CN113154558A - 一种空间内温度调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空间内温度调节系统，包括：一个或多个调温板，其经配置以包括非膨胀石墨板；一个或多个热量交换装置，其经配置以将热量提供到所述一个或多个调温板或者从所述一个或多个调温板吸收热量；以及控制装置，其经配置以控制所述一个或多个热量交换装置调整所述一个或多个调温板的温度；其中，一个或多个热量交换装置提供/吸收热量的方式为热传导。

Description

一种空间内温度调节系统
技术领域
本发明涉及一种温度调节系统，特别地涉及一种空间内温度调节系统。
背景技术
对于人居生活空间而言，室内温度的调节往往通过空调或暖气实现。夏天使用空调，虽然可以使人感觉凉爽，但是空调是通过强制空气对流方式实现的热量传递，降温速度比较慢。无论是冬天使用的地暖或外挂式暖气，需要大量的热水在其内部反复循环，实现加热的目的。这种方式热量利用率低，不但需要燃烧大量的煤或天然气，而且实现室内温度控制需要很长时间。同样地，对于一些作业空间而言，比如库房，同样存在制冷或采暖速度的问题。首先，作业空间往往非常大，制冷/采暖成本非常高；而且同样无法在短时间内将空间内温度迅速调节至目标温度。这样的方式都极大地增加了日常运营和维护成本。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种空间内温度调节系统，包括：一个或多个调温板，其经配置以包括非膨胀石墨板；一个或多个热量交换装置，其经配置以将热量提供到所述一个或多个调温板或者从所述一个或多个调温板吸收热量；以及控制装置，其经配置以控制所述一个或多个热量交换装置调整所述一个或多个调温板的温度；其中，一个或多个热量交换装置提供/吸收热量的方式为热传导。
特别的，其中所述调温板为多个，所述多个调温板可拆卸的设置在所述空间的顶部、底部和/或侧壁。
特别的，其中所述调温板为夹心石墨板，所述夹心石墨板从下到上依次包括：上非膨胀石墨板、金属板、和下非膨胀石墨板。
特别的，其中所述调温板为一体石墨板，其包括：水泥板和与所述水泥板一体结构的非膨胀石墨背板。
特别的，其中在所述水泥板凝固前所述石墨背板贴紧在所述水泥板一侧。
特别的，所述水泥板中包括1％-30％的石墨粉。
特别的，所述调温板进一步包括装饰层，其设置在所述非膨胀石墨板的外侧，经配置以保护所述非膨胀石墨板。
特别的，所述调温板进一步包括保温层，其设置在所述非膨胀石墨板的内侧。
特别的，其中所述热量交换装置包括半导体热量交换装置。
特别的，其中所述热量交换装置进一步包括与所述半导体热量交换装置相连的散热片。
特别的，其中所述热量交换装置包括所述冷媒循环热量交换装置。
特别的，其中所述热量交换装置包括所述冷媒循环热量交换装置包括：冷媒管线；以及多个接触点，其设置在所述冷媒管线上；其中，至少一个所述接触点与所述调温板接触。
特别的，其中控制装置经配置以独立控制一个或多个调温装置的温度。
特别的，其中所述控制装置包括：调温控制板，连接至所述控制装置，配置为控制至少一个调温装置的温度。
特别的，其中所述控制装置包括：阀门，设置在所述热量交换装置上，配置为控制至少一个调温装置的温度。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例空间内温度调节系统示意图；
图2A是根据本发明的一个实施例夹心石墨板和半导体热量交换装置结构示意图；
图2B是根据本发明的一个实施例半导体热量交换装置和散热片结构示意图；
图3是根据本发明的一个实施例一体石墨板和半导体热量交换装置结构示意图；
图4A是根据本发明的另一个实施例空间内温度调节系统示意图；以及
图4B是是根据本发明的一个实施例一种接触点结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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做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。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
