CN1560522A - 置换通风辐射器 - Google Patents

Abstract

一种置换通风辐射器，属于暖通空调制冷领域。本发明包括辐射器、置换通风器两部分，辐射器设置在置换通风器室内一侧的板壁上，以置换通风器的板壁作为它的底板，辐射器和置换通风器背靠背地设置在一起。兼有置换通风和辐射冷却加热技术的特点，不仅能够以置换通风方式向房间输送新风，去除室内的湿负荷，满足人员的新鲜空气需要；还能通过辐射器对房间进行冷却或加热，承担室内的显冷或显热负荷，提高了室内的热舒适水平和空气品质，节省了空调能耗与建筑空间。而且本发明装置直接使用通常设计温度7℃的冷冻水，装置本身的构造能够保证辐射器表面不再结露。

Description

置换通风辐射器

技术领域

本发明涉及一种置换通风和辐射冷却装置，具体是一种置换通风辐射器。属于暖通空调制冷领域。

背景技术

现代空调的任务不仅仅限于保证室内的温湿度要求，已经开始向创造良好的舒适环境、提高室内空气品质和节约能源的方向发展。传统的全空气中央空调系统是采用混合通风的方式对房间进行换气、温湿度控制的，通常会导致室内空气品质低，换气效率、通风效率较低，消除余热需要巨大空调能耗。为了改善混合通风换气效率低、空气品质差的缺点同时减少因采用混合通风所导致的巨大空调能耗，国内外许多学者都建议将空调系统的功效分开，冷却功能由冷却表面负责，而通风作用由通风系统承担，这样置换通风和冷却吊顶的结合就受到越来越多的重视。经文献检索发现，北京航天航空大学张行周、王浚在《流体机械》2002年第30卷第1期发表的论文“置换通风与冷却顶板相结合的空调系统”中介绍了两者在提高人体热舒适性和室内空气品质方面的优越性，并指出两者的结合可带来明显的节能效果。但是，这种结合的空调形式需要同时制作、安装置换通风和冷却顶板两套系统，不仅要安装传统中央空调中的管道、风机和冷却设备，而且还要制作造价昂贵的空气-水冷却吊顶，大大增加了空调系统的初投资。另外，现存辐射吊顶的最大缺陷是由于辐射盘管内的冷水温度太低，导致吊顶表面经常结露，而增加冷水温度避免结露会使制冷系统变得更为复杂。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种直接安装在建筑墙体上的置换通风辐射器，该辐射器是整合辐射换热技术和置换通风技术的空气-水末端单元装置，由置换通风器和辐射器两部分组成，兼有置换通风和辐射冷却加热技术的特点，不仅能够以置换通风方式向房间输送新风，去除室内的湿负荷，满足人员的新鲜空气需要；还能通过辐射器对房间进行冷却或加热，承担室内的显冷或显热负荷，提高了室内的热舒适水平和空气品质，节省了空调能耗与建筑空间。而且本发明装置直接使用通常设计温度(7℃)的冷冻水，装置本身的构造能够保证辐射器表面不再结露。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括：辐射器和置换通风器两个部分，辐射器设置在置换通风器室内一侧的板壁上，以置换通风器的板壁作为它的底板。辐射器和置换通风器背靠背地设置在一起组成本发明。

辐射器包括：固定板，辐射板保温层及铝箔，辐射盘管，辐射板，密封绝热外框，高透过率面板和面板压条。具体的连接方式为：紧贴箱体右侧保温层布置固定板，辐射板安装在固定板上，在辐射板和固定板之间制作超细玻璃棉之类的辐射板保温层防止能量从辐射板的反面损失，在辐射板保温层外面再贴铝箔，以减少辐射板背面与固定层的辐射换热，辐射板为一金属平板(如铜板或不锈钢板)，表面进行处理以增强表面黑度，辐射板局部制成U形弯曲，将辐射盘管嵌在辐射板U形弯曲内部，固定板、保温层及铝箔、辐射板和辐射盘管都封装在方形的密封外框中，密封外框上部有凹槽，将高透过率的面板(如具有高透过率的玻璃)镶嵌在外框上部，面板上面使用面板压条将其压紧，整个外框和高透过率面板进行仔细的真空密封，在部件都已安装完成之后，对外框和高透过率面板围成的容器抽真空，这样，辐射板和盘管中的能量只能通过辐射的形式透过高透过率的面板向室内传递。由于辐射板和面板之间为真空，且面板本身的辐射透过率高，绝大多数的能量以辐射形式传递到室内，而面板本身的温度却很高，接近室温，完全解决了因为传统辐射板表面温度低于室内露点温度，导致表面结露的现象。

