CN104566715A - 一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，包括金属盘管、金属箱体、加液口，其中金属箱体具有底部和顶部，金属盘管设置在金属箱体的内部并与底部贴合，加液口位于顶部的正中间位置，加液口贯穿顶部并延伸至金属箱体的外部；金属箱体的内部充满相变材料。本发明充分利用相变材料的具有的高相变潜热和恒定的凝固/融化温度的特性，有效地解决辐射板容易结露的问题。

Description

一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能空调的辐射换热板，尤其涉及一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，属于空调辐射供冷末端领域。
背景技术
现代建筑空调系统在节能、环保及舒适性方面都有着较高的要求，太阳能空调因其节能环保和季节适应性好等优点而倍受关注。然而无论是使用吸附式制冷机还是吸收式制冷机，太阳能空调系统的COP都很低。为此太阳能空调经常被用于高温供冷系统，以此来提高制冷机的COP。在高温供冷系统中，辐射换热系统具有热舒适性好、高效节能、无吹风感和静音等优点。因此将太阳能空调与辐射供冷末端相结合能够很好的满足现代建筑对空调系统在节能、环保及舒适性方面的要求。然而由于太阳能的间断性，太阳能空调系统存在着产冷不稳定的问题。而辐射供冷系统又对冷冻水进水温度有较高的要求，一旦冷冻水进水过低，则会发生结露的危险；且冷冻水进水温度的波动也使辐射供冷的舒适性降低；这些对太阳能空调系统与辐射供冷末端的结合构成了挑战。同时由于太阳能的周期性，太阳能空调系统也存在产冷与建筑的冷负荷不匹配的问题，而一般的辐射供冷末端的热惯性又较低，因此在供需不匹配时，还需额外的制冷机组来供冷。
专利号为CN 202630324 U的中国专利“供冷供暖用金属辐射换热板”公开了一种金属辐射换热板，它主要解决了一般辐射板存在的噪声污染及外形不美观的缺陷，同时在一定程度上使得辐射板的表面温度更为均匀。然而它并不能有效解决一般辐射板存在的容易结露的问题，以及由于冷水温度波动所造成的供冷能力波动问题。
在现有技术中，针对辐射板容易结露的问题，业界一般采用严格控制进水温度的方法，在设计时就适当的提高了进水温度以防止结露的产生。但上述方法对系统的控制要求高，且较高的进水温度意味着供冷能力的下降，因此限制了辐射供冷系统的推广使用。针对太阳能空调产冷不稳定及供需不匹配的问题，一种有效的解决方法就是运用蓄冷，特别是相变蓄冷。利用相变材料的高相变潜热和恒定的凝固/融化温度的特性，若选取较为合理的相变温度点的相变材料来蓄存太阳能空调的产冷，并将其集成到辐射换热系统中，则一方面可以保证辐射末端的表面温度始终高于露点温度，另一方面也可以有效的解决太阳能空调系统供冷的不稳定性及供需的不匹配问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种结合了相变材料的辐射换热板，以解决太阳能空调用辐射供冷末端因太阳能制冷机产生的冷冻水温度波动而可能导致的结露问题，同时也解决太阳能空调系统供冷的不稳定性及供需的不匹配问题，保证太阳能空调用辐射供冷的舒适性与节能性。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，包括金属盘管、金属箱体、加液口，所述金属箱体具有底部和顶部，所述金属盘管设置在所述金属箱体的内部并与所述底部的内表面紧密贴合，所述加液口位于所述顶部的外表面的正中间位置，所述加液口贯穿所述顶部并延伸至所述金属箱体的外部。
进一步地，所述金属箱体的所述底部的外表面涂有辐射涂层材料。
进一步地，所述金属箱体的顶部的外表面覆盖有保温层，所述加液口穿出所述保温层。
进一步地，所述金属箱体的内部充满相变材料，所述相变材料通过所述加液口进入所述金属箱体的内部。
进一步地，所述相变材料为有机相变材料。
此处设计的目的在于：利用相变材料的高相变潜热起到蓄冷的作用，以缓冲由于进水温度的波动而造成的供冷能力的波动性。同时利用相变材料恒定的凝固/融化温度的特性，以控制所述相变蓄冷辐射换热板表面的温度在相变材料的相变温度点附近，并且使得整个所述相变蓄冷辐射换热板表面的温度是均匀的，以防止局部相变蓄冷辐射换热板表面的温度低于露点温度而发生结露，并且提高换热的均匀性。所加的相变材料为有机相变材料，应满足对金属材料无腐蚀，自身无毒，无异味，不易燃易爆等要求。
进一步地，所述金属箱体为扁平的箱体形状。
进一步地，所述加液口为带有螺纹的圆管口。
进一步地，所述金属盘管以串联的方式布满所述底部的内表面。
进一步地，所述金属盘管呈U型排列。
进一步地，所述金属盘管中流通来自太阳能制冷机的冷冻水。
进一步地，所述金属盘管具有进口和出口，所述进口和所述出口均从所述金属箱体的顶部穿出并延伸至所述金属箱体的外部。