本申请包括一种空间内温度调节系统，如图1所示。空间内温度调节系统100包括：
调温板11，调温板11可以设置在一空间的顶部、侧壁和/或底部。调温板11经配置以包括非膨胀石墨板，由于石墨自身导热性能良好，可以将石墨板一侧的热量迅速转移至另一侧。将类似结构的调温板11设置在一空间的顶部、侧壁和/或底部，可以实现空间内外温度的迅速平衡。同时，调温板11包括非膨胀石墨结构，其自身热量传导速度(由点及面)非常快。因此，如果在调温板11一侧增加快速升降温的装置，可以通过调温板11将热量迅速传递，并通过热传导方式迅速调节空间内温度。
在一些实施例中，调温板11是一种模块化的结构。如图1所示，在天花板和墙面分别设有四个模块，每个模块都是一个独立的调温板11。如本领域技术人员所知，模块的数量在此不做限制，可以依照实际情况增加或减少模块的数量。
热量交换装置12，其固定设置在调温板11上，其经配置以将热量提供到所述调温板11或者从所述调温板吸收热量。其中，热量传导方式可以是热传递。热量交换装置12可以是一种快速调节自身温度的装置，其不但能实现冷-热温度的迅速转化，同时可以将温度直接传递给调温板11。
在一些实施例中，每个调温板11对应一个热量交换装置12。在一些实施例中，热量交换装置12是一种半导体热量交换装置。在一些实施例中，热量交换装置12是一种冷媒循环热量交换装置。
控制装置13，其经配置以控制一个或多个热量交换装置12调整所述一个或多个调温板11的温度。
在实际使用时，使用者可以在控制装置13上设置好当前空间的目标温度。控制装置13将信号发送至该空间的热量交换装置12，热量交换装置12可以短时间迅速调节至目标温度，然后通过热传导方式作用于调温板11。调温板11包括非膨胀石墨结构，可以将热量交换装置12的热量由点及面迅速传递至整个调温板11。调温板11进而作用于整个空间，实现空间内温度的快速调整。
在一些实施例中，控制装置13可以对当前空间部分或全部热量交换装置12的温度进行调控。在一些实施例中，如图1所示，当使用半导体热量交换装置时，空间内温度调节系统100用以调控部分调温板11(应用在多个空间时与之类似)，可以针对每个或多个调温板11设置调温控制板15，调温控制板15连接至控制装置13，将调温板11分成不同的组以实现针对性调控。在一些实施例中，当通过冷媒循环热量交换装置调节时，可以通过针对不同管路设置阀门，实现对部分调温板11的调控，这种方式会在后续进一步说明。在一些实施例中，控制装置13通过控制线路14对进行控制，其中多个调温控制板15可以通过有线连接方式(图中未示出)接入。在一些实施例中，可以通过无线通信的方式进行连接，例如wifi、蓝牙等。在一些实施例中，调温控制板15可以设置在某一调温板11上，这样更方便安装和日后维护。
在一些实施例中，调温板11可以是一种夹心石墨板，如图2A所示。夹心石墨板包括：金属板202、上非膨胀石墨板201和下非膨胀石墨板203。在一些实施例中，金属板202、上非膨胀石墨板201和下非膨胀石墨板203是通过冲齿或粘结方式固定连接的。在一些实施例中，上非膨胀石墨板201和下非膨胀石墨板203可以种柔性石墨卷材。在一些实施例中，金属板202可以是铁、铝、铝合金等机械性能和导热性能良好的金属构成。在一些实施例中，进而可以设置热量交换装置22在夹心石墨板上。本实施例中，热量交换装置22是一种半导体热量交换装置，其包括半导体调温装置222和半导体接触板221。由于半导体调温装置可以在短时间内达到目标温度，所以其可以快速将调温板温度调节至目标温度。本实施例中的夹心石墨板结构，可以作为一空间的天花板。
在一些实施例中，由于半导体调温装置222在进行制冷时会产生热量，如果不及时散热，会影响制冷效率。因此，如图2B所示，在半导体调温装置222上设置有散热片24，其包括：散热接触片243、热管242和散热鳍片241。在一些实施例中，半导体调温装置222为半导体调温芯片，其尺寸可以是10×10～50×50mm2，散热片24的散热鳍片是一种表面起伏的铝片，其尺寸可以是长、宽、高为120×120×25mm3。
