阅读说明：本技术 用太阳能驱动的空调送风系统 (Air conditioner air supply system driven by solar energy ) 是由 李洪强 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及装配式建筑领域,尤其涉及一种用太阳能驱动的空调送风系统,其包括太阳能集热器、辅助热源、溴化锂制冷机组、送风系统、侧墙送风终端、地暖系统以及信号反馈控制网络。通过将太阳能集热器与辅助热源相耦合产生热能,为溴化锂制冷机组提供能量的同时也能为冬季辐射采暖设备供热,可以极大限度地提高系统在夏季对太阳能的利用,而且该系统的驱动主要依靠的是太阳能,而非电能这种二次能源,相比于现有技术,可有效地降低能耗；信号反馈控制网络实时监测并控制各个设备的运行状态,并通过控制送风系统、溴化锂制冷机组等来调节室内温度,有效地改善了室内环境,极大地提高了室内人体舒适度。(The invention relates to the field of assembly type buildings, in particular to an air-conditioning air supply system driven by solar energy. The solar heat collector is coupled with the auxiliary heat source to generate heat energy, so that the lithium bromide refrigerating unit can be supplied with energy and heat for winter radiation heating equipment, the utilization of the system on solar energy in summer can be greatly improved, and the system is driven mainly by solar energy instead of secondary energy of electric energy, so that compared with the prior art, the energy consumption can be effectively reduced; the signal feedback control network monitors and controls the running state of each device in real time, and adjusts the indoor temperature by controlling the air supply system, the lithium bromide refrigerating unit and the like, thereby effectively improving the indoor environment and greatly improving the indoor human body comfort level.)

用太阳能驱动的空调送风系统

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，尤其涉及一种用太阳能驱动的空调送风系统。

背景技术

自20世纪70年代以来，能源危机和环境问题的日益加剧使得世界各国开始寻找更为清洁高效的可再生能源来缓解建筑空调系统运行带来的能源和环境压力。而太阳能由于具有蕴含量大、分布广、清洁等优点成为专家学者研究的重点。利用太阳能空调技术实现冬季供暖、夏季供冷、四季供应热水的太阳能建筑一体化空调系统已经在一些工程案例中被应用，从而证明了其具有可行性，如中国江门的太阳能空调热水系统、欧盟的SACE项目以及国际能源署完成的Task25和Task38等。对于农村地区而言，人居占地面积广且太阳能光热资源丰富，故其有足够的空间来安装太阳能集热器，但是如何能高效利用太阳能是亟待解决的问题。

然而，太阳能资源不是时时刻刻都存在的，在遇到连续的阴雨天气时，太阳能集热器所产生的热量就无法满足系统的热需求，这势必会影响系统的正常运转，从而无法满足室内的供冷和供热要求。另外，对于农村住宅建筑，人们关注的往往是如何保证系统的正常运转，满足室内的冷热负荷要求，却忽略了室内空气的品质和室内人员的热舒适，使得传统的农村住宅建筑在现有空调工况下，室内环境差且无法满足室内人员的舒适性需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种用太阳能驱动的空调送风系统，旨在解决太阳能利用效率低且室内舒适度较差的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

太阳能集热器，所述太阳能集热器用于对所述空调送风系统中使用的水进行加热；

辅助热源，所述辅助热源用于辅助加热所述太阳能集热器中产出的水；

溴化锂制冷机组，所述溴化锂制冷机组的入水口与所述辅助热源的出口连接，所述溴化锂制冷机组的出水口与所述太阳能集热器的入口连接，所述溴化锂制冷机组用于产出设定温度的水；

送风系统，所述送风系统的入口与所述溴化锂制冷机组通过管路连接，所述送风系统用于输送空气；

侧墙送风终端，所述侧墙送风终端的入口与所述送风系统的出口连接，所述侧墙送风终端用于向室内输送空气；

地暖系统，所述地暖系统的入口与所述辅助热源的出口连接，且所述地暖系统的出口与所述太阳能集热器的入口连接，所述地暖系统用于向室内辐射热量；

信号反馈控制网络，所述信号反馈控制网络与所述太阳能集热器、所述辅助热源、所述溴化锂制冷机组、所述送风系统、所述侧墙送风终端以及所述地暖系统电连接或信号连接。

优选地，所述溴化锂制冷机组包括产冷装置和换热装置；

所述产冷装置包括冷却塔、制冷模块、加热模块以及冷却模块，所述冷却塔与所述冷却模块通过管路连接形成循环回路，所述加热模块、所述冷却模块以及所述制冷模块依次通过管路连接形成循环回路，所述加热模块、所述太阳能集热器以及所述辅助热源依次通过管路连接形成循环回路；

