一种辐射供冷系统及供冷方法与流程

本发明涉及空调节能、辐射供冷领域，尤其涉及一种辐射供冷系统及供冷方法。

背景技术：

办公大楼为保证夏季工作环境的舒适性，均设置有空调系统，末端多采用风机盘管、多联机室内机等，在夏季工作过程中，均会有冷凝水产生，虽通过各种途径集中排放或排至室外，但冷凝水的温度在15～22℃，比室温要低，冷凝水中蕴含的这部分冷能白白浪费掉了；而且根据经验，每1kw冷量1小时约产生0.4～0.8kg的冷凝水，所以在当前节能要求的环境下，这部分可观的冷量若能回收利用，能节省不少的能源。

辐射供冷系统，因其特殊性，采用的是中高温的冷水，一般比房间空气露点温度高2℃，且供回水温差不宜大于5℃，不应小于2℃。在一个标准大气压下，房间温度为26℃，湿度为60％时，空气露点温度为17.5℃。而通过控制调节可保证冷凝水温度保持在20℃。若将冷凝水和辐射供冷结合起来，能有效解决空调耗电量，提高能源利用效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种辐射供冷系统及供冷方法，从而有效减少能源浪费，提高能源的利用效率，将空调冷凝水回收处理后，用于辐射供冷系统，实现节能、经济效益。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种辐射供冷系统，其包括：空调冷凝水产生源、保温水箱、补偿制冷单元以及辐射供冷终端；

所述保温水箱通过冷凝水管路与所述空调冷凝水产生源连通，用于接收和存储空调冷凝水产生源所产生的冷凝水；

所述保温水箱的供水口通过供水管路与辐射供冷终端的进水口连接；辐射供冷终端的出水口与回水管路的一端连接，回水管路的另一端与供水管路上的第一节点(优选为三通)连通；

所述供水管路上在第一节点和辐射供冷终端之间设置有循环泵和补偿制冷单元；所述补偿制冷单元用于在供水管路中的空调冷凝水温度无法满足辐射供冷终端制冷需要时对供水管路中的冷凝水进行制冷；

所述供水管路上在第一节点和所述保温水箱之间设置有第六控制阀；所述回水管路上设置有第二控制阀。

另外，所述供水管路上靠近所述供水口处设置有二次过滤器。

进一步地，所述保温水箱内设置有用于杀菌的紫外线杀菌器。具体而言，紫外线杀菌器设置在保温水箱内的顶部。

进一步地，所述冷凝水管路上设置有第一过滤器、除污器和/或综合电子水处理仪。

其中，所述第一过滤器优选为y形过滤器。

空调冷凝水多是开式系统，容易混入灰尘，并滋生细菌、藻类等，因此在进入保温水箱之前，冷凝水管上可设置过滤器，除污器，或者综合电子水处理仪。为避免二次污染，冷凝水管的末端向下插入保温水箱的冷凝水液面以下且距离保温水箱的底部在设定距离内(例如100-300mm)。

进一步地，所述空调冷凝水产生源为风机盘管、多联机室内机、组合式空调器等空调设备。空调设备上的制冷部件温度低于室内空气的露点温度而析出冷凝水，并通过冷凝水管集中汇集到保温水箱中。

其中优选地，冷凝水管路外部包裹有保温层。

进一步地，所述补偿制冷单元为第一蒸发器。

第一蒸发器与供水管路接触，或者供水管路经过第一蒸发器的制冷空间，第一蒸发器作为一个制冷单元，与供水管路之间形成热交换结构。

其中，所述第一蒸发器通过第一冷媒管与空调直膨室外机连接。第一冷媒管上优选地设置有蒸发器控制阀，用于控制第一蒸发器的开启或关闭。

进一步地，所述保温水箱底部设置有排水口，排水口与排水管路连通，排水管路上设置有第一控制阀。

当保温水箱内的冷凝水温度较高没有实际制冷价值时，可开启第一控制阀，通过排水管路将保温水箱内的水排出(例如排出到排水沟、水池等)。

另外，所述保温水箱侧壁上部设置有溢水口(距离水箱口沿100-200mm)，溢水口通过溢水管路与排水管路连通。

进一步地，还包括辐射排水管，辐射排水管与辐射供冷终端的出水口或者回水管路连通，用于将辐射供冷终端内流出的水排出(排出至排水沟或水池等)；辐射排水管上设置有第五控制阀。

进一步地，所述供水管路上第一节点与所述辐射供冷终端之间设置有第三控制阀、循环泵和逆止阀。

进一步地，还包括中央控制器和温度传感器；中央控制器分别与第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第五控制阀、第六控制阀以及温度传感器连接；

