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CN201000129Y - 一种辐射供冷暖系统 - Google Patents

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Abstract

一种辐射供冷暖系统。该系统由太阳能集热器、外侧储热水箱、外侧循环水泵、水-水换热器、集气罐、内侧循环水泵、分水器、集水器、供水管、回水管、辐射盘管等构成。本实用新型将冷热水机组、锅炉等传统冷热源与室内辐射盘管末端通过换热机组灵活地联合在一起，既实现了室内供冷暖的舒适性又使传统冷热源得到了充分利用而不被闲置与浪费。同时，本实用新型采用了太阳能集热环路对循环水进行预热处理，使整个采暖季节的采暖系统更加节能。

Description

一种辐射供冷暖系统
技术领域
本实用新型涉及辐射供冷暖系统，尤其涉及一种通过换热机组作为末端供水温度转换装置的辐射供冷暖系统。
背景技术
近年来，随着人民生活水平的不断提高使得人们对室内居住环境的舒适性要求日益上涨；全球性能源危机的日益加剧使得“节能”成了全世界普遍关注的问题。于是，具有舒适性和节能性的辐射供冷暖系统末端装置应运而生，逐渐蔓延至整个中国的各大中小楼宇中，并将陆续取代传统空调末端设备——风机盘管，成为新一代空调供冷暖末端装置。
然而，辐射供冷暖末端装置需要的是供冷季节提供＜60℃的低温热水，供暖季节提供＞室内空气露点温度的高温冷水；而冷热水机组、锅炉等传统冷热源所提供的多为低温冷水(7℃左右)和高温热水(＞60℃)，并不能满足辐射供冷暖末端设备的供水要求。倘若为辐射供冷暖空调末端设备再增设一套冷热源系统，则初投资将大大增加，并且原有的那些大型、昂贵、使用年限长的传统冷热源却遭到了闲置与浪费，经济性更差。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭、清洁而又可再生的能源，是未来的主要能源之一。我国对太阳能利用技术的研究与开发一直被列为科技攻关项目，并已取得许多成果。而目前尚未有一套将太阳能集热设备与辐射供冷暖装置完美结合起来的系统设计。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够将冷热水机组、锅炉等传统冷热源所提供的高温热水和低温冷水转换为辐射供冷暖末端装置能够使用的低温热水和高温冷水的换热机组作为术端供水温度转换装置，利用太阳能集热环路对末端供水进行预热处理的辐射供冷暖系统。
为达到本实用新型的目的，提供这样一种辐射供冷暖系统。该系统由太阳能集热器、外侧储热水箱、外侧循环水泵、水-水换热器、集气罐、内侧循环水泵、分水器、集水器、供水管、回水管、辐射盘管、调节阀、盘通管、盘通阀、补水管、其内有循环水的循环管路等构成。本实用新型的水-水换热器入口连接端与外侧储热水箱的右侧出口通过带有调节阀的管段相串联，水-水换热器出口连接端与内侧循环水泵入口串联在供水管上。本实用新型的集气罐入口连接在水-水换热器出口连接端与内侧循环水泵入口所连接的供水管段上，水-水换热器、内侧循环水泵、集气罐等构成一个换热机组。内侧循环水泵出口与分水器入口通过带有调节阀的管段相连接，辐射盘管分别连接于分水器、集水器的各一端，集水器出口与外侧储热水箱右侧入口通过带有调节阀的回水管相串联。本实用新型的外侧储热水箱右侧出口与水-水换热器入口连接端相连接的管路和集水器出口与外侧储热水箱右侧入口相连接的管路之间连接有带盘通阀的盘通管。本实用新型的外侧循环水泵入口与外侧储热水箱的左侧出口相连接，外侧循环水泵的出口与太阳能集热器入口相连接，太阳能集热器出口与外侧储热水箱左侧入口相连接，太阳能集热器、外侧循环水泵、外侧储热水箱等构成一个太阳能集热环路。带有调节阀的补水管分别布置在循环管路最低处和太阳能集热环路的最低管路位置处。
