[發明專利]一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統

有效

• 申請號: 202110159851.0
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112902323B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 王昌領;崔奇;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學深圳研究院;東南大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統，包括空氣處理單元，天空輻射制冷單元，熱泵單元和儲冷單元；空氣處理單元，天空輻射制冷單元，熱泵單元，儲冷單元通過管路和切換閥連接；當夜間環境溫度低時，利用天空輻射制冷單元制取冷量，并通過儲冷單元將冷量儲存起來；當日間進行空氣處理時，利用儲冷單元儲存的冷量進行空氣處理單元的空氣降溫處理；當儲存冷量不足以進行空氣處理時，利用熱泵單元進行空氣處理單元的空氣降溫處理。本發明實現了天空輻射制冷的夜間儲冷與日間空氣處理，同時可以利用天空輻射制冷輔助熱泵制冷。與傳統空氣處理系統相比，可以利用夜間天空輻射制冷的冷量，實現空氣處理的穩定運行與節能，適用于新風處理。

技術領域

本發明涉及空氣處理技術領域，尤其涉及一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統。

背景技術

隨著社會發展與技術進步，化石燃料的大量開采與過度使用導致了嚴重的環境污染問題，也加劇了能源短缺的現狀。由于氣候變暖導致的自然災害事件層出不窮，全球氣候變化問題已經亟待解決。清潔能源和能源的清潔利用方法是解決能源與環境問題的重要途經。在空氣處理過程中，新風處理一方面借助全熱交換器進行換熱，另一方面利用制冷系統提供的冷量對新風進行處理，能耗較大。需要提供一種效率更高的空氣處理方法。

天空輻射制冷通過大氣輻射窗口(8-13微米)向太空發射紅外輻射，從而對物體產生降溫效果。這種方式無需消耗電能，可以在建筑物、載具、冷卻設備等方面進行應用。過去幾十年中，人們大量探索天空輻射制冷方法，但主要集中于夜間應用，而建筑、車輛等的熱負荷一般白天較大，因此會產生能量的供應與消耗不匹配的問題。同時，由于天空輻射制冷的單位制冷量較小，難以應付連續工作模式。

鑒于此，有必要提供一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統，一方面可以克服天空輻射制冷與熱負荷不匹配的問題，另一方面通過與熱泵結合，實現空氣處理系統的穩定運行，同時提高系統的綜合能源利用效率。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統，在夜間利用天空輻射制冷單元制冷，通過儲冷單元將冷量儲存；日間進行空氣處理時利用儲冷單元儲存的冷量進行空氣降溫；當儲冷單元不能滿足空氣處理需求時，開啟熱泵單元進行制冷并對空氣降溫；保障空氣處理既能夠最大限度的利用輻射制冷的冷量，又始終保持空氣處理系統的穩定高效運行。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種熱泵與輻射聯合制冷的空氣處理系統，包括空氣處理單元，天空輻射制冷單元，熱泵單元和儲冷單元；空氣處理單元，天空輻射制冷單元，熱泵單元，儲冷單元通過管路和切換閥連接；當夜間環境溫度低時，利用天空輻射制冷單元制取冷量，并通過儲冷單元將冷量儲存起來；當日間進行空氣處理時，利用儲冷單元儲存的冷量進行空氣處理單元的空氣降溫處理；當儲存冷量不足以進行空氣處理時，利用熱泵單元進行空氣處理單元的空氣降溫處理。

進一步地，空氣處理單元通過切換閥及管路分別與天空輻射制冷單元、儲冷單元、熱泵單元連接；天空輻射制冷單元通過切換閥及管路與熱泵單元連接；熱泵單元通過切換閥及管路與儲冷單元連接。

進一步地，還包括控制單元，控制單元與空氣處理單元、天空輻射制冷單元、熱泵單元，儲冷單元連接，控制單元與切換閥連接。

進一步地，空氣處理單元，包括送風道，回風道，全熱回收單元，空氣換熱器、第七切換閥、第八切換閥；送回風道間均設置全熱回收單元，在送風道中的全熱回收單元的下游方向設置空氣換熱器；天空輻射制冷單元，包括第一循環泵，第一切換閥，天空輻射制冷板，第二切換閥；第一循環泵，第一切換閥，第二切換閥依次連接組成旁通回路；第一切換閥，天空輻射制冷板和第二切換閥通過連接管路依次連接組成輻射制冷回路；熱泵單元，包括熱泵機組；儲冷單元，包括第三切換閥，第二循環泵，第四切換閥，儲冷罐，第五切換閥，第六切換閥，且依次連接；儲冷罐包含兩個腔體。