CN204963032U - 用于居民楼的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于居民楼的空调系统，包括太阳能热水器储热水箱、地源热泵机组以及若干个室内单元，室内单元包括空调器以及相变速热箱，空调器包括空调柜体以及设置在空调柜体内的冷凝器盘管和风机，相变速热箱包括设置在速热水箱内的T型加热器以及传热管，T形加热器的垂直管的端部连接相变介质盛料杯，在相变介质盛料杯内填充有相变介质，相变速热水箱通过第一循环泵与冷凝器盘管连接用于空调器制热，地源热泵机组通过第二循环泵与冷凝器盘管连接用于所述空调器制冷。本实用新型的优点在于具备制冷和供暖效果好，结构简单、耗电量小和无污染等优点，充分利用自然资源，系统在正常工况下，无需要消耗额外的能源，使用方便，经济环保。

Description

用于居民楼的空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调系统技术领域，尤其涉及一种适用于整栋居民楼的集中制冷和制冷的空调系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的物质文化生活水平得到了显著是提高，空调作为一种改善人民生活条件的家用设备，无论在城市还是农村都得到了广泛的应用；科学家说认识新能源和正确地运用能源，就意味着认识通往未来的路；目前资源与能源问题日益严重，在保证舒适、健康要求的同时，如何有效且合理地分配、利用资源，减少常规能源消耗成为人们不得不面对的问题；中国空调行业发展迅速新型智能化空调占领市场，其容量巨大；而现有空调大部分都是采用冷却液体加压缩机完成制冷和供暖，加之现有空调耗电量大，生产制造成本高，在安装和实用过程中也存在一些问题，比如说外机在使用过程中会向环境转移大量的热量，不符合节能减排的要求。

综上所述现有空调在生产和制造过程中要消耗大量的贵金属材料，使用时耗电量大，部分产品不符合健康低碳要求。

发明内容

为了克服现有空调技术中存在的不足，本实用新型通过一种相变速热箱耦合冷凝器风机盘管的空调系统，具备成本制冷和供暖效果好、造价低、耗电量小和无污染等优点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于居民楼的空调系统，其特征在于：包括太阳能热水器储热水箱、地源热泵机组以及若干个室内单元，所述室内单元包括空调器以及相变速热箱相变热速器，所述空调器包括空调柜体以及设置在空调柜体内的冷凝器盘管和风机，所述相变速热箱包括设置在速热水箱内的T型加热器以及传热管，所述T型加热器为圆筒形三通式管道，且其内部为空心结构；所述T型加热器的横管的两端是密封的，T形加热器的垂直管的端部连接相变介质盛料杯，在相变介质盛料杯内填充有相变介质，所述传热管从所述相变介质盛料杯中穿过并与所述太阳能热水器储热水箱连接，所述相变速热水箱通过第一循环泵与所述空调器的冷凝器盘管连接用于所述空调器制热，所述地源热泵机组通过第二循环泵与所述空调器的冷凝器盘管连接用于所述空调器制冷。

所述太阳能热水器储热水箱具有储水箱出水管和储水箱回水管，所述换热管两端分别于所述储水箱出水管和储水箱回水管连接，在所述储水箱出水管上设置有流量控制泵。

在所述冷凝器的入水口设置有第一三通阀，在所述冷凝器盘管的出水口设置有第二三通阀，所述地源热泵机组和相变速热箱分别连接在第一三通阀和第二三通阀的剩余两个端口上。

在所述地源热泵机组与空调器之间还设置有一过度水箱，所述地源热泵机组的机组出水口和机组回水口连接在所述过度水箱上，在所述过度水箱上设置有与所述冷凝器盘管连接的过度水箱出水口和过度水箱回水口。

在所述速热水箱的出水口与冷凝器盘管的进水口之间设置有第一循环泵；在所述过度水箱出水口与所述冷凝器盘管连接的管路上设置有第二循环泵。

在所述过度水箱上设置有过度水箱温度传感器和过度水箱温控开关，所述过度水箱温控开关根据所述过度水箱温度传感器获取的过度水箱内的水温，控制所述地源热泵机组的工作状态。所述过度水箱温度传感器的信号输出端与过度水箱的温控开关的信号输入端连接；所述过度水箱温控开关的信号输出端与地源热泵机组的信号输入端连接。

在所述速热水箱上设置有速热箱温度传感器和速热箱温控开关，所述速热箱温度开关根据所述速热箱温度传感器获取的速热水箱内的水温，控制所述流量控制泵控制流入速热水箱内的水量。所述速热箱温度传感器的信号输出端与速热箱温控开关的信号输入端连接；所述速热箱温控开关的信号输出端与流量控制泵的信号输入端连接。

