本發(fā)明屬于暖通空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻射采暖供冷一體化末端裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)因使用壽命短、耗能高、運(yùn)營(yíng)成本高、氣流感強(qiáng)和易產(chǎn)生噪音，已逐漸滿足不了日益提高的用戶的需求。近年來(lái)，一些高檔建筑在沒(méi)有集中供暖的前提下，紛紛自行安裝地暖系統(tǒng)。這類地暖系統(tǒng)雖然具有溫度分布均勻、熱感舒適、安靜無(wú)聲、造價(jià)不高的特點(diǎn)，但是這類采暖方式采用鍋爐作為高品位的能源、能源利用率低、熱慣性差、運(yùn)行費(fèi)用高。地暖設(shè)施只用于冬季，夏季閑置，初投資較大，利用率不高。

因此，輻射采暖供冷一體化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。作為一種高效節(jié)能的輻射采暖供冷一體化末端裝置，輻射采暖供冷系統(tǒng)能夠滿足大部分夏熱冬冷并且沒(méi)有集中供暖的地區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)的輻射供暖，在冬季采用輻射供暖的前提下，夏季采用輻射供冷時(shí)，地板易結(jié)露，以至于需要另配制冷設(shè)備，很多家庭陷入裝得起、用不起的尷尬境地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種輻射采暖供冷一體化末端裝置，通過(guò)輻射散熱與周圍空氣進(jìn)行熱交換，可以在較低溫度下供暖，在制冷時(shí)，也可以在較高溫度下供冷，能效比高、舒適、節(jié)能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置，包括熱泵機(jī)組、控制器、地板輻射機(jī)組、安裝于天花板上的風(fēng)機(jī)盤管、以及分別與所述控制器連接的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、濕度傳感器和控制面板；所述熱泵機(jī)組的一端連接所述風(fēng)機(jī)盤管，另一端連接地板輻射機(jī)組；所述第一溫度傳感器位于風(fēng)機(jī)盤管的送風(fēng)通道內(nèi)；所述第二溫度傳感器位于回水干管上；所述第三溫度傳感器位于供水干管上；所述第四溫度傳感器和濕度傳感器都位于室內(nèi)；所述風(fēng)機(jī)管盤內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述控制器內(nèi)設(shè)有用于調(diào)整送風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、回風(fēng)溫度、供水溫度、回水溫度的信號(hào)處理模塊；所述第一溫度傳感器用于采集送風(fēng)通道內(nèi)的第一溫度信息，第二溫度傳感器用于采集回水干管內(nèi)的第二溫度信息，所述第三溫度傳感器用于采集供水干管內(nèi)的第三溫度信息，第四溫度傳感器用于采集室內(nèi)的第四溫度信息，所述濕度傳感器用于采集室內(nèi)的濕度信息；所述信號(hào)處理模塊通過(guò)第一溫度信息與預(yù)設(shè)溫度信息進(jìn)行比對(duì)后的第一溫差信息，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)室內(nèi)的回風(fēng)溫度和回風(fēng)濕度；所述信號(hào)處理模塊通過(guò)第二溫度信息與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比對(duì)后的第二溫差信息，調(diào)整室內(nèi)的溫度；所述信號(hào)處理模塊通過(guò)第三溫度信息與預(yù)設(shè)溫度信息進(jìn)行比對(duì)后的第三溫差信息后，通過(guò)控制熱泵機(jī)組的啟停，實(shí)現(xiàn)供水溫度的調(diào)整；所述信號(hào)處理模塊通過(guò)第四溫度信息和濕度信息計(jì)算空氣絕對(duì)含濕量或露點(diǎn)溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)供水溫度和送風(fēng)溫度。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理模塊包括PID運(yùn)算處理單元，通過(guò)第一溫差信息進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

