一種太陽(yáng)墻自然通風(fēng)的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽(yáng)墻自然通風(fēng)的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自然通風(fēng)是一種熱壓或風(fēng)壓來(lái)驅(qū)使空氣流動(dòng)而進(jìn)行的通風(fēng)換氣方式。與機(jī)械通風(fēng)相比，自然通風(fēng)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、簡(jiǎn)便易行、不需專人管理和無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)。合理的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)能夠改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性。然而自然通風(fēng)的驅(qū)動(dòng)力，即熱壓與風(fēng)壓，與機(jī)械驅(qū)動(dòng)力相比較為微弱，因而在一定情況下自然通風(fēng)的使用受到了限制。
[0003]太陽(yáng)墻是利用太陽(yáng)能增加自然通風(fēng)的驅(qū)動(dòng)力-熱壓，從而強(qiáng)化自然通風(fēng)的一種太陽(yáng)能煙囪形式。既有太陽(yáng)墻在應(yīng)用中存在一定的問題，如冬季白天，室內(nèi)溫升較慢，太陽(yáng)能熱利用效率低；冬季夜間，溫度較高的蓄熱墻向室內(nèi)散熱的同時(shí)會(huì)向室外傳熱產(chǎn)生較大的熱損失；夏季白天，室內(nèi)易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，無(wú)法解決夏季室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)問題。再加上太陽(yáng)能強(qiáng)度呈現(xiàn)周期性變化和間歇的特點(diǎn)，故僅依靠太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)向室內(nèi)供熱或從室內(nèi)排熱均難以滿足室內(nèi)熱舒適性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種由太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)和蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)組成的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種太陽(yáng)墻自然通風(fēng)的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)和蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)共兩個(gè)單元；所述太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)包括玻璃蓋板、太陽(yáng)能吸熱板、蓄熱墻、遮陽(yáng)卷簾、第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，玻璃蓋板與太陽(yáng)能吸熱板之間設(shè)置風(fēng)道，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥依次設(shè)置在玻璃蓋板的上端和下端通風(fēng)口處，第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥依次設(shè)置在蓄熱墻的上端和下端的通風(fēng)口處；所述蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、四通換向閥、風(fēng)道空氣換熱器、墻源換熱器、節(jié)流部件、室內(nèi)空氣換熱器、第一儲(chǔ)液器、第二儲(chǔ)液器、第一電動(dòng)控制閥、第二電動(dòng)控制閥，所述四通換向閥設(shè)有四個(gè)端口，四通換向閥的其中三個(gè)端口依次與壓縮機(jī)排氣口、壓縮機(jī)吸氣口和室內(nèi)空氣換熱器的制冷劑通道一個(gè)端口連接，室內(nèi)空氣換熱器的制冷劑通道的另一個(gè)端口與節(jié)流部件的一個(gè)端口連接，節(jié)流部件的另一個(gè)端口分別與風(fēng)道空氣換熱器的一個(gè)端口和墻源換熱器的一個(gè)端口連接，風(fēng)道空氣換熱器的另一個(gè)端口和墻源換熱器的另一個(gè)端口分別通過第一電動(dòng)控制閥和第二電動(dòng)控制閥與四通換向閥的第四個(gè)端口連接，所述風(fēng)道空氣換熱器和墻源換熱器分別與第一電動(dòng)控制閥和第二電動(dòng)控制閥依次串接，所述墻源換熱器置于蓄熱墻內(nèi)，所述壓縮機(jī)、四通換向閥、風(fēng)道空氣換熱器、第一電動(dòng)控制閥和第二電動(dòng)控制閥置于風(fēng)道內(nèi)。
[0006]所述蓄熱墻為具有較大蓄熱能力的重質(zhì)墻體或輕質(zhì)相變墻體，其室內(nèi)側(cè)為保溫層。所述吸熱板為涂有高吸收率低發(fā)射率涂層的金屬板或墻體表面。所述玻璃蓋板采用高透低反玻璃。
[0007]所述蓄熱墻源-空氣源熱栗采用的工作介質(zhì)為R22、R134a、R1234yf、R152a、R290等HFC或HC類制冷劑。