所述加热器为T型加热器，所述T型加热器为圆筒形三通式管道，且其内部为空心结构；所述T型加热器的横管的两端是密封的，T形加热器的垂直管的端部连接所述相变介质盛料杯。

在所述相变速热箱的顶部设置有速热箱注水器，在所述相变速热箱的一侧内壁上端设有水位控制仪；所述水位控制仪的信号输出端与注水器的信号输入端连接。

在所述相变速热箱的上端顶部设置有安全阀。主要是在温度传感器损坏或失控时防止相变速热箱在高温高压下工作，从而确保系统的安全性。

本实用新型空调系统采用地源热泵作为制冷源，采用太阳能加热器作为制热源，然后将制冷源和制热源逐层的连接给整栋楼或单元楼的每层住户内，地源热具有温度恒定的特点，所以可以直接用于冷制，而太阳能加热器受天气影响，温度变化较大，所以在制热时，本实用新型在太阳能加热器与空调器之间增设了相变速热水箱，通过相变介质盛料杯内的相变介质（超导液）气化蒸发产生高温气体，通过T形加热器向相变速热箱内辐射放热，从而实现快速加热。利用加热的高温水源来调整进入空调器的热水水温，从而使空调器具有较好的制热效果。

太阳能储水箱的热水主要供应整栋楼房居民的生活用热水，也可以提供整栋楼房居民的室内速热箱加热器的传热用水。但是储水箱的水不可直接用于空调器制热供暖。因为储水箱的水温达不到空调器制热水温的温度要求，再加上整栋楼房若干个室内单元使用，其循环水源的水温会逐渐变冷，所以储水箱的水不能直接用于空调器制热，系统必须增设相变速热箱；因为相变速热器内加热器盛料杯内的相变介质只需要35度——40度的水温就能被激活并气化蒸发产生高温气体，通过T形加热器辐射散热从而快速加热速热箱内的水。

本实用新型的相变速热箱其结构属于微型箱体，可安装在室内空调器的一侧，不影响室内空间，还可以与空调柜体一体化设计。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的优点在于具备成本制冷和供暖效果好，结构简单，耗电量小和无污染等优点。本实用新型的冷凝器盘管既能用于制冷又能用于室内供暖，且其工作状态是通过管道换向阀来实现。

2、本实用新型的水循环系统设计两条水循环路径，供暖时通过太阳能热水器储热水箱提供热源，采用相变速热箱内的T型相变加热器快速加热，从而保证循环供暖要求；制冷时通过地源热泵和过度水箱提供冷源，从而保证水循环制冷的要求。

3、本实用新型供暖和制冷组件还可以在冷源循环管路和热源循环管路安装管道分水器和管道集水器，这样一个相变速热箱和一个过度水箱可提供多个空调器的供暖和制冷；充分利用自然资源，系统在正常工况下，无需要消耗额外的能源，使用方便，经济环保。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型系统中相变速热箱的结构示意图；

图3为本实用新型系统中空调器的内部构造图；

图4为图3的侧面剖视图；

图中：1、太阳能热水器储水箱；2、相变速热箱；3、储水箱出水管道；4、流量控制泵；5、储水箱回水管道；6、T型加热器；7、传热管；8、第一循环泵；9、第一三通阀；10、第二三通阀；11、速热箱水位控制器；12、速热箱注水器；13速热箱温度传感器；14、速热箱温控开关；15、速热箱安全阀；16、冷凝器盘管；17速热箱回水管；18、空调器；19、速热箱出水管；20、风机；21、导风板；22、第二循环泵；23、地源热泵机组；24、过度水箱；25、冷源出水管；26、冷源回水管；27、过度水箱温度传感器；28、过度水箱温控开关；29、相变介质盛料杯；30、管道换向开关；31、相变介质。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明

如图1、图2所示，一种相变速热箱耦合冷凝器风机盘管的空调系统，包括供暖组件和制冷组件。其中，供暖组件包括太阳能热水器储热水箱1、相变速热箱2、金属传热管7以及空调器。

在太阳能热水器储热水箱1的一侧端部设有储水箱出水管3，在太阳能热水器储热水箱1的另一侧端部设有储水箱回水管5。

相变速热箱2为方形箱体结构，其内箱体采用不锈钢制成，外壳采用工程塑料制作，在内箱体和外壳之间填充有高效保温材料。在相变速热箱2一侧底端设置有速热箱出水管19，在相变速热箱2的顶端设置有速热箱回水管17，速热箱出水管19连接第一三通阀9，第一三通阀9连接冷凝器盘管16的进水端口；速热箱回水管17连接第二三通阀10，第二三通阀10连接冷凝器盘管16的出水端口。

