CN101338928A - 一种全水毛细管网空调***及空调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不用风机的全水毛细管网空调***及空调方法。其特点为：将毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元置于同一空调区域；其中毛细管网辐射单元内设辐射用毛细管网，其内通入15－40℃的高温冷冻水或热水，通过毛细管网向空调区域内辐射制冷或制热；毛细管网空气循环单元设有箱体，在朝向空调区域的箱体面板上开有上风口与下风口，箱体内设有空气循环用毛细管网，由外设的冷热源机房向其内通入热水或冷水；通过空调区域与毛细管网空气循环单元箱体内温度不同产生的温差实现空调区域空气循环以及除湿作用。其结构简单、便于安装、无需任何设备，无噪声，不占空间，节能效果显著，使用寿命长达50年，并可实现一机冬夏两用，适宜推广应用。

Description

一种全水毛细管网空调***及空调方法

技术领域

本发明涉及一种空调***及空调方法，具体讲是一种不用任何风机的全水毛细管网空调***及空调方法。

背景技术

传统的室内采暖空调普遍采用的是全空气***、空气-水***、冷剂***、限于风机盘管和热水采暖的全水***等形式，全水***均采用传统的方式，与其它几种相比，具有多种优势，1)由于水的比热比空气大的多，在相同负荷下，该***地水量比全空气空调***的空气量小的多，输送能耗低，水管所占空间比风管小的多。2)可兼备集中供冷和供热的优势，同时各末端具备独立开关和调节的功能，使用灵活方便，各房间独立控制，节省运行费用；3)各房间空气户不串通，防止了空气交叉污染，有利于保证室内空气品质；4)除了冷热源机房外，全水***无其他空调机房，占用建筑面积少。然而，到目前为止，由于全水***仍仅限于热水采暖***和风机盘管***使用，导致热水采暖***只能用于冬季供热，却无法实现夏季制冷；同时，风机盘管***运行维护量大，能耗大、风机噪声大，即占室内空间，又影响室内装饰，在冬季采暖时易造成室内空气干燥，并极易产生空气中细菌的交叉污染；一套***难以满足冬夏两用。

发明内容

为了解决上述现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种可同时满足冬季采暖、夏季制冷要求，完全不用风机的全水毛细管网空调***及空调方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种全水毛细管网空调***，它包括毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元；其特点为：毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元置于同一空调区域；

其中，毛细管网辐射单元为一排辐射用毛细管网，位于所述空调区域的内表面，该辐射用毛细管网的两侧对角处分别留有与外设的冷热源机房连通的入水口与出水口；毛细管网空气循环单元包含一四周密封的箱体，其明装或暗装于该空调区域的内表面；其中，箱体面板的上下侧分别开有进风口与出风口，该面板朝向所述的空调区域；在箱体的面板与背板之间平铺有至少一排空气循环用毛细管网，该空气循环用毛细管网的两侧对角处分别设有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口，该入水口与出水口分别由其箱体两侧或背板处开设的管孔伸出；在箱体内腔底部且垂直于该空气循环用毛细管网底边处设有一冷凝水的接水盘，其盘底部开有一排水孔。

上述的毛细管网辐射单元与空调区域内表面的连接方式可以是嵌装式，也可以是活动式；空调区域内表面可以是地面、墙面或天花板面。

上述的毛细管网空气循环单元的箱体与空调区域内表面的连接方式可以是活动连接或固定连接，也可以是嵌装式连接。活动连接时，将毛细管网空气循环单元的箱体摆放在空调区域内任一位置；固定连接时，将毛细管肉空气循环单元的箱体背板与该空调区域的内墙壁固定连接；嵌装式连接时，需将箱体面板的上风口与下风口外露于所安装的内墙表面，且朝向空调区域。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种全水毛细管网空调***的空调方法，它包括毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元；毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元置于同一空调区域；

