CN108224648B - 一种毛细管网辐射空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毛细管网辐射空调系统，包括：地源主机，其是系统内的水与大地进行热交换以稳定其温度，地源主机包括一根与通向地下5‑10米的换热管；毛细管网，其安装在室内；新风调节系统；露点温控器，其设置在室内；联动控制器，其联动控制整个系统；本发明的特点在于只需要将水循环起来即可使室内冬暖夏凉，相较于传统的毛细管网辐射空调，其极大的减少了能耗成本，更环保，更贴近自然。
Description
技术领域
本发明属于空调系统领域，具体涉及到毛细管网辐射空调系统领域。
背景技术
当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，而且还在以每年1个百分点的速度增加。建设部统计数字显示，我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80%以上为高能耗建筑;既有建筑近400亿平方米，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全国总能耗的比例将从现在的27.6%快速上升到33%以上。我国新建建筑已经基本实现按节能标准设计，比例高达95.7%，而施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8%；
毛细管辐射空调系统是一种新型的空调系统类型，这种形式的空调系统是采用热辐射的方式对空调区域进行冷却或加热，取代传统的强制对流热交换形式，传统的强制热交换是一种较为粗犷的温度调节方式，其换热面积小，其只能达到一种治标不治本的效果，且浪费电力。然而毛细管辐射空调的优点换热面积大，从而不需要将降温介质温度太高或太低。那么在理论上，这样的温差能够节能至少30％以上。然而就现在这个节能减排的大趋势，我们任然需要进一步的降低其能耗，现有的毛细管辐射空调系统还是需要冷机加热机的组合形式使毛细管网能的水媒具有一定的温度，那么我们完全可以利用自然界本身的性质来进行节能创新，因此有了本发明。
本发明利用大地这一优良的热源对毛细管内的水媒进行控制，我们知道地表以下5-10米的温度全年基本变化不到，其类似于结冰的水面而冰下的水依然可以自由流动的道理，本发明将毛细管空调使水在地表5-10米处与自然界进行热传递，这样可以是毛细管网内的水全年保持在一个较为稳定的温度，那么在传递到室内时，其可将室内改造成一个具有稳定温度的环境，且此过程基本只需要将水循环起来即可，相较于传统的毛细管网辐射空调，其极大的减少了能耗成本，更环保，更贴近自然。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种毛细管网辐射空调系统，包括：
地源主机，其安装在室外，所述地源主机内设有换热芯，所述换热芯上连接有两组换热管，所述两组换热管包括：第一换热管与第二换热管，所述第一换热管的一端置于换热芯内，另一端埋与地下深处，所述第一换热管埋于地下最深处设有换热组件，所述第一换热管上设有第一电控泵；所述第二换热管与生活废水池相连接，所述第二换热管一端位于换热芯内，另一端位于生活废水池内；所述第二换热管上设有第二电控泵；所述地源主机的换热芯上设有电控加热器与电控制冷热器；所述第一换热管和第二换热管都为封闭式管；
毛细管网，其安装在室内，所述毛细管网与地源主机的换热芯相连接，所述毛细管网为闭环结构，所述毛细管网内注有蒸馏水，所述毛细管网与第一换热管、第二换热管在换热芯内进行热交换；所述毛细管网上设有电控循环泵；
新风调节系统：其包括新风机，所述新风机上设有空气交换芯，所述空气交换芯外壳为温度补偿层，所述温度补偿层与地源主机通过第三换热管相连接，所述第三换热管上设有第三电控泵；
露点温控器，其设置在室内；
联动控制器，其与所述露点温控器相连接，所述联动控制器与地源主机内的电控加热器与电控制冷热器电连接；所述联动控制器与第一电控泵、第二电控泵、第三电控泵以及电控循环泵电连接。
优选的是，其中，所述换热组件呈扁块结构，其上设有若干导热须，所述导热须结构与树根相似，其有一根主干并相四周伸出许多辐射状导热针。
