān)閉，蓄冷制漿過(guò)程停止。CHS制漿系統(tǒng)21內(nèi)制取的CHS兩相漿液送入CHS蓄漿槽22 內(nèi)進(jìn)行保溫貯存，制取的冷量留作白天電價(jià)較高時(shí)供冷使用，最后閥門(mén)M、25關(guān)閉，如此完成了制冷和蓄冷過(guò)程。
白天利用夜間貯存的冷量為用戶供冷，僅消耗循環(huán)水泵、新風(fēng)除濕機(jī)風(fēng)機(jī)電能，過(guò)程如下水冷冷水機(jī)組11、CHS制漿系統(tǒng)21及循環(huán)泵12、23關(guān)閉，循環(huán)泵36及新風(fēng)除濕機(jī)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，閥門(mén)24、25關(guān)閉，37、38開(kāi)啟。CHS蓄漿槽22內(nèi)的CHS兩相漿液在循環(huán)泵36的作用下自用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32的冷卻液進(jìn)口進(jìn)入，在表冷段內(nèi)與高溫的新風(fēng)進(jìn)行間壁式換熱，室外新風(fēng)自新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34進(jìn)入。夏季室外新風(fēng)溫度高于TBAB材料的相變溫度，CHS中的絡(luò)合物固體微粒遇熱熔化，吸收熱量，將新風(fēng)冷卻至其露點(diǎn)溫度12°C左右，濕空氣中的水蒸氣析出，新風(fēng)含濕量降低。新風(fēng)被冷卻除濕后，經(jīng)過(guò)新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33的再加熱和凈化后，由新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35進(jìn)入室內(nèi)，達(dá)到降低室內(nèi)空氣濕度和補(bǔ)給新風(fēng)的目的。CHS在表冷段的吸熱過(guò)程中完成相變，以單純液體而非兩相混合的形式流出， 其溫度為12°C左右，在管道中有小幅度溫升，恰為輻射供冷適宜的送水溫度。送入冷輻射頂板毛細(xì)管31，在毛細(xì)管內(nèi)與室內(nèi)進(jìn)行輻射換熱，溫度升高至16 18°C后被送回CHS蓄漿槽 22，如此完成一個(gè)釋冷循環(huán)。冷輻射頂板毛細(xì)管31內(nèi)的載冷劑CHS承擔(dān)夏季房間大部分冷負(fù)荷，用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)內(nèi)表冷段32的載冷劑CHS承擔(dān)夏季房間濕負(fù)荷和小部分冷負(fù)荷， 冷負(fù)荷與濕負(fù)荷的處理是兩個(gè)完全獨(dú)立的過(guò)程。
本發(fā)明在冷輻射頂板毛細(xì)管31側(cè)管路上增設(shè)有旁通閥門(mén)39，用以調(diào)節(jié)冷輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)載冷劑流量，從而控制室內(nèi)輻射供冷量；同時(shí)，根據(jù)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的相對(duì)大小，調(diào)節(jié)頂板毛細(xì)管供冷量與新風(fēng)除濕機(jī)表冷段供冷量的比重，從而精確控制房間的溫濕度。如在過(guò)渡季節(jié)，濕負(fù)荷很大但冷負(fù)荷不大時(shí)，可將旁通閥門(mén)39開(kāi)大來(lái)減小頂板毛細(xì)管內(nèi)的載冷劑流量，降低輻射供冷量；在冷負(fù)荷為零時(shí)，將旁通閥門(mén)39完全打開(kāi)，頂板毛細(xì)管被短路，系統(tǒng)不進(jìn)行輻射供冷。這樣做同時(shí)也在一定程度上避免了蓄漿槽內(nèi)貯存的CHS攜帶冷量的浪費(fèi)，從而降低了系統(tǒng)能耗。為優(yōu)化系統(tǒng)控制并減少阻力，本發(fā)明旁通閥門(mén)39優(yōu)先選擇球閥，上述實(shí)施例的其他閥門(mén)選用截止閥。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，采用加入4%的NaCl溶液的TBAB溶液制得CHS，其相平衡溫度恒定在10°c左右，可滿足本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的供冷工況要求。一方面，冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度為10°c左右，系統(tǒng)運(yùn)行工況得到改善，制冷系統(tǒng)COP相對(duì)冰蓄冷得到很大程度提高。 另一方面，以相變溫度為10°c的TBAB相變材料做載冷劑，足以將進(jìn)入新風(fēng)除濕機(jī)的室外新風(fēng)降低至露點(diǎn)溫度12°C左右，通過(guò)與新風(fēng)的潛熱和顯熱交換，有效起到除濕的作用；CHS固體微粒熔化后相變材料升溫至12°C左右，經(jīng)過(guò)管道溫升后恰符合輻射供冷的供水溫度，可送入冷輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行輻射供冷。因TBAB相變材料由足夠大的載冷密度，其載冷量有很大的利用空間，故本發(fā)明實(shí)施例將從載冷劑中“取冷”的過(guò)程分為兩步，通過(guò)表冷器“取走潛熱和小部分顯熱形式的冷量”以及通過(guò)冷輻射頂板毛細(xì)管“取走顯熱形式的冷量”，從而加強(qiáng)了對(duì)冷量的利用。
