專利名稱:一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)通過(guò)共用的風(fēng)機(jī)盤管相連接，所述控制系統(tǒng)與所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)分別相連接。本實(shí)用新型的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)采用沙漠中豐富的沙子作為儲(chǔ)熱和儲(chǔ)冷介質(zhì)，充分利用了沙漠中白天高溫、夜間低溫以及缺水的特點(diǎn)，具有節(jié)能、環(huán)保、零水耗、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及暖通空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，用于大負(fù)荷室內(nèi)空氣溫度的調(diào)節(jié)主要是采用集中或分布式供暖、中央空調(diào)制冷降溫、蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)或者吸收或吸附式熱泵系統(tǒng)制冷和供暖，上述系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)需要水源和大量電能的介入。
[0003]因科學(xué)考察、牧民、商業(yè)往來(lái)、環(huán)境保護(hù)工作等原因需要在沙漠中長(zhǎng)期居住或暫住的情況下，由于惡劣的溫差環(huán)境(如位于我國(guó)新疆的塔克拉瑪干沙漠的白天溫度高達(dá)40°C、夜間低達(dá)0°C以下，白天的平均溫度高于人類需要的舒適性溫度，夜晚的溫度低于人類需要的舒適性溫度，晝夜溫差過(guò)大。)必須進(jìn)行調(diào)節(jié)才能生存，但是沙漠地區(qū)往往缺乏電能，而且水資源是尤其珍貴，若采用上述制冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，若需較長(zhǎng)期或者長(zhǎng)期運(yùn)行，則非常困難甚至不可能實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，旨在通過(guò)沙子儲(chǔ)熱和儲(chǔ)冷的方式實(shí)現(xiàn)沙漠中的室內(nèi)氣溫調(diào)節(jié)。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為:
[0006]一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)通過(guò)共用的風(fēng)機(jī)盤管相連接，所述控制系統(tǒng)與所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)分別相連接。
[0007]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述供熱系統(tǒng)包括第一換熱器、第一風(fēng)機(jī)、第一三通閥門、第一儲(chǔ)罐單元和風(fēng)機(jī)盤管，其中:所述第一換熱器、第一風(fēng)機(jī)、第一三通閥門和所述第一儲(chǔ)罐單元通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路；所述風(fēng)機(jī)盤管的一端通過(guò)第二風(fēng)機(jī)與所述第一三通閥門相連接，所述風(fēng)機(jī)盤管的另一端通過(guò)第一截止閥與所述第一換熱器和所述第一儲(chǔ)罐單元分別相連接。
[0008]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述第一儲(chǔ)罐單元包括第二換熱器和第一儲(chǔ)罐，所述第二換熱器置于第一儲(chǔ)罐內(nèi)。
[0009]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述第一儲(chǔ)罐內(nèi)填充有沙子，所述第二換熱器置于沙子的下部。
[0010]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述供冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)盤管、第二三通閥門、第四風(fēng)機(jī)、第三換熱器和第二儲(chǔ)罐單元，其中:所述第四風(fēng)機(jī)、所述第三換熱器、所述第二儲(chǔ)罐單元和所述第二三通閥門通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路；所述風(fēng)機(jī)盤管的一端通過(guò)第三風(fēng)機(jī)與所述第二三通閥門相連接，所述風(fēng)機(jī)盤管的另一端通過(guò)第二截止閥與所述第一換熱器和所述第一儲(chǔ)罐單元分別相連接。
[0011]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述第二儲(chǔ)罐單元包括第四換熱器和第二儲(chǔ)罐，所述第四換熱器置于第二儲(chǔ)罐內(nèi)。
[0012]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述第二儲(chǔ)罐內(nèi)填充有沙子，所述第四換熱器置于沙子的下部。