本实用新型的工作流程如下：
夏季供冷模式。首先关闭外侧储热水箱右侧出口到水-水换热器入口连接端的管段上的调节阀，关闭集热器出口到外侧储热水箱右侧人口端的管段上的调节阀，打开盘通管上的盘通阀，使开启内侧循环水泵、外侧循环水泵。使水-水换热器、集气罐、内侧循环水泵、水器、集水器、辐射盘管、盘通管、盘通阀等共同构成一个循环回路，而太阳能集热器、外侧储热水箱、外侧循环水泵共同构成一个太阳能集热环路。让冷水机组等传统冷源所提供的低温冷水通过水-水换热器的入口管接口进入水-水换热器，并使低温冷水在水-水换热器的管外流动，然后通过出口管接口流回冷水机组等传统冷源，使循环水在水-水换热器的管内与辐射供冷末端装置间流动，最后达到本实用新型与现有的辐射供冷系统一样，通过埋设在室内的辐射盘管对室内进行供冷的目的。太阳能集热环路则吸收太阳能加热太阳能集热器中的水，由经布置在外侧储热水箱中的带有调节阀的出水管为人们提供生活热水。
冬季供暖模式。首先打开外侧储热水箱右侧出口到水-水换热机器入口连接端的管段上的调节阀，打开集热器出口到外侧储热水箱右侧入口的管段上的调节阀，关闭盘通管上的盘通阀，开启内侧循环水泵、外侧循环水泵。让热水机组、锅炉等传统热源所提供的高温热水通过水-水换热器入口管接口进入水-水换热器，并使高温热水在水-水换热器的管外流动，然后通过出口管接口流回热水机组、锅炉等传统热源，循环水先通过太阳能集热环路，在太阳能集热器中经太阳能加热后存储于外侧储热水箱中，再进入换热机组中的水-水换热器入口连接端，使循环水在太阳能集热环路与换热机组以及辐射供暖末端装置间循环流动，最后达到本实用新型与现有的辐射供暖系统一样，通过埋设在室内的辐射盘管对室内进行供暖的目的。
本实用新型的优越性如下：
本实用新型不但冬季能够为室内供暖，还能够在夏季为室内供冷，在现有技术基础上利用温度控制策略，还能对室内温度进行调节与控制。从而实现了冬、夏共用一套辐射供冷暖系统。
本实用新型实现了将冷热水机组、锅炉等传统冷热源与辐射供冷暖末端的灵活完美连接。冷热水机组、锅炉等传统的冷热源的出水温度一般为低温冷水(7℃左右)、高温热水(＞60℃)，而辐射供冷暖系统末端需要提供的却为高温冷水(＞室内空气露点温度)、低温热水(＜60℃)。本实用新型将冷热水机组、锅炉等传统冷热源所提供的低温冷水、高温热水经过换热机组分别转换为满足辐射供冷暖末端设备供水要求的高温冷水、低温热水，既不用增设一套辐射供冷暖末端设备的冷热源系统，又可以使价格昂贵的冷热水机组、锅炉等传统冷热源得到综合利用。
与传统的空调形式相比，本实用新型采用了辐射供冷暖末端装置，由于大部分的热量通过辐射方式传播，室内舒适性就远远优于以对流换热为主的传统空调形式。
在供暖季节里，本实用新型采用了太阳能集热环路，充分利用了大自然中的可再生能源-太阳能对循环水进行预热处理，从而大大减少了水-水换热器中的热水机组、锅炉等传统热源的供水量，也就减少了传统热源的开机时间，降低了电耗及一次能源消耗，最终达到减少整个供暖系统能耗的目的。
在供冷季节里，由太阳能集热器、外侧储热水箱以及外侧循环水泵等构成的太阳能集热环路充分利用太阳能，向人们提供生活热水，从而减少电热水器、燃气热水器或其他形式热水器的开启时间，节约了电耗或其他能源消耗。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1——本实用新型的结构示意图；
图2——一种本实用新型中的换热机组中的水-水换热器的结构示意图；
图3——一种本实用新型中的换热机组中的水-水换热器I-I剖面图；
图4——一种本实用新型中的换热机组中的水-水换热器的左视图；
图5——一种本实用新型中的换热机组中的水-水换热器的俯视图；
具体实施方式
