專利名稱：快速起效和負(fù)荷可變的輻射冷暖一體化空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采暖及空調(diào)技術(shù)，具體指一種主要通過(guò)輻射傳熱和自然對(duì)流傳熱具有采暖和制冷功能的空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)建筑室內(nèi)舒適性的要求也越來(lái)越高，室內(nèi)環(huán)境的舒適程度又受很多因素所左右，如室內(nèi)的熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境和空氣品質(zhì)等生理性因素以及不同個(gè)體的主觀感受等，在不同程度上影響著人們的舒適感。毛細(xì)管輻射空調(diào)技術(shù)于上世紀(jì)80年代末誕生在德國(guó)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展后，歐美地區(qū)及日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家已有較多工程實(shí)踐應(yīng)用和系統(tǒng)研究。這種新型空調(diào)系統(tǒng)以其優(yōu)良的熱舒適性、無(wú)室內(nèi)噪聲影響、高效節(jié)能、使用周期長(zhǎng)、維護(hù)少、安全衛(wèi)生、隱形美觀等特點(diǎn)和長(zhǎng)處受到消費(fèi)者的青睞。我國(guó)在20世紀(jì)90年代也開始了毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的研究工作，進(jìn)入21世紀(jì)后，毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)在一些實(shí)際工程中開始得到應(yīng)用和推廣。但毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)在單門獨(dú)戶中使用時(shí)，不像小區(qū)集中空調(diào)24h有連續(xù)供應(yīng)的冷熱水源。出于減少能耗的考慮，人們通常在回家后才開啟而無(wú)人在家時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，這就會(huì)帶來(lái)室內(nèi)達(dá)到舒適溫度用時(shí)較長(zhǎng)的問題，在采暖季耗時(shí)一般在2h以上，夏季制冷時(shí)通常也超過(guò)I. 5h，將大大降低使用者的舒適滿意度。此外，毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)因其負(fù)荷容量較小，以及毛細(xì)管輻射面較大的熱惰性，對(duì)于建筑熱負(fù)荷的快速改變難以及時(shí)調(diào)整，比如有多位客人到訪時(shí)其舒適性將大打折扣。上述因素限制了毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)間歇使用時(shí)不能快速見效以及負(fù)荷相對(duì)固定的不足，提供一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單、高舒適性、能快速起效和負(fù)荷可變的輻射冷暖一體
化空調(diào)裝置。本發(fā)明主要由冷熱源、分集水器、水泵、閥門、室內(nèi)機(jī)、室內(nèi)機(jī)供回水管組成，其特征是建筑的空調(diào)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管輻射面共同承擔(dān)時(shí)，毛細(xì)管輻射面可設(shè)置于室內(nèi)地面、墻面、頂棚或吊頂內(nèi)，室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管與各自的分集水器相連，且室內(nèi)機(jī)的供水溫度與毛細(xì)管的供水溫度不同，夏季制冷時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要低于供給毛細(xì)管的水溫，冬季采暖時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要高于供給毛細(xì)管的水溫；建筑的空調(diào)負(fù)荷均由室內(nèi)機(jī)承擔(dān)時(shí)，其室內(nèi)機(jī)具有較大表面積的表冷器，在未開啟風(fēng)機(jī)狀態(tài)下，主要通過(guò)輻射和自然對(duì)流的傳熱形式在夏季即能將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到22至28°C之間，冬季能將室溫調(diào)節(jié)到16至24°C之間，在開啟風(fēng)機(jī)狀況下，能通過(guò)控制風(fēng)量大小來(lái)適應(yīng)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變化。