置换通风器包括：外装饰挡板、外挡板百叶、新风调节阀、排风调节阀、新风风机、排风风机、排风百叶、回风百叶、回风调节阀、盘管、凝水盘、送风百叶、箱体保温层、辐射盘管、辐射板、箱体、新风口、排风口、热回收器、新风道、排风道、回收前排风道、回风道以及送风道。具体的连接方式为：箱体的左上角安装新风风机，在其对应的侧壁上制作方形新风口以吸入新风，在新风口上安装新风调节阀进行调节，箱体的左下角安装排风风机，在其对应的侧壁上制作方形的排风口以排出室内污浊空气，在排风口上安装排风调节阀进行调节，箱体中部安装热回收器，新风和排风交叉流过热回收器，使新风能够回收排风中的70-80％能量，用镀锌钢板连接新风风机和热回收器，在箱体内分隔出新风道，用镀锌钢板以同样的方式连接排风风机和热回收器，在箱体内分隔出排风道，用镀锌钢板连接热回收器的侧棱与箱体的上表面，分别隔出回收前排风道和回风道，箱体的剩余部分则成为送风道，回收前排风道的上表面安装排风百叶，回风道上表面安装回风百叶，其内部安装回风调节阀，盘管倾斜安装在送风道内，其下安装承接冷凝水的凝水盘，送风道的下表面同样也安装送风百叶，在整个箱体的外部包裹箱体保温层，避免箱体内冷热量的损失。

外装饰挡板安装在箱体的室外一侧，它的下部是不透风的挡板，上部是室外空气可流通的外挡板百叶，室外新鲜空气通过这里进入箱体再送入室内。方形排风口的上边直接与外装饰挡板的下部垂直密封连接，这样做是为了保证排风从下方排出，避免上部新风风机将排风重新抽回室内。

置换通风辐射器的媒质管路系统的连接方式为：进水管首先连接箱体内的盘管，之后再串联辐射盘管，最后与出水管相连，在辐射盘管的供回水管之间安装旁通管道，并安装电动三通阀，电动三通阀是在室内露点温度传感器的信号作用下动作，调节旁通水量和辐射盘管的进水温度(通常比露点温度高1～2℃)，防止辐射板表面结露。

辐射盘管在真空密封的辐射器中可以采用串联或并联形式来冷却或加热辐射板。

本发明的工作模式有以下三种：

1、新、排风运行模式

在这种模式下，新风调节阀和排风调节阀打开，送风百叶和排风百叶打开，回风调节阀和回风百叶关闭，新风风机和排风风机启动。室外新鲜空气被新风风机抽引，通过装饰外挡板上部的百叶进入箱体，流过相应的空气流道，进入方形热回收换热器中的新风道，与室内的排风进行换热，室外空气被冷却(夏季)或加热(冬季)，之后从对应的另一侧流出，再流入冷却加热盘管，在这里被盘管进一步冷却(夏季)或加热(加热)，然后通过箱体下部的送风百叶以很低的风速(0.1～0.3m/s)送到房间，对房间进行置换通风。与新风的处理过程同时，室内的空气在排风风机的抽引下，进入箱体中的回收前排风道，然后进入方形热回收器的排风通道，与相互隔离交叉流过的新风进行换热，将室内空气的冷量传递给新风(夏季)或将室内空气的热量传递给新风(冬季)，换热之后流入排风道，通过排风风机的抽引，流过排风口，排风调节阀，流出箱体，排风气流撞击到外挡板的下部，改变方向从外装饰挡板的下部流出。

在这种运行方式下，把房间内部污浊的空气排出，补充新鲜的空气进来，首先通过热回收器回收排风中70-80％能量，之后通过盘管的进一步冷却减湿(夏季)或加热(冬季)处理，以很低的风速送入室内进行置换通风，起到提高室内空气品质、节省能量的效果。

2、自然对流运行模式

在自然对流模式下，新风调节阀和排风调节阀关闭，排风百叶关闭，送风百叶和回风百叶打开，新风风机和排风风机停止运行，而回风调节阀打开。在夏季，盘管将周围的空气冷却，冷空气密度大，向下沉降，通过箱体下底面的送风百叶流入室内，同时房间内的热空气从箱体上表面的回风百叶补充进箱体内部，又被盘管冷却，这样周而复始地通过自然对流冷却房间空气进行置换通风。在冬季，盘管将其周围的空气加热，热空气密度大，向上浮升，通过箱体上表面的回风百叶流出，室内较冷的空气通过箱体下表面的送风百叶补充进箱体，又被盘管加热，这样周而复始地通过自然对流对房间内空气进行加热。