進(jìn)一步地，所述熱泵機(jī)組包括毛細(xì)管、壓縮機(jī)、制冷劑-空氣換熱器、制冷劑-水換熱器和四通換向閥；所述毛細(xì)管的一端與所述風(fēng)機(jī)盤管連接，另一端與所述制冷劑-空氣換熱器的一端連接；所述制冷劑-空氣換熱器的另一端、制冷劑-水換熱器的一端和壓縮機(jī)分別與四通換向閥連接；所述制冷劑-水換熱器的另一端與所述地板輻射機(jī)組連接。

進(jìn)一步地，所述地板輻射機(jī)組包括地板輻射水管、集水器、水泵和分水器；所述地板輻射水管鋪設(shè)于地板下；所述集水器和分水器分別位于所述地板輻射水管的兩端；所述水泵位于所述集水器與所述制冷劑-水換熱器之間。

進(jìn)一步地，所述地板輻射水管采用材質(zhì)為聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物。

進(jìn)一步地，所述控制器與控制面板通過(guò)雙絞線無(wú)級(jí)性的帶點(diǎn)通訊接口連接。

進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)為可調(diào)速風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，所述可調(diào)速風(fēng)機(jī)為直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)或變頻風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，所述控制面板設(shè)有顯示屏和操作按鍵。

進(jìn)一步地，所述控制器通連接有樓宇控制系統(tǒng)BMS。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明利用操作面板作為設(shè)定溫度輸入端，通過(guò)第四溫度信息(室內(nèi)溫度)和濕度信息，計(jì)算空氣含濕量或露點(diǎn)溫度，在室內(nèi)濕度過(guò)大時(shí)，增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，加速除濕，實(shí)現(xiàn)溫、濕度獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而也就保證了室內(nèi)人員的舒適度。

2、本發(fā)明利用操作面板作為設(shè)定溫度輸入端，通過(guò)第三溫度信息(供水溫度)與設(shè)定供水溫度比較，形成的溫差信號(hào)，控制壓縮機(jī)的啟停。通過(guò)第四溫度信息(室內(nèi)溫度)與濕度信息，計(jì)算空氣含濕量或露點(diǎn)溫度，控制供水溫度不低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，保持地板輻射水管干燥，避免結(jié)露。在供水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠水的蓄熱能力，持續(xù)供冷/暖，保證室內(nèi)溫度的恒定，提高空調(diào)系統(tǒng)末端的節(jié)能效果。

3、本發(fā)明末端裝置包括地板輻射機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管，夏季按供冷工況運(yùn)行，地板輻射機(jī)組的供水水溫為20～25℃，當(dāng)室內(nèi)熱負(fù)荷和濕負(fù)荷都很大時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管高速運(yùn)行，當(dāng)室內(nèi)濕負(fù)荷較小時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，大部分的顯熱負(fù)荷都由地板輻射機(jī)組承擔(dān)。冬季按制熱工況運(yùn)行，地板輻射水管供水水溫為30～35℃，通過(guò)換向，改變制冷劑的流向，開始運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管高速運(yùn)行，達(dá)到快速制熱的目的。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到一定的范圍時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小，地板輻射承擔(dān)大部分的熱負(fù)荷，無(wú)吹風(fēng)感，換熱效率增加。地板輻射機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管末端裝置，實(shí)現(xiàn)采暖供冷一體化雙工況運(yùn)行的功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)低能耗與高舒適度的完美結(jié)合。

4、本發(fā)明由于其運(yùn)行特點(diǎn)是根據(jù)室內(nèi)需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)需求與供冷/熱量的自動(dòng)匹配，既能實(shí)現(xiàn)溫、濕度獨(dú)立控制，又能保證空調(diào)系統(tǒng)的舒適性，提高空調(diào)系統(tǒng)末端的節(jié)能效果，

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1是本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；

圖2是本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置的信號(hào)走向圖；

圖3(a)、(b)是本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置的蒸氣過(guò)熱循環(huán)的溫熵圖和壓焓圖。

