CN111473443A - 一种内循环室内温度调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内循环室内温度调控系统，包括流体储存加热制冷装置、控制器；所述流体储存加热制冷装置包括流体储存容器以及加热器和制冷器，流体储存容器通过出水管道与分水器连接，分水器连接冷热交换盘管，冷热交换盘管的另一端与集水器连接，集水器通过回水管道与流体储存容器连接，在回水管道上设置循环泵，在冷热交换盘管上设置流量控制阀；所述控制器包括控制主机和温度传感器，控制主机分别与温度传感器、加热器、制冷器、流量控制阀、循环泵连接。本发明采用了制冷与制热相结合的结构，通过流体循环的方式，对室内进行温度调节，有效解决了传统调温装置所存在的问题，具有结构简单，操作便捷，调控精细、控温效果好等特点。

Description

一种内循环室内温度调控系统

技术领域

本发明属于室内温度调控技术领域，涉及一种温度调控系统，具体是一种内循环室内温度调控系统。

背景技术

随着社会不断发展，人们对生活品质的要求亦是逐渐提高，尤其是对生活环境的要求，其要求主要体现在空间环境的舒适度上，其中空间环境温度的调控最为突出，在不同的条件下，适当温度下的空间环境可使人们舒适地工作、起居以及进行其他活动。

目前，最为常见的室内调温装置主要有分体空调、中央空调、电暖、电地暖以及水地暖和暖气片等几大类，通过以上几类调温装置，可使不同的空间环境在不同的情况下，达到冬暖夏凉的舒适温度，提高了人们的工作、居住和活动等舒适度。这几类调温装置虽然可使空间温度达到舒适温度，其中仍存调温功能单一、在升温或降温速度慢、在空间内温度分布不够均匀等问题。

例如：分体空调和中央空调能同时制冷和供暖，但室内空气干燥，温度分布不均匀，并不能有效分散到室内的各个角落，导致个别角落温度调控比较慢，从而使空间内的温度分布不均匀，而由于空调的出风口在室内的高处，所以空调虽然制热，但是温度是由高处往低逐步提升，使高处温度往往高于低处，导致了人们出现上热下冷的不适感，且造价高；暖气片在冬天可提升室内温度，但是由于地板受热慢，所以地板长时间情况下仍是冰冷冻脚的，而电暖、电地暖和水地暖虽然可以全面提升室内温度，但是其都存在功能单一的问题，只能制热无法制冷，所以往往都要另外配备空调，在夏天时使用，无形之间提高了生活成本，另外因强大的电磁场和用电安全隐患，使人们在使用上产生不好的感受。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足而提供的一种内循环室内温度调控系统，采用了制冷与制热相结合的结构，通过流体循环的方式，使流体在设置于地板或墙板或天花板上的工作面的冷热交换盘管对室内进行温度调节，有效解决了传统调温装置调温功能单一、升温或降温速度慢、在空间内温度分布不够均匀等问题。

相比而言，本装置系统构成相对空调系统的复杂程度来说要简单很多，可以说是传统水地暖的升级换代版本。系统能自由实现冷热功能且经济可靠，采用隐藏式的安装方式大大减少了室内空间的占用等。

