CN209445537U - 一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，属于暖通空调末端装置的技术领域。包括水系统和风系统；所述水系统包括供水集管、回水集管、冷凝换热管和冷凝水收集管；所述风系统包括送风管、辐射换热管、回风管和管道风扇；所述冷凝换热管的供水端与供水集管相连，冷凝换热管的回水端与回水集管相连，所述冷凝换热管置于辐射换热管中两者形成套管结构，所述辐射换热管的一端下部设有冷凝水收集管，送风管连接在辐射换热管的一端上部，回风管连接在辐射换热管的另一端上部；在送风管的端口处设有管道风扇。本申请克服了传统冷辐射吊顶不允许结露且供冷能力差的缺陷，利用本实用新型的冷辐射吊顶装置能够同时满足室内空气的除湿与降温要求。

Description

一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置

技术领域

本实用新型属于暖通空调系统末端装置的技术领域，特别涉及到一种可除湿的冷辐射吊顶装置。

背景技术

随着现代工业、科技的发展和居民生活水平的大幅提高，人们对健康舒适的室内环境也更加重视。研究表明绝大多数人们全天有80～90％的时间是在室内度过的，健康舒适的空调方式一直是建筑室内环境领域的热点。辐射供冷以其节能效益高，热舒适性好，零噪音的优点备受人们青睐。一方面，在辐射供冷方式下，冷辐射板与室内人员进行辐射换热，有效避免了吹风感，提升了人体的热舒适性。另一方面，围护结构自身的蓄冷能力有效降低了室内温度的波动。

但是传统的冷辐射吊顶有以下缺点：①冷辐射表面受不允许结露的限制，通常需要控制冷辐射板表面的温度高于空气露点温度，因此就大大削减了其供冷能力。②单独的冷辐射系统不能去除室内湿负荷，为除去室内的湿负荷，必须将冷辐射吊顶与其他除湿系统结合使用，增加了系统的复杂性。

目前针对冷辐射末端结露的解决方案有以下两种。

第一种方式为“防”，防止冷辐射表面的冷凝水凝结，如：1、在辐射板与室内空间设立一个气态隔层，以此隔离室内湿空气与冷辐射板的直接接触。2、根据不同的室内空气状态参数，控制冷辐射板的进水温度，使辐射板表面温度始终高于室内空气的露点温度。3、首先将房间通风降湿后，再用辐射板供冷。4、在辐射板表面镀憎水涂层，使水蒸气在辐射板表面无法凝结。这些方法都是设法防止冷凝水在冷辐射表面凝结，不仅可靠性较差，而且这些冷辐射吊顶都不能除去室内的湿负荷，因此需要配合其他的除湿系统才能保证室内的热湿环境，但这样也增加了系统的复杂性和系统经济成本。

第二种方式为“疏”，该方法允许水蒸气在冷辐射板表面凝结，此时通过疏导方式及时去除凝结在冷辐射板表面的凝结水，具体实现形式有：由孔祥雷提出的在冷辐射面板上开有一定深度的“凝水槽”，使凝水有组织的收集后排除，不至于凝结水滴落于室内。这种方法在一定程度上可应对辐射板表面水蒸气的凝结问题，但是会使暴露在室内空气中的冷辐射表面经常处于润湿状态，不利于保持室内良好的空气品质，而且也存在可靠性差的缺点。

实用新型内容

本实用新型提出了一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，克服了传统冷辐射吊顶不允许结露且供冷能力差的缺陷，利用本实用新型的冷辐射吊顶装置能够同时满足室内空气的除湿与降温要求，即：同时承担室内的显热和潜热空调冷负荷，不必与其他除湿系统相配合；另外，本实用新型还可以彻底消除冷辐射吊顶外表面的结露风险。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，包括水系统和风系统；所述水系统包括供水集管、回水集管、冷凝换热管和冷凝水收集管；所述风系统包括送风管、辐射换热管、回风管和管道风扇；所述冷凝换热管的供水端与供水集管相连，冷凝换热管的回水端与回水集管相连，所述冷凝换热管置于辐射换热管中，两者形成套管结构，所述辐射换热管的一端下部设有冷凝水收集管，送风管连接在辐射换热管的一端上部，回风管连接在辐射换热管的另一端上部；在送风管的端口处设有管道风扇。

进一步的，辐射换热管与冷凝换热管的间隙为1～3cm之间；辐射换热管与冷凝换热管之间通过支架进行支撑，支架安装的间隔为0.5～2m，支架结构如图5所示。

进一步的，冷凝换热管内的供水温度低于室内空气的露点温度，室内空气中的水蒸气在冷凝换热管外侧凝结，冷凝水首先被辐射换热管收集，最终通过冷凝水收集管排除。

进一步的，根据供水温度与室内空气露点温度，通过增加辐射换热管的管壁热阻和/或外保温，使辐射换热管的外表面温度高于室内空气露点温度1～2℃，消除辐射换热管表面的结露风险。

