一种辐射调温单元及空气调温系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种辐射调温单元及空气调温系统，属于空气调节设备领域。本实用新型的辐射调温单元包括调温换热器和辐射器，调温换热器的出水口通过供水管与辐射器的进水端相连，调温换热器的进水口通过出水管与辐射器的出水端相连；且出水管上设置有水泵和调节阀。本实用新型通过调节阀对进入调温换热器的水流量进行控制，可以实现对进入辐射器中的热量进行准确的控制，进而对辐射器的辐射温度实现准确的控制；并且使用该辐射调温单元的空气调温系统，由于该辐射调温单元是可以根据室内所需调节温度进行调温，不需要对系统中制冷单元的冷热源参数进行调节，所以在保证辐射调温精确控制的同时有利于维持整个空气调温系统的稳定。

主设计要求

1.一种辐射调温单元，其特征在于，包括调温换热器(210)和辐射器(240)，调温换热器(210)的出水口(214)通过供水管(441)与辐射器(240)的进水端(241)相连，调温换热器(210)的进水口(213)通过出水管(442)与辐射器(240)的出水端(242)相连；且出水管(442)上设置有水泵(230)和调节阀(220)，该调节阀(220)用于调节进入调温换热器(210)的水流量。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种辐射调温单元，其特征在于，辐射器(240)为毛细管网或石膏辐射板或金属辐射板。

3.根据权利要求1所述的一种辐射调温单元，其特征在于，调节阀(220)为三通比例调节阀，调节阀(220)的合流口(223)与出水管(442)相连通，调节阀(220)的分流口Ⅰ(221)和调温换热器(210)的进水口(213)相连，调节阀(220)的分流口Ⅱ(222)与供水管(441)相连。

4.根据权利要求1所述的一种辐射调温单元，其特征在于，所述水泵(230)设置于辐射器(240)和调节阀(220)之间的出水管(442)上。

5.根据权利要求1所述的一种辐射调温单元，其特征在于，所述供水管(441)设置有用于检测管内水温的供水温度计(261)，出水管(442)设置有用于检测管内水温的出水温度计(262)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种辐射调温单元，其特征在于，出水管(442)上通过管道连接有膨胀罐(250)。

7.一种空气调温系统，其特征在于，包括制冷单元(100)和辐射调温单元(200)，辐射调温单元(200)为权利要求1～6任一项所述的辐射调温单元，制冷单元(100)的工质供给端(101)与调温换热器(210)的工质口Ⅰ(211)相连；制冷单元(100)的工质回流端(102)与调温换热器(210)的工质口Ⅱ(212)相连。

8.根据权利要求7所述的一种空气调温系统，其特征在于，制冷单元(100)包括压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器，压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器通过管道连接构成回路，制冷单元(100)的工质供给端(101)和工质回流端(102)设置于管道上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及空气调节设备技术领域，更具体地说，涉及一种辐射调温单元及空气调温系统。

背景技术

随着人们对室内环境质量的不断追求，通过传统的对流传热式空调已经渐渐不能满足人们对舒适度的需求；而在20世纪80年代末，德国人发明了辐射空调系统，该种空调系统相比较于传统空气调节方式具有运行稳定安全、无吹风感、低噪音、舒适节能以及室内温度均匀等显著优势，因此受到了人们的喜爱，目前已经被陆续应用于众多高端商业建筑、政府大楼、银行、公用设施以及医疗建设中。

目前辐射器空调系统也存在一些缺陷；辐射调温单元在使用过程中，当需要对辐射器的辐射热量进行调节时，目前本领域内有人直接通过调节冷热源相关参数实现对辐射器内的水温调节，但是目前辐射空调系统多结合到新风处理系统等其他空气调节系统，所以采用该种调节方式如果不增加单独冷热源，辐射器内的水温调节就会影响到其他空气调节系统的工作；但是单独增加冷热源又会导致整体空气调节系统硬件成本、软件控制成本以及空间资源的浪费。目前本领域内也在探索直接通过调节辐射器内的水流相关参数进而对辐射器的辐射温度进行调节，但是辐射器内的水是一个不断流动的过程，该种导致辐射器内的水温难以准确控制，容易造成室内温度的波动。

