CN105972796A - 一种热辐射面板、空调柜机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热辐射面板、空调柜机及其控制方法。热辐射面板包括自内向外依次布置的保温层、导热层和热辐射层，其中，导热层可以为纳米碳材料导热层。本发明还涉及一种空调柜机，包括柜机主体和柜机面板，其中，所述柜机面板为上述热辐射面板。本发明也涉及前述空调柜机的控制方法。使用本发明的热辐射面板的空调柜机能降低能量消耗，保证节能效果，提高舒适度。

Description

一种热辐射面板、空调柜机及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种热辐射面板、空调柜机及其控制方法。

背景技术

目前家用空调机在制热的时候都是采用吹热风的方式进行制热，由于吹热风的过程中需要先将空气加热，空气作为热传递的介质，再去对人加热，从而达到升温的效果。

此吹热风加热的过程中，总有一部分热量用来加热空气，从而消耗在空气当中，造成了热量的损耗。并且由于吹风导致的室内空气的流动性，使得室内空气和墙体之间的对流换热加强。尤其在冬天，由于室内外温差较大，房间的能量损失较大，需要不断地持续吹热风，无法达到持续保温的效果，能源消耗也较大。

针对上述问题，市场上出现了一种辐射式空调。图1示出了一种现有技术的辐射空调系统。由图1可见，该空调系统包括供水主管A1、回水主管A2和作为辐射空调的辐射末端的石膏辐射板A3。其采用统一的供水主管和回水主管对各个辐射空调末端装置进行换热，达到了持续保温的效果。但是，该辐射末端采用石膏板制作，移动不便而且体积较大，施工工艺较为复杂、施工质量难以控制、施工成本高，并且一旦总管路出现问题，则会出现系统性问题。

图2示出了现有的另一种单体辐射式空调系统，该空调系统的辐射末端包括竖直方向等距平行设置的若干翅片B41，以及水平方向等距平行设置并穿插于翅片B41上的若干辐射管道B42，辐射管道B42的两端设置总管B43，总管B43连通并固定所有辐射管道B42。辐射管道B42以及总管B43采用铜管，翅片B41采用铝片制作。其采用了新型结构的蒸发器，使得室内机的厚度很薄，可以直接挂在墙壁上，也提高了换热效果和安装灵活性以及安全性。实际上，其原理同传统的家用暖气类似，辐射末端也存在体积较大、施工工艺复杂的问题，因此这样的辐射空调末端只能单独发挥散热作用，无法起到辅助加热保温的作用，从能量消耗角度上来说，消耗能量较大。

图3示出了现有的一种辐射空调的辅助制热装置，包括制热部件C1、竖直设置的循环旁路C3和水平设置的循环扁管C2；所述循环旁路C3为两条，两条所述循环旁路C3分别位于所述制热部件C1的两端，且两条所述循环旁路C3的下端与所述制热部件C1的对应端相连通；循环扁管C2为多根相互平行设置的铜管结构，所述循环扁管C2的两端分别与两条所述循环旁路C3连通；所述制热部件C1、所述循环旁路C3和所述循环扁管C2组成密封循环通路。该现有技术采用类油汀式电加热为辐射空调的辅助制热装置，一定程度上保证了辐射空调的制热效率。然而其本质上也属于单独的辐射末端，其也没有解决移动不便而且体积较大，施工工艺较为复杂等技术问题，达不到节能减排、减小生产和维护成本的目的。

目前市场上的辐射空调均没有送风装置，若将现有的辐射板和常规送风空调做在一起，会因为空调内部的管路过于复杂，结构难度大大增加，导致生产成本和维修成本会大大增加。并且，现有辐射空调的辐射末端均存在体积较大，安装和维修不变，制热效率低等问题。

因此，需要一种新式的辐射空调柜机，以降低能量消耗，保证节能效果，提高舒适度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种热辐射面板、空调柜机及其控制方法，以降低能量消耗，提高节能效果。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明的第一方面涉及一种热辐射面板，包括自内向外依次布置的保温层、导热层和热辐射层，其中，所述导热层为纳米碳材料导热层。

