CN110486873A - 一种热管吸收式辅助空调系统 - Google Patents

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杨师斌
崔秋娜
衡丽君
段坤杰
饶培军
朱焕光
刘芳芳
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
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Abstract

本发明公开了一种热管吸收式辅助空调系统，包括位于空调调节区域内的室内管网系统，以及与室内管网系统通过热管连接的夏季散热管网系统以及冬季采暖管网；所述的夏季散热管网系统和冬季采暖管网均位于室外。本发明利用热管原理，通过管网实现室内与室外环境的温度平衡，进而有效的缩小室内外温度差值，为调节室内温度的空调降低高差值温度的功耗降低提供有效的辅助作用。当然，热管吸收式空调只能起到辅助节能的作用，并不能完全取代空调，但在气温较低的北方，夏季基本上能够取代空调；同样，在炎热的南方，国家规定不供暖的地区，冬季也可以取代空调或者电暖气进行供暖。

Description

一种热管吸收式辅助空调系统
技术领域
本发明涉及普通民用建筑室内温度调节设备领域，具体为一种用于辅助空调节能的热管吸收式辅助空调系统。
背景技术
随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展，使得人们的生活水平，尤其是物质生活水平，发生了翻天覆地的变化。
科技的进步，促进了工业社会的快速飞跃，同样大型的工业设备普遍应用于人们生活质量的提高，比如在寒冷的冬季所处环境温暖如春；在炎热的夏季，所处环境依然凉爽宜人，这其中作为空气温度调节的空调系统发生着至关重要的作用。空调发挥的作用越来越重要，且使用范围越来越广泛，同时对于电能的消耗总量也越来越大，因此，提供一种能够根据季节的变化，为空调系统所改进的环境进行温度调节辅助的系统，进而大大降低空调运行负载的系统，是一个值得研究的问题。
热管的使用伴随青藏铁路的建成、神舟系列飞船的起飞，使其使用达到了上天入地的程度。青藏公路路基的再度安全使用，我国采用大型热管来进行地基冷却技术已经日渐成熟。无独有偶，美国在阿拉斯加铺设输油管道时，也曾通过热管对冻土层实施保护。一些热管专家指出，利用热管调节温室温度，可以节约6．3％的电力。
因此，提供一种能够在调节民用建筑物室内温度中辅助空调调节温度的辅助系统，是一个值得研究的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种效利用热管原理，自动调节民用建筑室内空气的冷热温度，为缩小空调系统调节的室内外温度的差值进行缩小，进而降低空调的使用能和，达到节能省电的目的。
热管吸收式辅助空调系统，包括位于空调调节区域内的室内管网系统2，以及与室内管网系统通过热管连接的夏季散热管网系统3以及冬季采暖管网1；
所述的夏季散热管网系统3和冬季采暖管网1均位于室外；
所述的夏季散热管网系统3位于室外阴凉通风处，包括室外主散热管3-2，以及与室外主散热管3-2连接的散热毛细管3-1；或所述的室外主散热管3-2的直径大于散热毛细管3-1的直径，所述的散热毛细管3-1由多条串联，分布在室外主散热管3-2的周围，形成管网；
所述的室外主散热管3-2的直径大于散热毛细管3-1的直径；所述的散热毛细管3-1分别独立连接室外主散热管3-2，多条联，分布在室外主散热管3-2的周围，形成管网；
所述的冬季采暖管网1位于室外阳光充足处，包括室外主采暖热管1-1，以及与室外主采暖热管1-1连接的采暖毛细管1-2；所述的室外主采暖热管1-1的直径大于采暖毛细管1-2的直径；所述的采暖毛细管1-2由多条串联，分布在室外主采暖热管1-1的周围，形成管网；
所述的室外主采暖热管1-1的直径大于采暖毛细管1-2的直径；所述的采暖毛细管1-2分别独立连接室外主采暖热管1-1，多条联，分布在室外主采暖热管1-1的周围，形成管网；
所述的室内管网系统2包括设置在与冬季采暖管网1之间的热管上的第一单项温控阀4和第一温度截止阀5；同时包括设置在与夏季散热管网系统3之间的热管上的第二单项温控阀6和第二温度截止阀7；所述的室内管网系统2包括两端分别与冬季采暖管网1和夏季散热管网系统3连接的室内管网主管8，以及与室内管网主管8连接且分布在其两侧的室内管网毛细管9。
所述的第一单项温控阀4和第一温度截止阀5并联设置；
所述的第二单项温控阀6和第二温度截止阀7并联设置。
积极有益效果：本发明利用热管原理，通过管网实现室内与室外环境的温度平衡，进而有效的缩小室内外温度差值，为调节室内温度的空调降低高差值温度的功耗降低提供有效的辅助作用。当然，热管吸收式空调只能起到辅助节能的作用，并不能完全取代空调，但在气温较低的北方，夏季基本上能够取代空调；同样，在炎热的南方，国家规定不供暖的地区，冬季也可以取代空调或者电暖气进行供暖。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图中为：冬季采暖管网1、室外主采暖热管1-1、采暖毛细管1-2、室内管网系统2、夏季散热管网系统3、散热毛细管3-1、室外主散热管3-2、第一单项温控阀4、第一温度截止阀5、第二单项温控阀6、第二温度截止阀7、内管网主管8、室内管网毛细管9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步的说明：
如图1所示，本发明由三个部分组成，室内管网系统2是布置在民用建筑室内的热管部分，这部分管道可以布置在地板下，或者悬挂在墙壁上，管道的中间部分为内管网主管8，直径相对粗一些的主管，其他则为室内管网毛细管9，室内温度通过这一部分一调节，所以称这一部分为室内调节管网；
冬季采暖管网1为图1中左面部分，同样由中间部粗的室外主采暖热管1-1和采暖毛细管1-2组成，这一部分主要用于冬季采暖用，所以称这一部分为冬季采热管网，冬季采热管网安装在室外向阳的地方，安装高度低于室内管网的建筑物；
夏季散热管网系统3为图1中右面部分，同样由中间部粗的室外主散热管3-2和散热毛细管3-1组成，这一部分主要用于夏季散热用，所以称这一部分为夏季散热管网，夏季散热管网布置在室外建筑物背阴的阴凉通风处，安装高度应高于室内管网。
实施例1
冬季时，室外采热管网吸收室外热量（主要来源于太阳光），热管内的低沸点制冷剂受热制冷，由液态转化为气态，管内气压升高，迫使制冷后的气态制冷剂顺管道上升，到达建筑物室内调节管网部分，在室内释放所携带热量重新变为液态，液态制冷剂在重力作用下又慢慢流回室外采热管网，如此形成自然循环，源源不断将室外热能搬进室内，使室内温度逐渐升高，直至室外温度下降（如夜间）到不能使室外采热管网内的制冷剂制冷（即使夜间也在制冷，但制冷效率很低）。
随着气候变化，天气逐渐变暖，当室外气温高到一定程度（比如25℃）时，室外采热管网与室内调节管网之间的第一温控截止阀关闭，使得室外采热管网内的制冷剂无法流回室外采热管网，而室外采热管网内的制冷剂刚可以通过第一单向温控阀流向室内调节管网，如此，很快就使制冷剂全部进入室内调节管网，室外采热管网内再无制冷剂，室外采热管网停止工作，这样就避免了天热时制冷剂继续往室内搬运热量。
实施例2
与此同时，夏季时，当室内气温高于一定程度（比如28℃），夏季散热管网与室内调节管网之间的第二温控截止阀自动开启，室内调节管网内的制冷剂吸收室内热量后制冷成气态，管网系统内压力升高，在压力作用下，气态制冷剂被迫进入夏季散热管网内，由于夏季散热管网布置在阴凉通风处（可以加装风扇增加散热效果），气态制冷剂释放热量又慢慢变回液态，在重力作用下流回室内调节管网，如此同样形成自然循环，自动调节室内气温。暑往寒来，当室内气温下降到一定程度（比如28℃），夏季散热管网与室内调节管网之间的第二温控截止阀自动关闭，夏季散热管网内的剩余制冷剂变回液态后，经第二单向温控阀全部流回室内调节管网，夏季散热管网内再无制冷而停止工作，这样也避免了天冷时制冷剂继续将室内热量搬运至室外。
冬夏两季的温控截止阀的截止温度可以根据设定值需要钱，实现可自动调节，可以适应不同人群对于室内温度的不同需要。
本发明原理简单，易于实现，能够让居民住宅内的气温四季保持在一定的范围内，做到冬暖夏凉，对于居民生活、学习、工作都有一个好的环境，最为重要的是热管自动工作，不需要消耗能源，对于节能和环保有着十分重要的意义。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (8)

