一种独立空调系统能源集中利用的风道系统论文和设计-赵松松

全文摘要

本实用新型公开一种独立空调系统能源集中利用的风道系统，包括设在建筑物外墙壁上的垂直风道及设在垂直风道的上部与下部的第一蛇形盘管换热器、第二蛇形盘管换热器，第一蛇形盘管换热器与设在建筑物顶部的蓄水箱通过循环管路连接，第二蛇形盘管换热器与用户给排水系统的排水管连接，蓄水箱的用户水供应口与用户给排水系统的给水管相连接，垂直风道通过支路与空调室外机相连以将空调室外机的排风引入到垂直风道中换热。本实用新型利用虹吸作用可降低冷凝风机功耗，同时通过蛇形盘管可利用室外空调机的冷凝热预热用户生活供给水，降低用户加热生活用水能耗；利用生活废水余热预热冬季工况下外界环境冷空气，提高空调机组运行性能，实现节能减排。

主设计要求

1.一种独立空调系统能源集中利用的风道系统，其特征在于，包括设在建筑物外墙壁上的垂直风道以及分别设在所述垂直风道的上部与下部的第一蛇形盘管换热器、第二蛇形盘管换热器，所述第一蛇形盘管换热器与设在建筑物顶部的蓄水箱通过循环管路连接以进行换热，所述第二蛇形盘管换热器与用户给排水系统的排水管连接以进行换热，所述蓄水箱的用户水供应口与用户给排水系统的给水管相连接以向用户供应水，所述垂直风道通过支路与空调室外机相连以将空调室外机的排风引入到垂直风道中进行换热。

设计方案

2.如权利要求1所述独立空调系统能源集中利用的风道系统，其特征在于，所述支路中安装有第二电动风阀，所述垂直风道的上部与下部分别安装有第一电动风阀、第三电动风阀，所述第一电动风阀、第三电动风阀分别位于所述第一蛇形盘管换热器、第二蛇形盘管换热器的下方。

3.如权利要求1所述独立空调系统能源集中利用的风道系统，其特征在于，所述循环管路的第一蛇形盘管换热器的进水管上有第一水泵，所述蓄水箱的用户水供应口连接的管路上有第二水泵。

4.如权利要求3所述独立空调系统能源集中利用的风道系统，其特征在于，所述第一蛇形盘管换热器的进水管连接带有第二电磁阀的外部供水支路，所外部述供水支路通过带有第一电磁阀的水箱供水支路与水箱的供水入口相连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及空调系统技术领域，特别是涉及一种独立空调系统能源集中利用的风道系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，家用独立式空调机已成为家庭中不可缺少的电器，提高了人们生活的舒适性。在夏季工况下运行时，家用空调通过蒸发器吸收室内环境中的热量，吸收的热量通过制冷剂传递给室外机中的冷凝器从而排放到大气环境当中，对室内环境起到制冷作用。从理论上分析，此时大气环境温度会有所升高，当外界环境温度越高时，使用空调的用户越多，排放到大气环境中的热量也随之急剧增加，导致外界环境温度越高，换热温差增大，空调耗电量增加，引发马太效应。同理，在冬季工况下运行时，空调室外机吸收环境中的热量，通过制冷剂将能量传递给室内机，将热量排放到室内环境当中，对室内环境起到制热作用，同时由于空调室外机吸收了环境的热量，理论上会导致局域内环境温度的降低，因此空调系统的制热性能随之下降，能耗增加。因此实用新型一种合理有效利用夏季空调室外机冷凝热，减少冬季室外机冷量排放的系统，对于系统能量综合应用节能具有重要意义。针对于回收空调冷凝热的的方式目前多为在室外机中增加换热装置，将其与地下水混合，提高地下水温度作为生活用水，其缺点是由于单个室外机产热有限，对地下水加热效果并不明显，无法满足用户需求。同时，市面上的其它冷凝热回收装置仅仅利用了夏天冷凝器排放出的热量，却并未对冬天空调制热时为环境带来的冷量进行有效的分析以及通过系统改进提高效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种独立空调系统能源集中利用的风道系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种独立空调系统能源集中利用的风道系统，包括设在建筑物外墙壁上的垂直风道以及分别设在所述垂直风道的上部与下部的第一蛇形盘管换热器、第二蛇形盘管换热器，所述第一蛇形盘管换热器与设在建筑物顶部的蓄水箱通过循环管路连接以进行换热，所述第二蛇形盘管换热器与用户给排水系统的排水管连接以进行换热，所述蓄水箱的用户水供应口与用户给排水系统的给水管相连接以向用户供应水，所述垂直风道通过支路与空调室外机相连以将空调室外机的排风引入到垂直风道中进行换热。

所述支路中安装有第二电动风阀，所述垂直风道的上部与下部分别安装有第一电动风阀、第三电动风阀，所述第一电动风阀、第三电动风阀分别位于所述第一蛇形盘管换热器、第二蛇形盘管换热器的下方。

所述循环管路的第一蛇形盘管换热器的进水管上有第一水泵，所述蓄水箱的用户水供应口连接的管路上有第二水泵。

所述第一蛇形盘管换热器的进水管连接带有第二电磁阀的外部供水支路，所外部述供水支路通过带有第一电磁阀的水箱供水支路与水箱的供水入口相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种独立空调系统能源集中高效利用的风道系统，可以通过在建筑物外墙建立风道系统，收集各个用户在使用空调中排放出的能量，进行集中高效利用，该风道系统可以通过与用户生活废水进行换热，通过余热利用提高冬季工况下空调室外机的蒸发温度，以实现节能的目的。