[0013]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)線和電源線與所述風(fēng)機(jī)盤管相連接，所述控制系統(tǒng)通過(guò)電源線與供熱系統(tǒng)的第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)、第一三通閥門以及第一截止閥分別相連接，所述控制系統(tǒng)通過(guò)電源線與供冷系統(tǒng)的第三風(fēng)機(jī)、第四風(fēng)機(jī)、第二三通閥門以及以及第二截止閥分別相連接；所述控制系統(tǒng)還連接有光伏電源。
[0014]在上述用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，在第一儲(chǔ)罐外包裹保溫層，保溫層外包裹具有高吸收率的涂料或者表皮，在第二儲(chǔ)罐外包裹保溫層，保溫層外包裹具有低發(fā)射率的涂料或者表皮。
[0015]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0016]利用沙漠中豐富的資源(沙子)作為儲(chǔ)熱和儲(chǔ)冷介質(zhì)，利用儲(chǔ)熱罐中的沙子存儲(chǔ)熱量，利用儲(chǔ)冷罐內(nèi)的沙子儲(chǔ)存冷量，供冷模式下(白天)將太陽(yáng)輻射熱能存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱罐內(nèi)，利用儲(chǔ)冷罐內(nèi)儲(chǔ)存的冷量冷卻室內(nèi)空氣溫度至人體的舒適性溫度范圍，供熱模式下(夜間)將室外低溫空氣和沙子攜帶的冷量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱罐，同時(shí)利用儲(chǔ)熱罐內(nèi)的熱量加熱室內(nèi)的空氣溫度至至人體的舒適性溫度范圍，并利用帶儲(chǔ)電功能的光伏電源在白天發(fā)電供白天和夜間使用，整套調(diào)節(jié)措施無(wú)需水資源，也節(jié)約了電能；此外空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，尤其適合沙漠中白天高溫、夜間低溫和缺水的環(huán)境特點(diǎn)。

【附圖說(shuō)明】

[0017]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0018]圖1為本實(shí)用新型一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-第一換熱器、2-第一風(fēng)機(jī)、3-第一三通閥門、4-第二換熱器、5-第一儲(chǔ)罐、6-第二風(fēng)機(jī)、7-風(fēng)機(jī)盤管、8-第一截止閥、9-第二截止閥、10-第三風(fēng)機(jī)、11-第二三通閥門、12-第四風(fēng)機(jī)、13-第三換熱器、14-第四換熱器、15-第二儲(chǔ)罐、16-空調(diào)房間、17-控制系統(tǒng)、18-光伏電源。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示的一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)17，供熱系統(tǒng)和供冷系統(tǒng)通過(guò)共用的風(fēng)機(jī)盤管7相連接，控制系統(tǒng)17與供熱系統(tǒng)和供冷系統(tǒng)分別相連接；其中:
[0022]供熱系統(tǒng)包括第一換熱器1、第一風(fēng)機(jī)2、第一三通閥門3、第一儲(chǔ)罐單元和風(fēng)機(jī)盤管7，其中:第一換熱器1、第一風(fēng)機(jī)2、第一三通閥門3和第一儲(chǔ)罐單元通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路；風(fēng)機(jī)盤管7的一端通過(guò)第二風(fēng)機(jī)6與第一三通閥門3相連接，風(fēng)機(jī)盤管7的另一端通過(guò)第一截止閥8與第一換熱器I和第一儲(chǔ)罐單元I分別相連接。
[0023]第一儲(chǔ)罐單元包括第二換熱器4和第一儲(chǔ)罐5，第二換熱器4置于第一儲(chǔ)罐5內(nèi)，第一儲(chǔ)罐5內(nèi)填充有沙子，第二換熱器4置于沙子的下部。
[0024]供冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)盤管7、第二三通閥門11、第四風(fēng)機(jī)12、第三換熱器13和第二儲(chǔ)罐單元，其中:第四風(fēng)機(jī)12、第三換熱器13、第二儲(chǔ)罐單元和第二三通閥門11通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路；風(fēng)機(jī)盤管7的一端通過(guò)第三風(fēng)機(jī)10與第二三通閥門11相連接，風(fēng)機(jī)盤管7的另一端通過(guò)第二截止閥9與第一換熱器I和第一儲(chǔ)罐單元I分別相連接。
[0025]第二儲(chǔ)罐單元包括第四換熱器14和第二儲(chǔ)罐15，第四換熱器14置于第二儲(chǔ)罐15內(nèi)，第二儲(chǔ)罐15內(nèi)填充有沙子，第四換熱器14置于沙子的下部。
