CN103148540A - 一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低能耗高效灵活毛细管空调末端装置，柜体上侧面设有进风口，前侧面下端设有出风口，在所述进风口内侧设有低噪轴流风机，柜体左右两侧壁面的左下侧和右上侧对角线上分别设有三孔梅花接口，与三孔梅花接口对应的柜体内的另一侧面上开有六棱斜切槽口，在柜体内最大可安装六组水平毛细管集管，毛细管集管外包有不锈钢护套，毛细管集管固定在六棱斜切槽口上，处于柜体内上、下位置的回、供水毛细管集管之间通过垂直布置的毛细管支管连接；所述设在柜体上方和下方的三孔梅花接口分别与设在柜体内上方和下方的回、供水毛细管集管连通，毛细管集管的另外一侧接口用水封封堵；在所述柜体底端内侧设有接水盘以及与接水盘连接设有凝结水排放口；结合毛细管换热模块多种组合方式，提升了毛细管空调末端装置冷热输送总量和室内空调负荷的匹配，降低冷热损失。

Description

一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置

技术领域

本发明涉及一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置。 

背景技术

建筑能耗占我国全部能耗的40%-50%，其中空调能耗占建筑能耗的40%以上，空调系统的不断改进和创新，是建筑节能的关键技术环节。近年来，欧美国家兴起的毛细管换热技术正在我国建筑业引起越来越大的关注。它与传统的供热空调技术相比，最大的优点是节能和创造舒适的人工环境。目前我国的毛细管空调末端产品大都注重毛细管平面辐射的开发和应用。但是由于我国主要空调地区（如长江流域）的气候条件具有高温、高湿的气候特征，从目前示范工程来看，毛细管平面辐射末端有其致命的弱点和弊病：本身不具备除湿功能，潮湿季节空调房间出现结露现象；为防止结露，不允许过大的开窗通风量，从而带来室内空气品质严重下降；需要独立的新风处理机组，处理湿负荷；平面网栅要占用很大的顶棚和墙壁面积,很难与装修的家具布置配合；维修困难。 

重力循环式毛细管网空调末端设备是一项全新的毛细管换热空调技术。它不仅继承了毛细管换热技术的优点，而且克服毛细管平面辐射末端存在的以上问题。它不但具有除湿功能、不需要独立的新风处理设备，而且具有较高的节能与舒适效果，运行安全可靠。毛细管重力循环供冷原理是利用循环竖井(或循环柱)内空气密度差所产生的热压自然循环驱动力，冷空气进入室内以后，被室内温度较高的热空气加热，温度逐渐上升，密度逐渐变小，在浮力的作用下热空气由循环竖井上部开口进人重力循环装置。在循环竖井内逐渐变冷下降，再次由下部开口扩散到室内，达到降温的目的。这样在空气与竖井之间形成了一个仅依靠重力的循环，在这个循环作用下，室内空气不断地通过竖井循环流动，从而有效降低了室温。此外，毛细管网箱体的“烟囱效应”，有利于增大送风量，提高对流换热性能。“烟囱效应”这一现象可以简单描述为当烟囱一端空气被加热、膨胀而密度减小，从烟囱另外一端排出，这时烟囱内原有的热空气已经运动到烟囱外，需要新的空气来填补，在烟囱一端形成负压将另一端的空气吸入，使烟囱两端的空气有组织的进入循环，有效促进空气流动。 

空调工况下，实验人员在相同条件测试空间进行了毛细管重力循环供冷方式(CGCC)和分体式空调器(PAC)的性能比较实验，测试结果表明：在发生最大冷负荷的室外温度区间，未启动除湿系统的情况下，重力循环供冷方式稳定维持室内设计温度，并且测试期间没有发生结露现象，供冷能力能够满足夏季最大冷负荷的需求。重力循环供冷方式因送风口设在下部，供冷过程中对地面结构具有一定的蓄冷作用，重力循环供冷装置测试空间的地面温度和循环竖井壁面温度接近辐射供冷方式的温度，可以提高设计温度，减少能耗。 

采暖工况下，由于重力柜自身的设计特点和热压自然对流特征，使热空气的出口在保温柜体的上部，与空调工况下的空气循环刚好相反：空调工况下的气流是自上而下流动，采暖工况下的气流是自下而上流动；该热气流循环特征带来的直接影响是降低人体的热舒适度。 

地暖是目前公认的最舒适的采暖方式。采用的是低温地板采暖的方式供暖，“温足而凉顶”，脚下温暖舒适，适合人体温感需求；温度均衡，散热均匀，无风吹拂感，不易产生浮尘，无噪声，卫生环保；室内温度梯度接近理想温度梯度，最适合老人、小孩、女性，人体受热从脚心开始，增进血液循环，舒适程度最高。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置。 