此外，本实用新型系统还可以利用垂直风道的虹吸效应间接降低室外冷凝风机的能耗。

附图说明

图1是独立空调系统能源集中利用的风道系统的夏季工况运行原理图；

图2是独立空调系统能源集中利用的风道系统冬季工况运行原理图；

图中：1安全阀，2蓄水箱，3第一电磁阀，4第一水泵，5第二电磁阀，6第一蛇形盘管换热器，7第一电动风阀，8第二电动风阀，9家用空调室外机，10垂直风道，11第三电动风阀，12第二蛇形盘管换热器，13第二水泵。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型独立空调系统能源集中利用的风道系统，包括：

安全阀1、蓄水箱2、第一电磁阀3、第一水泵4、第二电磁阀5、第一蛇形盘管换热器6、第一电动风阀7、第二电动风阀8、家用空调室外机9、垂直风道10、第三电动风阀11、第二蛇形盘管换热器12、第二水泵13。

所述的垂直风道安装于建筑物外墙面上，并通过支路与空调室外机相连，蛇形盘管与给排水管和蓄水箱相连，基于垂直风道的虹吸作用，可降低冷凝风机功耗，同时通过蛇形盘管可高效利用室外空调机的冷凝热预热用户生活供给水，降低用户加热生活用水能耗，此外，利用生活废水余热预热冬季工况下外界环境冷空气，提高空调机组运行性能，实现节能减排的目的。

所述的垂直风道的外部设有聚氨酯保温材料。垂直风道的支管路通过软连接与用户的空调室外机相连，避免因振动对风道系统产生损害。

所述垂直风道的上部与下部分别设有第一蛇形盘管换热器6、第二蛇形盘管换热器12，上部的第一蛇蛇形盘管换热器通过管道及第一水泵4与蓄水箱2连接，起到循环加热生活用水的目的，第一蛇蛇形盘内部设有温度传感器(未示出)，用于测量空调室外机排风温度，便于控制第一水泵4启停。下部的第二蛇形盘管换热器与给排水系统管路的生活污水管路相连，在冬季工况下起到预热冷空气的作用。

所述蓄水箱安装于建筑物的顶层，用聚氨酯保温材料附于蓄水箱外侧起到隔热保温目的。蓄水箱内部安装温度传感器(未示出)，所述温度传感器用于测量蓄水箱内水温。蓄水箱一侧可通过第二水泵不断抽取蓄水箱中的水进入第二蛇形盘管换热器与垂直风道进行换热，达到加热的目的。蓄水箱另一侧可通过第二水泵13向用户供给所需生活用水。

所述用户给排水系统的给水管与建筑物顶端蓄水箱相连，供给用户生活用水。用户给排水系统的排水管通过管路与第二蛇形盘管换热器相连，充分利用生活污水余热，提高制热工况下热泵系统性能。

在夏季工况下，系统具体运行方式如图1所示，第一电磁阀3关闭，第二电磁阀5开启，供给水首先进入第一蛇形盘管换热器6吸收垂直风道10内由空调室外机9释放的排风热量后在进入蓄水箱2储存。当用户开启空调设备时，家用空调室外机9与第二电动风阀8同步开启，将热风送入垂直风道10。同时第一电动风阀7开启、第三电动风阀11关闭。由于热风密度小，向风道系统上部聚集，当第一蛇形盘管换热器内的温度传感器探测温度与蓄水箱内温度传感器探测温度差值ΔT＞3℃时，第一水泵4开启，循环水经加第一蛇形盘管换热器6再次加热后回到蓄水箱，此时蓄水箱内温度会不断升高，当第一蛇形盘管换热器内的温度传感器探测温度与蓄水箱内温度传感器探测温度差值ΔT≤3℃时，第一水泵4关闭，停止循环。当蓄水箱内压力超过安全值时安全阀1自动开启开启，平衡箱体内外压力起到保护作用。在夏季工况下，热气流自上而下在垂直风道10内流动，由于其虹吸作用，空调室外机9两侧的风压压差增加，间接降低了冷凝风机的功耗，起到节能的目的，同时由于空调室外机9的热量被供给水吸收，降低了环境的热负荷以及用户的加热生活用水耗电量。

在冬季工况下，系统具体运行方式如图2所示。第一电磁阀3开启，第二电磁阀5关闭，供给水直接进入蓄水箱2内储存，经第二水泵13向用户供水，用户产生的高温生活废水经过第二蛇形盘管换热器12向垂直风道10释放热量后进入污水处理系统。当用户开启空调设备时，家用空调室外机9与第二电动风阀8同步开启，同时第一电动风阀7关闭，第三电动风阀11开启，此时室外机风机反向送风，垂直风道内部形成负压，与外界环境压差增大，外界环境的低温空气通过第三电动风阀11后经第二蛇形盘管换热器12预热后进入垂直风道10，再经过空调室外机9降温后排入大气，因此空调热泵系统的性能有所提高。

与现有技术相比，本实用新型的所带来的有益效果是能帮助用户减少用电量，达到节能环保之目的，主要分以下三个方面：

1.基于垂直风道的虹吸效应，增加了冷凝器进出口风压压差，间接降低了冷凝风机功耗；

2.充分利用冷凝热及生活污水余热预热供给水，降低用户加热生活用水的耗电量，同时减少了环境热负荷；

3.利用生活污水余热预热热泵系统空调室外机进口冷空气，提高热泵系统运行效率，降低系统能耗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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主设计要求

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