CN107355844A - 一种空气调节方法及实现该方法的制冷制热空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明设计空气调节技术领域，具体涉及一种空气调节方法及实现该方法的制冷制热空调系统。调节方法为：将水通过纳米稀土加热装置升温并将加热后的水通过泵循环到地暖管道，然后输送到散热装置，通过风机以暖风的形式吹向室内；空气制冷调节包括如下步骤：将制冷剂通过半导体制冷装置的冷端降温冷却，并将冷却后的制冷剂通过泵循环到地暖管道，然后输送到散冷装置，通过风机以冷风的形式吹向室内。本发明减少了分体传统分体空调空气压缩机、风机、氟利昂的应用，只要单体即可运行，为全球人类走出了一体创新之路。为国家环保节省了大量的铜材和其它类金属、还有氟利昂等。制冷速度快，制冷效果好，而且结构简单、节能环保，便于推广及应用。

Description

一种空气调节方法及实现该方法的制冷制热空调系统

技术领域

本发明设计空气调节技术领域，具体涉及一种空气调节方法及实现该方法的制冷制热空调系统。

背景技术

现有的制冷制热原理大体有两种，一种为传统空调装置的制冷和制热，另一种为半导体制冷技术。

传统空调装置的制冷，是以机械技术及化学技术为基础，依靠介质(例如：氟利昂)的液态——气态相恋过程的热交换来实现。传统制冷原理为压缩机将气态的氟利昂压缩为高温高压的液态氟利昂，然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态氟利昂，所以室外机吹出来的是热风。液态的氟利昂经毛细管，进入蒸发器(室内机)，空间突然增大，压力减小，液态的氟利昂就会汽化，变成气态低温的氟利昂，从而吸收大量的热量，蒸发器就会变冷，室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是冷风；空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴，顺着水管流出去，这就是空调会出水的原因。然后气态的氟利昂回到压缩机继续压缩，继续循环。制热的时候有一个叫四通阀的部件，使氟利昂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反，所以制热的时候室外吹的是冷风，室内机吹的是热风。

半导体制冷技术，不需要任何制冷剂，而是利用半导体的珀尔帖效应就能实现制冷，这是一种环境友好型制冷方式。半导体制冷空调装置包括有半导体制冷芯片，半导体制冷芯片的一端称为热端，另一端称为冷端，其工作原理就是依靠半导体制冷芯片的电子携带能量迁移，实现空调装置的制冷的效能。半导体空调技术不仅能节省用户的费用、可减少燃料资源的浪费，同时由于没有使用任何制冷剂，可抑制温室效应的加剧，有利于环境的保护，将成为中国空调行业未来的发展方向之一。

但是上述的两种制冷制热原理均存在多种不足之处：

(1)由于传统空调装置所采用的氟利昂或其它化合物的泄漏，会对周围环境造成一定的污染，并对大气臭氧层具有强烈的破坏作用，所以，这些空调装置即将被环保节能新型空调所取代。因此，研制开发一种性能优越，对环境无公害的制冷制热技术已经成为全球制冷制热空调领域的一个重要课题。

(2)虽然半导体制冷技术解决了传统空调的环保问题，但由于半导体制冷芯片在制冷时，如果热端的热量不及时散发，将会影响半导体制冷芯片的制冷效率，严重时甚至导致半导体制冷芯片的烧毁；并且，由于热量容易通过热桥从半导体制冷芯片的热端传递到冷端，从而降低了半导体制冷装置的制冷效果，因此，单纯的依靠半导体制冷技术进行空气调节会存在效率较低的问题。

因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种不仅制冷制热速度快，效果好，而且结构简单、节能环保，便于推广及应用的空气调节方法和装置。

发明内容

为了解决的上述技术问题，本发明提供了一种半导体制冷技术结合纳米稀土合金电热技术的空气调节方法和装置。

本发明提供了一种新型的空气调节方法，采用了半导体制冷技术结合纳米稀土合金电热技术，包括空气制热调节和制冷调节，

所述的空气制热调节包括如下步骤：将水通过纳米稀土加热装置升温至80～90℃，并将加热后的水通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散热装置，通过风机将散热装置散发的热量以暖风的形式吹向室内；

所述的空气制冷调节包括如下步骤：将制冷剂通过半导体制冷装置的冷端降温冷却至0～-5℃，并将冷却后的制冷剂通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散冷装置，通过风机将散冷装置散发的冷气以冷风的形式吹向室内。