优选的是，其中，所述换热芯由两层结构组成，所述换热芯内层通过导热翅片安装在所述换热芯外层，所述换热芯外层分别与第一换热管、第二换热管以及第三换热管相连接通；所述换热芯内层与所述毛细管网相连通。
优选的是，其中，所述毛细管网设置在室内的六个面上，所述毛细管网的主进水口、主出水口处分别设有分流器与集流器；所述毛细管网的各毛细管均为波浪形以增加其内的热量辐射的时间。
优选的是，其中，所述第二换热管位于生活废水池的一端设有热交换器，所述热交换器浸在生活废水池中，所述热交换器外壳为耐腐蚀塑料外壳，所述第二换热管盘旋设置在其中。
优选的是，其中，所述温度补偿层为双侧结构，所述温度补偿层内层盘绕发热电阻丝，其与所述露点温控器相连接并由露点温控器控制；所述温度补偿层外层蛇形排列有毛细换热管，所述毛细换热管与第三换热管相连接。
优选的是，其中，所述换热组件埋与地下5-10米处。
优选的是，其中，所述新风机通向室内的管道内敷设有保温毛细管网，所述保温毛细管网交叉排列在管道内，所述保温毛细管网的进水口与毛细管网的主进水口相连通，所述保温毛细管网的出水口与毛细管网的主出水口相连通。
优选的是，其中，所述地源主机上设有两组温度计，一组安装于所述毛细管网的主进水口上，另一组安装于所述毛细管网的主出水口上。
优选的是，其中，所述露点温控器上连接有四个探测针头，四个所述探测针头分别安装于室内的四个角上。
本发明至少包括以下有益效果：本发明将毛细管空调使水在地表5-10米处与自然界进行热传递；本发明主要解决的问题在于进一步的减少现有的毛细管网系统的能耗问题，虽然现有的毛细管网空调系统相较于空调系统以及能较高的能耗利用率，然而在以年为单位计算能耗时，其能耗依然还是巨大的，而本发明在一年当中基本都是可以靠自身的设计，使其不需要过多的电能的情况下达到对室内的环境温度进行调控，因此其具有极大的经济价值以及巨大的能源价值。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明提供的毛细管网辐射空调系统示意图；
图2为本发明提供的换热组件示意图；
图3为本发明提供的换热芯示意图；
图4为本发明提供的毛细管网示意图；
图5为本发明提供的高效热交换示意图；
图6为本发明提供的新风机示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示本发明提供的一种毛细管网辐射空调系统，包括：
地源主机1，其安装在室外，所述地源主机1内设有换热芯101，所述换热芯101上连接有两组换热管，所述两组换热管包括：第一换热管102与第二换热管107，所述第一换热管102的一端置于换热芯101内，另一端埋与地下深处，所述第一换热管102埋于地下最深处设有换热组件105，所述第一换热管102上设有第一电控泵106；第二换热管107与生活废水池相连接，所述第二换热管107一端位于换热芯101内，另一端位于生活废水池内；所述第二换热管107上设有第二电控泵108；所述地源主机1的换热芯101上设有电控加热器109与电控制冷热器110；所述第一换热管102和第二换热管107都为封闭式管；
毛细管网2，其安装在室内，所述毛细管网2与地源主机1的换热芯101相连接，所述毛细管网2为闭环结构，所述毛细管网2内注有蒸馏水，所述毛细管网2与第一换热管102、第二换热管107在换热芯101内进行热交换；所述毛细管网2上设有电控循环泵201；
新风调节系统3：其包括新风机301，所述新风机301上设有空气交换芯302，所述空气交换芯302外壳为温度补偿层303，所述温度补偿层303与地源主机1通过第三换热管304相连接，所述第三换热管304上设有第三电控泵305；
露点温控器4，其设置在室内；
联动控制器5，其与所述露点温控器4相连接，所述联动控制器5与地源主机1内的电控加热器109与电控制冷热器110电连接；所述联动控制器5与第一电控泵106、第二电控泵107、第三电控泵304以及电控循环泵201电连接。