本发明所采用的技术方案：

一种内循环室内温度调控系统，包括流体储存加热制冷装置、控制器；所述流体储存加热制冷装置包括流体储存容器以及设置在流体储存容器内的加热器和制冷器，一般而言，流体储存容器均是指罐、桶、瓶等具有密闭条件的容器，用于储存流体媒介，利用加热器或制冷器可以将流体储存容器中的流体媒介加热或制冷，流体储存容器的输出口通过出水管道与分水器连接，从流体储存容器流出的流体介质经分水器进行分流，实现流体从单口输入转换成多口输出，实现不同管路流体的合理分配输出，分水器的输出口连接至少一根冷热交换盘管，冷热交换盘管的数量应根据应用场景工作换热区的需要进行选择，冷热交换盘管的另一端与集水器连接，用于将各冷热交换盘管种的流体媒介进行汇集，实现流体从多口输入转换成单口输出，实现将多管路的流体进行汇聚输出，集水器的出口通过回水管道与流体储存容器的输入口连接，在回水管道上设置循环泵，流体媒介被加热或制冷后由流体储存容器流出，经分水器分流、冷热交换盘管换热、集水器汇集、循环泵回流至流体储存容器，完成循环过程；在冷热交换盘管上设置流量控制阀，用于控制冷热交换盘管的流量，从而控制流经冷热交换盘管的流体媒介的能量交换量，实现对应用场景工作换热区控温的效果；所述控制器包括控制主机和室内温度传感器，在控制主机上设置控制面板，控制主机与室内温度传感器连接，控制主机还通过控制电路与加热器、制冷器、流量控制阀、循环泵连接。当需要进行室内降温或升温时，启动系统，在控制面板上输入相应的温度，室内温度传感器检测到室内温度后将温度信号发送到控制器中，控制器根据预定的设置参数，将室内温度与设定温度进行对比，发出对应的制冷或加热指令至流体储存加热制冷装置，启动制冷器或加热器对流体介质进行制冷或加热，同时发出开关指令至流量控制阀(控制流经冷热交换盘管的流体媒介流量)，发出启动指令至循环泵等，控制各个设备按预定操作程序进行运作；制冷或加热的流体媒介在循环泵的增压作用下，由流体储存容器流出，经出水管道、分水器、冷热交换盘管、集水器、回水管道后再回流至流体储存容器，期间，流体媒介通过吸热或放热的物理过程在冷热交换盘管中与应用场景工作换热区进行能量交换，从而实现应用场景工作换热区(办公区或住房)降温或升温的效果。

进一步的技术方案是，所述控制主机与室内温度传感器的连接方式是无线连接，即在室内温度传感器上设置信号发射器，在控制主机上设置信号接收器，室内温度传感器检测到室内温度后，经过信号发射器将温度信号发送至信号接收器，信号接收器将收到的温度信号输入到控制主机中。

进一步的技术方案是，所述流体储存容器、分水器、集水器上均分别设有排气阀。排气阀采用自动排气阀，在气体压力达到一定压力值时自动排放。也可以采用电子控制排气阀，通过控制主机来启动排气。

进一步的技术方案是，在回水管道上设置止回阀。

进一步的技术方案是，在回水管道上接入外部流体输入管道。系统运行后，在需要补充流体时既保证流体的顺利加注，又不影响系统的稳定运行。

进一步的技术方案是，还包括移动端APP，移动端APP通过网络与控制主机连接，通过网络下载安装并注册后，可以在移动端通过网络操控控制器开关机，流体加热温度控制、流体制冷温度控制，等等。

进一步的技术方案是，还包括流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器，其中流体介质温度传感器设置在冷热交换盘管上，压力传感器分别设在流体储存容器、分水器和集水器上，转速传感器设置在循环泵上，流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器分别与控制主机电性连接，冷热交换盘管的温度、流体储存容器的流体压力、分水器的流体压力、集水器的流体压力、循环泵的工作状态(循环泵转速)等实时数据通过传感器进行实时不间断采集，并反馈到控制主机，控制主机根据采集到的各类实时数据(压力数据、温度数据、状态数据等)，通过对比设定参数，调整控制输出量，调整相应功能部件的工作状况，实现了系统运行过程的精细化调控。

本发明采用了制冷与制热相结合的结构，通过流体媒介循环的方式，使流体在设置于地板、墙板或天花板上的工作面的冷热交换盘管对室内进行温度调节，有效解决了传统调温装置调温功能单一、升温或降温速度慢、在空间内温度分布不够均匀等问题，不仅可以单一系统独立在小空间面积房间中运行，还可以采用多个系统通过串并联和总控构成复合系统，在大面积房间或多个房间中运用，具有结构简单，操作便捷，调控精细、控温效果好等特点。

本发明与传统制冷制热设施的性能对比结果如表1所示。

表1本发明与传统制冷制热设施的性能对比

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是多系统串联的结构示意图。

图3是多系统并联的结构示意图。

图4是多系统混合连接的结构示意图。

图中：1、流体储存罐；2、移动端APP；3、控制主机；4、出水管道；5、分水器；6、流量控制阀；7、冷热交换盘管；8、集水器；9、外部流体输入管道；10、循环泵；11、止回阀；12、回水管道；13、排气阀；14、控制中心。