进一步的，供水管、回水管内的载冷剂为水或乙二醇水溶液等比热容较大、凝固点小于12℃、对金属无腐蚀且对人体无毒害的液体。

更进一步的，为防止供水集管和回水集管壁面结露，所述供水集管和回水集管的管壁外侧喷涂或包裹一定厚度的保温层，并使保温层外表面的温度高于室内空气露点温度2℃以上。

更进一步的，管道风扇能实现变档调速，风扇调速范围为0～4m/s，风扇最大噪音小于40dBA。

作为更进一步的，管道风扇与送风管采用软连接，连接材料为帆布或具有耐高温特性的硅胶玻纤维等，长度为80mm～200mm，其连接处严密，牢固可靠，安装完毕后留有伸缩量。

作为更进一步的，冷凝水排出口位置位于辐射换热管一端且临近回风管，为保证辐射换热管内冷凝水顺利排出，辐射换热管两端保证有不小于0.5％的坡度，且坡向冷凝水收集管。

作为更进一步的，辐射换热管与冷凝换热管形成的套管端面采用泡沫填充剂填充或使用端盖连接，以防止辐射换热管内部的冷凝水从套管端面流出。

本实用新型由于采用以上技术方案，因此与传统冷辐射吊顶相比，能够取得如下三方面的技术优势：一是能够承担室内的湿负荷，这是因为本申请中冷水供水温度及冷凝换热管外壁温度均低于室内空气的露点温度。二是能够承担远比传统冷辐射吊顶更大的冷负荷，因为较低的冷凝换热管外表面温度加大了其与周围空气之间的换热温差，而且冷凝换热管外表面与周围空气之间的换热为强制对流换热，另外该冷辐射吊顶末端装置的供冷量还包括辐射换热管外表面与室内环境之间的辐射与对流换热。三是通过为辐射换热管增加适当保温，可彻底消除该冷辐射吊顶与室内空气直接接触的外表面结露风险。再综合考虑到该冷辐射吊顶末端装置具有热舒适性高和噪音低等优点，在实际工程中将具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置结构示意图；

图2为一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置俯视图；

图3为图2中A—A剖面结构示意图；

图4为图2中B—B剖面结构示意图；

图5为本申请中支架结构示意图；

图6为该装置在空调系统中的连接示意图；

图7为该装置与辐射面板相结合的示意图；

图中，1供水集管；2送风管；3辐射换热管；4回风管；5冷凝水收集管；6管道风扇；7回水集管；8冷凝换热管；9支架；10出风口；11进风口；12供水管；13回水管；14冷凝水管；15冷源系统；16辐射面板；17固定卡套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：以此为例对本申请做进一步的描述说明。

实施例1

本实施例提供一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，主要包括水系统和风系统；所述水系统包括供水集管1、回水集管7、冷凝水收集管5、和连接供水集管和回水集管的冷凝换热管8。

供水集管1和回水集管7的材料可为不锈钢、铜或铝合金等不易腐蚀且承压性能良好的金属材料，也可为符合腐蚀和承压要求的PVC塑料管。为防止供水集管1和回水集管7壁面结露，需在管壁外侧喷涂或包裹一定厚度的保温层。连接供水集管和回水集管的冷凝换热管8的材料为导热性能强，承压性能良好且不易腐蚀的金属材料。空气中的水蒸气在冷凝换热管8表面凝结。冷凝水收集管5的材料可为PVC、PB、PEX等塑料管，为防止冷凝水管表面结露，管壁外侧需喷涂或包裹一定厚度的保温层。

优选的，供水集管1通过三通与冷凝换热管8连接。

优选的，回水集管7通过三通与冷凝换热管8连接。

所述风系统包括送风管2、辐射换热管3、回风管4，和管道风扇6。送风管2的作用是收将室内空气送入辐射换热管内进行强制对流换热。为实现均匀送风，送风管2为变径管。

回风管4的作用是收集换热后的空气送入室内。

优选的，送风管2与辐射换热管3通过三通进行连接。

优选的，回风管4与辐射换热管3通过三通进行连接。

辐射换热管3与冷凝换热管8形成套管结构，辐射换热管3套在冷凝换热管8外面，辐射换热管3与冷凝管热管8的间隙为1～3cm之间。辐射换热管3与冷凝换热管8之间需安装支架9进行支撑，支架安装的间隔为0.5～2m，支架结构如图5所示，冷凝换热管位于支架的中心孔中；

优选的，冷凝水收集管5与辐射换热管3通过三通进行连接。

室内的水蒸气与冷凝换热管8换热后产生的冷凝水被辐射换热管3收集，最终通过冷凝水收集管5排除。

冷凝水排出口位置位于辐射换热管3一端，为保证辐射换热管内冷凝水可顺利排出，辐射换热管两端保证有不小于0.5％的坡度，且坡向冷凝水收集管5。辐射换热管材料可为PVC、PB、PEX等塑料管，为防止辐射换热换热管表面结露，塑料管外可增加一定厚度的保温层。辐射换热管之间的间距可根据承担的负荷大小调整，一般为50～500mm。辐射换热管3与冷凝换热管8形成的套管端面采用泡沫填充剂填充或使用端盖连接，以防止辐射换热管3内部的冷凝水从套管端面流出。

