CN102865639A

CN102865639A - 单元式可移动相变调温装置

Info

Publication number: CN102865639A
Application number: CN2012103819504A
Authority: CN
Inventors: 王军; 全柏铭; 龙恩深; 秦文
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种单元式可移动相变调温装置，包括保温箱体、进风口、排风口、支架、相变材料、空气风道、循环风机。通过低功率循环风机将需要进行温度调控房间的空气从进风口抽入布置有相变材料的保温箱体中，通过相变对空气进行调温，被处理的空气再经保温箱体排风口送入调控房间，达到对房间空气温度调控的目的。箱体处理空气的风量和换热量分别由风机风量和换热温差与相变材料铺设面积、厚度确定，使二者保持一定便构成空气处理单元；房间所需空气处理单元的台数可由其需要处理的空气量确定。此外，空气处理单元的可移动性使其在室内空气温度条件不能使调温能力恢复时，通过移至符合要求的空气环境中（如室外），通过逆向换热达到恢复调温能力的目的。

Description

单元式可移动相变调温装置

技术领域

本发明涉及一种利用相变吸放热原理对室内空气进行循环处理以达到调控室内空气温度为目的的单元式且可移动的相变调温装置。

背景技术

随着社会经济的发展，建筑能耗在社会总能耗中所占比重越来越大，目前我国建筑能耗占社会总能耗的比例大约有28%，而随着建筑面积的继续增加，建筑能耗在社会总能耗中的比重将保持继续增长的趋势。同时随着气温逐年升高, 空调耗电能量日趋上升。1997年以来，中国每年发电量按5%~8%的速度增长。由于空调耗电量大 ( 2001年全国新增房间空调器起装机容量1600万kW)且使用集中, 有些城市的空调负荷甚至占到峰值负荷的 50 %以上。许多城市如上海、北京、济南、武汉、广州等普遍存在夏季缺电现象，因此寻找低能耗空气温度调节装置对于降低建筑能耗尤为重要。

在各类能源中，可再生能源虽然以其能源再生受到各方的青睐，但由于大部分可再生能源的应用技术还不成熟，而且初投资较大；因此，虽节能但不经济。相变材料是一种能够吸收或释放潜热的热功能材料，当环境温度高于相变温度时，相变材料发生相变吸收热量；当环境温度降至相变温度以下，相变材料发生相变释放热量，从而达到调控温度和储存能量的作用。

另一方面，现有的很多研究是制造相变建材，即配合墙体一起使用。但在循环利用过程中相变建材出现以下缺陷：（1）吸放热能力衰减大，即相变建材厚度大，表面吸收或释放潜热后，内部吸收或释放潜热的能力不能得到高效发挥；（2）易出现相变后不能及时恢复的问题，由于受室内空气温度变化和墙体不可移动的制约，若室内空气温度长时间不能变化到相变温度，将引起相变后不能及时恢复；（3）相变建材的使用寿命比建筑物的使用周期短；（4）施工困难。

因此，利用相变进行室内空气温度调控必须具备高效的吸放热能力、相变后及时恢复、使用寿命长、便于安装使用和维护等特点。

发明内容

针对建筑节能对空气温度调控的低能耗要求以及相变调温应具备的特点要求，本发明的目的是提供一种能满足居住建筑和办公建筑等民用建筑以及帐篷、活动板房等超薄围护结构建筑需求的单元式且可移动的相变调温装置。

本发明的基本思路是：通过低功率循环风机将需要进行温度调控房间的空气从进风口抽入布置有相变材料的保温箱体中，所抽入的空气在流经保温箱体内的风道时，空气与风道表面的相变材料进行对流换热，相变材料吸热（或放热）后发生相变，而空气失热（或得热）后发生温度降低（或升高），然后被处理的空气再经保温箱体排风口送入调控房间，达到对房间空气温度调控的目的。箱体处理空气的风量和换热量分别由风机风量和换热温差与相变材料铺设面积、厚度确定，使二者保持一定便构成空气处理单元；若调控房间需要处理的空气量和换热量较大，可以布置多台空气处理单元，具体所需台数由单位时间所需处理的总空气量和换热量以及单台空气处理单元的风量和换热量来计算确定。此外，空气处理单元可以移动，当箱体内的相变材料发生完吸热（或放热）之后，若室内空气温度条件不能使相变材料吸放热能力恢复，可将空气处理单元移至符合要求的空气环境中（如室外），通过逆向换热达到恢复相变材料吸放热能力的目的。

本发明采用的技术方案是：单元式可移动相变调温装置，内部安装有偶数层支架，支架固定在保温箱体内表面上且其所形成的面积要小于保温箱体断面积，从而为空气流动形成层间风道；同时，在支架上铺设片状或块状相变材料，每层支架所铺设的相变材料与空气的接触面积大，并且铺设了相变材料的每层支架的气密性好，不会形成串风，即相邻两层支架形成了空气风道；其次，支架可分别采用水平布置和垂直布置两种形式，相应的单元式可移动相变调温装置可分为水平式和垂直式；此外，空气流动的阻力由低功率循环风机提供的压头来克服，循环风机安排在保温箱体排风口处。

本发明的优点是：该单元式可移动相变调温装置耗能低、换热效率高，充分发挥了相变材料的吸放热能力，并且相变材料相变后易于及时恢复；同时，无污染、噪音低、安装灵活、易于维护、占地面积较小、使用寿命长；此外，既可以适用于居住建筑和办公建筑等民用建筑，也可适用于帐篷、活动板房等超薄围护结构建筑。

该单元式可移动相变调温装置可规模化生产，生产工艺简单；达到最大使用寿命后可回收利用。高效、节能、经济、环保等特点使该单元式可移动相变调温装置在发展建筑节能与绿色建筑产业过程中具有显著的实用性和推广性。

附图说明

本说明包括如下四幅附图：图1是水平式单元式可移动相变调温装置的轴侧图。图2是水平式单元式可移动相变调温装置的俯视图，A和B为视图剖断符号。图3是沿图1中A-A线的剖视图。图4是沿图1中B-B线的剖视图。图5是垂直式单元式可移动相变调温装置的轴侧图。图6是垂直式单元式可移动相变调温装置的俯视图，A和B为视图剖断符号。图7是沿图5中A-A线的剖视图。图8是沿图5中B-B线的剖视图。图中：1、保温箱体，2、进风口，3、排风口，4、支架，5、相变材料，6、空气风道，7、循环风机。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步的描述：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，单元式可移动相变调温装置，其特征在于该装置包括：保温箱体1上有进风口2，在循环风机7的驱动下，需要进行温度调控房间内的空气由进风口2进入保温箱体1，并沿着空气风道6与固定在支架4上的相变材料5进行对流换热，最后经排风口3再排入室内。

Claims

1.单元式可移动相变调温装置，其特征在于该装置包括：保温箱体1上有进风口2，在循环风机7的驱动下，需要进行温度调控房间内的空气由进风口2进入保温箱体1，并沿着空气风道6与固定在支架4上的相变材料5进行对流换热，最后经排风口3再排入室内。

2.根据权利要求1所述的单元式可移动相变调温装置，其特征在于支架4可采用水平布置形式，也可采用垂直布置形式。

3.根据权利要求1所述的单元式可移动相变调温装置，其特征在于相变材料5可以片状或块状铺设于支架4上。