高能效住宅建筑空调系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种高能效住宅建筑空调系统，其特征在于，包括：冷却塔(5)、水源热泵(3)、冷却水箱(4)、水泵(6,8)和电磁阀(9-14)。本发明提出了一种新的空调思路，即将冷却水而非冷冻水作为冷媒，空调器设置于末端，按需开启。与现有方法的对比，此项技术的主要优点为：水冷代替风冷，有效节省空调系统能耗；一套设备有机整合水蓄冷、蒸发冷却等多项节能技术，提高设备利用效率。
【专利说明】高能效住宅建筑空调系统
[【技术领域】]
[0001]本发明涉及人工环境营造领域，具体地，涉及一种高能效住宅建筑空调系统。
[【背景技术】]
[0002]大量数据表明，空调系统能耗在建筑总能耗中占有很大比重。其中，小型空间的空调系统节能是一个非常重要但同时常常被忽视的问题。除了大型商场、大型剧院等公共建筑，包括绝大多数住宅、大多数办公楼在内的大部分空调空间都是小型空间。由于小型空调空间主要采用分体空调，难以运用大型集中式系统，难以采用常见的节能措施，而且单个小型空间的节能潜力并不大；学者对这方面的研究非常有限，导致小型空间空调系统的能效系数非常低。但是由于总量巨大，积少成多，小型空间空调系统的节能是一个潜力巨大的领域。
[0003]目前常用的小型空间空调系统主要为风冷家用空调器或者多联机。两者的共同点在于冷源部分采用空气冷却，带走冷凝热。然而受制于空气的传热系数和比热容，风冷的冷却效率低于水冷。
[0004]随着建筑节能研究的深入，学者们发现被动式措施，包括自然冷源、太阳能等充分利用自然环境条件营造室内环境的系统在建筑节能中起到的作用越来越大。一方面，自然界的气候资源量大、使用成本低；另一方面，也符合中国先贤“天人合一”的哲学理念。
[0005]模块化和一体化是建筑行业发展的趋势。模块化的系统一则有利于建筑质量控制，有效避免因为施工质量的不足和施工工人能力的差异导致建筑物质量出现问题；二则降低了施工难度和施工时间，有利于建筑行业的规模化生产，众所周知，规模化是降低成本的有效手段。
[0006]同时蓄冷技术、蒸发冷却技术都是目前降低空调能耗的重要举措，然而这些技术之间缺少有机的整合。
[0007]因此本发明的重点在于研究充分利用自然冷源、模块化的小型空间空调系统。[
【发明内容】
]
[0008]本发明提出一种闻能效住宅建筑空调系统，其特征在于，所述闻能效住宅建筑空调系统包括:冷却塔、水源热泵、冷却水箱、水泵和电磁阀。
[0009]优选地，当室内负荷较小时，关闭水源热泵，自然冷却，当室内负荷较大时，开启水源热泵，联合冷却。
[0010]优选地，还包括空调末端。
[0011]优选地，还包括传感器和控制器，所述传感器用于测量室内空气温度以及冷却水箱的水温，所述控制器用于根据所述传感器的数据控制水源热泵的开启。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0012]图1是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统原理图；
[0013]图2是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统在水源热泵制冷工况下的系统图；
[0014]图3是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统在自然冷却工况下的系统图。
[【具体实施方式】]
[0015]以下参照附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
[0016]图1是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统原理图。根据本发明的高能效住宅建筑空调系统包括冷却塔5、冷却水箱4、水源热泵3、水泵6-8和空调末端1-2。
[0017]冷却塔制取冷却水，存储于冷却水箱中。当室内负荷不大时，直接将冷却水输送至室内，实现制冷，有效减小空调时间和能耗；当室内负荷较大时，冷却水冷却水源热泵，制取冷冻水。水冷代替风冷提高系统效率。
[0018]为了实现以上设计目标，需要完善控制方法。具体而言，采用解耦控制:根据冷却水箱内水温和室外湿球温度之差，确定冷却塔的运行情况，以尽可能制取低温的冷却水，直接供室内制冷或者用于冷却水源热泵；根据室内温度及温度变化(ro控制)确定两种制冷模式的切换；确保优先使用自然冷却。
[0019]在具体操作方法上，首先需要准备冷却塔、冷却水水箱、水源热泵、水泵和空调末端等基础空调设备。该空调系统包括空调末端1-2，水源热泵3，冷却水箱4，冷却塔5，水泵6-8，电磁阀9-14。此外，需要加装控制器和传感器。所述传感器用于测量室内空气温度以及冷却水箱的水温，所述控制器用于根据所述传感器的数据控制水源热泵的开启。控制逻辑如下:在夏季，当负荷不大时冷却塔向室内风机盘管提供高温冷水(16摄氏度)，当负荷较大、高温冷水不足以供冷时，开启水源热泵供冷水。
[0020]图2是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统在水源热泵制冷工况下的系统图；图3是本发明提出的高能效住宅建筑空调系统在自然冷却工况下的系统图。负荷较大时，开启水源热泵，联合冷却，电磁阀10、11、12、14开启，水泵6、7开启。负荷较小时，关闭水源热泵，自然冷却，电磁阀9、13开启，水泵6开启。
[0021]本发明提出了一种新的空调思路，即将冷却水而非冷冻水作为冷媒，空调器设置于末端，按需开启。与现有方法的对比，此项技术的主要优点为:水冷代替风冷，有效节省空调系统能耗；一套设备有机整合水蓄冷、蒸发冷却等多项节能技术，提高设备利用效率。
【权利要求】
1.一种高能效住宅建筑空调系统，其特征在于，所述高能效住宅建筑空调系统包括:冷却塔、水源热泵、冷却水箱、水泵和电磁阀。
2.根据权利要求1所述的高能效住宅建筑空调系统，其特征在于，当室内负荷较小时，关闭水源热泵，自然冷却，当室内负荷较大时，开启水源热泵，联合冷却。
3.根据权利要求1所述的高能效住宅建筑空调系统，其特征在于，还包括空调末端。
4.根据权利要求1或2所述的高能效住宅建筑空调系统，其特征在于，还包括传感器和控制器，所述传感器用于测量室内空气温度以及冷却水箱的水温，所述控制器用于根据所述传感器的数据控制水源热泵的开启。
【文档编号】F24F5/00GK104132407SQ201310161191
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2013年5月3日
【发明者】林波荣, 王者, 李紫微, 裴祖峰, 刘凯 申请人:林波荣, 王者, 李紫微, 裴祖峰, 刘凯