CN101975412A - 建筑一体储热储冷室温调整装置 - Google Patents

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Abstract

一种建筑一体储热储冷室温调整装置，通水管路与冷热机组连接，把建筑本身的钢筋混凝土做为主要冷热储存载体，水为传递媒介，以天棚、地面、墙壁做为辐射放热、辐射吸热的传导体来加热或冷却室内空气，这样就从根本上改变了现有采暖制冷的热量传递方式，由于水及钢筋混凝土的比热比空气大十几倍，可以在短时间内吸收很大的热量或冷量，放热制冷非常缓慢，使室内昼夜温差在1℃左右变化，使人感觉非常舒适。本发明具有低碳供暖、经济性可观、方便安装、免于维护、新的发展方向、方便百姓生活、设计科学、隔音性能好等优点。

Description

建筑一体储热储冷室温调整装置
技术领域
本发明涉及一种低气温下的压缩机采暖装置，特别涉及一种利用建筑本体进行储热、储冷的建筑一体储热储冷室温调整装置。
背景技术
北方的采暖季节，夜间经常出现-15℃～-33℃的低温天气，如果采用现有空调制热采暖，通常是能效比很低，制暖功率大幅度下降，甚至无法正常启动工作。
将通水管路铺设在地面与热水锅炉连接应用已是成熟技术，要把它直接连接到冷暖空调机组，由于管路太少换热面积不够，管子上部砂石材料热阻太大，至少要把水温加热到50℃以上才能满足采暖需求，如果仅仅在地面增加管路数量，减少管子上部材料热阻，由于储热量太小，楼板、墙壁等通过暖空气传导的热量很小，不仅采暖水温仍要很高，遇到低温机组制热量减少，夜间低温不能启动、邻里间有空置住房时，室内人员就要挨冻。
而现有空调夏季制冷时，又都是以空气为载体进行冷量传递的，由于空气的比热很小，风扇的风量有限，使换热器与空气间的温差很大才能满足需求。夏天室内换热器蒸发温度通常在5℃左右，冷风吹到人的身上不仅使人不舒服还容易得空调病。由于对空气进行即时冷却传递，室外机往往是一天当中室外气温最高时排热，从节能、低碳来说都不合理。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑一体储热储冷室温调整装置，它把建筑本身的钢筋混凝土做为主要冷热储存载体，水为传递媒介，以天棚、地面、墙壁做为辐射放热、辐射吸热的传导体来加热或冷却室内空气，这样就从根本上改变了现有采暖制冷的热量传递方式，由于水及钢筋混凝土的比热比空气大十几倍，可以在短时间内吸收很大的热量或冷量，放热制冷非常缓慢，使室内昼夜温差在1℃左右变化，使人感觉非常舒适。
如果在冬天采暖时，将冷凝温度从50℃降至25℃以下，就可以使压缩机的制热功率提高近50%，使制热能效比提高1倍以上，压缩机最低蒸发工作区域可以从-18℃降至-25℃，北方的气温昼夜温差常在10℃以上，当夜间的气温降至-25℃时，白天的气温通常在-12℃左右，本发明利用白天气温升高时机组工作数小时，得到相对较高的能效比和制热功率，将产生的热量储存在建筑本身的钢筋混凝土当中，24小时缓慢放热，傍晚临时需要提高室温时，仅以耗电微小的水泵进行循环，就能使钢筋凝土中的热量更快的释放出来，即使夜间机组不工作，仍能保证室内温度降低的很小，满足全天供暖，与燃煤直接供暖相比碳排放降低70%,费用降低50%。
天气预报寒流到来之前进行1～2天工作加热，当所有的钢筋混凝土的温度都升至23～24℃时，即使1～2天机组因低温或停电、意外故障等不工作室内温度仍可维持19℃以上。
在夜间气温高于-20℃的地区或天气下，采用低温型涡旋压缩机，利用午夜后的半价电进行制暖储存，再缓慢全天释放，就可以使这种新的制暖装置与现有集中供暖相比费用下降近75%。
同样，夏季制冷时，将蒸发温度提高到12℃，夜间低气温时冷凝温度降低10℃排热，制冷效率提高1.5倍，空调制冷的碳排放降低65%，将制得的冷量进行储存24小时吸热，满足全天制冷需求，费用降低50%。如果后半夜为半价电，费用降低75%。
围绕上述创新理论，本发明用实践方式解决了以下问题，从而奠定了其工业生产及实际应用：
1、如何以较低的成本、方便的施工操作，诠释出一种储热、放热，储冷、吸热的更高能源利用效率。
2、遇到低温、停电等突发事件时，如何自动防冻，防止设备损坏；遇到停水时，如何保证系统正常采暖或制冷。
3、如何使冷暖机组标准化生产及安装，使产品能够免维护长期运行。
4、为进一步节省电费，储热、储冷常需要午夜后工作，要把现有空调的57dB噪音降至30dB以下。
5、产品既要符合新楼盘的设计安装，又能在已有建筑中推广，在未来建筑中体现全新低碳。