[0008]本發(fā)明的方法采用如下技術(shù)方案:太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)和蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)既可獨(dú)立工作，又可聯(lián)合工作。當(dāng)室外空氣溫度在16~28°C范圍時(shí)，利用太陽(yáng)能墻自然通風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立工作來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度，太陽(yáng)輻射透過太陽(yáng)墻中的玻璃蓋板，被吸熱板吸收，吸熱板的溫度升高，從而加熱風(fēng)道內(nèi)的空氣，使空氣形成向上運(yùn)動(dòng)的自然對(duì)流，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于打開狀態(tài)，第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，室外空氣及室內(nèi)空氣進(jìn)入風(fēng)道，被加熱后從從玻璃蓋板頂部的風(fēng)口排至室外，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)墻自然通風(fēng)獨(dú)立工作運(yùn)行調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度控制在16~28°C范圍內(nèi)；當(dāng)室外空氣溫度低于16°C且蓄熱墻溫度高于20°C時(shí)，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于打開狀態(tài)，太陽(yáng)輻射透過太陽(yáng)墻中的玻璃蓋板，被吸熱板吸收，吸熱板的溫度升高，其吸收的熱量一部分用來(lái)加熱從蓄熱墻下端風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)的室內(nèi)空氣，一部分沿著蓄熱墻傳遞并被蓄熱墻儲(chǔ)存起來(lái)，風(fēng)道內(nèi)的空氣吸收了吸熱板通過對(duì)流換熱傳遞給它的熱量后，溫度升高，密度減小，在熱浮升力的作用下，熱空氣上升，熱空氣從蓄熱墻頂部的風(fēng)口進(jìn)至室內(nèi)，僅需通過太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立工作提供熱量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度；當(dāng)室外空氣溫度低于16°C且蓄熱墻溫度高于室外空氣溫度但不超過20°C時(shí)，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，第一電動(dòng)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)、第二電動(dòng)控制閥處于打開狀態(tài)，由壓縮機(jī)、四通換向閥、墻源換熱器、節(jié)流部件、室內(nèi)空氣換熱器、第一儲(chǔ)液器、第二儲(chǔ)液器、第二電動(dòng)控制閥所組成的太陽(yáng)墻源熱栗系統(tǒng)以制熱模式工作并吸收蓄熱墻所儲(chǔ)存的熱能供給室內(nèi)達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度的目的；當(dāng)室外空氣溫度低于16°C且蓄熱墻溫度不高于室外空氣溫度時(shí)，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于打開狀態(tài)、第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，第一電動(dòng)控制閥處于打開狀態(tài)、第二電動(dòng)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由壓縮機(jī)、四通換向閥、風(fēng)道空氣換熱器、節(jié)流部件、室內(nèi)空氣換熱器、第一儲(chǔ)液器、第二儲(chǔ)液器、第一電動(dòng)控制閥所組成的空氣源熱栗系統(tǒng)以制熱模式工作吸收室外空氣能供給室內(nèi)達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度目的；當(dāng)室外空氣溫度高于28°C時(shí)，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于打開狀態(tài)，第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)(或第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥處于半開半閉狀態(tài)，通過設(shè)置遮陽(yáng)卷簾防止太陽(yáng)墻吸收透過玻璃蓋板的太陽(yáng)輻射，蓄熱墻不再蓄熱，第一電動(dòng)控制閥處于打開狀態(tài)、第二電動(dòng)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由壓縮機(jī)、四通換向閥、風(fēng)道空氣換熱器、節(jié)流部件、室內(nèi)空氣換熱器、第一儲(chǔ)液器、第二儲(chǔ)液器、第一電動(dòng)控制閥所組成的空氣源熱栗系統(tǒng)以制冷模式工作提供冷量來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度，從風(fēng)道空氣換熱器所排除熱量加熱經(jīng)玻璃蓋板下端風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)道的室外空氣，風(fēng)道上部空氣溫度升高，密度減小，在熱浮升力的作用下，熱空氣上升，熱空氣從玻璃蓋板上端的風(fēng)口排至室外，通過風(fēng)道內(nèi)自然通風(fēng)和風(fēng)道內(nèi)風(fēng)道空氣換熱器機(jī)械通風(fēng)的共同作用強(qiáng)化風(fēng)道空氣換熱器的換熱效果而提高系統(tǒng)制冷量，同時(shí)，經(jīng)由蓄熱墻下端的風(fēng)口所排出的較低溫度室內(nèi)空氣所具有的冷量經(jīng)風(fēng)道空氣換熱器回收被再次送入室內(nèi)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。
