CN103759353A - 一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，该空调系统包括冷却水箱系统和气流循环系统；冷却水箱系统包括冷却水箱、设置在冷却水箱底部的水箱支架、设置在冷却水箱内部的相变存储器、用于支撑相变存储器的相变存储器用支架、设置在冷却水箱内部的微型风扇；在所述的冷却水箱上设置有进水口，该进水口连有电子进水阀和进水管，在冷却水箱底部的一侧设置有排水孔。与现有空调相比较能减少制造成本百分之六十五以上，具有耗电量小和无污染等优点。

Description

一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统（室内制冷系统）尤其涉及一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的物质文化生活水平得到了显著提高。空调作为一种改善人们生活条件的家用设备，无论在城市还是农村都得到了广泛的应用。然而空调的生产、安装和实用过程会带来一系列问题。比如：空调在生产和安装过程中需要消耗大量的人力和物力，老旧房屋在露室外安装空调外机会影响整栋建筑的美感。外机在使用过程中会向环境转移大量的热量。因此为了克服现有常规空调的弊端，迫切需要发明一种符合节能、减排、环保要求的新型家用制冷设备。

综合所述：现有家用制冷设备和现有普通空调存在生产成本高，使用时耗电量大环境污染的缺点。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，具备成本制冷效果好、造价低、耗电量小和无污染等优点。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，该空调系统包括冷却水箱系统和气流循环系统；

冷却水箱系统包括冷却水箱、设置在冷却水箱底部的水箱支架、设置在冷却水箱内部的相变存储器、用于支撑相变存储器的相变存储器用支架、设置在冷却水箱内部的微型风扇；在所述的冷却水箱上设置有进水口，该进水口连有电子进水阀和进水管，在冷却水箱底部的一侧设置有排水孔；

气流循环系统包括室内进气扇、进气扇管道、换气扇、换气扇管道、连接进气扇管道和换气扇管道的导风管用智能三通、与导风管用智能三通连接且位于冷却水箱内部的导风管，气流循环系统还包括位于冷却水箱内部且依次连接导通的第一气流缓冲气囊、蜂窝式三轮气流缓冲器、曲形过度管、第二气流缓冲气囊、第二蜂窝式三轮气流缓冲器、排气管、排气扇管道、排气扇，其中，第一气流缓冲气囊与导风管连接；

所述进气扇管道通过进气扇从室内抽取空气，通入冷却水箱内的导风管进入第一气流缓冲气囊，经过曲形过度管，再通入第二气流缓冲气囊，经过二次缓冲后的气流已得到充分冷却，再经排气管通入排气扇管道将冷却气流输送到室内；

所述在冷却水箱的外侧一段设置有导风管用智能三通；所述导风管用智能三通的正路端端口连有进气扇管道直通进气扇；所述导风管用智能三通的旁路端端口连有换气扇管道，换气扇管道的另一端与换气扇的引风口连接。

优选的，所述冷却水箱上侧内壁上安装有水位控制仪；所述进水管连有自动给水电子阀；所述水位控制仪的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接。

优选的，在冷却水箱的外侧上端装有温度传感器，连有温控开关和蜂鸣器，当水箱内的温度达到设定读数时，温度传感器将信号传递到温控开关，温控开关进气扇和排气扇关闭，同时信号传递到蜂鸣器，蜂鸣器发出音乐，提醒更换相变存储器，当水箱内的温度在设定读数范围内，温控开关自动打开进气扇和排气扇，所述温度传感器的信号输出端与温控开关及蜂鸣器的信号输入端连接。

优选的，所述冷却水箱的冷却水中的相变存储器是用不锈钢薄板制作，相变储存器内装有凝结的冰晶块；所述相变储存器通过支架完全浸泡在冷却水中，使它与冷却水之间得到充分的交换。

优选的，第一气流缓冲气囊和第二气流缓冲气囊内分别装有第一蜂窝式三轮气流缓冲器和第二蜂窝式三轮气流缓冲器，且第一蜂窝式三轮气流缓冲器和第二窝式三轮气流缓冲器分别横向平行置于第一气流缓冲气囊和第二气流缓冲气囊中。

优选的，所述蜂窝式三轮缓冲器的三轮轮片上均匀分布前后相导通的气孔。

优选的，所述冷却水箱的内桶体材料均为不锈钢板制作，所述内桶体外层覆盖有保温片和高效保温材料。

优选的，所述进气扇管道端口安装有滤网；述排气扇管道端口安装有导风板。

优选的，所述冷却水箱的外侧上端设置有智能开关，且智能开关连有定时器；所述定时器的信号输出端与智能三通的信号输入端连接；所述智能开关用于根据室内的温度调整进气扇和排气扇的转速。