6、极低温度下的冷启动，普通低温下的减少结霜、除霜。
7、夏季制冷时，如何防止天棚、地面以及墙壁的结露。
8、如何将家庭的生活热水与上述设备有一个完美的结合。
9、在需热量与产热量、需冷量与产冷量之间如何做到一个储存与释放的巧妙平衡。
10、把地基桩及地下停车场的围基与换热水管有机的结合在一起施工，将地下水土物质的巨大储热、储冷能力进行了开采利用。
本发明的目的是这样实现的：它包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，节流部件，其特征在于：所述的通水管路包括有楼板通水管路2、墙壁通水管路9和地面通水管路5中的至少两种，地面通水管路5进口连接进水分水器20、回口连接回水分水器17，楼板通水管路2和墙壁通水管路9进口连接分水器16、回口连接分水器15，分水器20、17共同连接水泵34进口，水泵34出口连接气水换热器29进水口，气水换热器29出水口连接分水器16并通过电动阀18连接分水器20，气水换热器上端口连接四通换向阀28右侧端口，气水换热器下端口连接节流部件27，节流部件连接外换热器23下端口，四通换向阀28进口连接压缩机22出口，外换热器23上端口连接四通换向阀28左侧端口，四通换向阀28中间公用端口连接压缩机22回气口。
所述的地面通水管路5还可以采用通水地板10，楼板通水管路2也可以采用通水吊顶板12。
所述的楼板通水管路2和地面通水管路5均设置在楼板上侧，楼板通水管路2和地面通水管路5之间设置有发泡隔热板4。
所述通水管路的管间均设置有用砂子、石墨、水泥夯实找平的找平层3。
所述墙壁通水管路9两侧墙壁还设置有金属条或板以及导热较好的砖体建筑材料7。
所述的压缩机22出口与四通换向阀28进口之间还连接有洗浴换热器32，洗浴换热器32进水口连接水泵33出口，水泵33进口连接热水箱38下端口，热水箱下部出口连接洗浴换热器32出水口，热水箱上端口连接热水龙头36和洗浴喷头37，在洗浴换热器出口管路上还并接卫生间地热管21进口，卫生间地热管21出口通过电动阀19连接水泵33进口。
在建筑的外墙上预留冷暖机组安装洞25，该冷暖机组安装洞与室内相通，在冷暖机组安装洞内设置有一个壳体，在壳体内设置有气水换热器29、压缩机22、四通换向阀28、外换热器23、节流部件27和∩形管26，外换热器23与壳体内的其它部件之间有一张保温隔音板31，壳体内的其它部件之间设置有隔音棉30。
外换热器23的高度应设置低于其它部件的位置或者进出端通过∩形管26在最高位置引出。
本发明还可以通过另一种方式实现：它包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，其特征在于：所述的通水管路包括地面通水管路5和楼板通水管路2，该地面通水管路5和楼板通水管路2进口分别连接分水器16、出口分别连接分水器15，分水器15连接水泵34进水口，接水泵34出水口连接气水换热器29进口，气水换热器29出口通过气罐水箱42连接分水器16，气水换热器上端口连接四通换向阀28右侧端口，气水换热器下端口连接通过毛细管40、单向阀39共同连接外换热器23，四通换向阀28进口连接压缩机22出口，外换热器23上端口连接四通换向阀28左侧端口，四通换向阀28中间公用端口连接压缩机22回气口。
本发明还可以通过另一种方式实现：它包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，节流部件，其特征在于：所述的通水管路为楼板通水管路2，该楼板通水管路2进口连接分水器15、出口连接分水器16，分水器16通过水泵34进水口，水泵34出水口连接气水换热器29进水口，气水换热器29出水口连接分水器15，气水换热器29出口连接四通换向阀28右侧端口，压缩机22回气口连接四通换向阀28中间公用端口，压缩机出口连接四通换向阀28进口，四通换向阀28左侧端口连接外换热器23进口，外换热器23出口通过节流部件27连接气水换热器29进口。
本发明的优点：
1、低碳供暖：利用通水管路高密度、低阻力，大流量与建筑物本体的地面、天棚、墙壁庞大的钢筋混凝土进行有效结合，共同进行大容量、低热阻、大面积换热放热，可满足极低气温下的正常供暖，与低容积率高效气水换热器相结合，使冷凝及采暖水温度在25℃以下，使北方建筑采暖的经济性、低碳得到一个新的跨越。