具体实施方式

下面通过实例并结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对发明的限定。

在图1所示的结构中，本发明所提供的一种内循环室内温度调控系统，包括流体储存加热制冷装置、控制器，流体储存加热制冷装置包括流体储存罐1 以及设置在流体储存容器内的加热器和制冷器，一般而言，流体储存罐1采用压力罐结构，有利于保证流体在循环运转过程的顺畅，流体储存罐1设有自动排气阀13、压力传感器，流体储存罐1的输出口通过出水管道4与分水器5连接，分水器5上设有自动排气阀13、压力传感器，分水器5的输出口连接二根冷热交换盘管7，在冷热交换盘管上设置用于控制流体流量的流量控制阀6、用于感应流体介质温度的流体介质温度传感器，冷热交换盘管的另一端与集水器8 连接，集水器8上设有自动排气阀13、压力传感器，集水器的出口通过回水管道12与流体储存容器1的输入口连接，在回水管道12上设置循环泵10、止回阀11，在循环泵10上设置转速传感器，在回水管道12上还接入外部流体输入管道9，在需要补充流体时既保证流体的顺利加注，又不影响系统的稳定运行；控制器包括控制主机3和室内温度传感器，在控制主机上设置控制面板，控制主机与室内温度传感器采用无线连接方式连接(即在室内温度传感器上设置信号发射器，在控制主机上设置信号接收器)，方便于安装，控制主机3分别与设置在各部件上的流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器电性连接，流体介质温度传感器感应的温度信号、压力传感器感应的压力信号、转速传感器感应的转速信号均传输至控制主机3，控制主机3还分别通过控制电路与加热器、制冷器、流量控制阀、循环泵电性连接，用于控制加热器、制冷器、流量控制阀、循环泵的启动、关闭或调整工作状态。

具体的，为了能达到远程控制的目的，通过网络在手机上下载安装并注册与控制主机3匹配的移动端APP 2后，移动端APP与控制主机3通过网络连接，可以在移动端APP上通过网络操控系统开关机，流体加热温度控制、流体制冷温度控制，等等。对本发明进行远程访问、远程管理和远程控制，实现本发明智能化管控。

本发明的工作原理如下：

当需要进行室内降温或升温时，在控制面板上输入相应的温度(或者，通过移动端APP操作)，启动系统，室内温度传感器、流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器检测到室内温度、流体介质温度、流体压力、循环泵转速后将信号发送到控制器中，控制主机3根据采集到的各类实时数据(温度数据、压力数据、转速数据等)，通过对比设定参数，调整控制输出量，启动、关闭或调整相应功能部件(加热器、制冷器、流量控制阀6、循环泵10)的工作状况，达到控制流体介质的制冷或加热过程、流体媒介的循环过程、冷热交换盘管的流体媒介流量控制过程，等等，实现了系统运行过程的精细化调控。期间，流体媒介通过吸热或放热的物理过程在冷热交换盘管中与应用场景工作换热区进行能量交换，从而实现应用场景工作换热区(办公区或住房)降温或升温的效果。

在实施本发明时，本发明的系统对应于小空间面积的使用是满足的，在大空间面积或多个房间的应用场景中，可以本发明为子系统，采用将多个子系统进行组合拓展来实现，由多个子系统进行组合而成复合系统，复合系统按组合方式可分为串联模式(如图2所示)、并联模式(如图3所示)和混合模式(如图 4所示)。在复合系统中，设置一个控制中心14，在控制中心上设置控制面板(或者，通过网络在手机上下载安装并注册与控制中心14匹配的移动端APP)。利用控制面板或移动端APP进行系统操作。

复合系统和本发明的系统的工作原理大体是相同的，工作方式略有不同。在复合系统中，不管是采用串联还是并联的工作方式，系统中的任意子系统都可以按用户需要随时开机、关机或者调节温度。

复合系统中，每个子系统是可以独立工作，或者，由几个子系统联合工作。也就是说，复合系统中，某个子系统正在供热，另一些子系统可以工作供冷。

在复合系统中，每一个子系统可以由总控制中心进行统一部署，接收总控制数据下发指令对系统内的参数进行设置和调整运行状态，还可以自主定制子系统的运行参数和状态，此运行状态会同步反馈到总控制中心的控制屏上。