有益效果：

1、本发明通过相变储存器耦合气流循环装置，形成相变冷却水箱，在系统运行过程中，利用蓄冷材料的相变释放冷量以及微型风扇的配合维持冷却水箱的低温，从而保证了气流循环制冷的要求，相变冷却系统是家用制冷的好帮手，同时也适用于宾馆的客房，其优点是造价低，也无需消耗额外的能源，使用方便，经济环保。

2、本发明通过气流循环，完成对空气的两次充分冷却，制冷效果好，通过控制开关可以实现整个制冷过程和日常维护的智能化，与现有空调相比较，现有空调是用化学液体，结合压缩机形成制冷，本发明是不需要任何化学原料，更不需要用压缩机，只需通过相变释放冷量和微型风扇的配合完成制冷，对环境不造成任何污染，属于环保系列空调。

3、与现有空调相比，现有空调一般是两台机组配合工作，从而达到制冷，使用时耗电量大，存在能源与环保问题。本发明在设计过程中只需要一个柜体，其进气扇管道功率35w，排气扇管道功率45w，微型风扇功率25w，换气扇进气、排气合计65w，总用电量是170Ｗ，可以节约用电百分之五十以上，耗电量低，属于节能系列空调。

4、与现有空调相变，现有普通空调的生产要消耗大量的贵金属材料，而金属材料的价格高，使得空调的生产成本增高，本发明的一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统生产总成本不超过500圆，能节约生产成本费用百分之六十五以上，生产成本低，属于节约型空调。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的水箱内部结构图；

图3为本发明的水箱侧视图；

图4A为本发明的第一气流缓冲气囊；

图4B为本发明的第二气流缓冲气囊；

图4C为本发明的第一气流缓冲气囊和第一气流缓冲器的组合图（左视图）；

图4D为本发明的第二气流缓冲气囊和第二气流缓冲器的组合图（左视图）；

图5为本发明的系统主要装置分布图；

图6为本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-3，本发明提供的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，该空调系统包括冷却水箱系统和气流循环系统。

冷却水箱系统包括冷却水箱2、设置在冷却水箱2底部的水箱支架14、设置在冷却水箱2内部的相变存储器11、用于支撑相变存储器11的相变存储器用支架25、设置在冷却水箱2内部的微型风扇16；在所述的冷却水箱2上设置有进水口，该进水口连有电子进水阀6和进水管10，在冷却水箱2底部的一侧设置有排水孔4。

气流循环系统包括室内进气扇19、进气扇管道17、换气扇26、换气扇管道27、连接进气扇管道17和换气扇管道27的导风管用智能三通24、与导风管用智能三通24连接且位于冷却水箱2内部的导风管13，气流循环系统还包括位于冷却水箱2内部且依次连接导通的第一气流缓冲气囊18、第一蜂窝式三轮气流缓冲器231、曲形过度管15、第二气流缓冲气囊28、第二蜂窝式三轮气流缓冲器232、排气管7、排气扇管道21、排气扇20，其中，第一气流缓冲气囊18与导风管13连接。

所述进气扇管道17通过进气扇19从室内抽取空气，通入冷却水箱2内的导风管13进入第一气流缓冲气囊18，经过曲形过度管15，再通入第二气流缓冲气囊28，经过二次缓冲后的气流已得到充分冷却，再经排气管7通入排气扇管道21将冷却气流输送到室内。

所述在冷却水箱2的外侧一段设置有导风管用智能三通24；所述导风管用智能三通24的正路端口连有进气扇管道17直通进气扇19；所述导风管用智能三通24的旁路端端口连有换气扇管道27，换气扇管道27的另一端与换气扇26的引风口连接。

所述冷却水箱2上侧内壁上安装有水位控制仪29；所述进水管10连有自动给水电子阀6；所述水位控制仪29的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接。

在冷却水箱2的外侧上端装有温度传感器3，连有温控开关9和蜂鸣器5，当水箱内的温度达到设定读数时，温度传感器3将信号传递到温控开关9，温控开关9将进气扇19和排气扇20关闭，同时信号传递到蜂鸣器5，蜂鸣器5发出音乐，提醒更换相变存储器11，当水箱内的温度在设定读数范围内，温控开关9自动打开进气扇19和排气扇20，所述温度传感器3的信号输出端与温控开关9及蜂鸣器5的信号输入端连接。

