一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统及其控制方法，系统由湿空气通道、第一传热隔板、第一热电制冷器、第二传热隔板、干空气通道、第三传热隔板、第二热电制冷器、第四传热隔板依次连接组合成一个热电/间接蒸发制冷单元，再由N个热电/间接蒸发制冷单元串联连接组合成热电/间接蒸发冷却器；在热电/间接蒸发冷却器的干空气通道入口处设置第一温湿度传感器以及出口处设置温度传感器。本发明专利技术通过对热电/间接蒸发复合制冷系统主要运行工况参数进行优化匹配和调控，来提高系统在潮湿或温和的气候条件下的制冷能力，从而扩大其适用地区范围，同时提高其在变工况环境条件下工作性能的稳定性。

An indirect evaporative cooling system for refrigeration and air conditioning and its control method

The invention discloses a refrigeration and air conditioning with indirect evaporative cooling system and its control method, system by wet air channel, the first heat transfer plate, the first and second heat thermoelectric refrigerator clapboard, dry air channel, third clapboard, second thermoelectric cooler, heat transfer heat transfer fourth bulkheads connected into a thermoelectric / indirect evaporative cooling unit. Then by the N thermal / indirect evaporative cooling unit are connected in series into thermal / indirect evaporative cooler; in the air entrance first set temperature and humidity sensor and a temperature sensor is arranged at the outlet of the thermoelectric / indirect evaporative cooler. The main operating parameters of thermoelectric / indirect evaporative composite refrigeration system optimized matching and control, to improve the cooling ability in wet or mild climate conditions of the system, so as to expand its application areas, and to improve its working performance in variable working conditions under the condition of stability.

【技术实现步骤摘要】
一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统及其控制方法
本专利技术属于制冷空调
，涉及一种制冷空调用间接蒸发冷却系统，特别涉及一种在间接蒸发冷却器中内置热电制冷器的新型间接蒸发冷却系统及其控制方法。
技术介绍
随着经济发展和世界人口不断增加，全球的能源消耗持续增长，使得一次能源匮乏以及温室效应、气候变化、臭氧层破坏等环境问题受到了越加广泛的关注。其中，建筑能耗在总能源消耗中占据相当大的比例，在欧洲占近40％，在中国2011年约占28％，到2020年估计将达35％。建筑物中的空调系统所产生的能耗平均占据建筑总能耗的40％，有的甚至高达70％，所以空调系统的节能应当是建筑节能的重点。鉴于对空调系统的广泛需求，以及建筑节能和减少二氧化碳排放的迫切需要，探索能减少化石能源消耗和增加自然清洁能源利用的空气调节方式是一项重要的任务。在过去几十年中，蒸发冷却作为一种高效、经济和环保的冷却方式在空气调节方面获得了越来越广泛的关注。