1.一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：包括位于空调调节区域内的室内管网系统，以及与室内管网系统通过热管连接的夏季散热管网系统以及冬季采暖管网。
2.根据权利要求1所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的夏季散热管网系统和冬季采暖管网均位于室外。
3.根据权利要求1所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的夏季散热管网系统位于室外阴凉通风处，包括室外主散热管，以及与室外主散热管连接的散热毛细管；或所述的室外主散热管的直径大于散热毛细管的直径，所述的散热毛细管由多条串联，分布在室外主散热管的周围，形成管网。
4.根据权利要求3所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的室外主散热管的直径大于散热毛细管的直径；所述的散热毛细管分别独立连接室外主散热管，多条联，分布在室外主散热管的周围，形成管网。
5.根据权利要求1所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的冬季采暖管网位于室外阳光充足处，包括室外主采暖热管，以及与室外主采暖热管连接的采暖毛细管；所述的室外主采暖热管的直径大于采暖毛细管的直径；所述的采暖毛细管由多条串联，分布在室外主采暖热管的周围，形成管网；所述的室外主采暖热管的直径大于采暖毛细管的直径；所述的采暖毛细管分别独立连接室外主采暖热管，多条联，分布在室外主采暖热管的周围，形成管网。
6.根据权利要求1所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的室内管网系统包括设置在与冬季采暖管网之间的热管上的第一单项温控阀和第一温度截止阀；同时包括设置在与夏季散热管网系统之间的热管上的第二单项温控阀和第二温度截止阀；所述的室内管网系统包括两端分别与冬季采暖管网和夏季散热管网系统连接的室内管网主管，以及与室内管网主管连接且分布在其两侧的室内管网毛细管。
7.根据权利要求6所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的第一单项温控阀和第一温度截止阀并联设置。
8.根据权利要求6所述的一种热管吸收式辅助空调系统，其特征在于：所述的第二单项温控阀和第二温度截止阀并联设置。
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