其中，毛细管网辐射单元为一排辐射用毛细管网，平铺于空调区域的内表面，该辐射用毛细管网的两侧对角处分别设有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口；所述冷热源机房由该辐射用毛细管网的入口端连续输入15-40℃的高温冷冻水或热水，流经该辐射用毛细管网向所述空调区域辐射制冷或制热，由辐射用毛细管网出口处返回所述冷热源机房；

所述的毛细管网空气循环单元包含一四周密封的箱体，其箱体面板的上下侧分别开有上风口与下风口，该面板朝向所述空调区域；位于所述箱体的面板与背板之间平铺有至少一排空气循环用毛细管网，该空气循环用毛细管网的两侧对角处分别留有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口，在该箱体两侧的侧板上分别开有所述入水口与出水口伸出的管孔，也可以在该箱体背板上开设与外设冷热源机房连通的入水口与出水口的管孔。

上述空调区域需要制冷时，由冷热源机房向辐射用毛细管网通入温度为15-25℃的高温冷水、向毛细管网空气循环单元内的空气循环用毛细管网通入5-10℃的低温冷水，所述空调区域内空气温度与所述箱体内空气温度之间的温差在该箱体内外形成热压，该空调区域的空气自动由该毛细管网空气循环单元的面板上风口涌入，经箱体内毛细管网冷却除湿后的空气由下风口送出，重新返回所述空调区域，实现空气循环；在箱体内除湿时因其湿气结露成水珠而落入接水盘中排出该箱体。

上述空调区域需要制热时，由冷热源机房向辐射用毛细管网通入温度为25-40℃的热水、向毛细管网空气循环单元内的空气循环用毛细管网通入25～40℃热水，所述空调区域的空气温度与所述箱体内空气温度之间的温差在该箱体内外形成热压，该空调区域的空气自动由该毛细管网空气循环单元面板的下风口涌入，经箱体内毛细管网加热后的空气由上风口送出，重新返回所述空调区域，实现空气循环。

由此而实现通过毛细管网循环通水经辐射面供给用户“热量”或“冷量”和空调区域的空气循环及除湿目的。

本发明采用如上技术方案，其有益效果如下：1)本发明的全水毛细管网空调***，主要是利用水的比热比空气大的物理原理，在相同负荷下，该***所用的水量比全空气空调***的空气量要小的多，输送能耗低，水管所占空间比风管小的多。用全水方式实现室内采暖空调，冷热量输送效率要比其它方式输送的冷热量效率高；2)主要以辐射方式供暖或供冷，提高了采暖或制冷空气调节的舒适度，在保证同等温度感觉的前提下，冬季采暖时室内空气温度可比传统的对流采暖方式降低2～3℃，而夏季制冷时室内空气温度可比传统送风空调方式高2～3℃，明显节约了运行能耗；辐射末端使用的冬季热水温度较低、夏季冷水温度较高，有利于提高冷热源机组效率、降低容量，也为今后实现太阳能、地热能等低品位能源的直接利用提供了良好的基础；3)具备夏季除湿功能的毛细管网空气循环单元与毛细管网辐射单元配合使用，可兼备集中供冷或是供热的优点，实现了一套***可冬夏两用的目的；同时，因其空调区域内空气对流的程度弱，不会产生尘埃污染，冬季采暖时也不会造成空气干燥；4)该毛细管网空调***的各单元可一组安装，也可多组并联或串联安装，每组与每组之间具备相对独立性，可独立设置开关，使其具有独自调节的功能，使用灵活方便，有效节省了运行费用；5)各房间的全水毛细管网空调***可单独安装，各房间独立控制，空气相对隔绝，户与户之间不会串通，有效防止了空气交叉污染，有利于保证室内的空气品质；6)除了冷热源机房外，全水毛细管网空调无其他空调机房，没有任何电机设备，室内也不再有风管，避免了运行噪音，而且没有强吹风感，同时占用的建筑面积以及室内空间比传统空调占面积要少，便于室内装修；7)本发明所用的毛细管网辐射单元为柔性材料，可弯曲，不受安装位置的限制；使用的塑料材料可回收，不污染环境，节约金属资源，使用寿命长达五十年以上；8)一次安装工程完成后，不需要日常维护，具有舒适、节能、安全、卫生等优点，同时具备采暖、制冷、除湿和空气循环的效果；9)可以实现集中供冷或集中供热，并可分户计量，有利于热电冷联产的推广应用；用途广泛，适用于住宅、办公、商场、厂房等各类建筑物。

