CN204555156U - 一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，属于建筑节能技术领域。该装置含有遮阳百叶；该装置还含有冷却水管、冷源、水泵、冷却水入口和冷却水出口；多根冷却水管平行布置在玻璃围护结构的室内侧，遮阳百叶设置在冷却水管上，冷却水管通过冷却水入口和冷却水出口与冷源相连；水泵设置在冷源与冷却水出口之间或者冷源与冷却水入口之间的管路上。所述玻璃围护结构为窗户、幕墙或顶棚。通过遮阳百叶调节机构可灵活调节透光率；冷却水管采用水平布置或竖直布置，多根冷却水管采用串联或者并联连接。该系统可以遮挡太阳辐射，并利用高温冷却水直接去除内遮阳装置附近的热量，从而大幅降低夏季空调负荷，并且结构简单、易于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种室内遮阳冷却装置，可直接利用低品位自然冷源大幅降低夏季空调负荷，属于建筑节能技术领域。
背景技术
随着人们对舒适度要求的日益提高，暖通空调的需求快速增长，从1995年到2010年，我国城镇住宅空调器拥有量从0.09亿台骤增至2.91亿台。我国城镇化的快速发展亦促使了公共建筑面积大幅增长，至2012年已达约83.5亿m2，其空调能耗为1.82亿吨标准煤，占建筑总能耗的26.4％，其中高品位的电力消耗为4900亿kWh。
透光围护结构一般热阻较小，且能直接透过太阳辐射，往往是夏季得热的主要来源。而玻璃围护结构却越来越多地应用于现代建筑中，成为空调能耗居高不下的原因之一。
建筑遮阳是一种简单有效的被动式节能技术，能够阻挡太阳福射，减少了进入室内的热量。但是外遮阳存在着影响建筑美观、容易破损和清洗维护工作量大等问题，一直没有推广应用；普通的内遮阳仍会使辐射热量进入室内，只能一定程度的延迟和削减太阳辐射得热，并不能大幅降低夏季空调负荷。
低品位能源广泛存在于人们的生活生产中，可用于夏季供冷的低品位能源包括江河湖海水，通过土壤源换热器得到的冷却水，通过直接蒸发冷却得到的接近湿球温度的冷却水和通过间接蒸发冷却得到的接近露点温度的冷却水等。但是通过低品位能源得到的冷却水，温度较高，与室内空气温度之间的温差较小，较难直接用于去除室内热量。然而，在室内遮阳百叶等阳光直接照射的位置，温度往往较高，利用低品位能源得到的冷却水可以有效地带走这些区域的热量。
中国专利文献(CN201310603631.8)提出了一种水平扇形活动外遮阳装置。它的节能原理类似于常见的外遮阳装置，可以将太阳辐射遮挡于建筑之外。但是，这些外遮阳装置会破坏建筑立面的美观性，而且容易积尘需要经常清洗，并要承受风吹雨淋、腐蚀等破坏作用，实用性较差。
中国专利文献(CN201410180822.2)提出了采用电机驱动遮阳布的室内遮阳帘。虽然该专利从控制上提出了创新，但是从节能的角度和普通的内遮阳帘没有差别。普通的内遮阳并不能阻止太阳辐射穿过玻璃进入室内，只是先把热量集中在遮阳帘附近，然后逐渐传至室内其他位置。玻璃有温室效应，短波太阳辐射可以顺利穿过，而长波辐射较难通过，所以室内的热量较难通过玻璃传出。因此，内遮阳的节能作用很有限，只能一定程度的延迟和削减太阳辐射得热。
中国专利文献(CN201010100502.3)提出的将管道嵌入围护结构内，在夏天可以利用土壤、冷却塔等低品位能源直接去除室内空调负荷。但是它的应用对象主要为墙体，并未有针对玻璃围护结构的控制方法。
因此，需要一种技术方案来高效地去除通过玻璃围护结构传入室内的太阳辐射热量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，可在普通的内遮阳基础上进一步降低夏季空调负荷，并为低品位能量的利用提供技术支撑。
本实用新型的技术方案如下：
一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，该装置含有遮阳百叶，其特征在于:该装置还含有冷却水管、冷源、水泵、冷却水入口和冷却水出口；多根冷却水管平行布置在玻璃围护结构的室内侧，遮阳百叶设置在冷却水管上，冷却水管通过冷却水入口和冷却水出口与冷源相连；水泵设置在冷源与冷却水出口之间或者设置在冷源与冷却水入口之间的管路上；所述玻璃围护结构为窗户、幕墙或顶棚。
本实用新型的上述技术方案中，其特征在于：所述室内遮阳冷却装置含有遮阳百叶调节机构，该调节机构设置在冷却水管或遮阳百叶上。所述冷却水管采用单层管，管与管之间采用软管连接。
本实用新型的另一技术特征是：所述冷却水管采用双层套管，双层套管含有内层管和外层套管，内层管与内层管之间采用软管或硬管连接，遮阳百叶设置在外层套管上。