2、经济性可观：如果该住房空置，可以将采暖冷凝温度设置为10℃，水温5～8℃，在一天中最高气温时工作30～50分钟，此时的平均制热能效比COP≥7,制取6KW热量耗电不到1度，整个冬天的费用还不到100元。安装在间壁墙内的发泡隔热板，可以使左右邻里的热量损失很小，生活噪音减至最低。夏天利用上述通水管路、建筑本体，使用最高临界蒸发温度，午夜后半价电制冷，最低气温排热，进行大容积储冷吸热，百姓日常经济支出大幅降低，有利于电网的添谷调峰，利国利民。
3、方便安装：在建筑上预留与室内相通的空调洞，使机组能够在室内安装、维修及更换，同时将隔音、保温、防冻巧妙的结合，冷暖共用一套机组节省成本；由于本技术制热、制冷能效比非常高，不仅使耗电功率大幅度下降，与居民基本用电时间有很大的错位，无论是新建住宅还是老住宅改造都不用对电力线路进行任何增容及更改，适合大范围推广。
4、免于维护：机组内外换热器及相关部件采用一体结构，工厂生产保证了内部制冷剂的精确，没有潜在的泄漏点，机组内∩形管的设置防止低温下停机内外冷热交换，不停压缩机除霜，压缩机、换热器等有很厚的隔音保温材料包裹，停机48小时温度仍在5℃以上，可以保证-25℃以下气温的随时顺畅启动等细节，可以在短时间内形成完善的产业标准，采用优质部件可以轻松的做到十五年免维护。
5、新的发展方向：将建筑地基、地下室、排水管道、电力通信等地下工程与换热管路有机的结合在一起，利用地下土壤、钢筋混凝土的巨大容积量，进行储冷储热冬夏转换，并可与太阳能热水器进行双用组合，代表着未来建筑低碳消耗的发展方向。
6、方便百姓生活：本发明将夏天制冷产生的热量变为生活热水，满足家庭住宅或有热水需求的商业门店使用，其它季节能够热泵制热水，卫生间单独加热，使能源利用率达到最大化，形成环境友好，低碳环保的新亮点。
7、设计科学：由于水箱上部留有一定的空气位置，做为采暖时水温升高膨胀使用，不同于现有其它单户采暖系统还要设置一个成本很高的膨胀罐。
将水箱吊装在贴近天棚的位置，当停自来水时，打开洗浴喷头做空气进口，可以利用水箱中的水速洗衣物，还可以通过热水阀门将水箱中的水放出来大部分供生活使用。由于水泵的安装位置贴近地面，只要水箱中保留一部分水，就不影响采暖或制冷。
由于水箱内不设加热管，水温在42℃以下，因此可以用PE-X、PPR等塑料制造内胆，寿命可达50年以上。
8、隔音性能好：当一幢住宅楼按本技术设计与施工后，楼层之间的储冷水管与采暖水管之间发泡隔热板形成了特别好的隔热，即使有一个中间楼层只做低温防冻运行不采暖，对上、下楼层的采暖热量影响非常的小，而发泡隔热板、石墨、带孔铝板等又是最好的隔音、吸音材料，这样又使楼上、楼下的生活噪音减至最低。
附图说明：
图1为本发明换热水管与建筑体结合剖面示意图；
图2为本发明双水换热器冷暖机组安装管路示意图；
图3为本发明单水换热器冷暖机组防冻连接示意图；
图4为本发明复式或上下层共用建筑体与换热水管结合剖面示意图；
图5为本发明楼板上下贴合水管剖面示意图；
图6为本发明地基桩水管设置局部剖面示意图；
图7为本发明地下室外围换热水管设置剖面示意图；
图8为本发明风换热与水换热双机组联合工作原理图；
图9为本发明冷暖机组与太阳能热水器连接共用示意图；
图10为本发明储冷制冷工作原理示意图。
在图1中：1楼板，2楼板通水管路，3石墨、水泥、砂子找平层，4发泡隔热板，5地面通水管路，6地胶、地砖或热阻较小比较薄的复合地板，7金属板，8墙壁，9墙壁通水管路，10通水地板，11实木地板或大理石，12通水吊顶板。
在图2中：13单向减压阀，14净水器，15、16、17、20分水器，18、19电动阀，21卫生间地热管，22压缩机，23外换热器，24散热风扇，25冷暖机组安装洞，26∩形管，27节流部件，28四通换向阀，29气水换热器，30隔音棉，31隔音保温板，32洗浴换热器，33、34水泵，35洗衣机，36热水龙头，37淋浴喷头，38热水箱。
在图3中：15、16、17、20分水器，22压缩机，23外换热器，24散热风扇，26∩形管，28四通换向阀，29气水换热器，30隔音棉，34水泵，39单向阀，40毛细管，41充气口，42气罐水箱。
在图4中：1楼板，2楼板通水管路，3石墨、水泥、砂子找平层。
在图5中：1楼板，2楼板通水管路，5地面通水管路。
在图6中：2楼板通水管路，3石墨、水泥、砂子找平层，43地基桩，44外围土壤。
在图7中：2楼板通水管路，3石墨、水泥、砂子找平层，4发泡隔热板，43地基桩，45水泥地面，46水泥护套。
在图8中：15、16、17、20分水器，22压缩机，24散热风扇，27节流部件，28四通换向阀，29外换热器，47、50单向阀，51风换热机组，53、55气水换热器，56双水换热机组，48、49、57水泵，52、54、58电动阀.
