CN109099527A - 基于换热器的中庭空调风***及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于换热器的中庭空调风***，包括换热器及第一风机、第二风机，还包括夏季及冬季使用的底部风口、顶部风口。上述中庭空调风***的运行方法：夏季时：中庭底部的气体依次经过底部风口、第一风机、换热器及顶部风口，最终进入中庭顶部；冬季时：中庭顶部的气体依次经过顶部风口、第二风机、换热器及底部风口，最终进入中庭底部。本发明的目的在于：针对现有中庭空调***存在的，无法在冬季与夏季均能够调节建筑中庭空间竖向温度梯度的问题，提供一种基于换热器的中庭空调风***及其运行方法。在冬季与夏季，该空调风***的运行均能够使中庭空间的温度场在竖向上趋于均匀。

Description

基于换热器的中庭空调风***及其运行方法

技术领域

本发明属于楼宇空调***工程设计技术领域。具体地，涉及一种基于换热器的能均匀调节建筑中庭温度场的空调风***及其运行方法。

背景技术

中庭是指建筑内部的庭院空间，其最大的特点是形成具有位于建筑内部的“室外空间”，是建筑设计中营造一种与外部空间既隔离又融合的特有形式，或者说是建筑内部环境分享外部自然环境的一种方式。在现代公共建筑中，越来越多地采用中庭来改善楼宇内部空间，是当代流行的建筑空间形式之一。然而，由于中庭空间竖向高度较高，故烟囱效应明显。一方面，热空气上升，造成顶层及靠近顶层的温度较高；另一方面，冷空气下降，造成底层及靠近底层的温度较低。由此，导致中庭等该类高大空间室内竖向温度梯度较大，出现底部温度较低、顶层温度较高的显著“上热下冷”的现象。

现有中庭空调***的主要设计方法为，设置独立空调设备为中庭及与中庭相通的环廊服务。但现有中庭空调***的使用效果仅实现送风功能，无论设置在中庭顶部，还是设置在中庭底部，均无法同时满足冬季与夏季的空调使用需求。例如，采用在中庭顶部设置独立空调设备的方式对中庭进行空气调节，由于夏季空调冷风直接供应到中庭上部，故可以首先对中庭上部的热空间进行冷却，从而可以降低“上热下冷”的情况。但该方式仅能满足夏季时降低室内温度的需求；因为，当该设置方式应用在冬季时，由于上部空气温度高于下部空气温度，而此时设置在中庭顶部的空调设备供应的却是较热的空气，该方式则会加剧“上热下冷”现象。反之，如果将空调设备设置在中庭底部，同样只能适应冬季的使用情况，若在夏季时则会加剧“上热下冷”的现象。

因此，受到中庭空间烟囱效应的影响，现有中庭空调***仅能满足某单个季节的空调使用需求，而对于另一个季节则会带来截然相反的使用效果。无法在冬季与夏季均能够满足使用需求，从而无法根本解决建筑中庭空间竖向温度梯度较大的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有中庭空调***存在的，无法在冬季与夏季均能够调节建筑中庭空间竖向温度梯度的问题，提供一种基于换热器的中庭空调风***及其运行方法。在冬季与夏季，该空调风***的运行均能够使中庭空间的温度场在竖向上趋于均匀。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于换热器的中庭空调风***，包括换热器，还包括用于夏季及冬季使用的、设置在中庭底部的底部风口、及设置在中庭顶部的顶部风口；底部风口与换热器第一风口通过第一管道连通，顶部风口与换热器第二风口通过第二管道连通，第一管道上设置有第一阀门，第二管道上设置有第二阀门，第一管道上设置有第一风机，第一风机出风口朝向换热器；顶部风口与换热器第二风口还通过第三管道连通，底部风口与换热器第一风口还通过第四管道连通，第三管道上设置有第三阀门，第四通道上设置有第四阀门，第三管道上设置有第二风机，第二风机出风口朝向换热器。