本实用新型所述的一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于：所述冷却水管采用水平布置或竖直布置，多根冷却水管采用串联或者并联连接。
本实用新型具有以下优点及突出的技术效果：①遮阳百叶遮挡了大部分太阳辐射热量，减少了直接照入室内各表面的热量；同时也能避免阳光对电脑屏幕等的眩光影响。②遮阳百叶由于受到阳光照射而温度较高，遮阳百叶与玻璃围护结构之间的空气腔体温度也会随之升高，可以采用更高温度的冷却水将这些热量直接带走，避免其与室内其他部分空气混合，降低冷机机械制冷的能耗。③遮阳百叶角度可调，可以保证一定的透光率。④所述遮阳设备外观与传统的遮阳百叶无明显差异，易于被接受和推广应用。⑤所述遮阳冷却设备不涉及复杂的加工制造工艺，运行控制也相对简单，成本较低，前景广阔。
附图说明
图1为一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置的示意图。
图2为图1的俯视图。
图3a为双层套管的局部放大图。
图3b为单层管的局部放大图。
图4为水平布置的多管程并联式冷却水管。
图5为竖直布置的多管程并联式冷却水管。
图6为水平布置的多管程串联式冷却水管。
图7为竖直布置的多管程串联式冷却水管。
图8为多管程串联式单层冷却水管示意图。
图9为多管程串联式双层冷却水管示意图。
图中：1－遮阳百叶；2－冷却水管；3－玻璃围护结构；4－室内侧；5－冷却水入口；6－冷却水出口；7－冷源；8－室内热源；9－水泵；10－水平遮阳百叶；11－竖直遮阳百叶；12－遮阳百叶调节机构；13－分水总管；14－集水总管；15－软管；16－内层管；17－外层套管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理、结构和具体实施方式做进一步说明。
图1、图2为本实用新型提供的内置冷却水管的室内遮阳冷却装置的示意图，本实用新型所述的室内遮阳冷却装置，含有遮阳百叶1。该装置还含有冷却水管2、冷源7、水泵9、冷却水入口5和冷却水出口6；多根冷却水管2平行布置在玻璃围护结构3的室内侧，遮阳百叶1设置在冷却水管2上，冷却水管通过冷却水入口5和冷却水出口6与冷源8相连；水泵9设置在冷源与冷却水出口之间或者设置在冷源与冷却水入口之间的管路上；所述玻璃围护结构3为窗户、幕墙或顶棚。室内遮阳冷却装置可布置在玻璃围护结构附近，也可以布置在室内其他热辐射较强的位置。
在阴雨天，可打开遮阳百叶1，使较多的室外光线进入室内。在太阳辐射量较大的白天，通过调节遮阳百叶1的角度，在保证一定透光率的前提下遮挡大部分太阳辐射热量。此时，遮阳百叶发热温度升高、遮阳百叶与玻璃围护结构之间的空气层温度也随之升高，因此打开水泵9，开始运行冷却水循环。遮阳百叶此时类似于肋片，冷却水通过时可以带走遮阳百叶以及周围空气的热量。由于这些区域的温度较高，所以可以采用温度较高的冷却水来带走热量。相对应的冷源7可以直接采用直接蒸发冷却塔、间接蒸发冷却机组、土壤、江河湖海水，而不需要通过冷机进行机械制冷。当然，也可以仍旧采用机械制冷，节能潜力虽不及直接利用自然冷源，但由于蒸发温度较高，此时冷机的效率要高于一般情况。由此，通过冷却水可以充分发挥内遮阳的作用，大大降低室内的空调负荷，节能效果显著。
本实用新型的技术方案中，所述的冷却水管可以采用单层管和双层套管两种结构方案。
图3a为双层套管的局部放大图，冷却水管2有内外两层管，遮阳百叶1布置在外层套管17上，内层管16内通冷却水。两层管间为导热油，使两层管紧密接触、减小接触热阻，同时也有一定的润滑作用使外层套管可以旋转。对应的，遮阳百叶调节机构12与外层套管上的遮阳百叶1相连，通过调节机构，遮阳百叶4的角度可以自由调整。由于内层管的结构不影响外层套管的旋转，因此不同内层管16之间可采用硬管或者软管连接。
图3b为单层管的局部放大图，冷却水管2采用单层管结构，遮阳百叶1直接布置在管的外表面上，管内通冷却水。多根冷却水管平行布置在玻璃围护结构3的室内侧，该方案中各冷却水管通过软管互相连接，因此冷却管可以旋转一定角度。对应的，遮阳百叶调节机构12直接与冷却水管相连，通过调节机构，冷却水管可以旋转，遮阳百叶的角度也可随之自由调整。
图4～图7为本实用新型中多根冷却水管的不同布置方案。
图4为水平布置的多管程并联式冷却水管，此时，冷却水管2水平布置，各冷却水管的两端分别和分水总管13和集水总管14相连。冷却水先从冷却水入口5流至分水总管，然后均匀分配至各冷却水管内。吸收太阳辐射热量后，冷却水被加热、温度升高，然后流至集水总管，从冷却水出口流出。经过冷源冷却后，冷却水再次流至冷却水入口，完成循环。水循环上带有水泵9克服沿程阻力和局部阻力。对应的，遮阳百叶1应当通过调节机构实现水平旋转功能。冷却管可以采用图3a和图3b所示的双层冷却水管和单层冷却水管两种结构。