本發(fā)明采取室內(nèi)機(jī)單獨(dú)承擔(dān)空調(diào)負(fù)荷的技術(shù)方案，與毛細(xì)管輻射空調(diào)相比省去了毛細(xì)管輻射面及相關(guān)部件，構(gòu)成的空調(diào)系統(tǒng)雖然在溫度分布均勻度和熱舒適程度上有微弱差距，但與采用風(fēng)機(jī)盤管的傳統(tǒng)中央空調(diào)相比，在關(guān)閉室內(nèi)機(jī)風(fēng)機(jī)的情況下仍保留了毛細(xì)管輻射空調(diào)安靜、溫差較小、無(wú)風(fēng)感、隱形美觀等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)較大程度的降低造價(jià)、減少了安裝施工難度和工程量，具有實(shí)施的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。采取室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管輻射面共同承擔(dān)負(fù)荷的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有的毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)方案相比，雖然增加了室內(nèi)機(jī)這一裝置，水路構(gòu)成也復(fù)雜些，但因?yàn)槭覂?nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也具備較大的熱交換容量，當(dāng)風(fēng)機(jī)開啟時(shí)其通風(fēng)流量大小可以調(diào)節(jié)，風(fēng)量越大室內(nèi)機(jī)的換熱功率也越大，因此室內(nèi)機(jī)具有較大的負(fù)荷調(diào)整范圍，可變負(fù)荷的室內(nèi)機(jī)與承擔(dān)相對(duì)固定負(fù)荷的毛細(xì)管輻射面組合起來(lái)的系統(tǒng)就可以適應(yīng)較大的空調(diào)負(fù)荷變動(dòng)。由于夏季流經(jīng)室內(nèi)機(jī)的水溫較低、冬季的水溫較高，室內(nèi)機(jī)的表冷器和毛細(xì)管輻射面相比前者與室內(nèi)空氣的溫差更大，其換熱效率也更高，很少數(shù)量的室內(nèi)機(jī)即可獲得與大面積毛細(xì)管輻射面相同的換熱效果。本發(fā)明在多數(shù)條件下只需地面的毛細(xì)管輻射面和室內(nèi)機(jī)配合即能滿足房間負(fù)荷，就能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度快速調(diào)節(jié)到設(shè)定值的目的，少數(shù)房間受條件限制或?yàn)楂@得更均勻的室內(nèi)溫度分布、更高的舒適性可在局部墻體或頂棚上鋪設(shè)毛細(xì)管，這使得整個(gè)毛細(xì)管鋪裝的濕作業(yè)工作量大為減少，空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)工程的安裝更為簡(jiǎn)單快捷。墻體頂棚處毛細(xì)管輻射面數(shù)量的減少有利于避免安裝燈具、懸掛字畫等行為對(duì)毛細(xì)管的潛在破 壞，也使得室內(nèi)裝潢更為自由。本發(fā)明的毛細(xì)管輻射面指在樓地面、墻體、吊頂或頂棚等建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)中鋪設(shè)有毛細(xì)管的成型表面，一體化毛細(xì)管輻射面主要由毛細(xì)管、結(jié)合層、抗裂層、找平層及面層組成，組裝式毛細(xì)管輻射面主要由毛細(xì)管、金屬吊頂、冷凝水集水器和冷凝水管組成。為降低能耗和追求更高的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，本發(fā)明可以補(bǔ)充新風(fēng)系統(tǒng)和熱回收裝置，以及通過(guò)在室內(nèi)機(jī)中加裝除塵裝置、有毒有害氣體吸附裝置、加濕裝置等，既保留傳統(tǒng)輻射空調(diào)系統(tǒng)安靜、熱舒適程度高、節(jié)能、隱形美觀等特點(diǎn)外，又具有起效迅速、負(fù)荷可調(diào)整、空氣清新、濕度適宜、除塵滅菌、安全衛(wèi)生等有益效果。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。圖2是本發(fā)明室內(nèi)機(jī)成組并聯(lián)示意圖。圖3是本發(fā)明采用輔熱裝置的系統(tǒng)示意圖。圖4是本發(fā)明毛細(xì)管輻射面與輔助冷熱源連接的系統(tǒng)示意圖。圖中冷熱源1，主供回水管2，室內(nèi)機(jī)分集水器3，室內(nèi)機(jī)供回水管4，室內(nèi)機(jī)5，水溫調(diào)節(jié)裝置6，毛細(xì)管分集水器7，毛細(xì)管供回水管8，毛細(xì)管9，水泵10，閥門11，排氣閥12，膨脹水罐13，水壓表14，水溫表15，補(bǔ)水管16，泄水管17，輔助冷熱裝置18，低品位冷熱源19。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明