一种辐射供冷暖系统(参考图1)。该系统由太阳能集热器1、外侧储热水箱4、外侧循环水泵7、水-水换热器10、集气罐11、内侧循环水泵7、分水器13、集水器16、供水管14、回水管17、辐射盘管15、调节阀5、盘通管8、盘通阀9、补水管3、其内有循环水的循环管路等构成，其特征在于，水-水换热器入口连接端10-2与外侧储热水箱4的右侧出口通过带有调节阀5的管段相串联，水-水换热器出口连接端10-4与内侧循环水泵7入口串联在供水管14上；集气罐11入口连接在水-水换热器出口连接端10-4与内侧循环水泵7入口所连接的管段上；水-水换热器10、内侧循环水泵7、集气罐11等构成一个换热机组；内侧循环水泵7出口与分水器13入口通过带有调节阀5的管段相连接；辐射盘管15分别连接于分水器13、集水器16的各一端；集水器16出口与外侧储热水箱4右侧入口通过带有调节阀5的回水管17相串联；外侧储热水箱4右侧出口与水-水换热器入口连接端10-2相连接的管路和集水器17出口与外侧储热水箱4右侧入口相连接的管路之间连接有带盘通阀9的盘通管8；外侧循环水泵7入口与外侧储热水箱4的左侧出口相连接，外侧循环水泵7的出口与太阳能集热器1入口相连接，太阳能集热器1出口与外侧储热水箱4左侧入口相连接，太阳能集热器1、外侧循环水泵7、外侧储热水箱4等构成一个太阳能集热环路；带有调节阀5的补水管3分别布置在循环管路最低处和太阳能集热环路的最低管路位置处。
水-水换热器10(参考图2、3、4、5)具有入口管接口10-1和出口管接口10-3、入口连接端10-2和出口连接端10-4、排气管10-7、排污管10-6、壳体10-8、U形管10-5，其中两连接端分别在水-水换热器10的异侧，并且不位于同一水平面上，而是一上一下，入口连接端10-2水平高度低于出口连接端10-4；两管接口分别在水-水换热器10的异侧，并位于不同的竖直平面上，一左一右，入口管接口10-1在水-水换热器上部、左侧，出口管接口10-3在水-水换热器下部、右侧；其入口管接口10-1与出口管接口10-3分别连接于冷热水机组、锅炉等传统冷热源的供回水管；入口连接端10一3为循环水进入水-水换热器10的入口管段，出口连接端10-4则为辐射空调循环水流出水-水换热器10的出口管段。水-水换热器10是把一组串联在所述管路中的盘管安装在多个壳体中的管壳式换热器；水-水换热器10中的管程、壳程、管排数以及各排管子数目可根据具体的换热容量大小的需求而具有多种变化、组合的形式。
集气罐11为循环管路中的排气设备，以防止气塞，影响管路正常循环，可以为立式集气罐，也可以为卧式集气罐，集气罐11顶部连接有放气管12。外侧储热水箱4右侧出口到水-水换热器入口连接端10-2的管段上、分水器15、集水器18、外侧储热水箱4底部、太阳能集热器1出口到外侧储热水箱4左侧入口的连接管段上都设置有温度传感器2。外侧储热水箱4下部布置有带有调节阀5的出水管6。供水管14与辐射盘管15之间通过一个分水器13连接，该辐射盘管15与回水管17之间通过一个集水器16连接；该分水器13和集水器16各有数量相同的二至六个可分别与不同的辐射盘管15连接的、且均带有调节阀5的分水口和集水口。也就是说，或者根据条件、或者根据需要，在辐射供冷暖末端设备中可以串联上二到六组相互之间没有直接联通的辐射盘管15；通过调节阀5，还能够调节各个不同辐射盘管15中的循环水的流通量。辐射盘管15的环绕形式可以是现有技术中所采用的任意一种。
供冷季节运行方式下，打开盘通管9的盘通阀10，关闭外侧储热水箱4右侧入口与集水器16出口之间的回水管段上的调节阀5，关闭外侧储热水箱4右侧出口与水-水换热器入口连接端10-2之间管段上的调节阀5，使水-水换热器10、内侧循环水泵7、集气罐11、分水器13、辐射盘管15、集水器16、供水管14、回水管17、盘通管8、盘通阀9重新组合成一套闭合循环管路。其中该闭合循环水路设置有通向其管路最低位置处的带调节阀5的补水管3。