所述换热装置包括能够相互换热的风管和水管，所述水管与所述制冷模块通过管路连接形成循环回路，所述风管的入口连接室外，所述风管的出口与所述送风系统的入口连接。

优选地，所述送风系统包括板式换热器、湿度调节器以及风机，所述风管、所述湿度调节器、所述风机以及所述侧墙送风终端通过管路依次连接；其中，所述板式换热器包括能够相互换热的水通道和风通道，所述水通道的入口与所述辅助热源的出口连接，所述水通道的出口与所述太阳能集热器的入口连接，所述风通道的入口与室外连接，所述风通道的出口与所述湿度调节器的入口连接。

优选地，所述湿度调节器包括加湿模块和除湿模块，所述加湿模块和所述除湿模块并联设置或者串联设置；

所述加湿模块和所述除湿模块并联设置时，所述加湿模块和所述除湿模块的入口均与所述风管的出口连接，所述加湿模块和所述除湿模块的出口均与所述风机的入口连接；

所述加湿模块和所述除湿模块串联设置时，所述风管、所述除湿模块、所述加湿模块以及所述风机依次连接，或者，所述风管、所述加湿模块、所述除湿模块以及所述风机依次连接。

优选地，所述侧墙送风终端包括多个送风装置，所述送风装置均包括送风孔板和静压室，多个所述送风孔板设置于同一竖直平面内，其中，所述送风孔板上开设有多个送风孔，所述静压室通过所述送风孔与室内连通，所述静压室的入口与所述风机的出口连接。

优选地，所述空调送风系统还包括回风系统，所述回风系统包括通过管路依次连接的污物浓度监控装置以及过滤装置，所述污物浓度监控装置的入口连接室内，所述过滤装置的出口与所述风管的入口连接。

优选地，所述空调送风系统还包括排风系统，所述排风系统包括排风管和散热流道，所述排风管的入口通过所述污物浓度监控装置连接室内，且所述排风管的出口连接所述散热流道的入口，所述散热流道的出口连接室外。

优选地，所述辅助热源为锅炉，所述锅炉的入口与所述太阳能集热器的出口连接，所述锅炉的出口分别与所述溴化锂制冷机组、所述送风系统以及所述地暖系统连接。

优选地，所述地暖系统设置于室内地板表面，所述地暖系统包括辐射管网，所述辐射管网的入口与所述辅助热源的出口连接，所述辐射管网的出口与所述太阳能集热器的入口连接。

优选地，所述的空调送风系统还包括建筑能耗监测装置，所述建筑能耗监测装置设置于室内，所述建筑能耗监测装置用于监测室内冷热负荷的变化；所述建筑能耗监测装置与所述信号反馈控制网络电连接或信号连接。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：通过将太阳能集热器与辅助热源相耦合产生热能，为溴化锂制冷机组提供能量的同时也能为冬季辐射采暖设备供热，可以极大限度地提高系统在夏季对太阳能的利用，而且该系统的驱动主要依靠的是太阳能，而非电能这种二次能源，相比于现有技术，可有效地降低能耗；信号反馈控制网络实时监测并控制各个设备的运行状态，并通过控制送风系统、溴化锂制冷机组等来调节室内温度，有效地改善了室内环境，极大地提高了室内人体舒适度。

附图说明

图1为本发明的用太阳能驱动的空调送风系统整体结构示意图；

图2为本发明中的溴化锂制冷机组的结构示意图；

图3为本发明的用太阳能驱动的空调送风系统的风系统走向示意图；

图4为本发明的用太阳能驱动的空调送风系统在夏季制冷状态的工作示意图；

图5为本发明的用太阳能驱动的空调送风系统在冬季采暖状态的工作示意图；

图6为本发明的用太阳能驱动的空调送风系统在过渡季送风状态的工作示意图。

【附图标记说明】

10：污物浓度监控装置；11：回风管；12：排风管；13：散热流道；

21：静压室；22：送风孔板。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种用太阳能驱动的空调送风系统，如图1所示，其包括：