附图说明

图1为本发明构成的相对位置结构示意图

图2为本发明实际安装实施例1的空间示意图

图3为本发明实际安装实施例2的空间示意图

图4为毛细管网空气循环单元箱体立体结构示意图

图5为图4A-A’面剖视图

图6为毛细管网结构示意图

图7为本发明实施例1、实施例2***的连接方式示意图

具体实施方式

如图1、图2、图6所示，本发明包括置于同一空调区域5内的毛细管网辐射单元1与毛细管网空气循环单元2，毛细管网辐射单元1与毛细管网空气循环单元2分别通过各自的进水口与出水口与一外设的冷热源机房4连通。

毛细管网辐射单元1嵌装于该空调区域5天花板的表面内，外涂有涂层将其覆盖；该毛细管网辐射单元1的对角分别留有进水口11与出水口12，进水口11与出水口12分别通过管道与外接的冷热源机房4的设备连通。

毛细管网空气循环单元2由一密封的箱体、空气循环用毛细管网24与冷凝水盘构成；其中，箱体面板上设有上风口25与下风口26，具有上风口25与下风口26的面板朝向空调区域5设置；箱体的背板与空调区域5的内表面活动连接(如图1所示)、固定连接(如图2所示)；在该箱体的面板与背板之间平行铺设至少一排的空气循环用毛细管网24，还可以根据环境湿度大小、房间大小、箱体的大小以及客户的特殊需求，在其箱体面板与背板之间平行铺设多排空气循环用毛细管网24；一排空气循环用毛细管网24的出水口21与进水口22分别通过该箱体的两侧板或背板相对位置开设的孔洞伸出，而多排的空气循环用毛细管网24的组装，其每排的出水口与进水口分别并联在出水主管或进水主管上，通过外设的管道与提供冷热源机房4的设备连通。

毛细管网辐射单元1中的辐射用毛细管网与毛细管网空气循环单元2中的空气循环用毛细管网24均由主管与支管31一体构成，其材质选用无规共聚聚丙烯PP-R管或耐高温聚乙烯PE-RT管或聚丁烯PB管中任一种；其中，支管31为同平面并排设置且间隔有空隙的多根细管，每根细管的管径D为3-16mm；主管设置2根，其每根管径D为12-40mm，两根主管分别位于支管31两端且与其支管31同平面垂直连接；2根主管，一根为分管3，另一根为集管3’，由外设的提供冷热源的机房4提供水源先由入水口11或12进入分管3，经由支管31的多根细管流动至集管3’处，再由出水口12或22流出，通过管路返回至外设的提供冷热源的机房内，该进水口11、21与出水口12、22与管道的连接方式采用热熔或机械方式。

提供冷热源机房4可以直接引用市政热力、风冷冷水机组、地源热泵等空调冷热源方式；还可以直接引用热电厂等企业排放的余热、地热能、太阳能等多种方式；夏季辐射用毛细管网通入的15-25℃冷水可以直接利用地下水或上壤换热器、直接蒸发冷却等方式，节能效果显著。

其它所有管道均采用暗装方式。

如图3所示，毛细管网辐射单元1嵌装于空调区域5的地表面，毛细管网辐射单元1的上表面可以铺上地板或地砖，其它所有管道均采用暗装方式。

除了图3所示的情况外，在夏季潜热冷负荷较小的地区，例如我国的西北部，夏季不需要考虑湿负荷，也完全可以只设置毛细管网辐射单元与提供冷热源的机房，其中毛细管辐射单元1除了可以设置在地面以外，还可以嵌装于内墙四壁或天花板上；夏季辐射供冷、冬季辐射供暖，完全干式运行，实现了本发明不用风机，又可满足冬夏两用、免维护、无噪声，最少的影响室内装饰等需求的最终目的。