在相变速热箱2内设有T型加热器6，T型加热器6采用导热金属管制成。T型加热器6为圆筒形三通式管道，且其内部为空心结构；所述T型加热器6的横管的两端是密封的，其T形加热器6的垂直管（竖管）的端部连接有相变介质盛料杯29，连接处且密封无泄漏。相变介质盛料杯29内注有相变材料超导液31。T形加热器6的空心结构处于密封真空状态，相变T形加热器6固定安装在速热箱2中。

如图1、图2所示，在相变速热箱2的底端还设有一根金属传热管7，金属传热管7与相变速热箱的横向平行；金属传热管7与外界热源连通，在系统传热管路设置有流量控制泵4。流量控制泵4的入水端连接太阳能热水器储热水箱1；流量控制泵4的出水端连接金属传热管7的入水端，金属传热管7的另一端（出水端）串接相变介质盛料杯29与储水箱回水管5连接，储水箱回水管5的另一端连接太阳能热水器储热水箱。

在金属传热管7内的水循环传热时，相变介质盛料杯29内腔里的超导液31被激活并气化蒸发产生高温气体，通过T形加热器6的弧面向速热箱内囊辐射散热与速热箱的水换热，冷凝后自动还原，回到金属传热管处，受热又被激活、气化、蒸发，如此循环工作的物理反应即达到了辐射传热的目的。

空调器包括空调器柜体18、冷凝器盘管16以及风机20，其中冷凝器盘管16以及风机20位于空调器柜体18内，风机安装在冷凝器盘管16的后侧，在供暖或制冷过程中冷凝器盘管16通过风机20向外界（室内）提供供暖或制冷；在空调柜体18的前面安装有导风板21，使用时可以调整制冷空气的制冷方向，也可以调整供暖气流的供暖方向。

冷凝器盘管16设置有入水端口和出水端口，冷凝器盘管16的入水端口与第一三通阀9连接；冷凝器盘管16的出水端口与第二三通阀10连接。

制冷组件包括地源热泵机组23、过度水箱24、冷源出水管25、冷源回水管26、第二循环泵22、过度水箱温度传感器27以及过度水箱温控开关28。

冷凝器盘管16的入水端口穿过空调器18的一侧端板与第一三通阀9连接；第一三通阀9连接第一循环泵8或连接第二循环泵22；冷凝器盘管16的出水端口穿过空调器18的另一侧端板与第二三通阀10连接；第二三通阀10连接相变速热箱2或过度水箱24。

在相变速热箱2的顶部设置有注水器12，在相变速热箱2的一侧内壁上端设有水位控制仪11；水位控制仪11的信号输出端与注水器的信号输入端连接；水位控制仪11控制注水器的工作状态，系统在正常工况下相变速热箱2的水由于高温会逐渐消耗，当水位控制仪11测得相变速热箱内水位低于或高于某一设定值时，水位控制仪11将信号传递至注水器12，关闭或开启注水器；注水器12主要用于系统供暖时初始阶段相变速热箱2给水和系统运行过程中的补给水。

如图3所示，在空调柜体18的外侧上端设置管道换向开关30，管道换向开关30可调整和控制第一三通阀9和第二三通阀10的工作状态；管道换向开关30的信号输出端与第一三通阀9和第二三通阀10的信号输入端连接。

第一三通阀9和第二三通阀10均为三通管道，且可以智能打开三个通道中的任何一个；第一三通阀9和第二三通阀10的正路端两侧端口同时打开时，第一三通阀和第二三通阀的旁路端端口处于关闭状态，系统供暖时通过管道换向开关30调整打开第一三通阀9和第二三通阀10的正路端两侧端口，旁路端端口处于闭合状态，系统制冷时通过管道换向开关30调整打开第一三通阀9和第二三通阀10的旁路端端口，这时第一三通阀9和第二三通阀10的两个正路端中的其中一个端口处于关闭状态。

如图1、图2所示，在相变速热箱2内设有速热箱温度传感器13和速热箱温控开关14。速热箱温度传感器13的信号输出端与速热箱温控开关14的信号输入端连接；速热箱温控开关14的信号输出端与流量控制泵4的信号输入端连接；速热箱温控开关14控制流量控制泵4的工作状态。当速热箱温度传感器13测得量到速热箱内温度低于或高于某一设定值时，通过速热箱温控开关14调整流量控制泵4的流量。

本实用新型空调系统在整栋楼房按单元设置有过度水箱24和地源热泵机组23。过度水箱24是保温水箱，且过度水箱2为方形箱体结构，内箱体采用不锈钢制作，外壳体利用玻璃钢制造而成，在内箱体和外壳之间填充满保温材料；过度水箱分别连有冷源出水管25和冷源回水管26；冷源出水管25通过第二循环泵22连接第一三通阀9的旁路端；冷源回水管26另一端连接第二三通阀10旁路端端口。地源热泵机组23安装在过度水箱24的一侧，地源热泵机组23连接地下水管；过度水箱24的一侧外壁端设置有过度水箱温度传感器27和过度水箱温控开关28；过度水箱温度传感器27的信号输出端与过度水箱的温控开关28的信号输入端连接；过度水箱温控开关28的信号输出端与地源热泵机组23的信号输入端连接。过度水箱温控开关28控制地源热泵23的工作状态，当过度水箱温度传感器27测得量到过度水箱内温度低于或高于某一设定值时通过温控开关调整地源热泵。