蒸发冷却空调技术利用可再生自然能源干燥空气，通过空气与水之间的热湿交换获取冷量，其COP能达到15到20，远高于传统蒸汽压缩式、吸收式和吸附式制冷系统，能大幅降低用电量和用电高峰期的电能需求；并且，其设备结构简单，成本较低，采用水作为工作介质，具有能减少温室气体和CFCs排放的优点。蒸发冷却可分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种方式。在直接蒸发冷却过程中，空气与水直接接触，水蒸发的同时空气温度降低、含湿量增加，适用于炎热、干燥地区。间接蒸发冷却的核心部件间接蒸发冷却器(空气-空气换热器)具有两个互不相通的干、湿通道，二次空气与水在湿通道中直接接触使其蒸发，从而降低换热器表面温度来冷却干通道中的一次空气，一次空气温度降低的同时含湿量不变，这对于建筑内空气调节来说是理想的情况。由于间接蒸发冷却空调的驱动力是空气的干球和湿球(或露点)温差，在潮湿或温和的气候条件下，此温差很小，使其冷却能力受到限制。另外，外界空气条件(温度和湿度)的不稳定性也会导致间接蒸发冷却系统工作性能不稳定。为了提高间接蒸发冷却空调系统的冷却性能和环境适应能力，国内外研究者针对间接蒸发冷却空调技术进行了大量的研究工作，主要集中在间接蒸发冷却器结构优化、换热器材料优化、换热器传热传质理论模型构建、系统性能理论分析、换热器和系统特性的实验研究，以及间接蒸发冷却系统与其它冷却系统相结合的复合系统研究等方面(如：CN200710148446.9，CN200710180049.X，CN201621248520.5，CN201620039265.7等)。尽管间接蒸发冷却技术已经取得了很大的研究进展，但依旧存在冷却效率相对较低、降温潜力小、几何尺寸大以及高度依赖于外界环境条件等问题，限制了它在建筑空调领域更广泛的应用。目前，将间接蒸发冷却空调系统与包括蒸汽压缩式制冷系统在内的一些其他空调装置联合运行已成为常用的提高系统综合性能的方法(如：CN201621371123.7，CN201720100985.4，CN201621317952.7等)，并将成为间接蒸发冷却系统未来的发展趋势。因而，探索间接蒸发冷却系统与其他更高效、环保的冷却装置相结合的复合系统对于解决目前间接蒸发冷却系统在潮湿或温和的气候条件下性能低以及变工况条件下工作性能不稳定的问题，提高其综合性能将具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统及其控制方法，利用热电制冷辅助间接蒸发冷却的复合制冷方式解决传统间接蒸发冷却空调系统在潮湿或温和的气候条件下性能降低以及变工况条件下工作性能不稳定的问题。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统，由湿空气通道、第一传热隔板、第一热电制冷器、第二传热隔板、干空气通道、第三传热隔板、第二热电制冷器、第四传热隔板依次连接组合成一个热电/间接蒸发制冷单元，再由N个热电/间接蒸发制冷单元串联连接组合成热电/间接蒸发冷却器；在热电/间接蒸发冷却器的干空气通道入口处设置第一温湿度传感器以及出口处设置温度传感器；在热电/间接蒸发冷却器的湿空气通道出口处设置第二温湿度传感器，热电/间接蒸发冷却器的第一热电制冷器、第二热电制冷器电路干路连接电流表；所述第一温湿度传感器、温度传感器、第二温湿度传感器、电流表与控制器连接。本专利技术与现有技术相比，其显著优点：(1)在间接蒸发冷却器的干、湿通道间设置热电制冷器，通过利用热电制冷辅助间接蒸发冷却来提高系统在潮湿或温和的气候条件下的制冷能力，解决传统间接蒸发冷却空调系统在潮湿或温和的气候条件下性能降低的问题，从而扩大其适用地区范围。(2)通过对热电/间接蒸发复合制冷系统主要运行工况参数进行调节，包括一次空气流量、二次空气流量、喷淋水流量和热电制冷器电流等，提高其在变工况环境条件下工作性能的稳定性。(3)热电制冷器具有结构紧凑、可靠性强、无环境污染、易实现高精度温度控制等特点，将其与传统的间接蒸发冷却器结合形成热电/间接蒸发复合制冷系统结构简单、成本低、易实现。下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1是本专利技术制冷空调用的新型间接蒸发冷却系统的循环示意图。图2是本专利技术制冷空调用的新型间接蒸发冷却控制方法示意图。图3是本专利技术热电/间接蒸发冷却器工作过程的温湿度变化图。具体实施方式结合图1和图2，本专利技术制冷空调用的间接蒸发冷却系统，由湿空气通道101、第一传热隔板102、第一热电制冷器103、第二传热隔板104、干空气通道105、第三传热隔板118、第二热电制冷器119、第四传热隔板120依次连接组合成一个热电/间接蒸发制冷单元，再由N个热电/间接蒸发制冷单元串联连接组合成热电/间接蒸发冷却器112；第一热电制冷器103、第二热电制冷器119是相同器件。