优选地，所述纳米碳材料导热层为石墨烯或者石墨导热层。

优选地，当导热层为石墨烯时，石墨烯导热层为单层石墨烯或者多层石墨烯。

优选地，所述热辐射层由导热塑料构成。

优选地，所述热辐射层的表面发射率为0.9以上。

优选地，在所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源。

本发明的另一方面涉及一种空调柜机，包括柜机主体和柜机面板，其中，柜机面板为如前所述的热辐射面板。

优选地，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，所述热辐射源为所述空调柜机的冷媒管。

优选地，所述冷媒管为大流量铜管，管径大于10mm。

优选地，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，所述热辐射源为导电加热体。

本发明的又一方面涉及一种如前所述的空调柜机的控制方法，所述热辐射面板在空调柜机制热时开启，或者在房间温度升高以后单独开启。

优选地，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，通过热辐射源对所述热辐射面板加热。

综上，本发明实施例提供的热辐射面板，应用于空调上，充分利用面板的面积，空调制热的时候通过冷媒对面板加热，采用导热层使面板温度迅速均匀提高，并将热量辐射出去。辐射板可以同时开启，也可以在房间温度升高以后单独开启。从而降低能量消耗，保证节能效果，提高舒适度。

本发明将传统吹风柜机空调与热辐射面板结合起来，能够通过吹热风迅速制热之后，采用辐射散热，辐射制热过程中高温物体放出红外线，低温物体吸收产生热量，在此过程中不会对空气进行加热，空气几乎不流动，因此减小了空气的热负荷以及墙体对流换热产生的热负荷。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有技术中辐射空调的辐射末端示意图；

图2是现有技术中另一种辐射空调的辐射末端示意图；

图3是现有技术中又一种辐射空调的辐射末端示意图；

图4是本发明的实施例提供的一种热辐射面板的局部剖视图；

图5是本发明的实施例提供的一种空调柜机的侧面示意图；

图6是本发明的实施例提供的一种空调柜机的立体示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图4所示，本发明的实施例提供一种热辐射面板，所示热辐射面板包括自内向外依次布置的保温层31、导热层32和热辐射层33，其中，所述导热层为纳米碳材料导热层。

在一个优选实施例中，为了充分地提高热辐射板的热辐射能力，本发明的导热层32包括纳米碳材料导热层。在另一个优选的实施例中，导热层32包括石墨烯或者石墨导热层。利用石墨或者石墨烯导热层作为中间导热层，相比使用铜或者铝来说，首先提高了导热层的导热系数，导热性能大大提高，能够将热量迅速扩散，其次减小了导热层的重量，能够使整机重量减轻。

优选地，当导热层为石墨烯时，石墨烯导热层为单层石墨烯或者多层石墨烯。

具体地，石墨烯导热层除了可以是单层石墨烯或者多层石墨烯，还可以是石墨烯相关复合材料，其在材料的水平方向上有较高的导热系数。单层石墨烯的导热系数能够达到5300W/m.k以上，普通的石墨烯相关的导热膜产品的导热系数也能够达到2000W/m.k左右。相比较而言，常见的导热性能较好的铜的导热系数为398W/m.k左右。

所述热辐射面板用于空调上作为空调面板，能够在迅速制热之后，采用辐射散热，辐射制热过程中高温物体放出红外线，低温物体吸收产生热量，在此过程中不会对空气进行加热，空气也不流动，因此减小了空气的热负荷以及墙体对流换热产生的热负荷。尤其是，因为石墨烯导热膜的优秀的导热性能，可以迅速地将热源分散开来。

采用保温层31的目的是防止热辐射向空调柜机内部扩散热量。优选地，最内层的保温层31的材料为普通的导热性能较差的保温材料，具有柔性，用来减少温度向空调内部的散失。

优选地，最外层的热辐射层为导热塑料，优选具有很高的表面发射率(0.9以上)，并且可以根据外观需要设计成不同的颜色花纹等。热辐射层的主要作用是吸收石墨烯导热层传递的热量并辐射出去。

优选地，热辐射面板最外面的一层为保护层，其位于热辐射层之外，一方面可以对热辐射层起到保护作用，另一方面，可以根据需要做成不同的外观，使得空调外观更具有美感。

优选地，在所述保温层31和所述导热层32之间设置有热辐射源4，用来加热石墨烯导热层。优选地，热辐射源4可为导电发热体，例如电阻丝，通电后，电阻丝发热；也可以是其他加热设备。在一个优选实施例中，直接采用与空调柜机的换热器5连接的冷媒管(优选为冷媒铜管41)作为热辐射源，从而提高了一体化程度，降低了安装和维护成本。

当设置有冷媒管时，空调制热，高温冷媒除了经过室内换热器加热空气之外，还有一部分通过夹在面板中间的冷媒管。由于石墨烯在水平方向上的优秀的导热性能，能够迅速的将导电发热体和/或冷媒管的局部热量均匀地传导至整个石墨烯导热层，之后通过面板辐射出去。