温度传感器包括：用于感知所述保温水箱内冷凝水温度的第一传感器、用于感知所述供水管路内冷凝水温度的第二传感器、用于感知所述辐射供冷终端所处室温的第三传感器。

进一步地，所述辐射供冷终端为辐射板或者毛细管等散热设备。

进一步地，还包括新风系统，新风系统包括新风管路和回风管路；

所述新风管路用于向室内输入新鲜空气；所述回风管路用于将室内的空气排出室外；

新风管路和回风管路分别包括热交换段(热回收功能段)，新风管路和回风管路在热交换段进行热量交换和回收；以及包括用于对新风管路内空气进行制冷的第二蒸发器，第二蒸发器通过第二冷媒管与空调直膨室外机连接。

其中，第二蒸发器作为一个空调冷凝水产生源，其产生的冷凝水可以通过冷凝水管路流入保温水箱内。当然也可以直接排出至排水沟里。另外，新风管路和回风管路上分别设置有用于驱动气体流动的风机。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种辐射供冷系统，可有效减少常规空调系统的容量；可利用冷凝水中蕴含的冷能，节约能源，提升能源利用效率；另外，本系统采用自动控制技术，可以有效降低人工成本，同时，提高了系统运行的准确性，稳定性。另外还可以减少低温冷凝水导致的局部环境问题。

另外，本发明还公开了一种辐射供冷方法，其包括如下步骤：

s10.利用保温水箱收集源自空调冷凝水产生源所产生的空调冷凝水；

s20.开启所述新风系统，所述空调直膨室外机和第二蒸发器工作，通过所述新风管路向室内输入新鲜的冷风；

s30.时刻监控保温水箱里冷凝水的水箱水温t1，辐射供冷终端的进水口处的设定水温为t0；

当(t0+1)≤t1＜(t0+10)时，开启第六控制阀，利用循环泵将保温水箱中的冷凝水通过供水管路输入辐射供冷终端中，利用补偿制冷单元对供水管路中的冷凝水进行补偿性的制冷，使得辐射供冷终端的进水口处的供水水温t2等于设定水温t0；同时，开启第五控制阀，将经辐射供冷终端流出的水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)；

当(t0-2)≤t1＜(t0+1)时，关闭补偿制冷单元，开启第六控制阀，利用循环泵将保温水箱中的冷凝水通过供水管路直接输入辐射供冷终端中；开启第五控制阀，将经辐射供冷终端流出的水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)；

当t1＜(t0-2)时，关闭补偿制冷单元；开启第六控制阀，利用循环泵将保温水箱中的冷凝水通过供水管路直接输入辐射供冷终端中；开启所述回水管路上的第二控制阀，将经辐射供冷终端流出的回水输入到供水管路中，与自保温水箱中流出的新冷凝水混合；通过第五控制阀控制排出辐射供冷系统的排水量，通过第二控制阀控制回流输入到供水管路中的回水量，以及通过第六控制阀控制自保温水箱中流入供水管路中的新冷凝水量，进而调节回水量和新冷凝水的比例，使得辐射供冷终端的进水口处的供水水温t2等于设定水温t0；如果第五控制阀关闭，第二控制阀开启至最大程度(即处于全开时)，辐射供冷终端的进水口处的供水水温t2仍低于设定水温t0，则临时关闭第六控制阀，利用循环泵使得所述回水在供水管路、辐射供冷终端以及回水管路构成的闭环系统中循环，直至辐射供冷终端的进水口处的供水水温t2不低于设定水温t0；

当(t0+10)≤t1时，关闭第六控制阀，将保温水箱内的冷凝水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)。

进一步地，所述设定水温t0为16-20℃。

进一步地，所述供水管路上靠近所述保温水箱的供水口处设置有二次过滤器；二次过滤器的两侧分别设置有一个用于检测供水管路中水压的压力传感器，两个压力传感器分别与中央控制器连接，当两个压力传感器的压差超过设定范围时，中央控制器报警，提示更换或清洗二次过滤器。

本发明公开的一种辐射供冷方法，将新风系统和辐射制冷相结合，在有效回收和使用空调冷凝水的冷量、提高能源利用效率的同时，可以利用辐射制冷终端控制室内的温度、湿度，同时改善室内的热舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种辐射供冷系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1所示，本实施例1提供的一种辐射供冷系统，其包括：空调冷凝水产生源1、保温水箱5、补偿制冷单元8以及辐射供冷终端10；

所述保温水箱5通过冷凝水管路g1与所述空调冷凝水产生源1连通，用于接收和存储空调冷凝水产生源1所产生的冷凝水；

所述保温水箱5的供水口通过供水管路g4与辐射供冷终端10的进水口连接；辐射供冷终端10的出水口与回水管路g9的一端连接，回水管路g9的另一端与供水管路g4上的第一节点j1(优选为三通)连通；

所述供水管路g4上在第一节点和辐射供冷终端10之间设置有循环泵9和补偿制冷单元8；所述补偿制冷单元8用于在供水管路g4中的冷凝水温度无法满足辐射供冷终端10制冷需要时对供水管路g4中的冷凝水进行制冷。