在图9中：15、16、17、20分水器，21卫生间地热管，22压缩机，28四通换向阀，29外换热器，31隔音保温板，36热水龙头，37淋浴喷头，39单向阀，49水泵，59、60、61电动阀，62电磁阀，63太阳能热水器。
在图10中：1楼板，2楼板通水管路，3石墨、水泥、砂子找平层，11木地板或大理石，15、16分水器，27节流部件，22压缩机，23外换热器、24散热风扇，29气水换热器，34水泵。
具体实施方式：
实施例1：
由于南北纬度气候差异，冷暖负荷要有很大的不同，而在同一地区同一建筑当中由于楼层的不同、朝向的不同，冷暖负荷也会有非常大的差异，由于功能的不同带来的装修材料不同，也会对本发明冷暖负荷的设计带来很大的影响，如图1所示，先以二楼为例，二楼的楼板通水管路2要在建筑主体完工后，楼板之间尚未打找平层之前在三楼地面铺设，根据冷负荷的大小确定管距以及铺设长度，采用目前常用地热管时管距5～20cm,单根管的长度70～200m，通过卫生间、储物间等楼板预留孔引到二楼连接到分水器上，在三楼铺设好的楼板通水管路2上用石墨、水泥、砂子混合后垫平夯实，当冷负荷较大时，可以在管子和楼板找平层之间设置导热较好的铝板、铁板等，当冷负荷不大同时要降低成本也可以不添加石墨，管子上部为0.5～4cm找平层3，找平层3上部铺设0.5～5cm发泡隔热板4。
在二楼地面铺设一楼的楼板通水管路2，同样夯实找平层以后铺设发泡隔热板4，发泡隔热板4上部用水泥找平，然后再铺设二楼地面通水管路5，采用目前常用地热管时管距3～15cm,单根管长度70～200m，同样用石墨、水泥、砂子混合找平，厚度为0.5～3cm，为提高放热效率还可以在该找平层中铺设带孔铁板或带孔铝板，在找平层上部铺设地砖、地胶或热阻较小比较薄的复合地板6。
在一楼地面可以直接铺设地面通水管路5，采用目前常用地热管时管距3～15cm,单根管的长度70～200m，在管子上部铺设0.5～3cm找平层3，找平层3上部铺设实木地板或大理石11，当一楼为办公场所时，热负荷需求较大可以在间壁墙表面铺设墙壁通水管路9，然后用石墨、水泥、砂浆找平。
当顶层为坡顶结构又不适合安装楼板通水管路2时，还可以将墙壁通水管路9设置在间壁墙壁8中，先在铁网或铝合金架7上盘绕墙壁通水管路9并固定，然后用石墨、水泥、砂子混合找平，还可以在找平层内部添加导热较好的铝条、铁条或带孔铝板、带孔铁板，墙体厚度根据隔音、储能及建筑结构需要在5～30cm之间。
如果夏天需冷负荷较大，三楼采用内部能够走水的塑料通水吊顶板12，储热、储冷主要以墙壁为主，这种结构也适合图9连接方式，将夏季制冷水温控制在20℃以上，因此不会结露。
在三楼地面发泡隔热板4上部直接铺设通水地板10，通水地板10是由PPR或PE-X等塑料制成，地板表面是由地板基材或复合材料制成。
楼板通水管路2、地面通水管路5、墙壁通水管路9还可以采用其它管径、材质的管材，在房间顶棚或地面连接成为多管并联的S、U、Ⅲ型等。
邻里之间的墙壁最好先用5cm以上的发泡苯板隔离，在墙壁的水泥面上铺设墙壁通水管路9，再用砂子、石墨、水泥以及带孔铁板找平，以采暖放热为主时，水管的进出口与地面共用分水器，如果管子外部水泥较厚，以储冷、储热为主，则并接到分水器15、16上，这种墙壁的造价虽比空心砖要高，但采暖制冷、隔热隔音的综合性价比要好的多。
本发明的冷热机组与管路连接如图2所示，在建筑的外墙上预留冷暖机组安装洞25，冷暖机组安装洞25的一侧有开孔与室内连通，冷暖机组可以通过室内的开孔进行安装，从而避免了高空作业，万一出现故障，维修也在室内操作，对开孔四周进行发泡保温处理，然后再连接室内水管。
由于内、外换热器装在一个壳体中，抽空气、充注制冷剂等全部在生产、检测线上完成，不仅没有了现有空调繁琐的安装，还和冰箱一样非常的可靠，十五年内免维护。
由于设计的冷暖机组在安装时为半隐藏式，外换热器23直接设计在室外能够很好的吸热散热，压缩机22、四通换向阀28、气水换热器29及洗浴换热器32、隔音棉30、隔音保温板31等材料紧密包裹，正好嵌入在墙壁里，在房间里几乎听不到任何噪音，同时它们又具有良好的保温性能，长时间的停电也不会结冰冻坏，机组不工作时外换热器23在低气温下内部压力很低，制冷剂会全部冷凝聚集在其中，由于外换热器23上下端口通过两个最高位置的∩形管26连接其它部件，使制冷剂不能向其它部件流动，从而避免了停机工况下的冷热交换、换热器结冰等情况的发生。
压缩机、换热器等有很厚的隔音保温材料包裹，停机48小时温度仍在5℃以上，可以保证-25℃以下气温的随时顺畅启动。
在冷暖机组中外换热器23与其它部件之间有一张保温隔音板31，其它部件之间用隔音棉30填满，外换热器23的上端口要在最高位置进行引出，外换热器23的下端口要通过一个∩形管26引出，其∩形管26的圆弧要不低于外换热器23上端口的位置，∩形管26的另一端口通过节流部件27连接气水换热器29下端口。
压缩机22出口连接洗浴换热器32进口，洗浴换热器32出口连接四通换向阀28进口，四通换向阀28一侧端口连接气水换热器29进口，四通换向阀28另一侧出口连接外换热器23上端口，四通换向阀28中间公用端口连接压缩机22回气口。