上述种种，毛细管网辐射单元1的安装不占用空间，只需将装有辐射用毛细管网的表面朝向空调区域，让其辐射面辐射该空调区域内的各个角落，这种辐射的“暖风”或“冷风”会给人以舒适、自然的感觉。

由于毛细管网辐射单元1为柔性材料制备而成，利用其柔软，体薄、自重轻等优势，可将其弯曲，装于空调区域内墙壁的拐角处。根据需要，该毛细管网辐射单元1与空调区域5的内表面还可以活动连接；即将毛细管网辐射单元1通过装饰物的包装明装于该空间内。如将毛细管网辐射单元夹设于毛毯中，挂在内墙墙壁上，即可散热或散冷，也可以当作室内装饰物用；或是将毛细管网辐射单元1安装于家具或装饰件中等多种方式。这种活动安装的方式既可使其毛细管网辐射单元1实现辐射制冷或辐供暖的目的，还能使房间具有装饰物的美感，具有一举多得的效果。

如图4、图5、图6所示，毛细管网空气循环单元2包括箱体20，该箱体20内腔中间装有至少一排毛细管网24，该毛细管网24的网面与其箱体20的面板与背板平行设置，其两侧的对角留有进水口21与出水口22；该箱体20两侧壁或背板处相对于空气循环用毛细管网24的进水口21与出水口22处分别开有孔洞，本实施例中的空气循环用毛细管网24的进水口21与出水口22伸出的孔洞分别开在该箱体20的两侧壁上，进水口21与出水口22分别由其孔洞伸出并与连接提供冷热源机房4的管道连通；该箱体20内腔的底部还设有一接冷凝水的接水盘23，在接水盘23的中部开有一排水孔231。

毛细管网空气循环单元2的箱体20与所述的空调区域5内表面为明装，即活动式连接，可以将其摆放在空调区域5的任一位置，毛细管网空气循环单元2的上风口25与下风口26面朝该空调区域5。

毛细管网空气循环单元2的箱体20除面板的上风口25与下风口26外，其余面均可以暗装于墙体内或壁龛内。

如图7所示，毛细管网辐射单元1与毛细管网空气循环单元2分别通过各自的管道与提供冷热源的机房4连通；毛细管网辐射单元1可采用明装或暗装的方式安装于需要空气调节的房间地面、天花板面与墙面等内表面。毛细管网空气循环单元2也可以采用固定或活动连接或嵌装的方式与毛细管网辐射单元1安装于同一空调区域。

其中，毛细管网辐射单元1用于承担冬季热负荷和夏季显热冷负荷，可实现同一空调区域内，冬季采暖或夏季供冷的作用；装有毛细管网的空气循环单元2与上述毛细管网辐射单元1组合使用，主要用于促进空调区域内的空气循环流动，同时实现去除室内湿气及空气调节的作用。

在实际应用中，当空调区域制冷时，由冷热源机房4向辐射用毛细管网通入温度为15-25℃的高温冷水，向空调区域5内辐射冷量；向空气循环用毛细管网24通入5-10℃的低温冷水，此时，空调区域5的空气温度高于毛细管网空气循环单元2的箱体20内空气温度，温度差使得该箱体20内外形成热压，该空调区域5的空气自动由该毛细管网空气循环单元2面板的上风口25涌入，经箱体内毛细管网冷却除湿后由下风口26送出，返回空调区域5，其湿气结露成水珠落入接水盘23中排出该箱体。两单元共同作用实现该空调区域的夏季空调(制冷、空气循环和除湿)目的。