进一步的，在空气制热调节步骤中，优选将水通过纳米稀土加热装置升温至85℃。

进一步的，所述的纳米稀土加热装置为稀土纳米电热膜或纳米稀土管，加热功率为1000～3000W。

进一步的，在空气制冷调节步骤中，所述的制冷剂为高分子制冷液。

进一步的，为了实现自动控制和方便调节，在空气制热调节和空气制冷调节过程中通过控制风机的转速来控制出风量，通过控制水或制冷剂的流量来控制温度调节范围，并通过控制纳米稀土加热装置和半导体制冷装置的开启与关闭，来进行制冷和制热模式之间的切换。

相应的，本发明还公开了一种用于实现上述空气调节方法的制冷制热空调系统，包括泵、纳米稀土加热装置、制冷剂箱、半导体制冷装置、风机、散热装置和散冷装置，

所述的泵、纳米稀土加热装置、散热装置和风机形成循环制热系统，所述的纳米系统加热装置用于加热系统中的水，所述的泵用于将加热后的水输送至散热装置，所述的风机用于将散热装置周围的热空气形成热风；

所述的泵、制冷剂箱、半导体制冷装置、散冷装置和风机形成循环制冷系统，所述的制冷剂箱与半导体制冷装置的冷端连接，所述的制冷剂箱用于储存制冷剂，并通过半导体制冷装置对储存其内的制冷剂降温，所述的泵用于将制冷剂输送至散冷装置，所述的风机用于将散冷装置周围冷空气形成冷风。

进一步的，所述的制冷制热空调系统还包括控制器，所述控制器分别与泵、纳米稀土加热装置、半导体制冷装置和风机连接。

进一步的，所述的半导体制冷装置为半导体制冷片，所述的半导体制冷片的热端设置有散热片和风扇。

进一步的，所述的散热装置和散冷装置均为冷凝板。

进一步的，所述的风机为贯流风机，所述的风扇为轴流风扇或者径流风扇。

进一步的，所述的冷凝板上形成有多个翅片，所述的贯流风机朝向所述翅片之间的间隙。

进一步的，所述的泵与冷凝板之间连接有地暖管道。

本发明具有如下有益效果：

(1)减少了分体传统分体空调空气压缩机、风机、氟利昂的应用，只要单体即可运行，为全球人类走出了一体创新之路。为国家环保节省了大量的铜材和其它类金属、还有氟利昂等。

(2)制冷速度快，制冷效果好，而且结构简单、节能环保，便于推广及应用。

(3)高分子制冷液是环保无毒、无噪音的液体可在零下0℃～10℃进行循环，不结冰霜。

附图说明

图1是发明的系统装置的连接示意图；

图中各符号说明如下：

1、泵；

2、纳米稀土加热装置；

3、制冷剂箱；

4、半导体制冷装置；

5、风机；

6、散热片；

7、风扇；

8、控制器；

9、冷凝板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或更多。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：空气调节方法

一种新型的空气调节方法，采用了半导体制冷技术结合纳米稀土合金电热技术，包括空气制热调节和制冷调节，

空气制热调节包括如下步骤：

(1)将水通过纳米稀土加热装置升温至85℃；

(2)将加热后的水通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散热装置；

(3)通过风机将散热装置散发的热量以暖风的形式吹向室内；

所述的空气制冷调节包括如下步骤：

(1)将制冷剂通过半导体制冷装置的冷端降温冷却至-5℃；

(2)并将冷却后的制冷剂通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散冷装置，

(3)通过风机将散冷装置散发的冷气以冷风的形式吹向室内。

在上述实施方式中，所述的纳米稀土加热装置采用稀土纳米电热膜或纳米稀土管，加热功率优选为1000～3000W。

在上述实施方式中，在空气制冷调节步骤中，所述的制冷剂为高分子制冷液。

在上述实施方式中，在空气制热调节和空气制冷调节过程中通过控制风机的转速来控制出风量，通过控制水或制冷剂的流量来控制温度调节范围，并通过控制纳米稀土加热装置和半导体制冷装置的开启与关闭，来进行制冷和制热模式之间的切换。

实施例2：制冷制热空调系统

如图1所示，制冷制热空调系统，包括泵1、纳米稀土加热装置2、制冷剂箱3、半导体制冷装置4、风机5、散热装置和散冷装置，具体的，散热装置和散冷装置均采用冷凝板9，

所述的泵1、纳米稀土加热装置2、冷凝板9和风机5形成循环制热系统，所述的纳米系统加热装置2用于加热系统中的水，所述的泵1用于将加热后的水输送至冷凝板9，所述的风机5用于将冷凝板9周围的热空气形成热风；

所述的泵1、制冷剂箱3、半导体制冷装置4、冷凝板9和风机5形成循环制冷系统，所述的制冷剂箱3与半导体制冷装置4的冷端连接，所述的制冷剂箱4用于储存制冷剂，并通过半导体制冷装置4对储存其内的制冷剂降温，所述的泵1用于将制冷剂输送至冷凝板9，所述的风机5用于将冷凝板9周围冷空气形成冷风。