本發(fā)明改善水作為載冷劑時(shí)對(duì)蓄冷空調(diào)性能的限制，使用一種相變溫度適宜，且載冷密度更高的相變材料包絡(luò)化合物CHS應(yīng)用于制冷、蓄冷和冷量運(yùn)輸系統(tǒng)，起到蓄冷和載冷的作用。同時(shí)采用溫濕獨(dú)立除濕技術(shù)，即輻射頂板供冷加新風(fēng)系統(tǒng)來(lái)處理室內(nèi)熱濕環(huán)境，并通過(guò)新風(fēng)除濕機(jī)與輻射頂板串聯(lián)對(duì)載冷劑進(jìn)行兩步換熱，進(jìn)一步提高載冷劑中冷量的利用率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
3、本發(fā)明將TBAB溶液加入4%的NaCl溶液制得TBAB包絡(luò)化合物(CHS)，得到相平衡溫度約10°C且恒定不變。采用該配比的TBAB溶液作為蓄冷的相變材料，可滿足本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)供冷的工況要求；且冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度提高至10°C左右，相比冰蓄冷可使系統(tǒng)運(yùn)行工況得到改善，制冷機(jī)性能系數(shù)COP (Coefficient Of Performance)大大提高。
4、本發(fā)明采用TBAB包絡(luò)化合物(CHS)作為載冷劑，CHS的形成和分解過(guò)程是一個(gè)相變過(guò)程，伴隨有大量的相變潛熱產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，CHS的相平衡溫度區(qū)間在0 12°C 時(shí)，相變潛熱約為193 2(^kJ/kg，載冷密度約是水的10倍，故使用CHS作為載冷劑，流量可減小至約水的1/10。此外，本發(fā)明將新風(fēng)除濕機(jī)表冷段與冷輻射頂板毛細(xì)管串聯(lián)，CHS可進(jìn)行兩步換熱放冷過(guò)程第一步在新風(fēng)除濕機(jī)表冷段內(nèi)，CHS與流經(jīng)表冷段的新風(fēng)進(jìn)行換熱，主要發(fā)生潛熱交換并伴隨少量顯熱交換，CHS中的固態(tài)微粒熔化并釋放冷量，自身由固液兩相的包絡(luò)化合漿變?yōu)閱渭円后w；第二步在室內(nèi)輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)，CHS主要以顯熱的形式與房間進(jìn)行輻射換熱。兩步換熱加強(qiáng)了對(duì)載冷劑載冷量的利用效果。
3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了溫濕獨(dú)立控制理念在輻射供冷上的應(yīng)用。將房間冷負(fù)荷和濕負(fù)荷有效分離，冷輻射頂板毛細(xì)管內(nèi)的載冷劑CHS承擔(dān)房間大部分冷負(fù)荷，新風(fēng)除濕機(jī)內(nèi)表冷段的載冷劑CHS承擔(dān)房間全部濕負(fù)荷和小部分冷負(fù)荷。溫濕分離有利于對(duì)室內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行單獨(dú)控制，如在需要除濕但無(wú)需供冷的過(guò)渡季節(jié)，開(kāi)啟新風(fēng)除濕機(jī)，打開(kāi)旁通閥將室內(nèi)冷輻射頂板短路，即可停止向房間進(jìn)行輻射供冷。另一方面，輻射頂板與新風(fēng)除濕機(jī)共同工作，可有效降低室內(nèi)空氣濕度，保證室內(nèi)頂板表面溫度始終高于空氣的露點(diǎn)溫度，避免供冷過(guò)程出現(xiàn)結(jié)露。
本發(fā)明應(yīng)用于有峰谷電價(jià)政策的地區(qū)，能夠在滿足建筑供冷季節(jié)以及過(guò)渡季節(jié)的供冷、除濕需要的同時(shí)，大幅降低電耗。適用于僅在白天有供冷需求或需要加大新風(fēng)供給的場(chǎng)所。如商場(chǎng)、現(xiàn)代化辦公樓夜間無(wú)需供冷，故可在夜間低谷電價(jià)期間完成蓄冷，而在白天電價(jià)高峰時(shí)段供冷。此外，本發(fā)明將有利于新風(fēng)除濕機(jī)在商場(chǎng)和辦公建筑中的推廣應(yīng)用，解決了供給新風(fēng)會(huì)大量增加空調(diào)能耗的問(wèn)題，對(duì)于提高生活空間空氣品質(zhì)具有積極影響。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制， 任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施實(shí)例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括制冷環(huán)節(jié) 10、CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20以及冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30，其中，所述制冷環(huán)節(jié)10包括水冷冷水機(jī)組11 ；所述CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20包括CHS制漿系統(tǒng)21和CHS蓄漿槽22 ；所述冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30包括冷輻射頂板毛細(xì)管31和用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段5 ；所述水冷冷水機(jī)組11與所述CHS制漿系統(tǒng)21連接，形成回路；所述CHS制漿系統(tǒng)21與所述冷輻射頂板毛細(xì)管31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32相互并聯(lián)；所述CHS蓄漿槽22與CHS制漿系統(tǒng)21連接，且分別與所述冷輻射頂板毛細(xì)管31以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32連接， 形成回路。