圖中：

1：地板輻射機(jī)組 11：地板輻射水管 12：集水器 13：分水器 14：水泵

2：風(fēng)機(jī)盤管

3：熱泵機(jī)組 31：毛細(xì)管 32：壓縮機(jī) 32：制冷劑-空氣換熱器

33：制冷劑-水換熱器

4：第一溫度傳感器 5：第二溫度傳感器 6：第三溫度傳感器

7：第四溫度傳感器 8：濕度傳感器

9：控制器 91：信號(hào)處理模塊 911：PID運(yùn)算處理單元

10：控制面板 101：顯示屏 102：操作按鍵

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置，包括熱泵機(jī)組3、控制器9、鋪設(shè)于地板下的地板輻射機(jī)組1、安裝于天花板上的風(fēng)機(jī)盤管2、以及分別與所述控制器9連接的第一溫度傳感器4、第二溫度傳感器5、第三溫度傳感器6、第四溫度傳感器7、濕度傳感器8和控制面板10。

其中，所述熱泵機(jī)組3的一端能連接所述風(fēng)機(jī)盤管2，另一端連接地板輻射機(jī)組1，所述熱泵機(jī)組3作為夏季供冷、冬季制熱的雙工況提供者，具體包括毛細(xì)管31、壓縮機(jī)32、制冷劑-空氣換熱器33、制冷劑-水換熱器34和四通換向閥35；所述毛細(xì)管31的一端與所述風(fēng)機(jī)盤管2連接，另一端與所述制冷劑-空氣換熱器33的一端連接；所述制冷劑-空氣換熱器33的另一端、制冷劑-水換熱器34的一端和壓縮機(jī)32分別與四通換向閥35連接；所述制冷劑-水換熱器34的另一端與所述底板輻射機(jī)組1連接。

所述毛細(xì)管31為一種流量恒定的節(jié)流設(shè)備，采用的才會(huì)為紫銅或不銹鋼材質(zhì)，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)高的特點(diǎn)，安裝于制冷劑-空氣換熱器的入口處，所述壓縮機(jī)32采用的是定頻壓縮機(jī)，只可以啟停。所述制冷劑-空氣換熱器33即為冷凝器，用于將制冷劑氣體冷卻液化，以空氣作為冷卻介質(zhì)，靠空氣的溫升帶走冷凝熱量。所述制冷劑-水換熱器34即為蒸發(fā)器，

所述地板輻射機(jī)組1包括地板輻射水管11、集水器12、水泵14和分水器13；所述集水器12和分水器13分別位于所述地板輻射水管11的兩端；所述水泵14位于所述集水器12與所述制冷劑-水換熱器34之間。所述地板輻射水管11采用的是聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物的材質(zhì)，具有不易腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，維修方便的特點(diǎn)，所述水泵14為可連續(xù)調(diào)節(jié)流量的變頻水泵，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整水泵的供水量，從而調(diào)整室內(nèi)的溫度。

所述四通換向閥35作為調(diào)整不同工況的開關(guān)閥，在供冷工況下，其制冷劑的循環(huán)模式為：制冷劑-空氣換熱器33→風(fēng)機(jī)盤管2→制冷劑-水換熱器34→壓縮機(jī)32→制冷劑-空氣換熱器33；其水循環(huán)模式為：制冷劑-水換熱器34→分水器13→地板輻射水管11→集水器12→水泵14→制冷劑-水換熱器34。

在制熱工況下，制冷劑流向正好與以上循環(huán)相反，具體是：其制冷劑的循環(huán)模式為：制冷劑-空氣換熱器33←風(fēng)機(jī)盤管2←制冷劑-水換熱器34←壓縮機(jī)32←制冷劑-空氣換熱器33；其水循環(huán)模式不變，也為：制冷劑-水換熱器34→分水器13→地板輻射水管11→集水器12→水泵14→制冷劑-水換熱器34。