所述供水管路g4上在第一节点和所述保温水箱5之间设置有第六控制阀f6；所述回水管路g9上设置有第二控制阀f2。

另外，所述供水管路g4上靠近所述供水口处设置有二次过滤器7。

所述保温水箱5内设置有用于杀菌的紫外线杀菌器6。具体而言，紫外线杀菌器6设置在保温水箱5内的顶部。

冷凝水多是开式系统，容易混入灰尘，并滋生细菌、藻类等，由此冷凝水管路g1上设置有第一过滤器2、除污器3和综合电子水处理仪4。其中，所述第一过滤器2优选为y形过滤器。冷凝水多是开式系统，容易混入灰尘，并滋生细菌、藻类等，因此在进入保温水箱5之前，冷凝水管上可设置过滤器，除污器，或者综合电子水处理仪。为避免二次污染，冷凝水管的末端向下插入保温水箱5的冷凝水液面以下且距离保温水箱5的底部150-200mm。

其中，所述空调冷凝水产生源1为风机盘管、多联机室内机、组合式空调器等空调设备。空调设备上的制冷部件温度低于室内空气的露点温度而析出冷凝水，并通过冷凝水管路集中汇集到保温水箱5中。

其中优选地，冷凝水管路g1外部包裹有保温层。为避免二次污染，带保温的冷凝水管路g1的排水末端(即出水口)插入保温水箱内的冷凝水面下方，距离保温水箱5的底部150mm。

在本实施例中，所述补偿制冷单元8为第一蒸发器。第一蒸发器与供水管路g4接触，或者供水管路g4经过第一蒸发器的制冷空间，第一蒸发器作为一个制冷单元，与供水管路g4之间形成热交换结构。所述第一蒸发器通过第一冷媒管g5与空调直膨室外机11连接。第一冷媒管上优选地设置有蒸发器控制阀，蒸发器控制阀通过线路与中央控制器连接，用于控制第一蒸发器的开启或关闭。

所述保温水箱5底部设置有排水口，排水口与排水管路g3连通，排水管路g3上设置有第一控制阀f1。当保温水箱5内的冷凝水温度较高没有实际制冷价值时，可开启第一控制阀f1，通过排水管路将保温水箱5内的水排出,例如排出到排水沟、水池等。

另外，所述保温水箱5侧壁上部设置有溢水口，溢水口距离保温水箱上方口沿100-300mm，溢水口通过溢水管路g2与排水管路g3的第一控制阀的下端一侧连通，由此可通过排水管路将溢出的水排出系统。

本实施例还包括辐射排水管g8，辐射排水管g8与辐射供冷终端10的出水口或者回水管路g9连通，用于将辐射供冷终端10内流出的水排出辐射供冷系统，例如排出至排水沟或水池等；辐射排水管g8上设置有第五控制阀f5。所述供水管路g4上第一节点与所述辐射供冷终端10之间设置有第三控制阀f3和循环泵9、逆止阀f4。

本实施例还包括中央控制器15和温度传感器；中央控制器15分别与第一控制阀f1、第二控制阀f2、第三控制阀f3、第五控制阀f5、第六控制阀f6以及温度传感器连接；

其中，温度传感器包括：用于感知所述保温水箱5内冷凝水温度的第一传感器t1、用于感知所述供水管路g4内冷凝水温度的第二传感器t2、用于感知所述辐射供冷终端10所处室温的第三传感器t3。所述辐射供冷终端10为辐射板或者毛细管等散热设备。

本实施例还包括新风系统12，新风系统12包括新风管路g11和回风管路g12；

所述新风管路g11用于向室内输入新鲜空气；所述回风管路g12用于将室内的旧空气排出室外；

新风管路g11和回风管路g12分别包括热交换段14(热回收功能段)，新风管路g11和回风管路g12在热交换段进行热量交换和回收；新风系统包括用于对新风管路g11内空气进行制冷的第二蒸发器13，第二蒸发器13通过第二冷媒管g6与空调直膨室外机连接。

其中，第二蒸发器13作为一个空调冷凝水产生源1，其产生的冷凝水通过排水管g7直接排出至排水沟里,当然也可以通过冷凝水管路g1流入保温水箱5内。新风管路g11和回风管路g12上分别设置有用于驱动气体流动的新风机组。