如圖I所示，冷熱源I可以是空氣源熱泵、地源/水源熱泵等機(jī)組產(chǎn)生的冷熱水，或是天然冷熱水源或其它形式的冷熱水源，通過(guò)機(jī)組自配的水泵或另配水泵10使冷水或熱水在主供回水管2及管路系統(tǒng)中循環(huán),主供回水管2內(nèi)的水流將有兩個(gè)流向。一個(gè)流向室內(nèi)機(jī)5，先經(jīng)過(guò)與供回水管2直接相連的室內(nèi)機(jī)分集水器3，并經(jīng)室內(nèi)機(jī)供回水管4將冷熱水輸送至各室內(nèi)機(jī)5內(nèi)，室內(nèi)機(jī)5通過(guò)熱福射、自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流方式與室內(nèi)發(fā)生熱交換，利用循環(huán)水將室內(nèi)的冷熱能量帶走。另一流向是毛細(xì)管輻射面，夏季先經(jīng)過(guò)水溫調(diào)節(jié)裝置6將水溫提高、冬季將水溫降低后經(jīng)毛細(xì)管分集水器7和毛細(xì)管供回水管8將冷熱水輸送至各組毛細(xì)管9中，通過(guò)傳導(dǎo)、輻射和自然對(duì)流方式與室內(nèi)發(fā)生熱交換，利用循環(huán)水將室內(nèi)的冷熱能量帶走。因此本發(fā)明是通過(guò)室內(nèi)機(jī)5和毛細(xì)管輻射面兩種裝置共同對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的，熱量傳遞的主要形式為輻射、傳導(dǎo)和自然對(duì)流。流經(jīng)室內(nèi)機(jī)5和毛細(xì)管9的水溫不同，流經(jīng)室內(nèi)機(jī)5的水溫在夏季較低而冬季較高，通常夏季供給室內(nèi)機(jī)5的水溫在5-18 °C左右，冬季供給室內(nèi)機(jī)5的水溫在50-80°C左右，這有利于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)5以較高的能量密度進(jìn)行冷熱交換，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)溫迅速和系統(tǒng)快速起效的目的。室內(nèi)機(jī)5主要由機(jī)殼、表冷器、 風(fēng)機(jī)、控制器和冷凝水盤等部件組成，室內(nèi)機(jī)5可以采取嵌入墻體或直接明裝于墻體上，室內(nèi)機(jī)5內(nèi)的表冷器面積大而薄，以取得不占空間和美觀的效果。室內(nèi)機(jī)5內(nèi)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小可以調(diào)節(jié)，系統(tǒng)剛啟動(dòng)或人員較多時(shí)，風(fēng)機(jī)可調(diào)至大風(fēng)量狀態(tài)，以加快調(diào)溫和增大空調(diào)負(fù)荷，人少時(shí)風(fēng)量可調(diào)小，需要安靜時(shí)可以關(guān)閉風(fēng)機(jī)，此時(shí)表冷器內(nèi)水流仍可循環(huán)，能將室內(nèi)的冷熱能量帶走，以實(shí)現(xiàn)冷熱負(fù)荷可在較大范圍內(nèi)調(diào)整的目的。為了降低能耗和進(jìn)一步提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和環(huán)境品質(zhì)，本發(fā)明可以設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)或者熱回收裝置，以及在室內(nèi)機(jī)5中加裝初級(jí)濾網(wǎng)、靜電除塵器、活性炭吸附網(wǎng)或者加濕器等，減少顆粒物、有毒有害氣體、煙氣和干燥空氣等不利因素對(duì)人們身體健康的影響。在圖2中，室內(nèi)機(jī)5可以多個(gè)成組并聯(lián)布置，再經(jīng)一組或兩組室內(nèi)機(jī)供回水管4與室內(nèi)機(jī)分集水器3相連，以達(dá)到縮短管路的目的。同理，毛細(xì)管9也可以成組并聯(lián)布置，再與毛細(xì)管分集水器7相連。在圖3中，如果冷熱源I提供的水流溫度不足以充分發(fā)揮室內(nèi)機(jī)效率時(shí)，可以通過(guò)輔助冷熱裝置18如燃?xì)獠膳癄t、電輔加熱器或小型冷水機(jī)將水溫升高或降低。如冷熱源I提供的水流溫度與毛細(xì)管9所需水流溫度一致時(shí)，可省去水溫調(diào)節(jié)裝置6，毛細(xì)管分集水器7直接與主供回水管2相連。如果有天然的冷熱水源或其它低品位冷熱水源19可資利用時(shí)，如圖4將低品位冷熱水源19直接與毛細(xì)管分集水器7和毛細(xì)管9相連，可以大幅降低能耗。在圖I至圖4所示的系統(tǒng)示意圖中，如將毛細(xì)管輻射面及相關(guān)部件省去，建筑的空調(diào)負(fù)荷即完全由室內(nèi)機(jī)單獨(dú)承擔(dān)，只要室內(nèi)機(jī)布點(diǎn)均勻、內(nèi)部表冷器表面積較大，在夏季也能將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到適宜溫度。為避免夏季制冷時(shí)毛細(xì)管輻射面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，本發(fā)明可以采取新風(fēng)除濕、冷凝除濕、溶液或固體除濕、被動(dòng)式調(diào)濕材料除濕、除濕機(jī)等一種或多種方式綜合除濕的辦法將室內(nèi)空氣的濕度控制在95%RH以下，由于濕度控制和預(yù)防結(jié)露不是本發(fā)明主要探討的問題，在此不再細(xì)述。
權(quán)利要求