在这种运行模式下，通过盘管的冷却和加热，利用空气冷轻热重的特点以自然对流的方式对房间进行冷却和加热。在夏季，由于送风完全是由浮力诱导，以很低的速度送入房间，同样能达到置换通风的效果；在冬季能产生与普通热水散热器相同的加热效果。由于风机不再运行，会更为节省装置能耗。

3、辐射换热模式

辐射换热模式与前两者模式相互独立，可以结合使用。在这种模式下，辐射盘管将辐射板冷却(夏季)或加热(冬季)，由于辐射器内部为真空状态，被冷却或加热的辐射板只能通过辐射的方式与室内环境和人员进行换热。

本发明独立地安装在各个房间靠近地面的墙体上，可以在完全排风、完全送新风的模式下工作，避免了各个房间空气污染物的交叉感染，和房间内部污染物的聚积，极大改善了空气品质。本发明内部的热回收器可以直接从排风中回收能量，再加上具有自然对流的运行模式，必然会有显著的节能效果。同时，本发明将传统空调冷却减湿的功能分开，由辐射器部分承担室内的显热负荷，由置换通风器部分处理新风去除室内的湿负荷，同时保证室内的空气品质，尽管增加了水系统增加了水泵能耗，但总能耗仍然远低于风冷系统中风机的能耗，换气效率高(0.5-0.67)和通风效率高(＞100％)。最后本发明特殊的辐射器构造使能量以辐射的形式传递到室内，而不是传统的辐射冷却以对流和辐射的综合形式进行能量传递，由于温度较低的辐射板并不与高湿度的室内空气接触，所以从根本上避免了表面结露的现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明辐射器部分的结构示意图

图3为本发明盘管、辐射盘管中工质流动工作原理图

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括：辐射器1和置换通风器2两个部分，辐射器1设置在置换通风器2室内一侧的板壁上，以置换通风器2的板壁作为它的底板，辐射器1和置换通风器2背靠背地设置在一起组成本发明。

置换通风器2包括：外装饰挡板3、外挡板百叶4、新风调节阀5、排风调节阀6、新风风机7、排风风机8、排风百叶9、回风百叶10、回风调节阀11、盘管12、凝水盘13、送风百叶14、箱体保温层15、箱体18、新风口19、排风口20、热回收器21、新风道22、排风道23、回收前排风道24、回风道25、送风道26。连接方式为：置换通风器2的外壳是箱体18，箱体18的左上角设有新风风机7，在其对应的侧壁制作方形新风口19，在新风口19上设有新风调节阀5，箱体18的左下角设有排风风机8，在其对应的侧壁制作方形的排风口20，在排风口20上设置排风调节阀6，箱体18中部设置热回收器21，在箱体18内分隔出新风风道22，排风风机8、新风风机7分别通过镀锌钢板和热回收器21连接，在箱体18内分隔出排风道23，用镀锌钢板连接热回收器21的侧棱与箱体18的上表面，分别隔出回收前排风道24和回风道25，箱体18的剩余部分则成为送风道26，回收前排风道24的上表面安装排风百叶9，回风道25上表面设置回风百叶10，其内部设有回风调节阀11，盘管12倾斜设在送风道26内，其下有凝水盘13，送风道26的下表面设置送风百叶14，在整个箱体18的外部包裹箱体保温层15，外装饰挡板3安装在箱体18的室外一侧，它的下部是不透风的挡板，上部是外挡板百叶4，方形排风口20的上边直接与外装饰挡板3的下部垂直密封连接。

辐射器1包括：固定板28、辐射板保温层及铝箔29、辐射盘管16、辐射板17、密封绝热外框30、高透过率面板31和面板压条32。具体的连接方式为：紧贴箱体18右侧保温层15布置固定板28，辐射板17安装在固定板26上，在辐射板17和固定板28之间制作辐射板保温层29，在辐射板保温层29外面再贴铝箔，辐射板17为一金属平板，在其上安装辐射盘管16的局部制成U形弯曲，将辐射盘管16嵌在辐射板17的U形弯曲内部，固定板28、辐射板保温层及铝箔29、辐射板17和辐射盘管16都封装在方形的密封外框30中，密封外框30上部有凹槽，将高透过率的面板31镶嵌在外框30上部，面板31上面使用面板压条32将其压紧，整个外框30和高透过率面板31真空密封，在以上几个部件都已安装完成之后，对外框30和高透过率面板31围成的容器抽真空。