上述的基于换热器的中庭空调风***的运行方法：

夏季时：关闭第三阀门及第四阀门，开启第一阀门及第二阀门；中庭底部的气体依次经过底部风口、第一管道、第一风机、换热器、第二管道及顶部风口，最终进入中庭顶部；

冬季时：关闭第一阀门及第二阀门，开启第三阀门及第四阀门；中庭顶部的气体依次经过顶部风口、第三管道、第二风机、换热器、第四管道及底部风口，最终进入中庭底部。

以上方案在现有换热器的基础上，加设相应管道及双风机，并通过阀门的开启与关闭，以及双风机的交替运行来变换风道的连通状态，从而实现送风位置的切换。以上方案采用改变中庭气流组织的方式，改善中庭温度场分布，能够克服中庭建筑高大空间的“上热下冷”现象，从根本上改善建筑中庭内的空调使用效果，提高了空间舒适性。

作为优选方案，底部风口位于中庭最底端。位于底部风口以上的中庭空间，与顶部风口配合，能够实现空气循环。因此，将底部风口设置在中庭最底端，可以实现中庭底端全部空间的空气循环，进一步改善空调***的夏季及冬季使用效果。

作为优选方案，顶部风口位于中庭最顶端。位于顶部风口以下的中庭空间，与底部风口配合，能够实现空气循环。因此，将顶部风口设置在中庭最顶端，可以实现中庭顶端全部空间的空气循环，进一步改善空调***的夏季及冬季使用效果。

作为优选方案，第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门为电动阀。电动阀是由电动执行器来控制阀门，从而实现对管道的电动化开关或调节目的。

作为优选方案，中庭内部设置有温控器，电动阀与温控器连接，温控器与楼宇自动化控制设备连接。在空调风***运行状态下，当中庭温度高于或低于设定值时，温控器会自动控制电动阀的开启或关闭，即实现恒温控制，并通过楼宇自动化控制设备实现对建筑物内空调风***阀门的全面监控与管理。

作为优选方案，中庭地面设置有地暖***。在中庭地面设置地暖***，保证冬季中庭底部的空气温度。

作为优选方案，中庭顶部设置有遮阳装置。由于中庭多采用共享采光顶，中庭顶部设置遮阳装置，如活动遮阳百叶、遮阳纱幕、遮阳玻璃等措施，可有效减少太阳辐射对中庭温度的影响。

作为优选方案，换热器设置在中庭底部，顶部风口通过延长管道与换热器连通。换热器设备体积庞大，占地面积及重量较大，设置在中庭底部，有利于设备安装以及后期维护。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本发明的有益效果是：由于现有换热器仅配备单个风机，因此其气流方向唯一，导致空调风***也具有唯一的出风口。本发明在现有换热器的基础上，加设相应管道及双风机，并通过阀门的开启与关闭，以及双风机的交替运行来变换风道的连通状态，从而实现送风位置的切换。本发明采用改变中庭气流组织的方式，改善中庭温度场分布，能够克服中庭建筑高大空间的“上热下冷”现象，从根本上改善建筑中庭内的空调使用效果，提高了空间舒适性。

此外，本发明还具有以下优点：

1.避免以往通过在中庭及环廊加设空调设备的方式，以改善中庭及环廊的空调使用效果。本发明采用一台空调设备即可以实现变工况运行，既可以实现送风工况运行，也可以实现排风工况运行；从而能够减少空调设备的布置数量，节约初投资，减少***运行能耗，达到节能减排目的。

2.利用中庭高大空间特有的下部热空气向上部移动，上部冷空气向下部移动，实现自循环供冷供热，从而减少空调***冷源及热源的供应，减少***运行能耗。

3.不为建筑增加多余风道，节约建筑使用面积。

附图说明

图1是实施例的结构示意图。

图2是实施例在夏季的运行状态示意图。

图3是实施例在冬季的运行状态示意图。

附图中示出部位、构件及所对应的标记：1-换热器，2-换热器第一风口，3-换热器第二风口，4-底部风口，5-顶出风口，6-第一管道，7-第二管道，8-第三管道，9-第四管道，10-第一阀门，11-第二阀门，12-第三阀门，13-第四阀门，14-第一风机，15-第二风机，16-第一风机出风口，17-第二风机出风口，18-延长管道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例公开了一种基于换热器的中庭空调风***，如图1所示，包括现有的换热器，还包括用于夏季及冬季使用的、设置在中庭底部的底部风口、及设置在中庭顶部的顶部风口；底部风口与换热器第一风口通过第一管道连通，顶部风口与换热器第二风口通过第二管道连通，第一管道上设置有第一阀门，第二管道上设置有第二阀门，第一管道上设置有第一风机，第一风机出风口朝向换热器；顶部风口与换热器第二风口还通过第三管道连通，底部风口与换热器第一风口还通过第四管道连通，第三管道上设置有第三阀门，第四通道上设置有第四阀门，第三管道上设置有第二风机，第二风机出风口朝向换热器。