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置，包括柜体，柜体上侧面设有进风口，前侧面下端设有出风口，在所述进风口内侧设有低噪轴流风机，柜体左右两侧壁面上的左下侧和右上侧对角线上上分别设有三孔梅花接口，与三孔梅花接口对应的柜体内的另一侧面上开有六棱斜切槽口，在柜体内最大可安装六组水平毛细管集管，毛细管集管外包有不锈钢护套，毛细管集管固定在六棱斜切槽口上，处于柜体内上、下位置的回、供水毛细管集管之间通过垂直布置的毛细管支管连接；设在柜体上方的三孔梅花接口与设在柜体内上方的毛细管集管连通回水，设在柜体下方的三孔梅花接口与设在柜体内下方的毛细管集管连通供水，毛细管集管的另外一侧接口用水封封堵；在所述柜体底端内侧设有接水盘以及与接水盘连接设有 凝结水排放口。 

本发明柜体结构可根据室内装修龙骨尺寸进行模块化预制，实现对主龙骨零损伤的整体暗装施工，通过柜体模块和毛细管换热模块多种组合方式，实现多种空调负荷下的冷、热双工况运行，提升了毛细管空调末端装置冷热输送总量和室内空调负荷的匹配，低噪轴流风机有效地提高了室内人体热舒适度，便于安装施工和拆卸维护；六棱斜切槽口和三孔梅花接口可实现装置灵活组合，便于水管的连接和毛细管的固定；空气热压和低噪轴流风机相结合，实现冷热双工况运行并有效地提高室内人体热舒适度；多种毛细管换热模块组合方式，提升了毛细管空调末端装置冷热输送总量，优化了室内空调负荷的匹配；箱体内部毛细管与空气采用逆流换热的方式，有利于提高毛细管的换热性能，通过“烟囱效应”极大改善普通毛细管重力循环柜在制热工况下气流组织和热风输送问题，降低换热过程的冷热损失，达到良好的采暖效果；彩钢酚醛铝箔复合板保温柜体结合底部的倾斜接水盘和凝结水排放口，可实现制冷工况下自动冷凝水收集和排放，有效降低空调凝结水对墙体结构的破坏；不锈钢护套对毛细管集管起保护作用，避免因长期悬挂受重力或其他外力造成的破坏性损伤，增加毛细管的使用寿命。 

本发明的工作原理：本发明适用于冷热舒适度要求较高的民用、商业和公共建筑。本发明低能耗高效灵活毛细管空调末端装置运行原理： 

（1）制冷周期，利用自然热压循环，冷空气从装置底部的出风口送冷风，上部进风口热空气作为补充，形成一个零能耗的送风模式，无需人工操作，即可实现高效制冷效果，且毛细管网的辐射换热系数比普通风机盘管的对流换热系数高，“下送侧回”的气流组织形式，使得室内的空调舒适度更高。 

（2）采暖周期，通过启动进风口低噪轴流风机，控制出风风量在人体舒适的范围，克服了自然热压循环“上送侧回”所带来的人体热舒适度降低，提升采暖运行期间的人体舒适度。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点： 

1、本发明保温柜体尺寸和结构可模块化预制，棱斜切槽口和三孔梅花接口可实现装置灵活组合，实现对主龙骨零损伤的整体暗装施工；结合毛细管换热 模块多种组合方式，提升了毛细管空调末端装置冷热输送总量和室内空调负荷的匹配，降低冷热损失；低噪轴流风机，实现多种空调负荷下的冷、热双工况运行，有效地提高了室内人体热舒适度。 

2、箱体内部毛细管与空气采用逆流换热的方式，有利于提高毛细管的换热性能；低噪轴流风机和进出风口的配合，通过“烟囱效应”极大改善普通毛细管重力循环柜在制热工况下气流组织和热风输送问题，降低换热过程的冷热损失，达到良好的采暖效果。 

3、彩钢酚醛铝箔复合板保温柜体结合底部的倾斜接水盘和凝结水排放口，可实现制冷工况下自动冷凝水收集和排放，有效降低空调凝结水对墙体结构的破坏；不锈钢护套对毛细管集管起保护作用，增加毛细管的使用寿命。 

附图说明

图1为本发明柜体主视图； 

图2为图1的右侧45°视图； 

图3为图1的左侧45°视图； 

图4为图1的A-A视图； 

图5为图1的B-B视图； 

附图标记说明：1.柜体，2.六棱斜切槽口，3.三孔梅花接口，4.进风口，5.出风口，6.接水盘，7.凝结水排放口，8.毛细管集管，9.不锈钢护套，10.毛细管支管，11.低噪轴流风机。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。 