在一些实施例中，调温板11进一步包括：装饰层204，设置在夹心石墨板上。装饰层204可以包括：布料、漆料、板材或贴纸中的一种或多种。在一些实施例中，装饰层204不是必须的。装饰层204不但可以起到装饰作用，还可以保护下非膨胀石墨板203，提高耐磨性。
在一些实施例中，调温板11进一步包括：保温层(图2中未示出)。保温层覆盖在夹心石墨板上，可以防止多余热量外溢，提升调温效果。
相较传统的膨胀石墨结构，夹心石墨板具有更好的机械强度和耐磨性。同时整个夹心石墨板用作天花板，其材质更轻。
在一些实施例中，调温板11可以是一种一体石墨板，如图3所示。一体石墨板包括：水泥板302和石墨背板301，水泥板302设置在石墨背板301左侧。图3中，一体石墨板左侧为一体石墨板所在空间内部，右侧为一体石墨板所在空间外部。在一些实施例中，进一步包括热量交换装置32设置在石墨背板301右侧。
图3所示的一体石墨板结构，是预先在水泥中混入1％-30％的石墨粉，在水泥板凝固前将第二石墨板贴合于所述未凝固水泥板，直至所述水泥板凝固，如此形成的一体成型的结构。
在一些实施例中，调温板11进一步包括：装饰层304，设置在夹心石墨板上。装饰层304可以包括：布料、漆料、板材或贴纸中的一种或多种。在一些实施例中，装饰层304不是必须的。装饰层304不但可以起到装饰作用，还可以保护下水泥板302，提高耐磨性。
在一些实施例中，调温板11进一步包括：保温层(图2中未示出)。保温层覆盖在夹心石墨板上，可以防止多余热量外溢，提升调温效果。
在一些实施例中，一体石墨板结构可以作为空间内墙板和/或地底板。在一些实施例中，一体石墨板结构可以设置在原有墙体(例如水泥墙体)上，这样利用原有墙体，辅助散热，不再需要如图2B所示的散热结构。
在一些实施例中，图2所示调温板和图3所示调温板可以结合使用。例如，将图2所示结构设置为空间的天花板，将图3所示结构设置为墙壁和/或底板。二者配合使用，不但都能起到调温作用，而且二者均为模块化结构，方便安装和日后维护。
在一些实施例中，本申请所述的空间内温度调节系统，其中的热量交换装置为冷媒循环热量交换装置。图4A是根据本发明一个实施例另一种空间内温度调节系统，如图4A所示。其中，图4A与图1的区别在于，图4中的冷媒循环热量交换装置，其包括冷媒管线42、控制装置43以及调温循环机45。用户在控制装置43上设置好室内温度后，控制装置43经控制线路44控制调温循环机45升温/降温，并开启水循环。冷媒管线42内的冷媒经调温循环机45升温/降温后进入冷媒管线42循环，进而将热量传送至调温板41。其中调温板41与前述结构功能类似，不再赘述。这样经过短时间的水循环后，可以迅速调节空间内温度，达到同样的调温效果。
在一些实施例中，如图4B所示，进一步包括至少一个接触点46，其设置在冷媒管线42上，其中，至少一个接触点46与所述调温板11接触。在一些实施例中，接触点46是一种高导热性的材料构成，例如石墨、铜等。
其中，图4A所示结构相较传统水循环结构，不但可以制热，还能制冷。更为重要的是，由于调温板41可以迅速传递热量，所以冷媒管线42不必像传统水循环结构一样大面积铺设，而是可以如图4A所示的方式小范围铺设即可。这样不但节省材料，而且由于管路变短，所需循环的水量也随之减少，调温循环机45可以在更短的时间内实现对水的升温/降温，让水温更快达到目标温度，其整体调温时间显著缩短。
在一些实施例中，本申请的空间内温度调节系统可以不包括保温层，在使用时也不开启热量交换装置和控制装置。这样由于调温板的高导热性，可以实现空间内外温度的迅速平衡。以一个具体试验为例，房间面积为19平米，室内外温度32℃，密封良好，室外风力小于等于3级，采用1.5匹的空调将室内温度32℃降到28℃。在空调正常工作情况下，达到目标温度大约为30分钟。在同样条件下，采用本申请方案提供的空间内温度调节系统，降温时间大约为7分钟。