图5为竖直布置的多管程并联式冷却水管。此时，冷却水管2竖直布置，各冷却水管的两端分别和分水总管13和集水总管14相连。冷却水先从冷却水入口5流至分水总管，然后均匀分配至各冷却水管内。吸收太阳辐射热量后，冷却水被加热、温度升高，然后流至集水总管，从冷却水出口流出。经过冷源冷却后，冷却水再次流至冷却水入口，完成循环。水循环上带有水泵9克服沿程阻力和局部阻力。对应的，遮阳百叶1应当通过调节机构实现竖直旋转功能。冷却管可以采用图3a和图3b所示的双层冷却水管和单层冷却水管两种结构。
图6为水平布置的多管程串联式冷却水管，此时，冷却水管2水平布置，各冷却水管的两端依次连接，实际综合为一条回路。冷却水先从冷却水入口5流入，依次通过各冷却水管。吸收太阳辐射热量后，冷却水被加热、温度升高，然后从冷却水出口6流出。经过冷源冷却后，冷却水再次流至冷却水入口，完成循环。水循环上带有水泵9克服沿程阻力和局部阻力。对应的，遮阳百叶1应当通过调节机构实现水平旋转功能。冷却管可以采用图3a和图3b所示的双层冷却水管和单层冷却水管两种结构，图8和图9进一步给出了示意。
图7为竖直布置的多管程串联式冷却水管。此时，冷却水管2竖直布置，各冷却水管的两端依次连接，实际综合为一条回路。冷却水先从冷却水入口5流入，依次通过各冷却水管。吸收太阳辐射热量后，冷却水被加热、温度升高，然后从冷却水出口6流出。经过冷源冷却后，冷却水再次流至冷却水入口，完成循环。水循环上带有水泵9克服沿程阻力和局部阻力。对应的，遮阳百叶1应当通过调节机构实现竖直旋转功能。冷却管可以采用图3a和图3b所示的双层冷却水管和单层冷却水管两种结构。
图8为多管程串联式单层管的结构示意图。此时，冷却管采用单层管结构，遮阳百叶1直接布置在管的外表面上，管内通冷却水。冷却管与冷却管之间采用软管15连接，即对应图3b的局部放大结构图，冷却管可以自由旋转角度。
如果采用多管程并联式单层管的结构，则在冷却管2和分水总管13、集水总管14之间采用软管连接，使得冷却管可以自由旋转角度。
图9为多管程串联式双层套管的结构示意图。冷却水管3有内外两层管，遮阳百叶1布置在外层套管17上，内层管16内通冷却水。外层套管可以自由旋转角度。由于遮阳百叶布置在外层套管上，所以内层管为固定结构、不需要旋转，内层管之间可以采用硬管或者软管连接。如果是多管程并联式双层套管，则原理类似，外层套管可以自由旋转角度、内层管为固定结构，内层管和分水总管13、集水总管14之间采用硬管或软管连接均可。
本实用新型的内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，既可以布置在玻璃围护结构附近用于去除太阳辐射，也可以布置在室内其它热源附近以去除热辐射。比如对于高大的空间建筑，本实用新型的室内遮阳冷却装置并不一定要紧挨着玻璃围护结构布置，也可以布置在室内其它有大面积太阳辐射的位置。
Claims (5)
1.一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于:该装置含有遮阳百叶(1)、冷却水管(2)、冷源(7)、水泵(9)、冷却水入口(5)和冷却水出口(6)；多根冷却水管(2)平行布置在玻璃围护结构(3)的室内侧，遮阳百叶(1)设置在冷却水管(2)上，冷却水管通过冷却水入口(5)和冷却水出口(6)与冷源(8)相连；水泵(9)设置在冷源与冷却水出口之间，或者设置在冷源与冷却水入口之间的管路上；所述玻璃围护结构(3)为窗户、幕墙或顶棚。
2.根据权利要求1所述的一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于：所述室内遮阳冷却装置含有遮阳百叶调节机构(12)，该调节机构设置在冷却水管(2)或遮阳百叶(1)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于：所述冷却水管(2)采用单层管，管与管之间采用软管(15)连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于：所述冷却水管(2)采用双层套管，双层套管含有内层管(16)和外层套管(17)，内层管与内层管之间采用软管或硬管连接，遮阳百叶(1)设置在外层套管(17)上。
5.根据权利要求1或2所述的一种内置冷却水管的室内遮阳冷却装置，其特征在于：所述冷却水管(2)采用水平布置或竖直布置，多根冷却水管(2)采用串联或者并联连接。
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