水泵33出口连接洗浴换热器32进水口，水泵33进口连接热水箱38下端口，水泵33进口再通过一段管路与电动阀18右侧端口、分水器16、气水换热器29上端口共同连接，洗浴换热器32出水口与卫生间地热管21、热水箱38下端口共同连接，在该管路上还可以设置热水龙头36和洗衣机35，气水换热器29下端口连接水泵34上端口，水泵34下端口与分水器17、分水器15共同连接，电动阀18左侧端口与分水器20、电动阀19下端口共同连接，电动阀19上端口连接卫生间地热管21回口，自来水12通过单向阀13连接净水器14进口，净水器14出口连接分水器15右侧端口，热水箱38上部留有空气腔，热水箱38上端口设置热水龙头36和洗浴喷头37。
上述储热/储冷建筑既可以使用每户一台的冷暖机组，又可以整幢楼使用一个较大的机组，我们先以每户一台冷暖机组为例阐述其工作原理：
以家庭为单元的冷暖机组适宜采用涡旋式压缩机、变频控制效果更佳,其四通换向阀28输入端与气水换热器29常通，防止低温切换故障，方便通电除霜，而现有空调则相反。
如果是大机组也可以把外换热器23设置在低于其它部件的部位，防止制冷剂自然交换散热。
1、当冬季采暖时先以图1中一楼为例，电动阀18开启时，工作以地面储热、放热为主，楼板储热为辅，电动阀18关闭时，仅为楼板或墙壁储热放热工作,电动阀18、19开启，水泵34按箭头向上方式循环工作，使分水器17、20，分水器15、16同时循环工作，流量达到每分钟40～60升，耗电60W左右，工作4～5小时以后，水温从21℃左右逐渐提升到25℃，热水箱38上部空腔中的空气被膨胀的水压缩，使系统压力增加不多，地表温度会达到24℃左右，顶棚以及墙壁也会达到22℃，这样室内的空气会被自然的加热到21℃左右，人体感觉特别舒适，由于现代建筑外墙都有8～10cm的保温苯板，并采用三层保温窗散热量很小，加上钢筋混凝土巨大的储热能力，冷暖机组到第二天工作前室内温度基本保持恒定。当水温被加热到23℃以上时，电动阀18关小时，水泵33为卫生间加热，使其高于室温，当电动阀18、19同时关小，水泵33超低速运行，洗浴换热器32中的水被压缩机22排除的过热气体加热到40℃左右，将其储存到热水箱38中供白天洗浴使用，当热量不够时水泵34暂停工作，使冷凝温度升高，增加洗浴换热器32中热水产量。
在天气特别冷的情况下，电动阀18半开启，电动阀19全开，水泵33、34同时工作，使2个换热器同时供暖工作，水流量增大，储热放热同时增大，使室内温度始终达到21℃以上，这时的室外气温即使在-10℃以下，机组的能效比仍可达到4.0以上。
以沈阳地区100平米节能保温住宅为例，采暖季节平均气温-5.2℃。全天需要采暖及生活热水热量65KW。白天平均气温在0℃左右，蒸发温度设置为-3～-5℃，冷凝温度25℃，采暖水温23～24℃,每天平均工作8小时，产热65KW,大部分热量以建筑混凝土升温方式储存起来，能效比约5.5,耗电12KWh，采暖电费6元×30天×5个月=900元，洗浴热水电费0.5元×30天×5个月=75元，合计975元；由于钢筋混凝土的缓慢释放，使全天室内温度始终保持20℃以上。
由于冷凝压力很低，可以不停压缩机除霜，当室外温度与外换热器23温差较大时，说明结霜严重，四通换向阀28通电几分钟后，外换热器23温度升至15℃以上，四通换向阀28断电除霜结束，由于空调洞的保暖作用，耗电并不多。
现有集中供暖费用为:28元×100m2=2800元，电热水器电费：100元×5个月=500元；合计3300元。
本发明的冬季能源费用仅为传统的23%。
燃煤碳热量：65KWh/0.7=92KW（0.7为煤、热水转化效率），年碳排放=92KW×30天×5个月=13928KWh（煤热量）
65KW/0.35/5.5=33.8KW(0.35为煤、电转化效率;5.5为电、热转化效率),33.8KW×30天×5个月=5070KW（煤热量），与前者相比碳排放下降近65%。
由于二楼上下保暖较好，仅靠天棚地面的储热量就可以满足全天供暖需求。
三楼需热量相对较大，墙壁以及地面共同储热，加上阳光充足，供暖费用仍然很低。
2、夏天制冷时先以图1中间楼层为例，通常在午夜12点以后进行，由于气温比白天低10℃左右，空气温度降低后湿度增大，导热性增加，对空调散热、提高能效极为有利，由于大面积吸热，制冷水温在12～15℃就可以满足一般住宅的冷量需求，空调制冷能效比通常能达到6.0以上，此时单位制冷量的电费仅相当于现有空调白天制冷电费的45%。
电动阀18、19关闭，冷暖机组中压缩机22工作、外换热器23工作，水泵33工作，水泵34超低速工作并以箭头向下的方式循环，压缩机22输出的高温气体首先进入洗浴换热器32，通过四通换向阀28进入外换热器23，经风扇24散热后通过节流部件27回到气水换热器29继续蒸发构成制冷循环，水泵33工作，使分水器15、16构成循环，分水器15、16连接各房间楼板的楼板通水管路2，由于楼板1厚度通常在8～15cm左右，内部又有很多导热良好的钢筋，机组工作2～4小时以后，使仰视楼板的表面温度仅为20～22℃左右，因此不会结露，室内开始有凉爽的感觉，控制楼板通水管路2的水温制冷量就可以使室内长期保持在25～26℃，由于发泡隔热板4的隔离作用使地面温度不降低，如果房间再安装一套换新风设备（市场有售）就可以感到格外舒适，由于钢筋混凝土有很大的储冷（热）能力，冷暖机组午夜后工作到早晨6点时停机，就可以满足全天24小时的冷量需求。