所述第一溫度傳感器4位于風(fēng)機(jī)盤管2的送風(fēng)通道內(nèi)；所述第二溫度傳感器5位于回水干管上；所述第三溫度傳感器6位于供水干管上；所述第四溫度傳感器7和濕度傳感器8都位于室內(nèi)；所述風(fēng)機(jī)管盤2內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述風(fēng)機(jī)為可調(diào)速風(fēng)機(jī)，可以是直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)或變頻風(fēng)機(jī)，靜壓一般為10-50Pa，不超過(guò)80Pa。所述控制器9內(nèi)設(shè)有用于調(diào)整送風(fēng)溫度、回風(fēng)濕度、回風(fēng)溫度、供水溫度、回水溫度的信號(hào)處理模塊91。

所述第一溫度傳感器4用于采集送風(fēng)通道內(nèi)的第一溫度信息，第二溫度傳感器5用于采集回水干管內(nèi)的第二溫度信息，所述第三溫度傳感器6用于采集供水干管內(nèi)的第三溫度信息，第四溫度傳感器7用于采集室內(nèi)的第四溫度信息，所述濕度傳感器8用于采集室內(nèi)的濕度信息。

所述信號(hào)處理模塊91通過(guò)第一溫度信息與預(yù)設(shè)溫度信息進(jìn)行比對(duì)后的第一溫差信息，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)室內(nèi)的回風(fēng)溫度和回風(fēng)濕度；具體地，所述信號(hào)處理模塊91內(nèi)設(shè)有PID運(yùn)算處理單元911，通過(guò)第一溫差信息進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述信號(hào)處理模塊91通過(guò)第二溫度信息與第三溫度信息的差值與預(yù)設(shè)溫差值進(jìn)行比對(duì)，調(diào)整室內(nèi)的溫度；所述信號(hào)處理模塊91通過(guò)第三溫度信息與預(yù)設(shè)溫度信息進(jìn)行比對(duì)后的第三溫差信息后，通過(guò)控制熱泵機(jī)組1的啟停，實(shí)現(xiàn)供水溫度的調(diào)整；所述信號(hào)處理模塊91通過(guò)第四溫度信息和濕度信息計(jì)算空氣絕對(duì)含濕量或露點(diǎn)溫度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)供水溫度和送風(fēng)溫度。

所述控制器9與控制面板10之間采用雙絞線無(wú)級(jí)性的帶點(diǎn)通訊接口連接，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中安裝更為簡(jiǎn)單、方便。所述控制面板10包括顯示屏101和操作按鍵102，通過(guò)顯示屏101與操作按鍵102的配合，能夠輸入房間的溫度設(shè)定值、送風(fēng)量大小、供水溫度設(shè)定值至控制器9的存儲(chǔ)單元，顯示屏101安裝在室內(nèi)空間距地1.0-1.3米高，無(wú)陽(yáng)光直射和明顯熱源的位置，可以顯示當(dāng)前室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)機(jī)盤管啟停狀態(tài)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、供水溫度、壓縮機(jī)啟停狀態(tài)、水泵啟停狀態(tài)、水泵轉(zhuǎn)速等信息。

所述控制器9設(shè)有多個(gè)I/O端口，其中，模擬量輸入端口AI可以接入包括第一溫度傳感器4、第二溫度傳感器5、第三溫度傳感器6、第四溫度傳感器7和濕度傳感器8的信號(hào)輸入端，數(shù)字量輸出端DO包括風(fēng)機(jī)啟停信號(hào)輸出端、壓縮機(jī)啟停輸出端、水泵啟停輸出端以及聯(lián)動(dòng)輸出端。

所述控制器9內(nèi)的信號(hào)處理模塊91與內(nèi)部存儲(chǔ)單元信號(hào)連接，信號(hào)處理模塊91導(dǎo)入內(nèi)部存儲(chǔ)單元的溫度信號(hào)，處理后得出露點(diǎn)溫度；信號(hào)處理模塊91具有PID運(yùn)算處理單元911，該P(yáng)ID運(yùn)算處理單元911對(duì)第一溫度傳感器4和設(shè)定溫度信號(hào)進(jìn)行處理形成第一溫差信號(hào)，控制器9通過(guò)第一溫差信號(hào)，通過(guò)比例調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述第三溫度傳感器6與設(shè)定溫度信號(hào)處理形成溫差信號(hào)，控制器9通過(guò)溫差信號(hào)，控制壓縮機(jī)32的啟停。