1.一種快速起效和負(fù)荷可變的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，主要由冷熱源、分集水器、水泵、閥門、室內(nèi)機(jī)、室內(nèi)機(jī)供回水管組成，其特征是建筑的空調(diào)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管輻射面共同承擔(dān)時(shí)，毛細(xì)管輻射面可設(shè)置于室內(nèi)地面、墻面、頂棚或吊頂內(nèi)，室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管與各自的分集水器相連，且室內(nèi)機(jī)的供水溫度與毛細(xì)管的供水溫度不同，夏季制冷時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要低于供給毛細(xì)管的水溫，冬季采暖時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要高于供給毛細(xì)管的水溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是建筑的空調(diào)負(fù)荷均由室內(nèi)機(jī)承擔(dān)時(shí)，其室內(nèi)機(jī)具有較大表面積的表冷器，在未開啟風(fēng)機(jī)狀態(tài)下，主要通過(guò)輻射和自然對(duì)流的傳熱形式在夏季即能將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到22至28°C之間，冬季能將室溫調(diào)節(jié)到16至24°C之間，在開啟風(fēng)機(jī)狀況下，能通過(guò)控制風(fēng)量大小來(lái)適應(yīng)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是采用單一的冷熱源時(shí)，通過(guò)水溫調(diào)節(jié)裝置使水溫升高或降低，為毛細(xì)管提供溫度適宜的制冷或采暖水源。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是有兩個(gè)或兩個(gè)以上冷熱源時(shí)，毛細(xì)管夏季與溫度較高的冷源相連而冬季與水溫較低的熱源相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是冷熱源的供水溫度與毛細(xì)管所需相適應(yīng)時(shí)，毛細(xì)管可通過(guò)分集水器或供回水管直接與冷熱源相連，而給室內(nèi)機(jī)的供水經(jīng)過(guò)輔助冷/熱裝置降溫或升溫后，夏季供給室內(nèi)機(jī)水溫更低的水，冬季供給較高溫度的水。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是夏季供給室內(nèi)機(jī)的水溫在5-18°C左右，冬季供給室內(nèi)機(jī)的水溫在50-80°C左右。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，其特征是室內(nèi)機(jī)由機(jī)殼、表冷器、風(fēng)機(jī)、控制器和冷凝水盤等組成，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小可以調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的室內(nèi)機(jī)，其特征是室內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，表冷器內(nèi)水流仍可循環(huán)，以輻射或自然對(duì)流的方式與室內(nèi)進(jìn)行熱交換。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的室內(nèi)機(jī)，其特征是室內(nèi)機(jī)裝有初級(jí)濾網(wǎng)、靜電吸塵器、活性碳濾網(wǎng)、加濕器中的一種或數(shù)種裝置。
全文摘要
一種快速起效和負(fù)荷可變的輻射冷暖一體化空調(diào)裝置，負(fù)荷可以由室內(nèi)機(jī)單獨(dú)承擔(dān)也可通過(guò)室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管共同承擔(dān)，主要以輻射和自然對(duì)流的傳熱方式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)單獨(dú)承擔(dān)時(shí)，具有較大表面積的表冷器；在共同承擔(dān)負(fù)荷模式中，室內(nèi)機(jī)和毛細(xì)管處于不同的供回水回路中，室內(nèi)機(jī)的供水溫度與毛細(xì)管的供水溫度不同，夏季制冷時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要低于供給毛細(xì)管的水溫，冬季采暖時(shí)供給室內(nèi)機(jī)的水溫要高于供給毛細(xì)管的水溫。本發(fā)明保留了傳統(tǒng)輻射空調(diào)系統(tǒng)安靜、熱舒適程度高、節(jié)能、隱形美觀等特點(diǎn)，同時(shí)起效迅速、負(fù)荷可調(diào)整，可營(yíng)造出更高標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)環(huán)境，在高檔建筑中有很大發(fā)展空間。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102967013SQ20121040005
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月20日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:趙明橋