工作说明：露点温控器4在室内对其内的整体问题进行测控，当时室内温度达到露点温度之后，其会发送指令并控制联动控制器5开启第一电控泵106、第二电控泵107、第三电控泵304以及电控循环泵201，此时地源主机1启动，第一换热管102与第二换热管107内的水开始循环，第一换热管102内的水在换热组件105处进行热量交换，由于换热组件105处的热量很稳定，当第一换热管102内的水温度较低时，其在换热组件105处将被加热；当第一换热管102内的水温度较高时，其在换热组件105处将被降温，同理，第二换热管107在生活废水池处进行热量交换；然后，第一换热管102、第二换热管107内的水同时在换热芯101内对毛行管网2内的水进行加热或降温，使毛行管网2内的水一直保持在一个稳定的温度，待其进入室内的管网时就能对室内的温度进行辐射调节，在此处三管选择闭环的目的在于，水在长期使用后必定会产生水垢，而对于毛细管网2的毛细管这种内径极小的水管，如果一旦出现水垢，将会堵死管网甚至使管网破裂，因此选在闭环，使其内为纯水以延长使用寿命；
整个新风调节系统3受露点温控器4的控制而开启运行，我们知道室内外的温度是具有一定的温差的，为了使室外的温度不会破坏室内温度的稳定，因此在空气交换芯302上设有一个温度补偿层303，其通过第三换热管304将地源主机1内的热量传递到温度补偿层303上；当新风与旧风在空气交换芯302上进行热交换时，温度补偿层303可对整个空气交换芯302进行热量补偿而不需要电加热辅助设备；
整个发明基本不要过多的能耗投入，其在地下或生活废水池能取得热量用以维持整个室内的温度，在盛夏与寒冬时，本发明的温度调节可能达不到用户的需求，那么可以开启电控加热器109或电控制冷热器110进行加热，在以年为计时单位下，由于盛夏与寒冬的时间不长，即使开起电控加热器109或电控制冷热器110也不会对全年的能耗有所影响；我们可以发现以年为计的情况下，本发明相较现有毛细管网辐射空调技术更加节约能源与环保。
如上述技术方案中，如图2所示，所述换热组件105呈扁块结构，其上设有若干导热须1051，所述导热须1051结构与树根相似，其有一根主干并相四周伸出许多辐射状导热针，由于整个换热组件105埋与地下，为了充分的使整个换热组件105进行热交换，导热须1051类似树根的结构能有效的增加换热组件105的有效换热面积。
如上述技术方案中，如图3所示，所述换热芯101由两层结构组成，所述换热芯内层1011通过导热翅片1012安装在所述换热芯外层1013，所述换热芯外层1013分别与第一换热管102、第二换热管107以及第三换热管304相连接通；所述换热芯101内层与所述毛细管网2相连通，才用此设计的优点在于在满足各管能封闭循环的同时，还能进行高效的热交换。
如上述技术方案中，如图4所示，所述毛细管网2设置在室内的六个面上，所述毛细管网的主进水口202、主出水口203处分别设有分流器204与集流器205；所述毛细管网2的各毛细管均为波浪形以增加其内的热量辐射的时间，采用此种设计能使毛细管网2内的热量快速辐射到室内的各个点上，避免在其热量在毛细管网2的前端就辐射完毕。
如上述技术方案中，如图5所示，所述第二换热管107位于生活废水池的一端设有热交换器1071，所述热交换器1071浸在生活废水池中，所述热交换器1071外壳为耐腐蚀塑料外壳，所述第二换热管107盘旋设置在其中，通常在夏天的时候，废水池的温度使低于室外空气温度的，其可以作为一个冷源；在冬天时，由于人们用的水一般都是热水，那么废水池的温度会高于室外空气温度，其可以作为一个热源。
如上述技术方案中，如图6所示，所述温度补偿层303为双侧结构，所述温度补偿层内层3031盘绕发热电阻丝3032，其与所述露点温控器4相连接并由露点温控器4控制；所述温度补偿层外层3033蛇形排列有毛细换热管3034，所述毛细换热管3034与第三换热管304相连接，温度补偿层外层3033蛇形排列的毛细换热管3034，用于维持进入室内的新风温度的稳定，发热电阻丝3032主要用于在外部空气较冷时，需要额外加热而用，其开关是由用户直接通过操作露点温控器4而进行控制的。
如上述技术方案中，所述换热组件105埋与地下5-10米处,5-10米的深度处温度比较稳定，且开凿深度不大，易于施工。
如上述技术方案中，如图6所示，所述新风机301通向室内的管道内敷设有保温毛细管网3011，所述保温毛细管网3011交叉排列在管道内，所述保温毛细管网3011的进水口3012与毛细管网2的主进水口202相连通，所述保温毛细管网3011的出水口3013与毛细管网2的主出水口203相连通，设置保温毛细管网3011的目的在于使通风管道内的新风温度不会提前散失。