本申请所述空间内温度调节系统，相较传统的调温方式，具有诸多优点。首先，本申请方案的调温速度更快。例如，半导体热量交换装置，可以对温度的调整做出快速响应，短时间内即达到目标温度，进而作用于调温板。并且，可以在天花板、墙板和地板上都设置调温板，从多个不同角度位置对空间内温度进行调整，调温效率更高，热量利用率也更高。其次，本申请的调温方式更自然，相较传统的空调调温，不需要通过吹风的方式进行空气对流，对人体没有影响。即使长时间使用，也不会给使用者造成不适感。同时，本申请的调温板可以是模块化的组合，这样可以根据实际需求设置模块的大小和数量。而且模块自身是独立拼接安装的，操作简单，如果某一模块发生损坏可以直接更换，方便维护。
本申请同样可以应用在大型作业场地，例如库房。不但可以迅速调整库房内的温度，同时相较传统结构，其成本更低，维护更方便。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (15)

1.一种空间内温度调节系统，包括：
一个或多个调温板，其经配置以包括非膨胀石墨板；
一个或多个热量交换装置，其经配置以将热量提供到所述一个或多个调温板或者从所述一个或多个调温板吸收热量；以及
控制装置，其经配置以控制所述一个或多个热量交换装置调整所述一个或多个调温板的温度；
其中，一个或多个热量交换装置提供/吸收热量的方式为热传导。
2.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中所述调温板为多个，所述多个调温板可拆卸的设置在所述空间的顶部、底部和/或侧壁。
3.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中所述调温板为夹心石墨板，所述夹心石墨板从下到上依次包括：上非膨胀石墨板、金属板、和下非膨胀石墨板。
4.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中所述调温板为一体石墨板，其包括：水泥板和与所述水泥板一体结构的非膨胀石墨背板。
5.根据权利要求4所述的空间内温度调节系统，其中在所述水泥板凝固前所述石墨背板贴紧在所述水泥板一侧。
6.根据权利要求5所述的空间内温度调节系统，所述水泥板中包括1％-30％的石墨粉。
7.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，所述调温板进一步包括装饰层，其设置在所述非膨胀石墨板的外侧，经配置以保护所述非膨胀石墨板。
8.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，所述调温板进一步包括保温层，其设置在所述非膨胀石墨板的内侧。
9.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中所述热量交换装置包括半导体热量交换装置。
10.根据权利要求9所述的空间内温度调节系统，其中所述热量交换装置进一步包括与所述半导体热量交换装置相连的散热片。
11.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中所述热量交换装置包括所述冷媒循环热量交换装置。
12.根据权利要求11所述的空间内温度调节系统，其中所述热量交换装置包括所述冷媒循环热量交换装置包括：
冷媒管线；以及
多个接触点，其设置在所述冷媒管线上；
其中，至少一个所述接触点与所述调温板接触。
13.根据权利要求1所述的空间内温度调节系统，其中控制装置经配置以独立控制一个或多个调温装置的温度。
14.根据权利要求13所述的空间内温度调节系统，其中所述控制装置包括：
调温控制板，连接至所述控制装置，配置为控制至少一个调温装置的温度。
15.根据权利要求12所述的空间内温度调节系统，其中所述热量交换装置包括：
阀门，设置在所述冷媒管线上，配置为控制至少一个调温装置的温度。
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