此外，底部风口位于中庭最底端。顶部风口位于中庭最顶端。第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门为电动阀。中庭内部设置有温控器，电动阀与温控器连接，温控器与楼宇自动化控制设备连接。中庭地面设置有地暖***。中庭顶部设置有遮阳装置。换热器设置在中庭底部，顶部风口通过延长管道与换热器连通。管道内壁设置有细毛，当空气流经细毛时，可以将空气中的水蒸气液化至细毛上；同时，在管道内壁且位于细毛下方的位置设置集水槽，用来收集液化的水，避免积水对空调设备的运行产生影响。

上述的基于换热器的中庭空调风***的运行方法：

夏季时：如图2所示，关闭第三阀门及第四阀门，开启第一阀门及第二阀门；中庭底部的气体依次经过底部风口、第一管道、第一风机、换热器、第二管道及顶部风口，最终进入中庭顶部。由于中庭高大空间存在固有的“上热下冷”现象，该种方式可以实现把中庭底部空间的冷空气直接供应到中庭上部空间，可以减少空调机组冷源提供量，还可以实现迅速解决“上热下冷”的问题。由于夏季需要制冷，空调器送出的空气为冷空气，由于中庭内空气分布为“上热下冷”，故空调器送出冷空气直接送到中庭上部，首先对上部的空气进行制冷。

冬季时：如图3所示，关闭第一阀门及第二阀门，开启第三阀门及第四阀门；中庭顶部的气体依次经过顶部风口、第三管道、第二风机、换热器、第四管道及底部风口，最终进入中庭底部。由于中庭高大空间存在固有的“上热下冷”现象，该种方式可以实现把中庭顶部空间的热空气直接供应到中庭下部空间，可以减少空调机组热源提供量，还可以实现迅速解决“上热下冷”的问题。由于冬季需要制热，空调器送出的空气为热空气，由于中庭内空气分布为“上热下冷”，故空调器送出的热空气直接送到中庭下部，首先对下部的空气进行制热。

空调领域中，在冬、夏季节需要开启运行空调***中的制冷***；故而，冬、夏季节称之为空调季节。而冬、夏两季之间的交替，即春、秋两季称之为过渡季节；夏季的早晚或阴天等温度较为适中的时间段，也称为过渡季节。并且本实施例中所提及的冬季、夏季，与在天文学上划分的一年中的四个季节并非同一概念，本实施例中的冬季、夏季应理解为需要空调设备进行制热、制冷的时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于换热器的中庭空调风***，包括换热器，其特征在于：还包括用于夏季及冬季使用的、设置在中庭底部的底部风口、及设置在中庭顶部的顶部风口；底部风口与换热器第一风口通过第一管道连通，顶部风口与换热器第二风口通过第二管道连通，第一管道上设置有第一阀门，第二管道上设置有第二阀门，第一管道上设置有第一风机，第一风机出风口朝向换热器；顶部风口与换热器第二风口还通过第三管道连通，底部风口与换热器第一风口还通过第四管道连通，第三管道上设置有第三阀门，第四通道上设置有第四阀门，第三管道上设置有第二风机，第二风机出风口朝向换热器。

2.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：底部风口位于中庭最底端。

3.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：顶部风口位于中庭最顶端。

4.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门为电动阀。

5.根据权利要求4所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：中庭内部设置有温控器，电动阀与温控器连接，温控器与楼宇自动化控制设备连接。

6.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：中庭地面设置有地暖***。

7.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：中庭顶部设置有遮阳装置。

8.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***，其特征在于：换热器设置在中庭底部，顶部风口通过延长管道与换热器连通。

9.根据权利要求1所述的基于换热器的中庭空调风***的运行方法，其特征在于：

夏季时：关闭第三阀门及第四阀门，开启第一阀门及第二阀门；中庭底部的气体依次经过底部风口、第一管道、第一风机、换热器、第二管道及顶部风口，最终进入中庭顶部；

冬季时：关闭第一阀门及第二阀门，开启第三阀门及第四阀门；中庭顶部的气体依次经过顶部风口、第三管道、第二风机、换热器、第四管道及底部风口，最终进入中庭底部。