实施例： 

请参阅图1到图5所示，一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置，包括柜体1，柜体1上侧面设有进风口4，前侧面下端设出风口5，进风口4、出风口5用于组织室内气流以“上进下回”的模式循环流动，在进风口4内侧设有低噪轴流风机11，低噪轴流风机11用于采暖工况下提供“下送上回”气流组织所需的流动压力，柜体1左右两侧壁面上的左下侧和右上侧对角线上分别设有三孔梅花接口3，与三孔梅花接口3对应的柜体1内的另一侧面上开有六棱斜切 槽口2，在柜体1内最大可安装六组水平毛细管集管8，毛细管集管8外包有不锈钢护套9，不锈钢护套9避免因长期悬挂受重力或其他外力对毛细管集管8造成的破坏性损伤，毛细管集管8固定在六棱斜切槽口2上，处于柜体1内上、下位置的回、供水毛细管集管8之间通过垂直布置的毛细管支管10连接，毛细管集管8和毛细管支管10主要用于空调系统制冷及采暖工质的分配和收集，六棱斜切槽口2、三孔梅花接口3用于毛细管集管8的固定和进出主管的连接；设在柜体1上方的三孔梅花接口3与设在柜体1内上方的毛细管集管8连通回水，设在柜体1下方的三孔梅花接口3与设在柜体1内下方的毛细管集管8连通供水，毛细管集管（8）的另外一侧接口用水封封堵；在柜体1底端内侧设有接水盘6以及与接水盘6连接设有凝结水排放口7，接水盘6、凝结水排放口7用于制冷工况下冷凝水的自动收集和集中排放。 

该设备的保温柜体大小可依据室内墙体内装龙骨的空间尺寸进行预制订做，便于安装和日常维护以及有良好的隐蔽性和普遍性；多种柜体模块和毛细管换热模块组合方式提升了毛细管空调末端装置冷热输送总量，优化了室内空调负荷的匹配；结合柜体顶部进风口低噪轴流风机静压送风，提高了采暖周期下人体热舒适度，降低了传统轴流盘管风机的全年运行能耗，既达到采暖周期全天候运行也兼有空调季节自然热压制冷循环的零能耗优点。 

空调采暖双工况下具体实施方法如下： 

（1）制冷工况 

毛细管集管8被固定在六棱斜切槽口2上并受到不锈钢护套9的保护，空调系统冷冻工质通过三孔梅花接口3分配至柜体下方的毛细管集管8，再从柜体上方的毛细管集管8收集并回送，其流动方向是“自下而上”；柜体1内空气被毛细管支管10冷却后密度增大，自上而下“下沉”，从而在保温柜体顶部形成一个负压区；室内气流在自然热压的作用下，从进风口4流入柜体1与毛细管支管10进行热交换并被冷却,然后从出风口5流出，把冷量输送至室内，其流动方向是“自上而下”；如此循环，形成一个毛细管支管10管内冷媒介与柜体1空腔内气流的逆向流动，在辐射换热和对流换热的作用下强化换热效率，实现制冷功能；气流的冷积累过程和低流速状态有利于提高人体舒适度；同时，柜体1内壁上和毛细管支管10外壁面上吸附的冷凝水，被接水盘6和凝结水排放口7自动收集和集中排放。 

（2）采暖工况 

毛细管集管8被固定在六棱斜切槽口2上并受到不锈钢护套9的保护，空调系统采暖工质通过三孔梅花接口3分配至柜体下方的毛细管集管8，再从柜体上方的毛细管集管8收集并回送，其流动方向是“自下而上”；室内气流在低噪轴流风机11形成的机械压头作用下，从进风口4流入柜体1与毛细管支管10进行热交换并被加热,然后从出风口5流出，把热量输送至室内，其流动方向是“自上而下”；如此循环，形成一个毛细管支管10管内热媒介与柜体1空腔内气流的逆向流动，在辐射换热和对流换热的作用下实现采暖功能；下送风上回风的气流组织形式，提升了采暖过程的人体热舒适性 

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。 

Claims (1)

1.一种低能耗高效灵活毛细管空调末端装置，包括柜体（1），柜体（1）上侧面设有进风口（4），前侧面下端设有出风口（5），其特征在于：在所述进风口（4）内侧设有低噪轴流风机（11），柜体（1）左右两侧壁面上的左下侧和右上侧对角线上分别设有三孔梅花接口（3），与三孔梅花接口（3）对应的柜体（1）内的另一侧面上开有六棱斜切槽口（2），在柜体（1）内最大可安装六组水平毛细管集管（8），毛细管集管（8）外包有不锈钢护套（9），毛细管集管（8）固定在六棱斜切槽口（2）上，处于柜体（1）内上、下位置的回、供水毛细管集管（8）之间通过垂直布置的毛细管支管（10）连接；设在柜体（1）上方的三孔梅花接口（3）与设在柜体（1）内上方的毛细管集管（8）连通回水，设在柜体（1）下方的三孔梅花接口（3）与设在柜体（1）内下方的毛细管集管（8）连通供水，毛细管集管（8）的另外一侧接口用水封封堵；在所述柜体（1）底端内侧设有接水盘（6）以及与接水盘（6）连接设有凝结水排放口（7）。

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