而目前常用的方式主要额外引入水流进行调温。经检索，发明名称为：一种毛细管辐射专用空调热泵新风机组及其控制方法(申请号：2017105163691，申请日：2017.06.29)，该申请案中通过补水的方式对辐射调温部件进行调温，但是该种方式调节过程较为复杂，辐射器中的水温难以得到有效的控制，并且不利于水温的维持。另外，现有技术中还有人通过调节水泵的流速实现单位时间内水流的换热量，该种调节方式虽然一定程度上实现了对水温的调节，但是该种调节方式还是依赖于冷热源的配合，如果得不到冷热源的配合，就会导致回路中的水一直处于加热的状态，虽然降低流速会提高辐射器中水热量的消耗，但是降低流速也会导致换热器端对水热量的补充，所以该种方式难以实现对辐射器放热量的有效调节。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，空气调温系统中辐射调温单元的辐射温度难以有效控制的技术问题，提供了一种辐射调温单元及空气调温系统；该辐射调温单元及空气调温系统通过对辐射器内水流进行合理分流以及汇流，使得合适的水量进入换热器中进行换热，进而实现辐射温度的有效控制。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种辐射调温单元，包括调温换热器和辐射器，调温换热器的出水口通过供水管与辐射器的进水端相连，调温换热器的进水口通过出水管与辐射器的出水端相连；且出水管上设置有水泵和调节阀，该调节阀用于调节进入调温换热器的水流量。

优选地，辐射器为毛细管网或石膏辐射板或金属辐射板。

优选地，调节阀为三通比例调节阀，调节阀的合流口与出水管相连通，调节阀的分流口Ⅰ和调温换热器的进水口相连，调节阀的分流口Ⅱ与供水管相连。

优选地，所述水泵设置于辐射器和调节阀之间的出水管上。

优选地，所述供水管设置有用于检测管内水温的供水温度计，出水管设置有用于检测管内水温的出水温度计。

优选地，出水管上通过管道连接有膨胀罐。

本实用新型的一种空气调温系统，包括制冷单元和辐射调温单元，所使用的辐射调温单元为上述的辐射调温单元，制冷单元的工质供给端与调温换热器的工质口Ⅰ相连；制冷单元的工质回流端与调温换热器的工质口Ⅱ相连。

优选地，制冷单元包括压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器，压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器通过管道连接构成回路，制冷单元的工质供给端和工质回流端设置于管道上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种辐射调温单元，包括调温换热器和辐射器，调温换热器的出水口通过供水管与辐射器的进水端相连，调温换热器的进水口通过出水管与辐射器的出水端相连；且出水管上设置有水泵和调节阀，该调节阀用于调节进入调温换热器的水流量；通过对进入调温换热器的水流量进行控制，可以实现对进入辐射器中的热量进行准确的控制，进而对辐射器的辐射温度实现准确的控制。

(2)本实用新型的一种辐射调温单元，调节阀为三通比例调节阀，调节阀的合流口与出水管相连通，调节阀的分流口Ⅰ和调温换热器的进水口相连，调节阀的分流口Ⅱ与供水管相连；辐射器通过出水管流出的水在三通比例调节阀的调节作用下，对进入调温换热器换热的水流量以及不进入调温换热器换热的水流量进行控制，实现对最终进入辐射器水流的水温进行控制，该调节方式灵活准确，有利于改善辐射器的调温效果。

(3)本实用新型的一种辐射调温单元，在水流回路上加装膨胀罐，可以缓冲水流回路中所产生的压力波动，保证水流回路中水流的稳定，有利于进一步提高水温调节的稳定性；另外在供水管和出水管上分别设置有供水温度计和出水温度计，参照供水温度计和出水温度计的示数有利于控制调节阀对水温进行更加精准的控制。

(4)本实用新型的一种空气调温系统，该系统中采用上述的辐射调温单元进行辐射调温，由于该辐射调温单元是可以根据室内所需调节温度进行调温，不需要对系统中制冷单元的冷热源参数进行调节，所以在保证辐射调温精确控制的同时有利于维持整个空气调温系统的稳定。

附图说明

图1为本实用新型的空气调温系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种辐射调温单元局部放大示意图。

示意图中的标号说明：

100、制冷单元；101、工质供给端；102、工质回流端；

200、辐射调温单元；200、辐射调温单元；210、调温换热器；211、工质口Ⅰ；212、工质口Ⅱ；213、进水口；214、出水口；220、调节阀；221、分流口Ⅰ；222、分流口Ⅱ；223、合流口；224、汇流点；230、水泵；240、辐射器；241、进水端；242、出水端；250、膨胀罐；261、供水温度计；262、出水温度计；

441、供水管；442、出水管。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴；除此之外，本实用新型的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。

实施例1

如图1～2所示，本实施例的一种辐射调温单元及空气调温系统，其中空气调温系统，包括辐射调温单元200和制冷单元100，其中辐射调温单元200包括调温换热器210和辐射器240，调温换热器210包括有工质侧和水流侧，其作用在于将工质侧所流动工质的热量对水流侧流动水流进行换热；辐射器240可以将内部水流的热量以辐射传热的形式与室内空气进行热交换，进而达到调节室内温度的效果，辐射器240为毛细管网或石膏辐射板或金属辐射板，本实施例中为毛细管网。调温换热器210和辐射器240之间通过供水管441和出水管442构成水流回路，水流回路上设置有水泵230和调节阀220；水泵230用于驱动水流回路中水的流动，调节阀220用于调节进入调温换热器210的水流量。调温换热器210的进水口213通过出水管442与辐射器240的出水端242相连，调温换热器210的出水口214通过供水管441与辐射器240的进水端241相连。