由于蒸发温度较高，压缩机22输出的高压蒸汽存在过热（约45～50℃），使洗浴换热器32中的水被缓慢加热到40℃左右，水泵34的超低速工作就可以将其热水输送到热水箱38储存起来，供白天洗浴使用。
图1中三楼墙壁通水管路9埋设在墙壁8中，当墙体较厚时具有很大的储冷（热）能力，由于墙体中埋设了铝板或铁板7等导热材料，同样可以使墙体表面温度降至22～23℃，白天如果感觉室内温度偏高可以打开电动阀18，水泵33工作，让墙体内的低温水与通水地板内的水和通水吊顶板内的水混合循环，使照射在地面的阳光被迅速的吸收，室内始终保持25～26℃的舒适温度。
如果一楼是商业网店，冷负荷需求会更大，夜间制冷时可以先打开电动阀18让地面、墙壁、顶棚楼板共同冷却，当水温达到20～24℃时关闭电动阀18，继续对顶棚楼板进行冷却，当楼板通水管路2温度降至10℃左右时停机，这样储冷量将大大增加，即使人员较多、开门频繁也可以保持室内凉爽舒适。
如果白天或晚上需要更多的洗浴热水，夏天冷暖机组可以制冷的同时制热水工作，水泵33、34同时工作，产生的冷量储存在楼板中，由于机组产热量在8～12KW，100升冷水加热到40℃仅需要10多分钟，非常的方便。
春、秋、冬季采用热泵热水工作，由于卫生间地热管路21单独设立，如果卫生间温度较低时可以开启电动阀18、19，机组工作以后通过水泵33的转动，在制热水的同时给卫生间加热，由于制热功率、放热面积都很大，比电暖器或浴霸的加热效果好的多。
洗衣机是家庭耗能较大的电器，用温水洗衣、投衣物可以更干净，在制热水管路上设置洗衣机接口，当水箱为满箱热水时，洗衣机开始用水箱中的温水洗衣工作，而水箱下部出水管路的高度恰好与洗衣温水用量相当，当洗衣机需要投衣物时，正好变成冷水，如果投衣物也想用温水，机组工作即可。
由于水换热管路与自来水相通，将气水换热器上的水管通过一个微型电磁水阀连接一个喷淋装置，使水雾喷淋到外换热器上，与风扇同步工作，可以使夏天的制冷耗电量进一步大幅度降低。
如果是已建成住宅没有预留空调洞，如图3所示，图中外换热器23装在壳体中的一半，气水换热器29、压缩机22、四通换向阀28、毛细管40等装在室外机壳体中的另一半位置，在冷暖机组中外换热器23与其它部件之间有一层隔音保温棉30，其它部件之间也用隔音棉30填满，外换热器23的上端口要在最高位置进行引出，然后外换热器23的下端口要通过一个∩形管26引出，其∩形管26的圆弧要不低于外换热器23上端口管的位置，∩形管26的另一端口通过毛细管40、单向阀39共同连接气水换热器29下端口。
压缩机22出口连接四通换向阀28进口，四通换向阀28一侧端口连接气水换热器29进口，四通换向阀28另一侧出口连接外换热器23上端口，四通换向阀28中间公用端口连接压缩机22回气口。
气水换热器29进口连接水泵34出口，水泵34进口连接分水器17，气水换热器29出口连接气罐水箱42上端口，气罐水箱42下端口连接分水器20。
水泵34、气罐水箱42安装在室内低于外机的地方，当分水器、天棚、地热管等全部充水后，再用氮气瓶对气罐水箱42进行充气，取下气瓶后，开机工作，冬天制热工作时，水泵34启动后，气罐水箱42中的上部是气体，水在正常循环，当停电时，由于外机的位置高于气罐水箱42及水泵34，气体就会进入外换热器23及室外管路，而水泵34、气水换热器29、分水器等都安装在室内，几天开机一次就不会冻坏，而制冷、制热的节流部件可以采用毛细管40，用水泵34调速来改变换热量，从而使外换热器23始终处于最佳供液流量，冷暖机组的可靠性非常的高。
还可以使用现有成品空调外机，将一个气水换热器安装在室内高于外机的地方，用管路连接。
实施例2
本实施例是为一栋大型复式商业建筑设计的储热放热、储冷制冷的风，水双交换机组及管路系统。
对于一幢多个楼层同时使用的商业建筑，可以将楼板结构由横梁托举改为板插梁式，如图4所示，这样就使得二楼以上的地面形成很多地面凹槽，在这些凹槽中间铺设楼板通水管路2，再用砂子、石墨、水泥夯实找平，根据需冷量的大小决定找平层厚度，在接近地面的位置可以继续铺设地面通水管路5，它不仅使储冷量满足了需求，还增加了楼板隔音，使得楼层的空间感更加美观。
图6、图7为地基桩、地下室外围水盘管的设置，由于地基桩通常很深，地下室面积又很大，将冬天制热产生的冷量储存在地下的钢筋混凝土以及周围土壤中，夏天以冷水的形式抽上来，可以直接进入天棚、墙壁以及地面通水管路进行吸热制冷，吸热管路还可以在地下室墙壁内侧或地面铺设，再用隔热砖、发泡水泥进行隔热处理，最后用水泥砂浆找平。
地下吸热管路的设置不仅限于地下室、地基桩等，在铺设自来水管路、下水管路，燃气管路、电力、通信线路等都可以将多根PE-X水管，U型设置在坑沟内，来保证吸放热量的平衡。