所述冷却水箱2的冷却水中的相变存储器11是用不锈钢薄板制作，相变储存器11内装有凝结的冰晶块；所述相变储存器11通过支架25完全浸泡在冷却水中，使它与冷却水之间得到充分的交换。

第一气流缓冲气囊18和第二气流缓冲气囊28内分别装有第一蜂窝式三轮气流缓冲器231和第二窝式三轮气流缓冲器232，且第一蜂窝式三轮气流缓冲器231和第二窝式三轮气流缓冲器232分别横向平行置于第一气流缓冲气囊18和第二气流缓冲气囊28中。

所述第一蜂窝式三轮缓冲器231和第二蜂窝式三轮缓冲器232的三轮叶轮片002上均匀分布前后相导通的气孔。

所述冷却水箱2的内桶体材料均为不锈钢板制作，所述内桶体外层覆盖有保温片和高效保温材料。

所述进气扇管道17端口安装有滤网；所述排气扇管道21端口安装有导风板。

所述冷却水箱2的外侧上端设置有智能开关1，且智能开关连有定时器8；所述定时器8的信号输出端与智能三通24的信号输入端连接；所述智能开关1用于根据室内的温度调整进气扇19和排气扇20的转速。

所述进气扇管道17通过进气扇19从室内（房间或客厅）抽取空气通入冷却水箱2内的导风管13进入第一气流缓冲气囊18，经过曲形过度管15，再通入第二气流缓冲气囊,28，经过两次缓冲后的气流已得到充分冷却，再经排气管7通入排气扇管道21，将冷却气流输送到室内（房间或客厅）。

所述系统在冷却水箱2的外侧上端设置有智能开关1连有定时器8。所述定时器8的信号输出端与智能三通24的信号输入端连接。所述系统在正常工况下，智能三通24的正路端端口是长开着的，智能三通24的旁路端端口是闭合的。所述在正常工况下定时器8按设定值每两个小时传递信号给智能三通24，进气扇19和智能三通24的正路端端口自动关闭，旁路端的端口和换气扇26自动打开，实现智能化切换，系统进入换气程序。所述智能三通24的正路端端口的信号输出端与进气扇19的信号输入端连接。所述智能三通24的旁路端端口的信号输出端与换气扇26的信号输入端连接。按智能三通24设定的读数换气扇26运行十分钟自动关闭，同时智能三通24的旁路端端口关闭，智能三通24的正路端端口打开，同时打开进气扇19，继续恢复循环制冷，这样系统完成了一次制冷和换气的循环周期。所述选择使用相变冷却水箱2完成室内换气，主要是防止在室内换气过程中将室外的热气流带入房间或客厅中，从而使室内温度升高，影响制冷效果。

所述冷却水箱2的顶部内壁设有微型风扇16，主要是配合相变储存器11控制和延缓冷却水温上升。所述冷却水箱2的高650mm，宽450mm，厚300mm。所述冷却水箱2的水位高350mm。所述相变储存器11（是用不锈钢薄板制作）规格为：高150mm，直径100mm，相变储存器11内装有凝结成的冰晶块，所述相变储存器11专用支架25是用不锈钢制作，高150mm。所述相变储存器11放在支架上，使相变储存器11完全浸置于冷却水中。所述相变制冷系统在正常使用时需配备4只相变储存器11，存放在家中冰箱的冷冻柜里，冷却水箱2一次用两只，每二十四小时更换一次，夏天极端高温天气二十小时更换相变储存器11，为了有效控制冷却水箱2的水温，在冷却水箱2的顶部内壁设有辅助制冷装置微型风扇16。

所述冷却水箱2上侧内壁上安装有水位控制仪29。所述进水管10连有自动给水电子阀6。所述水位控制仪29的信号输出端与自动给水电子阀6的信号输入端连接。

所述在冷却水箱2的上侧导风管13的出口处装有导风管用智能三通24。所述导风管13用智能三通24的正路端连有进气扇管道17直通室内进气扇19。所述导风管13用智能三通24的旁路端连有换气扇管道27，换气扇管道27的另一端与换气扇26的引风口（进风口）连接。