置换通风辐射器的传热媒质管路系统的连接方式为：进水管首先连接箱体18内的盘管12，之后再串联连接辐射盘管16，最后与出水管相连，在辐射盘管16的供回水管之间安装旁通管道，并安装电动三通阀33。

辐射盘管16在辐射器1中的管路可以采用串联形式也可以采用并联形式来冷却或加热辐射板17。

盘管12和辐射盘管16中的工质为水，或者氟利昂类制冷剂。

Claims (4)

1、一种置换通风辐射器，包括：置换通风器(2)，其特征在于还包括：辐射器(1)，辐射器(1)设置在置换通风器(2)室内一侧的板壁上，以置换通风器(2)的板壁作为它的底板，辐射器(1)和置换通风器(2)背靠背地设置在一起。

2、根据权利要求1所述的置换通风辐射器，其特征是，辐射器(1)包括：固定板(28)、辐射板保温层及铝箔(29)、辐射盘管(16)、辐射板(17)、密封绝热外框(30)、高透过率面板(31)和面板压条(32)，连接方式为：紧贴置换通风器(2)的箱体(18)右侧保温层(15)布置固定板(28)，辐射板(17)安装在固定板(28)上，在辐射板(17)和固定板(28)之间制作辐射板保温层(29)，在辐射板保温层(29)外面再贴铝箔，辐射板(17)为一金属平板，在其上安装辐射盘管(16)的局部制成U形弯曲，将辐射盘管(16)嵌在辐射板(17)的U形弯曲内部，固定板(28)、辐射板保温层及铝箔(29)、辐射板(17)和辐射盘管(16)都封装在方形的密封外框(30)中，密封外框(30)上部有凹槽，高透过率的面板(31)镶嵌在外框(30)上部，面板(31)上面通过面板压条(32)压紧，整个外框(30)和高透过率面板(31)真空密封，最后对辐射器(1)这个长方体空腔抽真空。

3、根据权利要求1所述的置换通风辐射器，其特征是，置换通风器(2)包括：外装饰挡板(3)、外挡板百叶(4)、新风调节阀(5)、排风调节阀(6)、新风风机(7)、排风风机(8)、排风百叶(9)、回风百叶(10)、回风调节阀(11)、盘管(12)、凝水盘(13)、送风百叶(14)、箱体保温层(15)、箱体(18)、新风口(19)、排风口(20)、热回收器(21)、新风道(22)、排风道(23)、回收前排风道(24)、回风道(25)、送风道(26)，连接方式为：箱体(18)的左上角设有新风风机(7)，在其对应的侧壁制作方形新风口(19)，在新风口(19)上设有新风调节阀(5)，箱体(18)的左下角设有排风风机(8)，在其对应的侧壁制作方形的排风口(20)，在排风口(20)上设置排风调节阀(6)，箱体(18)中部设置热回收器(21)，在箱体(18)内分隔出新风道(22)，排风风机(8)、新风风机(7)分别通过镀锌钢板和热回收器(21)连接，在箱体(18)内分隔出排风道(23)，用镀锌钢板连接热回收器(21)的侧棱与箱体(18)的上表面，分别隔出回收前排风道(24)和回风道(25)，箱体(18)的剩余部分则成为送风道(26)，回收前排风道(24)的上表面设置排风百叶(9)，回风道(25)上表面设置回风百叶(10)，其内部设有回风调节阀(11)，盘管(12)倾斜设置在送风道(26)内，其下有凝水盘(13)，送风道(26)的下表面设置送风百叶(14)，在整个箱体(18)的外部包裹箱体保温层(15)，外装饰挡板(3)安装在箱体(18)的室外一侧，它的下部是不透风的挡板，上部是外挡板百叶(4)，方形排风口(20)的上边直接与外装饰挡板(1)的下部垂直密封连接。

4、根据权利要求2或3所述的置换通风辐射器，其特征是，工作媒质管路系统的连接方式为：置换通风辐射器的进水管首先连接盘管(12)，之后再串联辐射盘管(16)，最后与出水管相连，在辐射盘管(16)的供回水管之间设置旁通管道，并设有电动三通阀(33)，辐射盘管(16)在辐射器中的管路采用串联形式或者采用并联形式来冷却或加热辐射板(17)。

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