本实施例中，调节阀220为三通比例调节阀，调节阀220的合流口223与出水管442相连通，调节阀220的分流口Ⅰ221和调温换热器210的进水口213相连，调节阀220的分流口Ⅱ222与供水管441相连，具体的相连于供水管441的汇流点224上。另外本实施例中水泵230设置于出水管442上，为从辐射器240出水端242流出的水提供动力，用于驱动水流的运动。

另外，制冷单元100主要通过调温换热器210为辐射器240中流通的水提供冷源或者热源。本实施例中，制冷单元100可以为传统的制冷系统，包括压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器，压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器通过管道连接构成回路；工作时，通过压缩机工作，压缩机所产生的高温高压气态工质在冷凝器中进行冷凝，再通过膨胀阀作用在蒸发器中进行蒸发，在该循环过程中向调温换热器210提供冷源或者热源，制冷单元100的工质供给端101和工质回流端102设置于管道上。

需要说明的是，调温换热器210包括有工质侧和水流侧，其作用在于将工质侧所流动工质的热量对水流侧流动水流进行换热，而工质侧所流动工质就是来自于制冷单元100。工质侧包括有工质口Ⅰ211和工质口Ⅱ212，水流侧包括有进水口213和出水口214。制冷单元100的工质供给端101与调温换热器210的工质口Ⅰ211相连；制冷单元100的工质回流端102与调温换热器210的工质口Ⅱ212相连。

使用过程中，辐射器240中的水辐射传热后从辐射器240的出水端242流出，经出水管442进入至调节阀220的合流口223，在合流口223处进行分流，一路水流从分流口Ⅰ221通过出水管442流至调温换热器210的进水口213，该路水在调温换热器210与工质进行热量交换，而后从出水口214流出，再通过供水管441进入辐射器240对室内进行传热辐射；另一路水流从分流口Ⅱ222直接流至供水管441返回辐射器240中。所以从整体上来看，辐射器240对室内的辐射热量由分流口Ⅰ221流至调温换热器210进行换热的水量进行控制，比如调节阀220增大了分流口Ⅰ221处的流量，同时会减小了分流口Ⅱ222处的流量，辐射器240内去往调温换热器210中进行换热的水流量将会增加，从而增加辐射器240内水流的换热量，进而辐射器240内的辐射传热量就增加；而与此相反，调节阀220减小了分流口Ⅰ221处的流量，同时会增大了分流口Ⅱ222处的流量，辐射器240内去往调温换热器210中进行换热的水流量将会减少，从而降低了辐射器240内水流的温度，进而辐射器240内的辐射传热量就减少；由此可以对室内的温度进行控制。通过对进入调温换热器210的水流量进行控制，可以实现对进入辐射器240中的热量进行准确的控制，进而对辐射器240的辐射温度实现准确的控制，另外该种方式实现了辐射调温单元200的独立控温，并且该种控温方式在调节过程中对系统影响较小，使得系统可以更为稳定地进行工作。

在水流回路上还加装膨胀罐250，本实施例中膨胀罐250设置于出水管442上，可以缓冲水流回路中所产生的压力波动，保证水流回路中水流的稳定，有利于进一步提高水温调节的稳定性。

值得说明的是，为了提高调节阀220的调节精度，在供水管441上设置有供水温度计261，供水温度计261可以对供水管441中的水温进行检测，本实施例中供水温度计261设置于进水端241到汇流点224之间的供水管441，其可以对进入辐射器240中的水温进行检测。当供水温度计261检测到的水温高于预设的辐射器240水流温度时，调节阀220就需要减小分流口Ⅰ221处的流量，同时会增大了分流口Ⅱ222处的流量，辐射器240内去往调温换热器210中进行换热的水流量将会减少，从而降低了辐射器240内水流的温度，进而辐射器240内的辐射传热量就减少；反之，如果供水温度计261检测到的水温低于预设的辐射器240辐射温度时，调节阀220就需要增大分流口Ⅰ221处的流量，以提高辐射器240中的水流温度即其辐射温度。

为了进一步提高辐射器240内水流温度的调节精度，本实施例中在出水管442上还设置有出水温度计262，其可以用于检测出水管442中的排水温度，当检测出出水管442中的排水温度较高时，在最终预设辐射器240水流温度相同的情况下，可以根据调节需要控制分流口Ⅰ221处的流量，避免过多的水流前往调温换热器210中进行换热；反之，当检测出出水管442中的排水温度较低时，可以根据调节需要提高分流口Ⅰ221处的流量，使得更多的水流前往调温换热器210中进行换热。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和\/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

设计图

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