所述在冷却水箱2的外侧上端装有温度传感器3连有温控开关9和蜂鸣器5，当水箱内的温度达到设定读数时，温度传感器3将信号传递到温控开关9，温控开关9将进气扇19和排气扇20关闭，同时将信号传递到蜂鸣器5，蜂鸣器5发出音乐，提醒你更换相变储存器11，当水箱内的温度在设定读数范围内，温控开关9自动打开进气扇19和排气扇20。系统在正常工况下，更换相变储存器11后会通过智能开关1强行启动。这样就避免气流在无制冷的工况下循环，从而节约能源。所述温度传感器3的信号输出端与温控开关9及蜂鸣器5的信号输入端连接。

所述冷却水箱2的冷却水中的相变储存器11是用不锈钢薄板制作，相变储存器内装有凝结的冰晶块。所述相变储存器11通过支架25完全浸泡在冷却水中，使它与冷却水之间得到充分的交换和冷却水的自然循环。

所述冷却水箱2内的气流循环管道的中端设有第一气流缓冲气囊18和第二气流缓冲气囊28，，气囊内分别装有第一蜂窝式三轮缓冲器231和第二蜂窝式三轮缓冲器232，且横向平行置于缓冲气囊中。所述第一蜂窝式三轮缓冲器231和第二蜂窝式三轮缓冲器232内设有三个轮片002，所述轮片002上均匀分布前后相导通的气孔。所述轮片002连有三根小轴，且沿轮片002的直径穿透，每组小轴的两端分别装在缓冲器内壁相对应的小轴弹簧座脚上，当进入空气时，轮片002自主旋转，从而让空气在气流缓冲器内暂时缓慢运动，使得内部的空气形成曲线流向，延长流程，从而达到充分冷却的效果。

所述冷却水箱2的内桶体材料均为不锈钢制作，可以防止水箱和配件长期与冷却水接触而生锈。所述内桶体外层覆盖有保温片和高效保温材料，防止与外界有冷热交换。所述外露管道或入墙管道选择材料为PVC管，管体外层覆有高效保温材料。

所述进气扇管道17端口安装有滤网，可以防止物体被吸进去，确保了系统工作的安全性。所述排气扇管道21端口安装有导风板，使用时可以调整冷却空气的制冷方向。系统在工作时，首先通过智能开关1打开自动给水电子阀6，通过给水管往冷却水箱2内供水，当供水量达到水位控制仪29的设定值时，水位控制仪29发出数据信号到自动给水电子阀6，使得自动给水电子阀6关闭，停止供水。接着通过智能开关1使得进气扇管道17的风扇旋转抽气工作，排气扇管道21的风扇旋转排气工作。所述进气扇管道17，通过进气扇19从外界（房间或客厅）抽取空气，通入冷却水箱2内的导风管13，进入第一气流缓冲气囊18，经过曲形过度管15，再通入第二气流缓冲气囊28，经过两次缓冲后的气流已得到充分冷却，再经排气管7通入排气扇管道21将冷却气流输送到室内（房间或客厅）。所述换气扇26及换气扇管道27，在使用过程中是用来更换室内空气，必要时可以单独配合大型会议室、接待室的大功率空调使用，充当空调伴侣。所述进气扇19以及进气扇管道17，排气扇20及排气扇管道21在正常工况下，主要是完成室内气流的循环制冷。所述系统通过相变储存器11耦合气流循环装置，形成相变冷却水箱，在系统运行过程中利用蓄冷相变储存器11的相变释放冷量，以及微型风扇16的配合维持冷却水箱2的低温，从而保证了气流循环制冷的要求，相变冷却系统是家用制冷的好帮手，同时也适用于宾馆的客房，其优点是造价低，也无需消耗额外的能源，使用方便，经济环保。

如果一个房间平方面积为20平方，房间的高度为3米，那么这个房间的体积为60立方米，华东地区的夏天室内温度大约有两个月的时间持续在高温，温度为29—32度。现发明的一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其中冷却水箱的高650mm，宽450mm，厚300mm。所述冷却水箱的水位高350mm。所述相变储存器（是用不锈钢薄板制作）规格高150mm，直径100mm。所述冷却水箱系挂壁式，夏季冷却水箱的水温为17—19度，而相变储存器的蓄冷冰晶块大约在-10度左右，系统正常工作后排气扇管道每分钟的排气量是1立方米左右，进气扇管道的风量也是1立方米左右，那么在十分钟左右就可以让温度降至25度，十五分钟就可以让温度降至22度。由于通过对热气流的冷却，冷却水会被不断的蒸发，一段时间需要通过水位控制仪和电子进水阀添加冷却水。系统运行二十四小时更换相变储存器。