如上述技术方案中，如图1所示，所述地源主机1上设有两组温度计110，一组安装于所述毛细管网的主进水口202上，另一组安装于所述毛细管网的主出水口203上，其用于检测毛细管网2内水温是否正常，有助于判断毛细管网2是否正常工作。
如上述技术方案中，所述露点温控器4上连接有四个探测针头，四个所述探测针头分别安装于室内的四个角上，有助于露点温控器4准确的启停毛细管网辐射空调系统。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的毛细管网辐射空调系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (5)
1.一种毛细管网辐射空调系统，其特征在于，包括：
地源主机，其安装在室外，所述地源主机内设有换热芯，所述换热芯上连接有两组换热管，所述两组换热管包括：第一换热管与第二换热管，所述第一换热管的一端置于换热芯内，另一端埋与地下深处，所述第一换热管埋于地下最深处设有换热组件，所述第一换热管上设有第一电控泵；所述第二换热管与生活废水池相连接，所述第二换热管一端位于换热芯内，另一端位于生活废水池内；所述第二换热管上设有第二电控泵；所述地源主机的换热芯上设有电控加热器与电控制冷热器；所述第一换热管和第二换热管都为封闭式管；
毛细管网，其安装在室内，所述毛细管网与地源主机的换热芯相连接，所述毛细管网为闭环结构，所述毛细管网内注有蒸馏水，所述毛细管网与第一换热管、第二换热管在换热芯内进行热交换；所述毛细管网上设有电控循环泵；
新风调节系统：其包括新风机，所述新风机上设有空气交换芯，所述空气交换芯外壳为温度补偿层，所述温度补偿层与地源主机通过第三换热管相连接，所述第三换热管上设有第三电控泵；
露点温控器，其设置在室内；
联动控制器，其与所述露点温控器相连接，所述联动控制器与地源主机内的电控加热器与电控制冷热器电连接；所述联动控制器与第一电控泵、第二电控泵、第三电控泵以及电控循环泵电连接；
所述换热组件呈扁块结构，其上设有若干导热须，其有一根主干并相四周伸出许多辐射状导热针；
所述换热芯由两层结构组成，所述换热芯内层通过导热翅片安装在所述换热芯外层，所述换热芯外层分别与第一换热管、第二换热管以及第三换热管相连接通；所述换热芯内层与所述毛细管网相连通；
所述第二换热管位于生活废水池的一端设有热交换器，所述热交换器浸在生活废水池中，所述热交换器外壳为耐腐蚀塑料外壳，所述第二换热管盘旋设置在其中；
所述换热组件埋与地下5-10米处；
所述温度补偿层为双侧结构，所述温度补偿层内层盘绕发热电阻丝，其与所述露点温控器相连接并由露点温控器控制；所述温度补偿层外层蛇形排列有毛细换热管，所述毛细换热管与第三换热管相连接。
2.如权利要求1所述的毛细管网辐射空调系统，其特征在于，所述毛细管网设置在室内的六个面上，所述毛细管网的主进水口、主出水口处分别设有分流器与集流器；所述毛细管网的各毛细管均为波浪形以增加其内的热量辐射的时间。
3.如权利要求2所述的毛细管网辐射空调系统，其特征在于，所述新风机通向室内的管道内敷设有保温毛细管网，所述保温毛细管网交叉排列在管道内，所述保温毛细管网的进水口与毛细管网的主进水口相连通，所述保温毛细管网的出水口与毛细管网的主出水口相连通。
4.如权利要求2所述的毛细管网辐射空调系统，其特征在于，所述地源主机上设有两组温度计，一组安装于所述毛细管网的主进水口上，另一组安装于所述毛细管网的主出水口上。
5.如权利要求1所述的毛细管网辐射空调系统，其特征在于，所述露点温控器上连接有四个探测针头，四个所述探测针头分别安装于室内的四个角上。
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- 2018-03-23 CN CN201810243539.8A patent/CN108224648B/zh active Active
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