第一传热隔板102、第二传热隔板104、第三传热隔板118、第四传热隔板120相同。“/”是指和的意思。N一般是10个以上。在热电/间接蒸发冷却器112的干空气通道105入口处设置第一温湿度传感器114以及出口处设置温度传感器115。在热电/间接蒸发冷却器112的湿空气通道101出口处设置第二温湿度传感器116，热电/间接蒸发冷却器112的第一热电制冷器103和第二热电制冷器119电路干路连接电流表117。所有热电/间接蒸发制冷单元的热电制冷器电路干路连接同一个电流表117。所述第一温湿度传感器114、温度传感器115、第二温湿度传感器116、电流表117与控制器113连接。所述每个热电/间接蒸发制冷单元内，第一热电制冷器103的冷端通过第二传热隔板104与干空气通道105相连，第二热电制冷器119的冷端通过第三传热隔板118与干空气通道105相连；第一热电制冷器103的热端通过第一传热隔板102与湿空气通道101相连，第二热电制冷器119的热端通过第四传热隔板120与湿空气通道101相连；所述第一热电制冷器103和第二热电制冷器119是相同器件，采用并联方式连接，第一风机106设置在干空气通道105入口处，第二风机107设置在湿空气通道101出口处，控制器113与第一风机106、第二风机107、变频水泵109分别相连。所有热电/间接蒸发制冷单元的热电制冷器之间并联。在热电/间接蒸发冷却器112上方设置有布水器11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统，其特征在于：由湿空气通道(101)、第一传热隔板(102)、第一热电制冷器(103)、第二传热隔板(104)、干空气通道(105)、第三传热隔板(118)、第二热电制冷器(119)、第四传热隔板(120)依次连接组合成一个热电/间接蒸发制冷单元，再由N个热电/间接蒸发制冷单元串联连接组合成热电/间接蒸发冷却器(112)；在热电/间接蒸发冷却器(112)的干空气通道(105)入口处设置第一温湿度传感器(114)以及出口处设置温度传感器(115)；在热电/间接蒸发冷却器(112)的湿空气通道(101)出口处设置第二温湿度传感器(116)，热电/间接蒸发冷却器(112)的第一热电制冷器(103)和第二热电制冷器(119)电路干路连接电流表(117)；所述第一温湿度传感器(114)、温度传感器(115)、第二温湿度传感器(116)、电流表(117)与控制器(113)连接。

【技术特征摘要】
1.一种制冷空调用的间接蒸发冷却系统，其特征在于：由湿空气通道(101)、第一传热隔板(102)、第一热电制冷器(103)、第二传热隔板(104)、干空气通道(105)、第三传热隔板(118)、第二热电制冷器(119)、第四传热隔板(120)依次连接组合成一个热电/间接蒸发制冷单元，再由N个热电/间接蒸发制冷单元串联连接组合成热电/间接蒸发冷却器(112)；在热电/间接蒸发冷却器(112)的干空气通道(105)入口处设置第一温湿度传感器(114)以及出口处设置温度传感器(115)；在热电/间接蒸发冷却器(112)的湿空气通道(101)出口处设置第二温湿度传感器(116)，热电/间接蒸发冷却器(112)的第一热电制冷器(103)和第二热电制冷器(119)电路干路连接电流表(117)；所述第一温湿度传感器(114)、温度传感器(115)、第二温湿度传感器(116)、电流表(117)与控制器(113)连接。2.根据权利要求1所述的制冷空调用的间接蒸发冷却系统，其特征在于所述每个热电/间接蒸发制冷单元内，第一热电制冷器(103)的冷端通过第二传热隔板(104)与干空气通道(105)相连，第二热电制冷器(119)的冷端通过第三传热隔板(118)与干空气通道(105)相连；第一热电制冷器(103)的热端通过第一传热隔板(102)与湿空气通道(101)相连，第二热电制冷器(119)的热端通过第四传热隔板(120)与湿空气通道(101)相连；所述第一热电制冷器(103)和第二热电制冷器(119)采用并联方式连接，第一风机(106)设置在干空气通道(105)入口处，第二风机(107)设置在湿空气通道(101)出口处，控制器(113)与第一风机(106)、第二风机(107)、变频水泵(109)分别相连。3.根据权利要求1或2所述的制冷空调用的间接蒸发冷却系统，其特征在于在热电/间接蒸发冷却器(112)上方设置有布水器(111)，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：周媛媛，张涛，余延顺，王芳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32