水平送风管2与管道风扇6之间采用软连接，连接材料为帆布或具有耐高温特性的硅胶玻纤维等，软连接长度为80mm～200mm，起到隔振和位移补偿的作用，其连接处严密，牢固可靠，安装完毕后留有伸缩量。

小型管道风扇6可实现变档调速，便于根据室内空调负荷调节风扇风量以此来调整换热强度；风扇最大噪音小于40dBA，满足室内低噪声的需求。

冷辐射吊顶空调末端中的载冷剂可以是水、乙二醇水溶液等比热容较大、凝固点不高于12℃、对金属无腐蚀且对人体无毒害的液体。

优选的，冷凝换热管8的管内径为20mm。

优选的，辐射换热管3的管内径为40mm，辐射换热管的材料为PVC，管外包裹有5mm厚的橡塑保温层。

优选的，两辐射换热管之间的间距为100mm。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1所述的装置在空调系统中的应用，连接图可如图6所示，进风口11与送风管2连接，出风口10与回风管4连接，辐射换热管3与冷凝水收集管5连接，供水管12与供水集管1连接，回水管13与回水集管7连接。在本实施例中，供水集管1中的载冷剂温度为12℃。

本实施例中，实际工作过程为：由冷源系统15处理后的温度为12℃的载冷剂通过供水管12进入供水集管1，供水集管1起到分水器作用将载冷剂分送到各冷凝换热管8中。同时，室内空气由进风口11进入送风管2中，送风管2将管内空气均匀送给各辐射换热管3中，进入辐射换热管3中的室内空气与冷凝换热管8进行强制对流换热，空气中的水蒸气将在冷凝换热管8外表面凝结并滴落，冷凝水先由辐射换热管3收集，最终通过冷凝水收集管5排除。被冷凝换热管8处理后的空气统一由回风管4收集，最后送入室内。此过程完成了对室内空气的降温与除湿。由冷凝换热管8流出的载冷剂被回水集管7收集，最终流入回水管13，在本实施例中供水管12与回水管13之间设有混水阀，可实现调节供水温度的作用。

由于在设计工况下辐射换热管3中冷凝水的温度仍然会略低于室内空气的露点温度，因此通过在辐射换热管3外包裹有5mm厚的橡塑保温层，使辐射换热管3的外表面温度高于室内空气露点温度1～2℃，确保冷辐射吊顶表面不结露，并与室内环境通过辐射和自然对流方式进行显热交换。

实施例3

与实施例2中的工作方式相同，可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置还可与辐射面板16结合，以此扩大辐射面的面积，如图7所示。辐射面板16与辐射换热管3之间采用固定卡套17连接。

在该实施例中，辐射面板一是可起到封装吊顶的作用，避免管材暴露，美化室内空间，二是可增大辐射换热面积，增强冷辐射吊顶与室内空间的换热。

本实施例通过调节冷水供水温度和冷凝换热管的总长度，可达到完全由本实用新型的冷辐射吊顶装置承担室内全部的空调冷负荷与湿负荷。

以上所述，仅为本实用新型创造较佳的具体实施方式，但本实用新型创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型创造披露的技术范围内，根据本实用新型创造的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，包括水系统和风系统；所述水系统包括供水集管、回水集管、冷凝换热管和冷凝水收集管；所述风系统包括送风管、辐射换热管、回风管和管道风扇；所述冷凝换热管的供水端与供水集管相连，冷凝换热管的回水端与回水集管相连，所述冷凝换热管置于辐射换热管中，两者形成套管结构，所述辐射换热管的底部设有冷凝水收集管，送风管连接在辐射换热管的一端上部，回风管连接在辐射换热管的另一端上部；在送风管的端口处设有管道风扇。

2.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，辐射换热管与冷凝换热管的间隙为1～3cm之间；辐射换热管与冷凝换热管之间通过支架进行支撑，支架安装的间隔为0.5～2m。

3.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，冷凝换热管内的供水温度低于室内空气的露点温度，室内空气中的水蒸气在冷凝换热管外侧凝结，冷凝水首先被辐射换热管收集，最终通过冷凝水收集管排除。

4.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，根据供水温度与室内空气露点温度，通过增加辐射换热管的管壁热阻和/或外保温，使辐射换热管的外表面温度高于室内空气露点温度1～2℃。

5.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，供水管、回水管内的载冷剂为水或乙二醇水溶液，凝固点小于12℃。

6.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，所述供水集管和回水集管的管壁外侧喷涂或包裹一定厚度的保温层，并使保温层外表面的温度高于室内空气露点温度2℃以上。

7.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，管道风扇为变档调速风扇，风扇调速范围为0～4m/s，风扇最大噪音小于40dBA。

8.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，管道风扇与送风管采用软连接，连接材料为帆布或硅胶玻纤维，长度为80mm～200mm，安装完毕后留有伸缩量。

9.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，冷凝水排出口位置位于辐射换热管一端且在回风管一侧，辐射换热管两端设有≥0.5％的坡度，且坡向冷凝水收集管。

10.根据权利要求1所述一种可除湿的冷辐射吊顶空调末端装置，其特征在于，辐射换热管与冷凝换热管形成的套管端面采用泡沫填充剂填充或使用端盖连接。