太阳能集热器，用于对空调送风系统中使用的水进行加热；太阳能集热器通过吸收太阳能，将太阳能转化为热能并储存在流经装置的水中，从而提高了水的温度，作为整个空调送风系统的主要能量来源，太阳能集热器有效地利用了太阳能，为本发明的空调送风系统有效地降低了能耗；

辅助热源，辅助热源用于辅助加热太阳能集热器中产出的水；低温季节或者阴雨天气的情况下，太阳能不充足，无法保证太阳能集热器有足够的热水供应，此时，利用辅助热源对太阳能集热器产出的水进行在加热，以保证系统的正常运行；在优选的实施方式中，辅助热源采用小型燃气锅炉，在保证安全的情况下降低了使用成本；

溴化锂制冷机组，溴化锂制冷机组的入口与辅助热源的出口连接，溴化锂制冷机组的出口与太阳能集热器的入口连接，溴化锂制冷机组、辅助热源以及太阳能集热器通过管路连接形成循环回路，太阳能集热器和辅助热源产出的热水可以作为溴化锂制冷机组的热能来源；溴化锂制冷机组通过产出设定温度的低温水，将室内回风和室外新风冷却到室内送风温度，承担室内的热负荷；

送风系统，送风系统的入口与溴化锂制冷机组通过管路连接，送风系统用于从室外抽取新鲜空气并将新鲜空气输送到室内；

侧墙送风终端，侧墙送风终端的入口与送风系统的出口连接，侧墙送风终端用于向室内形成大风量、低风速、小温差置换送风，保证室内速度场、温度场均匀性，减小室内温度梯度的基础；

地暖系统，地暖系统的入口与辅助热源的出口连接，且地暖系统的出口与太阳能集热器的入口连接，地暖系统用于冬季向室内辐射热量；

信号反馈控制网络，信号反馈控制网络与太阳能集热器、辅助热源、溴化锂制冷机组、送风系统、侧墙送风终端、地暖系统、回风系统以及排风系统电连接或信号连接，用于实时监控各个装置的运行状态，并根据用户设定来实时控制各个装置的状态，提高室内空气品质，减少不必要的能源浪费，降低住宅建筑能耗。

如图2所示，具体地，溴化锂制冷机组包括通过管路连接形成循环回路的产冷装置和换热装置；其中，产冷装置包括冷却塔、制冷模块、加热模块以及冷却模块，冷却塔与冷却模块通过管路连接形成循环回路，即冷却塔的出口与冷却模块的入口通过管路连接，冷却塔的入口与冷却模块的出口通过管路连接；加热模块、冷却模块以及制冷模块依次通过管路连接形成循环回路，即，加热模块、冷却模块以及制冷模块在通过管路依次连接之后，制冷模块流出的流体再通过管道回到加热模块，从而形成循环回路。其中，溴化锂制冷机组内部的加热模块、冷却模块以及制冷模块的具体连接方式可以参照已有的溴化锂制冷机组进行设置。

另外，加热模块、太阳能集热器以及辅助热源通过管路连接形成循环回路，即加热模快的出口与太阳能集热器的入口通过管路连接，太阳能集热器的出口与辅助热源的入口通过管路连接，辅助热源的出口与加热模块的入口通过管路连接；换热装置包括能够相互换热的风管和水管，换热装置可以为板式换热器或者其他形式的换热装置，在保证良好的换热情况下，水管和风管相互隔离，其排布方式可以是将水管的换热端设置于风管内，在新风流经风管时，新风能够将水中的冷量带走，水管与制冷模块通过管路连接形成循环回路，即水管的出口与制冷模块的入口通过管路连接，制冷模块的出口与水管的入口通过管路连接，风管的入口连接室外，风管的出口与送风系统的入口通过管路连接。