从经济性考虑，地下换热管路的铺设不一定完全满足冬天采暖夏天制冷需求，可以同时采用一套双水换热螺杆机组和一套外风内水换热机组并接安装，如图8所示。
由于本发明冬天、夏天都降低了冷凝温度，夏天又提高了蒸发温度，使压缩机的制热制冷功率大幅度提高，因此两台机组的合计功率与现行技术的一台大机组功率相当，造价相差不多。
当气温在-5～0℃之间，采用风换机组夜间工作，平均COP＞6.0，半价电相当于采暖费用的十分之一，当气温低于-10℃时，采用双水换热机组夜间工作，蒸发温度在1～5℃之间，能效比COP＞7.0,上述两种工作方式采暖水温控制在25℃左右，就可以满足采暖需求，还将大量冷能储存在土壤中，当气温降至白天-10℃，夜间-20℃时可以在夜间半价电时启动双水机组，白天气温升高时启动风换热机组，这样既保证了最大采暖负荷的需要，又有很好的经济性，同时延长了机组寿命。
夏季制冷初始月份打开阀54关闭阀58仅用水泵57工作，将土壤中10℃左右的冷水直接用于制冷；盛夏来临时，关闭阀54开启阀58水泵57工作，双水机组工作，随着冷量的耗尽，当冷凝温度＞30℃或高于夜间气温时，风换机组可以并联工作，或者单独工作直到进入秋季，双水机组又把大量的冷凝制热储存到地下土壤中供冬季采暖使用，冷热循环交替，使碳排放量达到最低。
实施例3：
本实施例是为一栋单户小型独立建筑屋顶带有真空管太阳能热水器、地基、地下室以及地下其它预埋工程都没有多条换热水管连接机组外气水换热器的管路连接系统。 
冷暖机组及主要阀门、通水管路等安装在地下室，既能很好的保温又能进行良好的隔音处理。由于地下预埋管路面积可以满足吸热放热需求，机组中只设2个气水换热器，制冷剂充注量不大冬夏温度变化范围很小，可采用毛细管做节流部件，整个机组可靠性高，寿命长。
太阳能热水器不仅满足生活热水需要，还可以在天气不太冷的情况下将多余的热量给住宅供暖。遇到阴雨天时，机组能以热泵方式高能效将自来水加热后供生活使用，还能将自来水加热到20～30℃，中低温水注入太阳能热水器63中，让阳光叠加升温后再使用。
下面结合附图简述其工作原理。
气水换热器29出口与电动阀60、电动阀59、电动阀61共同连接，电动阀61的另一端连接洗浴喷头36、热水龙头37和太阳能热水器63一侧端口连接，电动阀59另一侧端口连接分水器20，电动阀60另一侧端口连接分水器16，太阳能热水器63另一端口与卫生间地热管21、分水器20的一个端口共同连接，卫生间地热管21另一端串连单向阀39后与分水器17、15，水泵49进口以及自来水进口共同连接，上述部件与压缩机22以及外换热器23装在一个壳体中，换热器在壳体的下部，与其它部件用发泡隔热板31隔热处理，安装以后外换热器23在室外，其它部件在室内密封的墙壁当中，机组内部连接与其它冷暖空调相同。
由于太阳能水箱是开放式结构，系统压力很低，与之相连通的地面通水管路5、楼板通水管路2都可以采用薄壁塑料管，不仅导热性好，还节省成本。
1、采暖时，电动阀59开启，水泵49通过气水换热器29为卫生间在内的所有房间地热管加热，热水龙头36、洗浴喷头37可以随时使用太阳能热水器63中的热水。
2、当太阳能热水器63内没有热水时，电动阀59、60关闭，电磁阀62开启，自来水通过电磁阀62、水泵49、气水换热器29热泵加热进入太阳能热水器63，同时供应热水龙头36、洗浴喷头37使用。
3、当家庭不需要热水，又需要采暖时，电动阀61、59开启，其他电动阀关闭，冷暖机组停机，水泵49工作，将太阳能热水器63中的热水与所有房间地热管中的水混合后进行低温供暖。
4、制冷时，电动阀60开启，59、61关闭，水泵49通过气水换热器29为所有房间的楼板通水管路提供循环冷水。
实施例4：
在每层楼的楼板上仅铺设单层水管，如果以储热制暖为主，管子上部主要铺设导热较好的找平层，如果以储冷制冷为主，在管子的上部铺设一层炉渣与岩棉的混合物，既可以在水温较低时，与地板表面的温度比较适中，又增加了楼板的隔音性能，按图10连接为冷暖机组，管路进口连接分水器15，管路出口连接分水器16，分水器16通过水泵34进水口，水泵34出水口连接气水换热器29进水口，气水换热器29出水口连接分水器15，气水换热器29出口连接四通换向阀28右侧端口，压缩机22回气口连接四通换向阀28中间公用端口，压缩机出口连接四通换向阀28进口，四通换向阀28左侧端口连接外换热器23进口，外换热器23出口通过节流部件27连接气水换热器29进口。用石墨、砂子、水泥将楼板通水管路2夯实找平。
在一些公用学生宿舍、医院、宾馆等每个楼层或2个楼层安装一套冷暖机组，与建筑墙体的防火楼梯和谐设计方便安装，便于维修，非常适用;在我国长江、黄河流域冬天不太冷的地区效果也非常的好。
在海南以及非洲热带地区，可以使用单制冷空调，即省略图中四通换向阀28。
所有附图中a、b、c、d、e、f代表连接接口，对应连接。
综上所述实现本发明的目的。

Claims (10)