[0026]控制系統(tǒng)17通過(guò)信號(hào)線和電源線與風(fēng)機(jī)盤管7相連接，控制系統(tǒng)17通過(guò)電源線與供熱系統(tǒng)的第一風(fēng)機(jī)2、第二風(fēng)機(jī)6、第一三通閥門3以及第一截止閥8分別相連接，控制系統(tǒng)17通過(guò)電源線與供冷系統(tǒng)的第三風(fēng)機(jī)10、第四風(fēng)機(jī)12、第二三通閥門11以及以及第二截止閥9分別相連接；控制系統(tǒng)17還連接有光伏電源18，光伏電源18配有蓄電池組。
[0027]上述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，第一換熱器I為室外高溫?fù)Q熱器，置于室外沙層的表面，第三換熱器13為室外低溫?fù)Q熱器，置于室外沙層的表面，風(fēng)機(jī)盤管7置于空調(diào)房間16(即室內(nèi))。
[0028]為了保證儲(chǔ)罐(5、15)內(nèi)的熱量和冷量盡可能少地耗散到環(huán)境中，在儲(chǔ)罐5(儲(chǔ)熱罐)外包裹一定厚度的保溫材料，保溫材料外包裹具有高吸收率的涂料或表皮；以及在儲(chǔ)罐15(儲(chǔ)冷罐)外包裹一定厚度的保溫材料，保溫材料外包裹具有低發(fā)射率的涂料或表皮。
[0029]如作為一種較佳實(shí)施例，在儲(chǔ)罐5外包裹15_厚的石棉材料，保溫材料外再包裹一層厚0.2mm的反射面鋁皮，在儲(chǔ)罐15外包裹15_厚的橡塑泡沫保溫材料，保溫材料外再包裹一層厚0.2mm的反射面鋁皮。
[0030]上述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行方法具體為:
[0031](a)當(dāng)處于室內(nèi)供冷模式(如白天)時(shí):
[0032]—方面，控制系統(tǒng)17將第二三通閥門11切換到b-c連通狀態(tài)(即由第四風(fēng)機(jī)12、第三換熱器13、第二儲(chǔ)罐單元和第二三通閥門11組成的回路失效)、第二截止閥9置于連通狀態(tài)、第三風(fēng)機(jī)置10于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及將第四風(fēng)機(jī)12置于停機(jī)狀態(tài)，則通風(fēng)管道內(nèi)的空氣在第三風(fēng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)下在第一儲(chǔ)罐15內(nèi)的第四換熱器14內(nèi)被冷卻，冷卻后的低溫空氣經(jīng)第二截止閥9進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管7，與室內(nèi)空氣換熱，將室內(nèi)空氣冷卻后，管內(nèi)的高溫空氣沿管道返回第四換熱器14，形成連續(xù)的空氣降溫循環(huán)，通過(guò)信號(hào)線調(diào)整風(fēng)機(jī)盤管中風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可將室內(nèi)空氣冷卻到20-26?的人體舒適性溫度或更低的溫度；
[0033]另一方面，控制系統(tǒng)17將第一三通閥門3切換到a-b連通狀態(tài)(即由第一換熱器1、第一風(fēng)機(jī)2、第一三通閥門3和第一儲(chǔ)罐單元組成的回路有效)、第一截止閥8置于切斷狀態(tài)、第一風(fēng)機(jī)2置于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及將第二風(fēng)機(jī)6置于停機(jī)狀態(tài)，通風(fēng)管內(nèi)的空氣在第一風(fēng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)下在第一換熱器I內(nèi)被加熱，加熱后的高溫空氣進(jìn)入第一儲(chǔ)罐5內(nèi)的第二換熱器4內(nèi)，將第一儲(chǔ)罐5內(nèi)的沙子加熱并將熱量?jī)?chǔ)存在第一儲(chǔ)罐5內(nèi)，降溫后的低溫空氣經(jīng)第一三通閥門3返回第一風(fēng)機(jī)2，形成連續(xù)的儲(chǔ)熱空氣循環(huán)。
[0034](b)當(dāng)處于室內(nèi)供熱模式(如夜間)時(shí):
[0035]一方面，控制系統(tǒng)17將第一三通閥門3切換到b-c連通狀態(tài)(即由第一換熱器1、第一風(fēng)機(jī)2、第一三通閥門3和第一儲(chǔ)罐單元組成的回路失效)、第一截止閥8置于連通狀態(tài)、第一風(fēng)機(jī)2置于停機(jī)狀態(tài)以及將第二風(fēng)機(jī)6置于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通風(fēng)管道內(nèi)的空氣在第二風(fēng)機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)第二換熱器4被第一儲(chǔ)罐5內(nèi)的沙子加熱，加熱后的高溫空氣經(jīng)第一截止閥8進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管7，在風(fēng)機(jī)盤管7中與室內(nèi)空氣換熱，將室內(nèi)空氣加熱后，管內(nèi)的低溫空氣返回第二風(fēng)機(jī)6，形成連續(xù)的空氣供熱循環(huán)，通過(guò)信號(hào)線調(diào)整風(fēng)機(jī)盤管中風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可將室內(nèi)空氣加熱到16-24?的人體舒適性溫度或更高的溫度；