供暖季节运行模式下，盘通管9的盘通阀10的开度、外侧储热水箱4右侧入口与集水器16出口之间管段上的调节阀5的开度以及外侧储热水箱4右侧出口与水-水换热器入口连接端10-2之间管段上的调节阀5的开度通过温控装置来自动控制。
显然，本实用新型还应当有必要的温度调节与控制装置——鉴于该温度调节与控制装置可以选用现有的、或者结合本实用新型的操作要求采用本领域技术人员熟知的常规设计来完成，并且又不是本实用新型需要保护的主题。因此，在本说明书中省略了所述温度调节与控制装置的介绍。

Claims (5)

1、一种辐射供冷暖系统，该系统由太阳能集热器(1)、外侧储热水箱(4)、外侧循环水泵(7)、水-水换热器(10)、集气罐(11)、内侧循环水泵(7)、分水器(13)、集水器(16)、供水管(14)、回水管(17)、辐射盘管(15)、调节阀(5)、盘通管(8)、盘通阀(9)、补水管(3)、其内有循环水的循环管路等构成，其特征在于，所述的水-水换热器入口连接端(10-2)与外侧储热水箱(4)的右侧出口通过带有调节阀(5)的管段相串联，水-水换热器出口连接端(10-4)与内侧循环水泵(7)入口串联在供水管(14)上；所述的集气罐(11)入口连接在水-水换热器出口连接端(10-4)与内侧循环水泵(7)入口所连接的供水管(14)上；所述的水-水换热器(10)、内侧循环水泵(7)、集气罐(11)等构成一个换热机组；所述的内侧循环水泵(7)出口与分水器(13)入口通过带有调节阀(5)的供水管段相连接；所述的辐射盘管(15)分别连接于分水器(13)、集水器(16)的各一端；所述的集水器(16)出口与外侧储热水箱(4)右侧入口通过带有调节阀(5)的回水管(17)相串联；所述的外侧储热水箱(4)右侧出口与水-水换热器入口连接端(10-2)相连接的管路和集水器(17)出口与外侧储热水箱(4)右侧入口相连接的管路之间连接有带盘通阀(9)的盘通管(8)；所述的外侧循环水泵(7)入口与外侧储热水箱(4)的左侧出口相连接，外侧循环水泵(7)的出口与太阳能集热器(1)入口相连接，太阳能集热器(1)出口与外侧储热水箱(4)左侧入口相连接，太阳能集热器(1)、外侧循环水泵(7)、外侧储热水箱(4)等构成一个太阳能集热环路；所述的带有调节阀(5)的补水管(3)分别布置在循环管路最低处和太阳能集热环路的最低管路位置处。
2、根据权利要求1所述的辐射供冷暖系统，其特征在于，所述的水-水换热器(10)具有入口管接口(10-2)和出口管接口(10-4)、入口连接端(10-2)和出口连接端(10-4)、排气管(10-7)、排污管(10-6)、壳体(10-8)、U形管(10-5)，其中两连接端分别在水-水换热器(10)的异侧，并且不位于同一水平面上，而是一上一下，入口连接端(10-2)水平高度低于出口连接端(10-4)；两管接口分别在水-水换热器(10)的异侧，并位于不同的竖直平面上，一左一右，入口管接口(10-2)在水-水换热器(10)上部、左侧，出口管接口(10-4)在水-水换热器(10)下部、右侧。
3、根据权利要求1所述的辐射供冷暖系统，其特征在于，所述集气罐(11)上布置有放气管(12)。
4、根据权利要求1所述的辐射供冷暖系统，其特征在于，所述的外侧储热水箱(4)右侧出口到水-水换热器入口连接端(10-2)的管段上、太阳能集热器(1)出口到外侧储热水箱(4)的左侧入口的连接管段上、外侧储热水箱(4)底部、分水器(13)、集水器(16)上都设置有温度传感器(2)。
5、根据权利要求1所述的辐射供冷暖系统，其特征在于，所述的外侧储热水箱(4)下部布置有带调节阀(5)的出水管(6)。
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