当空调区域制热时，冷热源机房4向辐射用毛细管网通入温度为25-40℃的热水，向空调区域5内辐射热量；向空气循环用毛细管网24通入25～40℃热水，此时，空调区域5的空气温度低于毛细管网空气循环单元2的箱体20内空气温度，温度差使得该箱体20内外形成热压，该空调区域5的空气自动由该毛细管网空气循环单元2面板的下风口26涌入，经该箱体内毛细管网加热后由上风口25送出，返回空调区域5。两单元共同作用实现该空调区域的冬季采暖(制热和空气循环)目的。

提供冷热源的机房可由人工或自动控制，开启或关闭阀门向毛细管网辐射单元和毛细管网空气循环单元连续供冷水或热水。经毛细管网辐射单元向室内辐射冷量或热量后，升温或降温的水不断由毛细管网辐射单元的出水口返回至冷热源机房，经冷热源机房再次处理到送水温度，通入该空调区域毛细管网辐射单元，循环往复；同理，经毛细管网空气循环单元空气循环用毛细管网冷却或加热空气后，升温或降温的水不断由毛细管网空气循环单元的出水口返回至冷热源机房，经冷热源机房再次处理到送水温度，通入该空调区域毛细管网空气循环单元，循环往复。实现冬季采暖(制热和空气循环)和夏季空调(制冷、空气循环和除湿)目的。

本发明的空调原理为：

本发明采用热量辐射传递原理与热空气上升、冷空气下降的空气传播原理，利用由毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元组合而成的全水毛细管网空调***，实现了毛细管网辐射和毛细管网空气循环以及除湿的功能。其中，毛细管网辐射单元用于承担冬季热负荷和夏季显热冷负荷，实现在同一空间内，冬季辐射供暖或夏季辐射供冷的作用；装有毛细管网的毛细管网空气循环单元与上述毛细管网辐射单元同时使用，起到促进室内空气的循环流动，承担夏季潜热冷负荷，实现去除室内湿气的作用。

毛细管网辐射单元采用明装或暗装于空调区域的地面、天花板面或内墙墙壁等内表面的某一位置。冬季通入25～40℃低温热水向房间内辐射供暖；夏季通入15～25℃高温冷水向房间辐射供冷。

毛细管网空气循环单元设一箱体，箱体面板的上下侧分别开有风口，箱体内装有毛细管网，利用通入设定温度的水在毛细管网内循环流动，实现空气循环的目的；冬季时，由外设的冷热源机房向毛细管网内通入25～40℃热水，使得毛细管网空气循环单元的箱体内较外部形成高温环境，在内外温度差形成的热压作用下，房间内空气自动由该毛细管网空气循环单元的面板下风口涌入，由上风口送出，实现空调区域内的空气循环和空气加热；夏季时，由外设的冷热源机房向空气循环用毛细管网通入5～10℃冷冻水，使得箱体内较外部形成低温环境，在内外温度差形成的热压作用下，房间内空气自动由该毛细管网空气循环单元的面板上风口涌入，由下风口送出，实现空气循环和冷却去湿的目的。

通常，冬季空调的基本功能要求为制热，可以只开启毛细管网辐射模块，采用辐射方式对空间辐射热空气实现采暖，此时，承担空气循环目的的毛细管网空气循环模块可根据使用者对房间内空气循环程度的要求选择性使用。

夏季空调的基本功能要求是制冷、除湿和空气循环(适当的吹风感能够提高夏季空调舒适度)，夏季运行时，同时开启毛细管网辐射模块和毛细管网空气循环模块，毛细管网辐射模块向房间内辐射供冷，毛细管网空气循环模块中的毛细管网通过对进入其内的空气循环处理，实现该房间内空气的循环流动和除湿。

提供冷热源的机房设置的选择灵活多样，就当前应用的冷热源方式，诸如市政热力、风冷冷水机组、地源热泵等等空调冷热源方式都能应用。在此之外，由于冬季热水温度要求不高，热电厂等工厂余热、地热能、太阳能等均可得以利用，而夏季辐射末端需要提供的15～25℃冷水更是能够直接利用地下水或土壤换热器、直接蒸发冷却等方式，节能效果显著。