优选的实施方式中，用循环水作为换热介质，当溴化锂制冷机组运行时，包括同时运行的三套水循环回路，三套水循环回路包括：加热水循环回路、冷却水循环回路以及制冷水循环回路；其中，加热水循环的循环过程包括：首先，利用太阳能集热器加热循环水至设定温度，设定温度优选为90℃，并将水输送到辅助热源中，当信号反馈控制网络检测到循环水的温度低于90℃时，启动辅助热源进一步加热循环水至90℃，接着，辅助热源将循环水输送到溴化锂制冷机组的加热模块，循环水在加热模块中释放热量后再被加热模块输送回太阳能集热器继续循环使用。冷却水循环的循环过程包括：冷却塔将冷却水输送到溴化锂制冷机组的冷却模块，冷却水吸收热量后再被冷却模块输送回冷却塔继续循环使用。制冷水循环的循环过程包括：制冷模块将低温冷水输送到换热装置，低温冷水吸收热量后在被换热装置输送回制冷模块继续循环使用。

进一步地，送风系统包括板式换热器、湿度调节器以及风机，风管、湿度调节器、风机以及侧墙送风终端通过管路依次连接成送风通道；其中，板式换热器包括能够相互换热的水通道和风通道，水通道的进水口与辅助热源的锅炉的出水口通过管路连接，水通道的出水口与太阳能集热器的进水口通过管路连接，风通道的进风口与室外连接，风通道的出风口与湿度调节器的进风口通过管路连接。送风系统包括两条送风通道以应对不同季节对新风温度的需要，夏季工况下，新风和回风混合后送入溴化锂吸收式制冷机组进行换热，将其处理至设定温度后再经过湿处理后送入室内承担室内的热湿负荷，温度优选为20℃。冬季工况下，由于室内热负荷主要由低温地板辐射管网承担，故适量的新风直接由板式换热器加热至设定温度后再经湿处理送入室内用于满足室内的湿度和新风要求，温度优选为25℃。

优选地，湿度调节器包括加湿模块和除湿模块，加湿模块和除湿模块并联设置或者串联设置；

当加湿模块和除湿模块并联设置时，加湿模块和除湿模块的入口均与风管的出口通过管路连接，加湿模块和除湿模块的出口均与风机的入口通过管路连接；

当加湿模块和除湿模块串联设置时，风管、除湿模块、加湿模块以及风机依次连接，或者，风管、加湿模块、除湿模块以及风机依次连接。

更进一步地，如图3所示，侧墙送风终端包括多个送风装置，送风装置均包括送风孔板22和静压室21，多个送风孔板22设置于同一竖直平面内，其中，送风孔板22上开设有多个送风孔，静压室21通过送风孔与室内连通，静压室21的入口与风机的出口通过管路连接。在优选的实施方式中，侧墙送风终端通过将建筑的非承重墙在竖向高度为0.2～2米的区间内均匀地分为3个孔板分区，并且每个分区独立送风。该送风方式既可有效保证静压室21的稳压效果，使孔口出风均匀，又可有效降低室内的温度梯度，显著提高人体的热舒适效果。

优选的实施方式中，空调送风系统还包括回风系统，参阅图3，回风系统包括通过管路依次连接的污物浓度监控装置10以及过滤装置，污物浓度监控装置10的入口通过管路连接室内，过滤装置的出口与风管的入口通过管路连接。优选地，回风口布置于正对通风侧墙的侧墙上，回风口下接有回风管11道，且回风管11与辐射管网同时预埋于地板层内，回风口处安装有污染物浓度监测装置及回风控制装置，该装置可有效检测出室内回风中的甲醛浓度以及PM2.5的含量，当室内回风中甲醛浓度和PM2.5含量高于0.15mg/m3和100ug/m3时，控制就会调控室内回风和排风的比例，减少室内回风的同时增加室内的排风，避免室内二次污染。

优选的实施方式中，空调送风系统还包括排风系统，再次参阅图3，排风系统包括排风管12和散热流道13，排风管12的入口通过污物浓度监控装置10连接室内，且排风管12的出口连接散热流道13的入口，散热流道13的出口通过管路连接室外。优选地，散热流管直接由吊顶与屋顶之间形成的夹层构成，便于排风在流经散热流管时能直接与建筑维护结构接触，更加有效地带走建筑维护结构中的冷量或热量，进而降低系统能耗。排风时，室内排风直接由建筑侧墙内部的排风管12输送至屋顶和吊顶之间的夹层内，排风在流经排风管12和散热流道13时与侧墙及屋顶等维护结构进行换热，带走维护结构中多余的冷量和热量，进而实现排风热回收、冷却/加热建筑围护结构，降低室内的冷热负荷，从而有效的降低系统能耗。