2.如權(quán)利要求1所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述制冷環(huán)節(jié)10還包括一冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12，所述水冷冷水機(jī)組11的蒸發(fā)器一側(cè)出口 /進(jìn)口與CHS制漿系統(tǒng)21的一側(cè)進(jìn)口 /出口連接，所述冷水機(jī)組側(cè)循環(huán)泵12設(shè)置在所述水冷冷水機(jī)組11進(jìn)口管道上。
3.如權(quán)利要求2所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)20還包括一 CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23，所述CHS制漿系統(tǒng)21另一側(cè)的出口 /進(jìn)口與所述CHS蓄漿槽22的進(jìn)口 /出口連接，所述CHS制漿系統(tǒng)側(cè)循環(huán)泵23 設(shè)置在所述CHS制漿系統(tǒng)21該側(cè)出口管道上。
4.如權(quán)利要求1所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30還包括新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33、新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34、新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35和用戶側(cè)循環(huán)泵36，所述新風(fēng)除濕機(jī)入風(fēng)口 34連接至所述用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32進(jìn)風(fēng)口端；所述新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35連接至所述用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段 32出風(fēng)口端；所述新風(fēng)除濕機(jī)其他管段33設(shè)置在所述新風(fēng)除濕機(jī)出風(fēng)口 35和所述用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段32之間，所述用戶側(cè)循環(huán)泵36設(shè)在所述CHS蓄漿槽22出口管道上。
5.如權(quán)利要求3所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述CHS制漿系統(tǒng)21還包括CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)M和CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25，所述 CHS制漿系統(tǒng)進(jìn)口閥門(mén)M和CHS制漿系統(tǒng)出口閥門(mén)25分別設(shè)置在所述CHS制漿系統(tǒng)21與所述CHS蓄漿槽22連接一側(cè)的進(jìn)口和出口管道上。
6.如權(quán)利要求4所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述冷量輸送和使用環(huán)節(jié)30還包括用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37和用戶側(cè)出口閥門(mén)38，所述用戶側(cè)進(jìn)口閥門(mén)37和用戶側(cè)出口閥門(mén)38分別設(shè)置在所述CHS蓄漿槽22進(jìn)口和出口管道上。
7.如權(quán)利要求1所述的溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述冷輻射頂板毛細(xì)管31側(cè)管路上設(shè)置有旁通閥門(mén)39。
全文摘要
一種溫濕獨(dú)立處理的TBAB相變蓄冷/載冷空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷環(huán)節(jié)、CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)以及冷量輸送和使用環(huán)節(jié)，其中，制冷環(huán)節(jié)包括水冷冷水機(jī)組；CHS制漿和蓄冷環(huán)節(jié)包括CHS制漿系統(tǒng)和CHS蓄漿槽；冷量輸送和使用環(huán)節(jié)包括冷輻射頂板毛細(xì)管和用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段；水冷冷水機(jī)組與CHS制漿系統(tǒng)連接，形成回路；CHS制漿系統(tǒng)與冷輻射頂板毛細(xì)管以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段相互并聯(lián)；CHS蓄漿槽與CHS制漿系統(tǒng)連接，且分別與冷輻射頂板毛細(xì)管以及用戶側(cè)新風(fēng)除濕機(jī)表冷段連接，形成回路。本發(fā)明使制冷機(jī)COP大大提高、運(yùn)輸能耗低、載冷劑載冷量的利用效果好且實(shí)現(xiàn)了溫濕獨(dú)立控制理念，節(jié)能效果好。
文檔編號(hào)C09K5/06GK102519097SQ20111041329
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者席麗霞, 王恬, 王曉霖, 翟曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)