[0009]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于最大限度地利用太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的目的，當(dāng)太陽(yáng)墻自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)作為室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的輔助系統(tǒng)。蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)采用分離和獨(dú)立控制的墻源換熱器和風(fēng)道空氣換熱器，將墻源換熱器植入蓄熱墻體內(nèi)，風(fēng)道空氣換熱器置于空氣通道底部。
[0010]通過設(shè)置蓄熱墻將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為潛熱或顯熱儲(chǔ)存起來(lái)，以保證在制熱模式下蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)在夜間或陰天連續(xù)高效工作。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低品位可再生能源-太陽(yáng)能的高效利用，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、能源利用效率、節(jié)能效果好，應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的一種太陽(yáng)墻自然通風(fēng)的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的一種太陽(yáng)墻自然通風(fēng)的室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)和蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)。圖1中的箭頭表示供熱和供冷時(shí)系統(tǒng)各部分間所連管道中的工作介質(zhì)流向。所述蓄熱墻源-空氣源熱栗采用的工作介質(zhì)為R22、R134a、R1234yf、R152a、R290 等 HFC 或 HC 類制冷劑。
[0013]所述太陽(yáng)墻自然通風(fēng)系統(tǒng)包括玻璃蓋板(1)、太陽(yáng)能吸熱板(2)、蓄熱墻(3)、遮陽(yáng)卷簾(14)、第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4a)、第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4b )、第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4c )、第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4d)，玻玻璃蓋板(I)與太陽(yáng)能吸熱板(2)之間設(shè)置風(fēng)道(13)，第一風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4a)和第二風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4b)依次設(shè)置在玻璃蓋板(I)的上端和下端通風(fēng)口處，第三風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4c)和第四風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(4d)依次設(shè)置在蓄熱墻(3)的上端和下端的通風(fēng)口處。太陽(yáng)墻的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的Trombe墻和太陽(yáng)能煙囪的結(jié)構(gòu)類似。
[0014]所述蓄熱墻源-空氣源熱栗系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)中的以電能驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)式冷暖空調(diào)結(jié)構(gòu)大致相同，包括壓縮機(jī)(5)、四通換向閥(6)、風(fēng)道空氣換熱器(7)、墻源換熱器(8)、節(jié)流部件(9)、室內(nèi)空氣換熱器(10)、第一儲(chǔ)液器(11a)、第二儲(chǔ)液器(11b)、第一電動(dòng)控制閥(12a)、第二電動(dòng)控制閥(12b )，所述四通換向閥(6 )設(shè)有四個(gè)端口，四通換向閥(6 )的三個(gè)端口依次與壓縮機(jī)(5)排氣口、壓縮機(jī)(5)吸氣口、室內(nèi)空氣換熱器(10)的制冷劑通道一個(gè)端口連接，室內(nèi)空氣換熱器(10)的制冷劑通道的另一個(gè)端口與節(jié)流部件(9)的一個(gè)端口連接，節(jié)流部件(9)的另一個(gè)端口分別與風(fēng)道空氣換熱器(7)的一個(gè)端口和墻源換熱器
(8)的一個(gè)端口連接，風(fēng)道空氣換熱器(7)的另一個(gè)端口和墻源換熱器(8)的另一個(gè)端口分別通過第一電動(dòng)控制閥(12a)和第二電動(dòng)控制閥(12b)與四通換向閥