设为首页收藏本站

暖通空调论坛-暖通设计师之家

 找回密码
 注册

扫一扫,访问微社区

查看: 231|回复: 2

利用凌晨及夜间室外冷空气的空调

[复制链接]
发表于 2017-8-18 19:35:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
夏季,白天温度高。凌晨却很凉爽,是一天中气温的最低点。在温差大的中国西北,有“早穿皮袄,午穿纱”之说。即使北京,从1971-2000年,7月份日最低温度平均也只在22℃。这是一种利用凌晨及夜间室外最低气温,传统制冷机只起辅助作用的空调。它是用被夜体浸泡在保温箱内的吸热剂,通过室内液冷散热器吸热;凌晨,通过室外液冷散热器,2-3小时内向室外排出一天吸收的热量,把吸热剂降在夜间温度的最低点,以便重复吸热;只有遇到极热天气,才启动传统制冷机辅助降温的空调。

2  基本结构
从最早的型号说起,如下图它有一个保温箱,保温箱内是液体(如水)和浸泡在液体中的吸热剂 ,另外有两个液冷散热器(就像汽车的水冷散热器),一个位于室内,称为室内液冷散热器,一个位于室外,称为室外液冷散热器,每个液冷散热器都有散热风扇。每个液冷散热器都通过管道与保温箱相连。管道上还有小水泵。
图一.gif
图1 空调结构图
3 基本原理
给室内降温时,与室内散热器连接的水泵启动,液体在保温箱和室内液冷散热器之间循环流动,室内液冷散热器的风扇吹着室内液冷散热器,里面的低温液体吸收了室内的热量,流回保温箱后,再将热量带给浸泡在液体中的吸热剂吸收。
通过液体的循环流动,吸热剂吸收了室内热量,室内温度下降
夜间,室外气温下降,尤其凌晨,是一天中气温的最低点,空调要在这宝贵的2-3小时内向室外排出一天吸收的热量,把吸热剂降在一天温度的最低点。具体如下
凌晨,室外气温下降到最低点,室外气温低于保温箱内吸热剂的温度。与室外散热器连接的水泵启动,液体在保温箱和室外液冷散热器之间循环流动。室外液冷散热器的风扇吹着室外的冷空气流过室外液冷散热器,降低了里面的液体温度,低温液体流回保温箱后,又将吸热剂吸收的热量吸收,再流向室外液冷散热器排出热量。
通过液体的循环流动,排出了吸热剂吸收的热量,吸热剂的温度下降到夜间温度的最低点,这样它就可以继续降温
这种空调极省电,因没压缩机即可降温,但它只能把室内气温降在夜间温度的最低点。若天气极热,夜间及凌晨外界最低温度高于用户的要求,就没办法了。
为此作了以下改进
4 改进后的结构
这个改进就是在保温箱和室内液冷散热器之间,加个传统的冷暖空调。其余不变。(如图2)
图二.gif



图2 空调改进图
给室内降温时,与室内散热器连接的水泵启动,液体工质流出保温箱后,先进入传统冷暖空调,再进入室内液冷散热器。控制器根据液体工质温度的高低,若温度低于想要达到的温度,则冷暖空调不给液体工质降温,即进入室内液冷散热器,吸收室内热量。若液体温度高于想要达到的温度,则冷暖空调先给液体工质降温,再进入室内液冷散热器,吸收室内热量,液体工质最后流回保温箱,吸收的热量被保温箱浸泡的吸热材料吸收。
夜间或凌晨,液体在保温箱和室外液冷散热器之间循环流动,降低液体和保温箱内的吸热剂的温度。和前面相同,不再重复   
它还能制热,只要把液体在保温箱和室外液冷散热器之间循环流动的时间,改在白天中午即可。
保温箱可放在室外,吸热剂可采用相变蓄热材料和吸附蓄热材料,都是很成熟的技术。
5  结论
利用室外凌晨及夜间冷空气的空调与现有空调相比有以下优点:
1极省电,很多时候,不需启动压缩机,即可降温。 只有遇到极热天气,才启动压缩机。又是在凌晨最低温度的基础上降温,负荷小,极省电。   
2 利用低谷电力资源。这种空调的核心是在凌晨2-3小时内向室外排出一天吸收的热量,把吸热剂降在夜间温度的最低点。其用电高峰是在凌晨,这正是用电低谷时期     
3 可靠性好,它其实有两套降温系统组成,(一个保温箱内的吸热剂,一个传统的冷暖空调),同时出错的可能性极小。而传统空调只有一套,   
4 舒适性好,它是水冷系统,出来的冷风柔和,而传统空调是通过制冷剂来改变室内温度。制冷剂蒸发温度低,从空调直吹出来的风温度低,伤人。
5.制热效果好,制热时,把室外循环的时间改在中午即可,这样它其实是一天中最高温度的基础上制热。而传统空调只是抽取室外的热量,若室外温度过低,其制热效果不佳     
其缺点是造价高,比较复杂,笨重。不适于安装在汽车,飞机,轮船等交通工具上。
这种空调已申报国家专利(CN201610491738.1),并提交PCT国际申请
发表于 2017-8-19 16:56:12 | 显示全部楼层
说到底就是个简易的蓄能(冷/热)空调,有几个疑问:
1、空调是按照室外设计参数进行设计的,夏季最热时节的早晨温度是多少,如何计算得出,需要详尽的气象资料;
2、加入像文中所说,7月份的清晨最低温度只有22℃,则酷暑时节白天空调的供水温度与室内设计参数最大只有5℃温差,送风量将极大;
……
机组将如何实现运转呢?控制系统、设计过程、占地面积、机组噪音全都是需要详尽研究的
 楼主| 发表于 2017-8-22 18:24:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 ma95217 于 2017-8-23 17:38 编辑

1.您说的对,它就是一蓄能(冷/热)空调,但有一个独特点,他是利用凌晨的低温,不通过热泵给蓄能材料降温,因而用电比传统的少得太多,但详细的研究,我也没作

2  是每天最低温度的平均值是22度,北京1971-2000   中国西北更低。

3  您好像没完全明白,保温箱和室内散热器之间还有一传统的热泵,若当天最低温度过高,即液体温度高于想要达到的温度,则冷暖空调
  先给液体工质降温,再进入室内液冷散热器。  因而不需要特详细的气象资料,

4  送风量大,我不否认,但任何东西都不是完美的,至少耗电量比传统空调,中央空调少太多,因其压缩机很少启动,又不像地源热泵要挖地三尺,

水源热泵需抽水,城市中谁让你抽地下水?

综合考虑,我觉得前景还是很好的,希望多多指正,
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /1 下一条

Archiver|手机版|小黑屋|暖通空调论坛-暖通设计师之家 ( 京ICP证050763号 京公网安备110102001665 )  

GMT+8, 2017-11-20 03:49

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表