进一步地，所述进口和所述出口上均设置有快速接头。
此处设计的目的在于：采用串联的布置使结构简化，且添加了所述相变材料后所述相变蓄冷辐射换热板表面的温度较为均匀，而并联布置则使得结构变得复杂，且所述金属箱体的顶部与多条并联管的密封很困难，因此无需为了达到更均匀的换热板表面温度而选用并联连接。同时所述进口和所述出口从所述金属箱体的顶部伸出，是为了保证所述金属箱体的四周没有凸起，从而使多个所述相变蓄冷辐射换热板单元能够拼合成一个更大的换热板。所述进口和所述出口处连接快速接头后可以使多个换热板单元之间很方便连接起来，其连接方式可以是串联或者是并联。
进一步地，所述加液口上还配有带内螺纹的封盖，所述内螺纹为锥管螺纹。
此处设计的目的在于：所述加液口用于方便灌装所述相变材料，以及后期的补液；所述锥管螺纹可以有效的防止漏液。
本发明的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板的工作原理为：在对空调房间供冷过程中，往金属盘管内通入来自太阳能制冷机的冷水，冷量一方面通过金属盘管壁直接传递给紧靠金属盘管的壁面；另一方面则传递给相变材料起到蓄冷的作用。当太阳能空调供冷不足时则可以通过相变材料释放冷量来补充。
从上述技术方案可以看出，与现有技术相比，本发明的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板具有以下优点：
1)换热板表面的温度分布均匀，提高了供冷的舒适度,避免了供冷时由于局部温度过低造成的局部结露；
2)由于相变材料的蓄冷的作用，有效地缓冲了由于冷水温度的波动而造成的供冷或供暖能力的波动，使得辐射换热系统与太阳能制冷系统更好的匹配；
3)由于相变材料的恒定的凝固/融化温度，起到了对换热板表面的控温作用，延缓了由于太阳能空调冷冻水温度突降而导致的整体或局部结露问题；
4)填充的相变材料有效地吸收了水流噪声；
5)结构简单，便于安装。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板的外部结构示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板的内部结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，包括金属箱体1、金属盘管5、加液口2。金属箱体1为扁平的箱体形状，具有底部6和顶部7。金属盘管5设置在金属箱体1的内部并与底部6紧密接触。加液口2为带有螺纹的圆管口，位于顶部7的正中间位置，加液口2贯穿顶部7并延伸至金属箱体1的外部。
本实施例中，金属箱体1的底部6的外表面涂有辐射涂层材料，该内表面与金属盘管5紧密贴合。金属箱体1的顶部7的外表面覆盖有保温层，加液口2穿出该保温层。
本实施例中，金属箱体1的内部充满相变材料，该相变材料通过加液口2进入金属箱体1的内部。本实施例利用相变材料的高相变潜热起到蓄冷的作用，以缓冲由于来自太阳能制冷机的冷冻水温度波动而造成的供冷能力的波动性。同时利用相变材料恒定的凝固/融化温度的特性，以控制本实施例的相变蓄冷辐射换热板表面的温度在相变材料的相变温度点附近，并且使得整个相变蓄冷辐射换热板表面的温度是均匀的，以防止局部相变蓄冷辐射换热板表面的温度低于露点温度而发生结露，并且提高换热的均匀性。所加的相变材料为有机相变材料，应满足对金属材料无腐蚀，自身无毒，无异味，不易燃易爆等要求。
本实施例中，金属盘管5呈U型整齐排列，以串联的方式布满金属箱体1的底部6的内表面。金属盘管2中具有流动的冷水，同时金属盘管具有进水口3和出水口4，进水口3和出水口4均从金属箱体1的顶部7穿出并延伸至金属箱体1的外部。进水口3和出水口4上均设置有快速接头。
本实施例采用串联的布置使结构简化，且添加了相变材料后换热板表面的温度较为均匀，而并联布置则使得结构变得复杂，且金属箱体1的顶部7与多条并联管的密封很困难，因此无需为了达到更均匀的换热板表面温度而选用并联连接。同时进水口3和出水口从金属箱体1的顶部7伸出，是为了保证金属箱体1的四周没有凸起，从而使多个相变蓄冷辐射换热板单元能够拼合成一个更大的换热板。进水口3和出水口4处连接快速接头后可以使多个换热板单元之间很方便连接起来，其连接方式可以是串联或者是并联。
本实施例的加液口2用于方便灌装相变材料，以及后期的补液。加液口2上还配有带内螺纹的封盖，该内螺纹为锥管螺纹，该锥管螺纹可以有效的防止漏液。