同時(shí)所述控制器9通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接口與樓宇控制系統(tǒng)BMS網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制與整個(gè)系統(tǒng)的平衡控制。

本發(fā)明所述的輻射采暖供冷一體化末端裝置，采用的地板輻射散熱面積大，室內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻，垂直溫差小，通常在3℃左右，且低溫輻射對(duì)人體作用輕柔溫和。輻射采暖供冷一體化系統(tǒng)夏季室溫可比傳統(tǒng)空調(diào)高1-2℃，冬季低1-3℃而有同樣的舒適性，并且采暖供冷能耗較大幅度降低。

室內(nèi)只有少量的送風(fēng)，送風(fēng)速度低，吹風(fēng)感不明顯，不會(huì)造成溫度劇烈波動(dòng)。夏季制冷時(shí)地板輻射供冷圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度在22-24℃，不像風(fēng)冷式空調(diào)存在過(guò)冷表面致空氣中的水蒸氣不斷脫失，室內(nèi)相對(duì)濕度可以控制在40％-60％，人體感覺(jué)舒服。

其中，熱泵機(jī)組3和風(fēng)機(jī)盤管2中采用制冷劑，通過(guò)熱泵機(jī)組3中的四通換向閥35，改變制冷劑流向，實(shí)現(xiàn)夏季供冷和冬季采暖雙工況運(yùn)行。蒸氣制冷循環(huán)如圖3所示，3(a)為溫熵圖；3(b)為壓焓圖。在制冷循環(huán)中，蒸氣理論循環(huán)1-2-3-4-5-1，其中：1：表示制冷劑在蒸發(fā)器出口和進(jìn)入壓縮機(jī)的狀態(tài)；2：表示制冷劑進(jìn)入冷凝器的狀態(tài)；4：表示制冷劑出冷凝器的狀態(tài)；5表示制冷劑出毛細(xì)管；進(jìn)入蒸發(fā)器的狀態(tài)；1-2：表示制冷劑在壓縮機(jī)中壓縮；2-3-4：表示制冷劑在冷凝器中冷凝；4-5：表示制冷劑在毛細(xì)管中節(jié)流；5-1：制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)。本發(fā)明制冷劑蒸氣在蒸發(fā)器內(nèi)已經(jīng)過(guò)熱，蒸氣過(guò)熱的制冷循環(huán)1、-2、-3-4-5-1、，在過(guò)熱循環(huán)中，單位質(zhì)量的制冷量增加，單位壓縮功不變，故制冷裝置的制冷系數(shù)增加，系統(tǒng)高效節(jié)能。

建筑熱環(huán)境的舒適度取決于空氣的溫度、濕度、溫差大小、氣流速度和室內(nèi)平均輻射溫度等因素。在正常情況下，人體的核心溫度在37.5℃左右，人體產(chǎn)生的熱量約45％以輻射方式散發(fā)，對(duì)流散熱占30％，蒸發(fā)散熱25％，輻射換熱對(duì)人體的舒適感影響較大。與傳統(tǒng)風(fēng)冷對(duì)流換熱空調(diào)相比，輻射采暖供冷一體化末端裝置增大了人體的瞬時(shí)輻射換熱，更利于營(yíng)造舒適度較高的建筑熱環(huán)境。

本發(fā)明通過(guò)送風(fēng)溫度信號(hào)與設(shè)定送風(fēng)溫度信號(hào)控制風(fēng)機(jī)盤管2的送風(fēng)量，同時(shí)第三溫度信號(hào)(供水溫度)與設(shè)定溫度信號(hào)控制壓縮機(jī)32的啟停；根據(jù)室內(nèi)需求換熱量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)需求與供冷量的自動(dòng)匹配，既能適應(yīng)不同工況的要求，又能實(shí)現(xiàn)溫濕度獨(dú)立控制，保證系統(tǒng)的舒適性，提高空調(diào)系統(tǒng)末端的節(jié)能效果。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。