在相变速热箱2的上端顶部设置有安全阀15，主要是在温度传感器损坏或失控时防止相变速热箱在高温高压下工作，从而确保系统的安全性。

本实用新型系统在房屋建造时就与建筑一体化设计安装，设置在整栋楼顶按整栋楼单元安装一台分离热管式太阳能热水器，大容量集热水箱，可供整栋楼一个单元的居民的正常热水供应，各用户可在室内布置相变快速加热水箱，与空调器耦合使用实现室内供暖，按整栋楼单元安装一台地源热泵，且配有大容量的过度水箱可提供整栋楼一个单元的居民的正常制冷用水供应；其中储水箱出水管道、储水箱回水管道、冷源出水管道、冷源回水管道均设计预留暗装管道中，所有入墙管道和外露管道均覆有保温材料，这样的话完全可以做到既安全又没有外露管道，不但美观且便于维修，而且热利用率会更高。

本实用新型的相变速热箱其结构属于微型箱体，可安装在室内空调器的一侧，不影响室内空间，必要时还可以与空调柜体一体化设计。本实用新型供暖系统，既可以采用分离式热管平板太阳能热水器，设置大容量储热水箱，整栋楼房的用户使用同一水箱，在储热水箱上有序分布若干与各用户相对应的出水管和回水管，实现按单元分户供热。也可以采用真空管式太阳能热水器或普通平板式太阳能热水器，这样各用户直接用自家的太阳能热水器储热水箱。

Claims (8)

1.一种用于居民楼的空调系统，其特征在于：包括太阳能热水器储热水箱、地源热泵机组以及若干个室内单元，所述室内单元包括空调器以及相变速热箱相变热速器，所述空调器包括空调柜体以及设置在空调柜体内的冷凝器盘管和风机，所述相变速热箱包括设置在速热水箱内的T型加热器以及传热管，所述T型加热器为圆筒形三通式管道，且其内部为空心结构；所述T型加热器的横管的两端是密封的，T形加热器的垂直管的端部连接相变介质盛料杯，在相变介质盛料杯内填充有相变介质，所述传热管从所述相变介质盛料杯中穿过并与所述太阳能热水器储热水箱连接，所述相变速热水箱通过第一循环泵与所述空调器的冷凝器盘管连接用于所述空调器制热，所述地源热泵机组通过第二循环泵与所述空调器的冷凝器盘管连接用于所述空调器制冷。

2.根据权利要求1所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：所述太阳能热水器储水箱具有储水箱出水管和储水箱回水管，所述传热管两端分别于所述储水箱出水管和储水箱回水管连接，在所述储水箱出水管上设置有流量控制泵。

3.根据权利要求1所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述冷凝器盘管的入水口设置有第一三通阀，在所述冷凝器盘管的出水口设置有第二三通阀，所述地源热泵机组和相变速热箱分别连接在第一三通阀和第二三通阀的剩余两个端口上。

4.根据权利要求1所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述地源热泵机组与空调器之间还设置有一过度水箱，所述地源热泵机组的机组出水口和机组回水口连接在所述过度水箱上，在所述过度水箱上设置有与所述冷凝器盘管连接的过度水箱出水口和过度水箱回水口。

5.根据权利要求4所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述过度水箱上设置有过度水箱温度传感器和过度水箱温控开关，所述过度水箱温控开关根据所述过度水箱温度传感器获取的过度水箱内的水温，控制所述地源热泵机组的工作状态；所述过度水箱温度传感器的信号输出端与过度水箱的温控开关的信号输入端连接；所述过度水箱温控开关的信号输出端与地源热泵机组的信号输入端连接。

6.根据权利要求2所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述速热水箱上设置有速热箱温度传感器和速热箱温控开关，所述速热箱温控开关根据所述速热箱温度传感器获取的速热水箱内的水温，控制所述流量控制泵流入速热水箱内的水量；所述速热箱温度传感器的信号输出端与速热箱温控开关的信号输入端连接；所述速热箱温控开关的信号输出端与流量控制泵的信号输入端连接。

7.根据权利要求5或6所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述相变速热箱的顶部设置有速热箱注水器，在所述相变速热箱的一侧内壁上端设有水位控制仪；所述水位控制仪的信号输出端与注水器的信号输入端连接。

8.根据权利要求7所述的用于居民楼的空调系统，其特征在于：在所述相变速热箱的上端顶部设置有安全阀。