优选地，冷媒管可为散热性能良好的铜管。具体地，冷媒管可为大流量铜管，夹在保温层31和石墨烯导热层中间。管径可以设置大一点，如10mm甚至更大，以增加换热量。在此过程中，由于石墨烯导热层的优秀的导热性能，可以减少布管的密度。如果采用普通的辐射板，可能要布许多条铜管才能保证面板温度的均匀，而采用石墨烯导热膜则仅仅需要布1根或者几根即可满足需求，可以设置2条或者多条(图5给出示例为3条铜管)，所使用的石墨烯导热层的导热系数高的话1条即可，从而大大简化了结构的设计。

进一步地，冷媒铜管可以是普通的圆管，也可以根据需要做成扁管或者方管，来加强和石墨烯导热层的换热。所使用的石墨烯导热层的优秀的导热性能能够使铜管带来的热量迅速地扩散到整个石墨烯导热层。

结合图5-图6，对本发明的实施例提供的一种空调柜机进行具体说明。如图6，本发明的实施例提供的一种空调柜机，包括柜机主体1以及柜机面板3，其中，柜机面板为上述的热辐射面板。结合图5所示，本发明的实施例提供的一种空调柜机还包括送风装置2，所述送风装置2包括出风口21和风机22，所述出风口21位于所述空调柜机上的所述柜机面板3上方。

优选地，所述空调柜机还包括用于对柜机面板3加热的热辐射源4。热辐射源4通过对柜机面板3进行加热，可以实现该柜机面板3向周围散热。可以明显看出，本发明的实施例在目前现有的柜式送风空调的基础上，充分利用了该柜式空调的空调面板的面积，将面板改成热辐射面板，空调制热的时候通过热辐射源对面板加热，使面板温度迅速均匀提高，并将热量辐射出去。柜机面板3可以同时开启，也可以在房间温度升高以后单独开启，从而将传统吹风柜机空调与热辐射面板结合起来，实现通过吹热风迅速制热之后，采用辐射散热，辐射制热过程中高温物体放出红外线，低温物体吸收产生的热量，在此过程中不会对空气进行加热，空气几乎不进行流动，因此减小了空气的热负荷以及墙体对流换热产生的热负荷，从而降低能量消耗，保证节能效果，提高舒适度，降低安装难度和便于移动。此外，空调热辐射的过程不需要对空气进行加热，可以直接通过红外加热被加热物体，这样也可以节省一部分能量。

综上，本发明实施例提供的空调柜机，降低了普通空调柜机送风制热时的能量消耗，降低了普通辐射空调的辐射末端的安装难度，充分利用面板的面积，采用热辐射面板，空调制热的时候通过冷媒对面板加热，采用导热层使面板温度迅速均匀提高，并将热量辐射出去。热辐射面板可以同时开启，也可以在房间温度升高以后单独开启。从而减少能量消耗，保证节能效果，提高舒适度。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种热辐射面板，其特征在于，包括自内向外依次布置的保温层、导热层和热辐射层，其中，所述导热层为纳米碳材料导热层。

2.如权利要求1所述的热辐射面板，其特征在于，所述纳米碳材料导热层为石墨烯或者石墨导热层。

3.如权利要求2所述的热辐射面板，其特征在于，当导热层为石墨烯时，石墨烯导热层为单层石墨烯或者多层石墨烯。

4.如权利要求1所述的热辐射面板，其特征在于，所述热辐射层由导热塑料构成。

5.如权利要求4所述的热辐射面板，其特征在于，所述热辐射层的表面发射率为0.9以上。

6.如权利要求1-5任一项所述的热辐射面板，其特征在于，在所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源。

7.一种空调柜机，其特征在于，包括柜机主体和柜机面板，其中，柜机面板为如权利要求1-6中任一项所述的热辐射面板。

8.如权利要求7所述的空调柜机，其特征在于，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，所述热辐射源为所述空调柜机的冷媒管。

9.如权利要求8所述的空调柜机，其特征在于，所述冷媒管为大流量铜管，管径大于10mm。

10.如权利要求7所述的空调柜机，其特征在于，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，所述热辐射源为导电加热体。

11.一种如权利要求7-10中任一项所述的空调柜机的控制方法，其特征在于，所述热辐射面板在空调柜机制热时开启，或者在房间温度升高以后单独开启。

12.如权利要求11所述的空调柜机的控制方法，其特征在于，当所述保温层和所述导热层之间设置有热辐射源时，通过热辐射源对所述热辐射面板加热。