1.一种建筑一体储热储冷室温调整装置，包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，节流部件，其特征在于：所述的通水管路包括有楼板通水管路(2)、墙壁通水管路(9)和地面通水管路(5)中的至少两种，地面通水管路(5)进口连接进水分水器(20)、回口连接回水分水器(17)，楼板通水管路(2)和墙壁通水管路(9)进口连接分水器(16)、回口连接分水器(15)，分水器(20)、(17)共同连接水泵(34)进口，水泵(34)出口连接气水换热器(29)进水口，气水换热器(29)出水口连接分水器(16)并通过电动阀(18)连接分水器(20)，气水换热器上端口连接四通换向阀(28)右侧端口，气水换热器下端口连接节流部件(27)，节流部件连接外换热器(23)下端口，四通换向阀(28)进口连接压缩机(22)出口，外换热器(23)上端口连接四通换向阀(28)左侧端口，四通换向阀(28)中间公用端口连接压缩机(22)回气口。
2.根据权利要求1所述的建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：所述的地面通水管路(5)还可以采用通水地板(10)，楼板通水管路(2)也可以采用通水吊顶板(12)。
3.根据权利要求1或2所述建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：所述的楼板通水管路(2)和地面通水管路(5)均设置在楼板上侧，楼板通水管路(2)和地面通水管路(5)之间设置有发泡隔热板(4)。
4.根据权利要求1所述的建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：所述通水管路的管间均设置有用砂子、石墨、水泥夯实找平的找平层(3)。
5.根据权利要求1所述的建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：所述墙壁通水管路(9)两侧墙壁还设置有金属条或板以及导热较好的砖体建筑材料(7)。
6.根据权利要求1所述建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：所述的压缩机(22)出口与四通换向阀(28)进口之间还连接有洗浴换热器(32)，洗浴换热器(32)进水口连接水泵(33)出口，水泵(33)进口连接热水箱(38)下端口，热水箱下部出口连接洗浴换热器(32)出水口，热水箱上端口连接热水龙头(36)和洗浴喷头(37)，在洗浴换热器出口管路上还并接卫生间地热管(21)进口，卫生间地热管(21)出口通过电动阀(19)连接水泵(33)进口。
7.根据权利要求1所述的建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：在建筑的外墙上预留冷暖机组安装洞(25)，该冷暖机组安装洞与室内相通，在冷暖机组安装洞内设置有一个壳体，在壳体内设置有气水换热器(29)、压缩机(22)、四通换向阀(28)、外换热器(23)、节流部件(27)和∩形管(26)，外换热器(23)与壳体内的其它部件之间有一张保温隔音板(31)，壳体内的其它部件之间设置有隔音棉(30)。
8.根据权利要求7所述的建筑一体储热储冷室温调整装置，其特征在于：外换热器(23)的高度应设置低于其它部件的位置或者进出端通过∩形管(26)在最高位置引出。
9.一种建筑一体储热储冷室温调整装置，包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，其特征在于：所述的通水管路包括地面通水管路(5)和楼板通水管路(2)，该地面通水管路(5)和楼板通水管路(2)进口分别连接分水器(16)、出口分别连接分水器(15)，分水器(15)连接水泵(34)进水口，接水泵(34)出水口连接气水换热器(29)进口，气水换热器(29)出口通过气罐水箱(42)连接分水器(16)，气水换热器上端口连接四通换向阀(28)右侧端口，四通换向阀(28)进口连接压缩机(22)出口 ，外换热器(23)上端口连接四通换向阀(28)左侧端口，四通换向阀(28)中间公用端口连接压缩机(22)回气口。
10.一种建筑一体储热储冷室温调整装置，包括有通水管路，分水器，电动阀，气水换热器，水泵，压缩机，四通换向阀，外换热器，节流部件，其特征在于：所述的通水管路为楼板通水管路(2)，该楼板通水管路(2)进口连接分水器(15)、出口连接分水器(16)，分水器(16)通过水泵(34)进水口，水泵(34)出水口连接气水换热器(29)进水口，气水换热器(29)出水口连接分水器(15)，气水换热器(29)出口连接四通换向阀(28)右侧端口，压缩机(22)回气口连接四通换向阀(28)中间公用端口，压缩机出口连接四通换向阀(28)进口，四通换向阀(28)左侧端口连接外换热器(23)进口，外换热器(23)出口通过节流部件(27)连接气水换热器(29)进口。
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