[0036]另一方面，控制系統(tǒng)17將第二三通閥門11切換到a-b連通狀態(tài)(即由第四風(fēng)機(jī)12、第三換熱器13、第二儲(chǔ)罐單元和第二三通閥門11組成的回路有效)、第二截止閥9置于切斷狀態(tài)、第四風(fēng)機(jī)12置于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及將第三風(fēng)機(jī)10置于停機(jī)狀態(tài)，通風(fēng)管道內(nèi)的空氣在第四風(fēng)機(jī)12的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)作為室外低溫?fù)Q熱器的第三換熱器13與室外的低溫空氣和沙子換熱，冷卻后的低溫空氣進(jìn)入第四換熱器14，將第二儲(chǔ)罐15內(nèi)的沙子冷卻，并將冷量?jī)?chǔ)存在第二儲(chǔ)罐15內(nèi)，吸熱后的高溫空氣返回第二三通閥門11，形成連續(xù)的空氣儲(chǔ)冷循環(huán)。
[0037]如上所述，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，顯然，只要實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果、對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的變形，也均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)通過(guò)共用的風(fēng)機(jī)盤管相連接，所述控制系統(tǒng)與所述供熱系統(tǒng)和所述供冷系統(tǒng)分別相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱系統(tǒng)包括第一換熱器、第一風(fēng)機(jī)、第一三通閥門、第一儲(chǔ)罐單元和風(fēng)機(jī)盤管，其中: 所述第一換熱器、第一風(fēng)機(jī)、第一三通閥門和所述第一儲(chǔ)罐單元通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路； 所述風(fēng)機(jī)盤管的一端通過(guò)第二風(fēng)機(jī)與所述第一三通閥門相連接，所述風(fēng)機(jī)盤管的另一端通過(guò)第一截止閥與所述第一換熱器和所述第一儲(chǔ)罐單元分別相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲(chǔ)罐單元包括第二換熱器和第一儲(chǔ)罐，所述第二換熱器置于第一儲(chǔ)罐內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲(chǔ)罐內(nèi)填充有沙子，所述第二換熱器置于沙子的下部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述供冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)盤管、第二三通閥門、第四風(fēng)機(jī)、第三換熱器和第二儲(chǔ)罐單元，其中: 所述第四風(fēng)機(jī)、所述第三換熱器、所述第二儲(chǔ)罐單元和所述第二三通閥門通過(guò)通風(fēng)管道依次組成回路； 所述風(fēng)機(jī)盤管的一端通過(guò)第三風(fēng)機(jī)與所述第二三通閥門相連接，所述風(fēng)機(jī)盤管的另一端通過(guò)第二截止閥與所述第一換熱器和所述第一儲(chǔ)罐單元分別相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二儲(chǔ)罐單元包括第四換熱器和第二儲(chǔ)罐，所述第四換熱器置于第二儲(chǔ)罐內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二儲(chǔ)罐內(nèi)填充有沙子，所述第四換熱器置于沙子的下部。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)線和電源線與所述風(fēng)機(jī)盤管相連接，所述控制系統(tǒng)通過(guò)電源線與供熱系統(tǒng)的第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)、第一三通閥門以及第一截止閥分別相連接，所述控制系統(tǒng)通過(guò)電源線與供冷系統(tǒng)的第三風(fēng)機(jī)、第四風(fēng)機(jī)、第二三通閥門以及以及第二截止閥分別相連接；所述控制系統(tǒng)還連接有光伏電源。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沙漠的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，在供熱系統(tǒng)的第一儲(chǔ)罐外包裹保溫層，保溫層外包裹具有高吸收率的涂料或者表皮，在供冷系統(tǒng)第二儲(chǔ)罐外包裹保溫層，保溫層外包裹具有低發(fā)射率的涂料或者表皮。
【文檔編號(hào)】F24F5-00GK204285692SQ201420722266
【發(fā)明者】熊亞選, 史建峰, 王剛 [申請(qǐng)人]北京建筑大學(xué)