本实施例的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板的工作原理为：在对空调房间供冷过程中，往金属盘管5内通入来自太阳能制冷机的冷水，冷量一方面通过金属盘管壁直接传递给紧靠金属盘管5的金属箱体1的壁面；另一方面则传递给相变材料起到蓄冷的作用。当太阳能空调供冷不足时则可以通过相变材料释放冷量来补充。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，包括金属盘管、金属箱体、加液口，所述金属箱体具有底部和顶部，所述金属盘管设置在所述金属箱体的内部并与所述底部的内表面贴合，所述加液口位于所述顶部的外表面的正中间位置，所述加液口贯穿所述顶部并延伸至所述金属箱体的外部；所述金属箱体的内部充满相变材料。
2.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属箱体的所述底部的外表面涂有辐射涂层材料。
3.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属箱体的顶部的外表面覆盖有保温层，所述加液口穿出所述保温层。
4.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述相变材料为有机相变材料，所述有机相变材料具有无毒、无异味、不易燃易爆的特点，且对金属材料无腐蚀。
5.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属盘管以串联的方式布满所述底部的内表面。
6.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属盘管呈U型排列。
7.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属盘管中流通来自太阳能制冷机的冷冻水。
8.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述金属盘管具有进口和出口，所述进口和所述出口均从所述金属箱体的顶部穿出并延伸至所述金属箱体的外部。
9.如权利要求8所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述进口和所述出口上均设置有快速接头。
10.如权利要求1所述的用于太阳能空调的相变蓄冷辐射换热板，其特征在于，所述加液口为带有螺纹的圆管口，所述加液口上配有带螺纹的封盖，所述内螺纹为锥管螺纹。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104964374A (zh) * 2015-07-28 2015-10-07 珠海格力电器股份有限公司 一种辐射换热板组件
CN106828273A (zh) * 2017-03-24 2017-06-13 天津商业大学 一种冷藏运输用的蓄冷板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101285623A (zh) * 2008-05-27 2008-10-15 东南大学 一种含高孔隙率泡沫金属的太阳平板集热器
CN202109617U (zh) * 2011-04-22 2012-01-11 严继光 可户外使用的辐射换热板及相应的板型辐射空调
CN202522115U (zh) * 2012-04-25 2012-11-07 路生吉 一种高效板式相变蓄热装置
CN202630324U (zh) * 2012-06-13 2012-12-26 申柏（上海）建筑工程咨询有限公司 供冷供暖用金属辐射换热板
CN203642427U (zh) * 2013-12-04 2014-06-11 周威 一种新型模块化辐射板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101285623A (zh) * 2008-05-27 2008-10-15 东南大学 一种含高孔隙率泡沫金属的太阳平板集热器
CN202109617U (zh) * 2011-04-22 2012-01-11 严继光 可户外使用的辐射换热板及相应的板型辐射空调
CN202522115U (zh) * 2012-04-25 2012-11-07 路生吉 一种高效板式相变蓄热装置
CN202630324U (zh) * 2012-06-13 2012-12-26 申柏（上海）建筑工程咨询有限公司 供冷供暖用金属辐射换热板
CN203642427U (zh) * 2013-12-04 2014-06-11 周威 一种新型模块化辐射板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104964374A (zh) * 2015-07-28 2015-10-07 珠海格力电器股份有限公司 一种辐射换热板组件
CN106828273A (zh) * 2017-03-24 2017-06-13 天津商业大学 一种冷藏运输用的蓄冷板

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