如图1所示，所述的制冷制热空调系统还包括控制器8，所述控制器8分别与泵1、纳米稀土加热装置2、半导体制冷装置4和风机5连接。具体的，控制器8可以采用现有空调的遥控器即可实现，在空气制热调节和空气制冷调节过程中，利用遥控器控制纳米稀土加热装置和半导体制冷装置的开启与关闭，可以进行制冷和制热模式之间的切换。利用遥控器控制控制风机的转速可以控制出风量，利用遥控器控制泵的工况，进而控制水或制冷剂的流量可以控制空调系统的温度调节范围。

所述的半导体制冷装置4包括但不限于半导体制冷片，所述的半导体制冷片的热端设置有散热片6和风扇7。

所述的风机5包括但不限于贯流风机，所述的风扇7包括但不限于轴流风扇或者径流风扇。

更为优选的，所述的冷凝板9上形成有多个翅片，所述的贯流风机朝向所述翅片之间的间隙；所述的泵1与冷凝板9之间连接有地暖管道。

下面提供一种实施例2所公开的空调系统的操作方法，

(1)使用空调遥控打开电源开关；

(2)可调节到制热模式，纳米稀土加热装置被启动，开始制热；

(3)制热主要通过纳米稀土电热管将流进来的自来水瞬间升温到85℃，再由泵将加热好的水循环到地暖管道，通过管线输送到冷凝板上，再由风机上把暖风吹出来；

(4)还可调节到制冷模式，此时半导体制冷装置启动；

(5)制冷剂箱内的高分子制冷液瞬间降温到0℃～－5℃，泵开始运转，将冷却的高分子制冷液再次在地暖管线内进行循环，再通过管线输送至冷凝板，然后由风机将冷风吹出。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种空气调节方法，包括空气制热调节和制冷调节，其特征在于，

所述的空气制热调节包括如下步骤：将水通过纳米稀土加热装置升温至80～90℃，并将加热后的水通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散热装置，通过风机将散热装置散发的热量以暖风的形式吹向室内；

所述的空气制冷调节包括如下步骤：将制冷剂通过半导体制冷装置的冷端降温冷却至0～-5℃，并将冷却后的制冷剂通过泵循环到地暖管道，然后通过管线输送到散冷装置，通过风机将散冷装置散发的冷气以冷风的形式吹向室内。

2.根据权利要求1所述的空气调节方法，其特征在于，所述的纳米稀土加热装置为稀土纳米电热膜或纳米稀土管，加热功率为1000～3000W。

3.根据权利要求1所述的空气调节方法，其特征在于，所述的制冷剂为高分子制冷液。

4.根据权利要求1～3任一项所述的空气调节方法，其特征在于，在空气制热调节和空气制冷调节过程中通过控制风机的转速来控制出风量，通过控制水或制冷剂的流量来控制温度调节范围。

5.一种用于实现权利要求1～4任一项所述的空气调节方法的制冷制热空调系统，其特征在于，包括泵(1)、纳米稀土加热装置(2)、制冷剂箱(3)、半导体制冷装置(4)、风机(5)、散热装置和散冷装置，

所述的泵、纳米稀土加热装置、散热装置和风机形成循环制热系统，所述的纳米系统加热装置用于加热系统中的水，所述的泵用于将加热后的水输送至散热装置，所述的风机用于将散热装置周围的热空气形成热风；

所述的泵、制冷剂箱、半导体制冷装置、散冷装置和风机形成循环制冷系统，所述的制冷剂箱与半导体制冷装置的冷端连接，所述的制冷剂箱用于储存制冷剂，并通过半导体制冷装置对储存其内的制冷剂降温，所述的泵用于将制冷剂输送至散冷装置，所述的风机用于将散冷装置周围冷空气形成冷风。

6.根据权利要求5所述的制冷制热空调系统，其特征在于，所述的半导体制冷装置为半导体制冷片，所述的半导体制冷片的热端设置有散热片(6)和风扇(7)。

7.根据权利要求5所述的制冷制热空调系统，其特征在于，还包括控制器(8)，所述控制器分别与泵、纳米稀土加热装置、半导体制冷装置和风机连接。

8.根据权利要求5所述的制冷制热空调系统，其特征在于，所述的散热装置和散冷装置均为冷凝板(9)，所述的风机为贯流风机，所述的风扇为轴流风扇或者径流风扇。

9.根据权利要求8所述的制冷制热空调系统，其特征在于，所述的冷凝板上形成有多个翅片，所述的贯流风机朝向所述翅片之间的间隙。

10.根据权利要求5所述的制冷制热空调系统，其特征在于，所述的泵与冷凝板之间连接有地暖管道。