Claims (9)

1、一种全水毛细管网空调***，它包括毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元；其特征在于：所述毛细管网辐射单元与所述毛细管网空气循环单元置于同一空调区域；

其中，毛细管网辐射单元为一排辐射用毛细管网，位于所述空调区域的内表面，该辐射用毛细管网的两侧对角处分别留有与外设的冷热源机房连通的入水口与出水口；

所述毛细管网空气循环单元包括一四周密封的箱体，该箱体面板的上下侧分别开有进风口与出风口，所述面板朝向所述的空调区域；位于所述箱体的面板与背板之间平铺有至少一排空气循环用毛细管网，该空气循环用毛细管网的两侧对角处分别设有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口，该入水口与出水口分别由所述箱体两侧或背板处开设的管孔伸出；在箱体内腔底部且垂直于该空气循环用毛细管网底边处设有一冷凝水的接水盘。

2、如权利要求1所述的全水毛细管网空调***，其特征在于：所述辐射用毛细管网与所述空调区域内表面的连接为嵌装式或活动式中任一种。

3、如权利要求2所述的全水毛细管网空调***，其特征在于：所述空调区域内表面为地面、墙面或天花板面。

4、如权利要求1所述的全水毛细管网空调***，其特征在于：所述毛细管网空气循环单元的箱体与所述空调区域内表面为活动连接或固定连接，所述空调区域内表面为墙面。

5、如权利要求1所述的全水毛细管网空调***，其特征在于：所述毛细管网空气循环单元的箱体与所述空调区域内表面为嵌装式连接，该箱体面板的进风口与出风口外露于所述墙面。

6、如权利要求1-5任一项所述的全水毛细管网空调***，其特征在于：所述冷凝水接水盘的盘底开有排水孔。

7、一种权利要求1所述的全水毛细管网空调***的空调方法，它包括毛细管网辐射单元与毛细管网空气循环单元；其特征在于：所述毛细管网辐射单元与所述毛细管网空气循环单元置于同一空调区域；

其中，毛细管网辐射单元为至少一排辐射用毛细管网，平铺于所述空调区域的内表面，所述辐射用毛细管网的两侧对角处分别设有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口；所述冷热源机房由该辐射用毛细管网的入口端连续输入15-40℃的高温冷冻水或热水，流经该辐射用毛细管网向所述空调区域辐射制冷或制热，由辐射用毛细管网出口处返回所述冷热源机房；

所述毛细管网空气循环单元包含一四周密封的箱体，其箱体面板的上下侧分别开有上风口与下风口，该面板朝向所述空调区域；位于所述箱体的面板与背板之间平铺有至少一排空气循环用毛细管网，该空气循环用毛细管网的两侧对角处分别留有与外设的冷热源机房相接的入水口与出水口，在该箱体两侧的侧板上分别开有所述入水口与出水口伸出的管孔。

8、根据权利要求7所述的空调方法，其特征在于：所述空调区域制冷时，由所述冷热源机房向所述辐射用毛细管网通入温度为15-25℃的高温冷水、向所述空气循环用毛细管网通入5-10℃的低温冷水，所述空调区域的空气温度与所述箱体内空气温度之间的温差在该箱体内外形成热压，该空调区域的空气自动由该毛细管网空气循环单元的面板上风口涌入，经箱体内毛细管网冷却除湿；冷却除湿后的空气由下风口送出，重新返回所述空调区域；其湿气结露成水珠落入所述接水盘中排出该箱体。

9、根据权利要求7所述的空调方法，其特征在于：所述空调区域制热时，所述冷热源机房向所述辐射用毛细管网通入温度为25-40℃的热水，同时向所述空气循环用毛细管网通入25～40℃热水，所述空调区域的空气温度与所述箱体内空气温度之间的温差在该箱体内外形成热压，该空调区域的空气自动由该毛细管网空气循环单元面板的下风口涌入，经箱体内毛细管网加热，提高温度的空气由上风口送出。

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