图1中，线路x1-13为信号线路或控制线路。其中，线路x1为连接第一温度传感器与中央控制器的信号线；线路x2为二次过滤器与中央控制器连接的压差传感信号线；线路x3-中央控制器与第二控制阀连接的信号控制线；线路x4-中央控制器与第一控制阀连接的信号控制线；线路x5-中央控制器连接第三控制阀的信号控制线；线路x6-中央控制器连接直膨空调的控制线；线路x7-中央控制器连接新风机组的控制线；线路x8-中央控制器连接循环泵9的控制线；线路x9-中央控制器连接第二温度传感器的信号线；线路x10-中央控制器连接第三温度传感器的信号线；线路x11-中央控制器连接房间内湿度传感器h信号线；线路x12-中央控制器连接第五控制阀的信号控制线；线路x13-中央控制器连接第六控制阀的信号控制线。

本发明提供的一种辐射供冷系统，可有效减少常规空调系统的容量；可利用冷凝水中蕴含的冷能，节约能源，提升能源利用效率；另外，本系统采用自动控制技术，可以有效降低人工成本，同时，提高了系统运行的准确性，稳定性。另外还可以减少低温冷凝水导致的局部环境问题。

实施例2

参照图1所示，本实施例2公开了一种辐射供冷方法。

在制冷开始前，保温水箱5中注入半箱纯净水，打开紫外线杀菌器6，通过中央控制器15，打开第六控制阀f6、第二控制阀f2、第三控制阀f3以及循环泵9，关闭第五控制阀f5，使带保温的供水管路g4内、辐射制冷终端10内、带保温的回水管路g9内充满水，之后关闭所有的控制阀和循环泵。

制冷季开始后，打开第一控制阀f1，将保温水箱5中的纯净水通过排水管路g3排出系统，直到保温水箱中水位比供水管路g4的接口(供水口)高2cm后，关闭第一控制阀f1。之后空调冷凝水产生源1开始工作，产生冷凝水，并通过带保温的冷凝水管路g1，以及y形过滤器，除污器，综合电子水处理仪处理后进入到保温水箱5中。

在辐射供冷时则包括如下步骤：

s10.利用保温水箱5收集源自空调冷凝水产生源1所产生的冷凝水；

s20.开启所述新风系统12，所述空调直膨室外机和第二蒸发器13工作，通过所述新风管路g11向室内输入新鲜的冷风；

s30.时刻监控保温水箱5里冷凝水的水箱水温t1，辐射供冷终端10的进水口处的设定水温为t0；

当(t0+1)≤t1＜(t0+10)时，开启第六控制阀f6，利用循环泵9将保温水箱5中的冷凝水通过供水管路g4输入辐射供冷终端10中，利用补偿制冷单元8对供水管路g4中的冷凝水进行补偿性的制冷，使得辐射供冷终端10的进水口处的供水水温t2等于设定水温t0；同时，开启第五控制阀f5，将经辐射供冷终端10流出的水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)；

当(t0-2)≤t1＜(t0+1)时，关闭补偿制冷单元8，开启第六控制阀f6，利用循环泵9将保温水箱5中的冷凝水通过供水管路g4直接输入辐射供冷终端10中；开启第五控制阀f5，将经辐射供冷终端10流出的水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)；

当t1＜(t0-2)时，关闭补偿制冷单元8；开启第六控制阀f6，利用循环泵9将保温水箱5中的冷凝水通过供水管路g4直接输入辐射供冷终端10中；开启所述回水管路g9上的第二控制阀f2，将经辐射供冷终端10流出的回水输入到供水管路g4中，与自保温水箱5中流出的新冷凝水混合；通过第五控制阀f5控制排出辐射供冷系统的排水量，通过第二控制阀f2控制回流输入到供水管路g4中的回水量，以及通过第六控制阀f6控制自保温水箱5中流入供水管路g4中的新冷凝水量，进而调节回水量和新冷凝水的比例，使得辐射供冷终端10的进水口处的供水水温t2等于设定水温t0；如果第五控制阀f5关闭，第二控制阀f2开启至最大程度(即处于全开时)，辐射供冷终端10的进水口处的供水水温t2仍低于设定水温t0，则临时关闭第六控制阀f6，利用循环泵9使得所述回水在供水管路g4、辐射供冷终端10以及回水管路g9构成的闭环系统中循环，直至辐射供冷终端10的进水口处的供水水温t2不低于设定水温t0；

当(t0+10)≤t1时，关闭第六控制阀f6，将保温水箱5内的冷凝水排出辐射供冷系统(例如排入排水沟或者污水处理池等)。

其中，所述设定水温t0为16-20℃。所述供水管路g4上靠近所述保温水箱5的供水口处设置有二次过滤器；二次过滤器的两侧分别设置有一个用于检测供水管路g4中水压的压力传感器，两个压力传感器分别与中央控制器15连接，当两个压力传感器的压差超过设定范围时，中央控制器15报警，提示更换或清洗二次过滤器。

本发明公开的一种辐射供冷方法，将新风系统和辐射制冷相结合，在有效回收和使用冷凝水的冷量、提高能源利用效率的同时，可以利用辐射制冷终端控制室内的湿度，同时改善室内的体感舒适度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。