本发明系统总用电量是170W，可以节约用电百分之五十以上，对环境不造成任何污染，采用的金属为不锈钢。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于，该空调系统包括冷却水箱系统和气流循环系统；

冷却水箱系统包括冷却水箱（2）、设置在冷却水箱（2）底部的水箱支架（14）、设置在冷却水箱（2）内部的相变存储器（11）、用于支撑相变存储器（11）的相变存储器用支架（25）、设置在冷却水箱（2）内部的微型风扇(16)；在所述的冷却水箱（2）上设置有进水口，该进水口连有电子进水阀(6)和进水管(10)，在冷却水箱（2）底部的一侧设置有排水孔(4)；

气流循环系统包括室内进气扇(19)、进气扇管道(17)、换气扇(26)、换气扇管道(27)、连接进气扇管道（17）和换气扇管道（27）的导风管用智能三通(24)、与导风管用智能三通（24）连接且位于冷却水箱（2）内部的导风管(13)，气流循环系统还包括位于冷却水箱（2）内部且依次连接导通的第一气流缓冲气囊(18)、第一蜂窝式三轮气流缓冲器（231）、曲形过度管(15)、第二气流缓冲气囊(28)、第二蜂窝式三轮气流缓冲器（232）、排气管(7)、排气扇管道(21)、排气扇(20)，其中，第一气流缓冲气囊（18）与导风管（13）连接；

所述进气扇管道(17)通过进气扇(19)从室内抽取空气，通入冷却水箱（2）内的导风管(13)进入第一气流缓冲气囊(18)，经过曲形过度管(15)，再通入第二气流缓冲气囊(28)，经过二次缓冲后的气流已得到充分冷却，再经排气管(7)通入排气扇管道(21)将冷却气流输送到室内；

所述在冷却水箱(2)的外侧一段设置有导风管用智能三通(24)；所述导风管用智能三通(24)的正路端口连有进气扇管道(17)直通进气扇(19)；所述导风管用智能三通(24)的旁路端端口连有换气扇管道(27)，换气扇管道(27)的另一端与换气扇(26)的引风口连接。

2.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于，所述冷却水箱（2）上侧内壁上安装有水位控制仪（29）；所述进水管（10）连有自动给水电子阀（6）；所述水位控制仪（29）的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接。

3.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：在冷却水箱（2）的外侧上端装有温度传感器（3），连有温控开关（9）和蜂鸣器（5），当水箱内的温度达到设定读数时，温度传感器（3）将信号传递到温控开关（9），温控开关（9）将进气扇（19）和排气扇（20）关闭，同时信号传递到蜂鸣器（5），蜂鸣器（5）发出音乐，提醒更换相变存储器（11），当水箱内的温度在设定读数范围内，温控开关（9）自动打开进气扇（19）和排气扇（20），所述温度传感器（3）的信号输出端与温控开关（9）及蜂鸣器（5）的信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：所述冷却水箱（2）的冷却水中的相变存储器（11）是用不锈钢薄板制作，相变储存器（11）内装有凝结的冰晶块；所述相变储存器（11）通过支架（25）完全浸泡在冷却水中，使它与冷却水之间得到充分的交换。

5.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：第一气流缓冲气囊（18）和第二气流缓冲气囊（28）内分别装有第一蜂窝式三轮气流缓冲器(231)和第二窝式三轮气流缓冲器（232），且第一蜂窝式三轮气流缓冲器(231)和第二窝式三轮气流缓冲器（232）分别横向平行置于第一气流缓冲气囊（18）和第二气流缓冲气囊（28）中。

6.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：所述第一蜂窝式三轮缓冲器（231）和第二蜂窝式三轮缓冲器（232）的三轮叶轮片（002）上均匀分布前后相导通的气孔。

7.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：所述冷却水箱（2）的内桶体材料均为不锈钢板制作，所述内桶体外层覆盖有保温片和高效保温材料。

8.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：所述进气扇管道（17）端口安装有滤网；所述排气扇管道（21）端口安装有导风板。

9.根据权利要求1所述的相变储存器耦合气流循环装置的空调系统，其特征在于：所述冷却水箱（2）的外侧上端设置有智能开关（1），且智能开关连有定时器（8）；所述定时器（8）的信号输出端与智能三通（24）的信号输入端连接；所述智能开关（1）用于根据室内的温度调整进气扇（19）和排气扇（20）的转速。

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