优选地，辅助热源为锅炉，锅炉的入口与太阳能集热器的出口连接，锅炉的出口分别与溴化锂制冷机组、送风系统以及地暖系统连接。在冬季时，锅炉将热水输送到送风系统和地暖系统，通过送风和地暖的形式来提高室内温度；在夏季时，锅炉将热水输送到溴化锂制冷机组，通过溴化锂制冷机组来制取冷量并通过送风系统将冷量输送到室内，以降低室内温度。

优选的实施方式中，太阳能集热器和锅炉耦合，系统内的循环热水先经太阳能集热器预加热后再送至锅炉进行加热。夏季工况下，循环热水在加热至90℃后，送至溴化锂吸收式制冷机组用于制冷；冬季工况下，循环热水在加热至60℃后，送至低温地板辐射管网，用于辐射采暖。太阳能集热器和锅炉的耦合可使得系统即使是在太阳能不充足的情况下仍有稳定的热量来源，满足整个暖通空调系统全年的有效稳定运转。

更进一步地，地暖系统预先设置于室内地板的下表面，地暖系统包括贴近室内地板下表面的辐射管网，辐射管网的入口与辅助热源的出口连接，辐射管网的出口与太阳能集热器的入口连接；冬季采暖时，地暖系统向室内辐射热量，承担室内的冷负荷。

此外，用太阳能驱动的空调送风系统还包括设置于室内的建筑能耗监测装置，建筑能耗监测装置用于实时监测住宅建筑室内的冷、热负荷的变化情况；建筑能耗监测装置与信号反馈控制网络电连接或信号连接，并实时向信号反馈控制网络发送能耗数据，提高了信号反馈控制网络数据对各个机组运行状态进行控制的准确性，也便于用户实时掌握空调系统的能耗数据。

本发明的用太阳能驱动的空调送风系统在各个季节的运行情况具体如下：

夏季制冷时，如图4所示，地暖系统停止工作，溴化锂制冷机组用于产生系统所需的冷水，其能量来源由太阳能集热器和锅炉共同承担，能量传递经由水传递，将水加热到90℃后便输送给溴化锂制冷机组充当溴化锂制冷机组的热源，避免继续加热造成的能源浪费；当太阳能集热器能够提供90℃的热水时，锅炉不工作，当太阳能集热器不能够提供90℃的热水时，锅炉辅助加热使水温达到90℃。水循环过程：热水从太阳能集热器出发，流经锅炉后进入溴化锂制冷机组内，将热量传递给溴化锂制冷机组后再流回太阳能集热器，水循环利用能充分利用水中的余热，降低能耗。送风过程：室外新风和经过过滤后的室内回风混合，经过溴化锂制冷机组冷却后进入湿度调节装置内，由湿度调节装置除湿后经由风机输送到侧墙送风终端，最后由侧墙送风终端输送到室内。

冬季采暖时，如图5所示，溴化锂制冷机组停止工作，采暖包括地板热辐射和向室内输送热风两种形式，热量均由太阳能集热器和锅炉提供，将水加热到25℃后便输送给辐射管网和板式换热器，避免温度过高烫伤室内人员；当太阳能集热器提供的热水的温度达到25℃时，锅炉不工作，当太阳能集热器提供的热水的温度不能达到25℃时，锅炉辅助加热使水温上升到25℃。水循环过程：水从太阳能集热器流出，依次流经锅炉和板式换热器后再流回太阳能集热器；或者，水从太阳能集热器流出，依次流经锅炉和辐射管网后再流回太阳能集热器；水循环利用能充分利用水中的余热，降低能耗。送风过程：新风经由板式换热器加热后输送到湿度调节装置，经过湿度调节装置加湿后经由风机输送到侧墙送风终端，最后由侧墙送风终端输送到室内。

过渡季送风时，如图6所示，过渡季只需要向室内提供足够的新风，所以只有送风过程，新风经过湿度调节装置加湿或除湿后经由风机输送到侧墙送风终端，最后由侧墙送风终端输送到室内。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。