具体来说，当总控制中心对整个系统设置为制热模式时，所有的子系统接收到总控制中心的调控数据，统一了设置参数和运行在制热的模式下。这时，如某个子系统因个别场景需要调整制热的温度，此时管理员可在该子系统的控制主机上进行操作，细化该子系统管辖范围的个性化数据和运行状态，这个运行状态不一定是制热状态，还可以是制冷状态。反之，当总控制中心对整个系统设置为制冷模式时，个别子系统也可以单独设置为制热状态。

这就是本发明的复合模式下的混合工况运行状态。在此状态下总控制中心根据各个子系统的设置状态，发出控制指令，控制联动阀门的工作模式，使得系统满足个性化定制的需求。

在复合混联的情况下，串联复合系统的特点是流量相对稳定，但温度调节容易受前级子系统的工况模式影响，前级子系统温度有变化时，会波及到后级子系统，因此为达到维持各个子系统工作的稳定性，需要在前级子系统的流体出口位置需要安装温度和压力感应器，以便后级子系统根据出口的温度和压力微调参数，达到稳定工作状态的目的；并联复合系统的特点是流体进口与出口之间压差相对稳定，但系统内某个子系统参数调整时，会对系统内的其它子系统全部产生影响，因此在并联系统中，需要在各个控制主机出口位置安装温度和压力感应器，通过各个出口的数据对比调整各个主机的参数，以达到稳定的工作状态。

本发明的应用场景工作换热区需根据具体的应用场景做现场设计。冷热交换盘管为系统的热交换工作面，冷热交换盘管按一定的间隔排列在室内地板中、墙板中或者天花板中。冷热交换盘管可以设置一路或者多路，其管径和长度与内循环室内温度调控系统终端的工作功率有关，与应用场景要求有关，与应用场景大小有关，与应用场景保温性能有关，与工作面材料导热性能有关；

冷热交换盘管为系统的热交换工作面，冷热交换盘管施工在专利号：ZL 2019 20675952.1结构的装饰板中，有利于方便施工，降低成本，提高热交换效果。冷热交换盘管也可以施工安装在其它能使流体顺利循环的管路中。

本发明所涉及的流体媒介可以是水、水的加工产品，以及其它饱和气体类或者油品类。

本发明的升级版本还支持与其它智能设备之间的联动交互，或将控制信息通过红外、无线或网络等方式发送给其它智能设备，控制其它设备的开启和关闭。比如本系统与窗户控制系统的联动：制冷或制热启动时，发送联动控制信息关闭窗户，系统制冷或制热关闭时，发送联动控制信息打开窗户通风等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种内循环室内温度调控系统，其特征在于：包括流体储存加热制冷装置、控制器；所述流体储存加热制冷装置包括流体储存容器以及设置在流体储存容器内的加热器和制冷器，流体储存容器的输出口通过出水管道与分水器连接，分水器的输出口连接至少一根冷热交换盘管，冷热交换盘管的另一端与集水器连接，集水器的出口通过回水管道与流体储存容器的输入口连接，在回水管道上设置循环泵，在冷热交换盘管上设置流量控制阀；所述控制器包括控制主机和室内温度传感器，在控制主机上设置控制面板，控制主机与室内温度传感器连接，控制主机还通过控制电路与加热器、制冷器、流量控制阀、循环泵连接。

2.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：所述控制主机与室内温度传感器的连接方式是无线连接，即在室内温度传感器上设置信号发射器，在控制主机上设置信号接收器。

3.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：所述流体储存容器、分水器、集水器上均分别设有排气阀。

4.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：在回水管道上设置止回阀。

5.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：在回水管道上接入外部流体输入管道。

6.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：还包括移动端APP，移动端APP通过网络与控制主机连接。

7.根据权利要求1所述的内循环室内温度调控系统，其特征在于：还包括流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器，其中流体介质温度传感器设置在冷热交换盘管上，压力传感器分别设在流体储存容器、分水器和集水器上，转速传感器设置在循环泵上，流体介质温度传感器、压力传感器、转速传感器分别与控制主机电性连接。

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