本發(fā)明涉及空調(diào)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于空調(diào)的主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)及其使用方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在，家庭已普遍使用空調(diào)，給千家萬戶帶來了涼爽和溫暖。但目前的空調(diào)室內(nèi)機(jī)基本都存在風(fēng)速較大，人體受風(fēng)感過強(qiáng)的情況，容易出現(xiàn)著涼、頭疼等情況。主要原因在于目前的空調(diào)室內(nèi)機(jī)基本都通過空調(diào)室內(nèi)機(jī)的風(fēng)機(jī)強(qiáng)制室內(nèi)空氣通過室內(nèi)機(jī)換熱面實(shí)現(xiàn)換熱并實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣強(qiáng)制對流。這種處理方法的優(yōu)點(diǎn)是換熱能力大，室內(nèi)降溫或升溫的速度快，但缺點(diǎn)是風(fēng)速大，室內(nèi)空氣場不均勻，在較小空間范圍內(nèi)人體舒適性不足。

采用輻射換熱為主的空調(diào)室內(nèi)機(jī)包括供冷供暖頂棚、墻面或地板容易使室內(nèi)空氣場均勻，并且由于通過輻射加自然對流的方式換熱，人體舒適性較高且能源利用效率較高，但缺點(diǎn)是在供冷輻射過程中，冷輻射面的表面溫度容易低于空氣中的露點(diǎn)溫度，容易發(fā)生凝露現(xiàn)象，輻射面凝露的問題也是限制空調(diào)采用輻射換熱方式的主要問題。

為防止凝露，需要控制室內(nèi)空氣的相對濕度，同時控制冷輻射面的表面溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于類似開窗、開門等動作很難避免，會導(dǎo)致室內(nèi)整體或局部的空氣濕度在短時間內(nèi)大幅波動甚至達(dá)到飽和濕度，因此采用輻射換熱的房間較難避免出現(xiàn)輻射面凝露現(xiàn)象。

市場需要一種能夠有效解決供冷輻射面凝露問題的輻射供冷系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)更加適宜的環(huán)境，應(yīng)用于客廳、臥室、辦公室等人體舒適度要求較高的場所，滿足人們追求舒適及健康的要求，同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)及其使用方法，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中的一些不足。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的輻射供冷結(jié)構(gòu)包括設(shè)在底部的輻射面板和頂部的保溫層，保溫層與輻射面板之間設(shè)有輻射盤管，輻射盤管與輻射面板之間設(shè)有加熱層，輻射盤管均勻盤設(shè)于保溫層與加熱層之間，輻射盤管的一端設(shè)有冷媒進(jìn)管，另一端設(shè)有冷媒出管；

所述的保溫層、輻射盤管、加熱層和輻射面板之間互相貼合。

進(jìn)一步的，輻射面板與加熱層之間設(shè)有一導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板與加熱板互相貼合，導(dǎo)熱板采用金屬板材制成；

采用硬質(zhì)保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)有與輻射盤管的管體尺寸相配合的管槽，所述的輻射盤管的上側(cè)面嵌設(shè)于管槽內(nèi)；

采用軟質(zhì)保溫層，保溫層直接貼覆于輻射盤管表面，并將輻射盤管的上表面完全包裹。

本發(fā)明還提供一種主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)的使用方法，其特征在于：所述主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)在供冷過程中有供冷模式、保護(hù)模式、待機(jī)模式三種運(yùn)行模式；

模塊處于供冷模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒正常流動，加熱層處于斷電狀態(tài)；

模塊處于保護(hù)模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒停止流動，加熱層通電加熱；

模塊處于待機(jī)模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒停止流動，加熱層處于斷電狀態(tài)。

本發(fā)明的核心在于對輻射供冷結(jié)構(gòu)增加一層加熱層，加熱層采用電加熱方式，電加熱具有加熱響應(yīng)速度快，加熱功率可控可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。加熱層導(dǎo)熱性較好并可在整個加熱層面上均衡發(fā)熱的功能。通過對輻射供冷結(jié)構(gòu)增設(shè)加熱層并對其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)輻射供冷結(jié)構(gòu)對室內(nèi)空氣濕度變化的主動適應(yīng)，能及時調(diào)整輻射面的溫度以避免結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證輻射供冷結(jié)構(gòu)的安全可靠的運(yùn)行。

同時，本發(fā)明能大幅拓寬輻射供冷供熱的應(yīng)用范圍，從而有利于輻射供冷供熱技術(shù)的推廣，滿足人們對高品質(zhì)室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的需求以及使空調(diào)節(jié)能降耗的目標(biāo)。同時由于供冷空調(diào)末端采用模塊化的設(shè)計，便于產(chǎn)品的生產(chǎn)、工程安裝、室內(nèi)裝修以及維護(hù)保養(yǎng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中輻射供冷模塊的A-A向剖視圖。

圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例中的輻射供冷模塊的仰視圖。

圖4為圖3中輻射供冷模塊的A-A向剖視圖。

圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例中的輻射供冷模塊的仰視圖。

圖6為圖5中輻射供冷模塊的A-A向剖視圖。

圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例中的輻射供冷模塊的剖視圖。

圖8為圖7的局部放大示意圖。

圖9為本發(fā)明第四實(shí)施例中的金屬板示意圖。

圖10為本發(fā)明第五實(shí)施例中的輻射供冷模塊的仰視圖。

圖11為圖10中輻射供冷模塊的A-A向剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

擬改為各附圖的標(biāo)號表示如下：

1輻射面板、2保溫層、3輻射盤管、4加熱層、5冷媒進(jìn)管、6冷媒出管、7導(dǎo)熱板、8管槽、9金屬板、10圓弧形凹槽、11毛細(xì)管席。）

本發(fā)明所述的一種主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于：所述的輻射供冷結(jié)構(gòu)包括設(shè)在底部的輻射面板和頂部的保溫層，保溫層與輻射面板之間設(shè)有輻射盤管，輻射盤管與輻射面板之間設(shè)有加熱層，輻射盤管均勻盤設(shè)于保溫層與加熱層之間，輻射盤管的一端設(shè)有冷媒進(jìn)管，另一端設(shè)有冷媒出管；所述的保溫層、輻射盤管、加熱層和輻射面板之間互相貼合，以增加傳熱效果。所述的輻射供冷結(jié)構(gòu)設(shè)有一控制裝置，所述的控制裝置連接露點(diǎn)傳感器或溫濕度傳感器，該露點(diǎn)傳感器或溫濕度傳感器可以安裝于輻射供冷結(jié)構(gòu)中，也可以單獨(dú)安裝于室內(nèi)任何位置中，通過控制裝置對輻射供冷結(jié)構(gòu)的加熱層進(jìn)行控制，使主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)通過露點(diǎn)傳感器或溫濕度傳感器檢測室內(nèi)濕度并依據(jù)室內(nèi)濕度控制加熱層的啟停運(yùn)行。所述加熱層采用電加熱方式，采用硅膠發(fā)熱片、云母發(fā)熱片、碳晶發(fā)熱片或聚酯發(fā)熱片。

輻射面板與加熱層之間可設(shè)有一導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板與加熱板互相貼合，導(dǎo)熱板采用金屬板材制成；保溫層內(nèi)設(shè)有與輻射盤管的管體尺寸相配合的管槽，所述的輻射盤管的上側(cè)面嵌設(shè)于管槽內(nèi)。其中，所述輻射面板的材質(zhì)可以是防水石膏板，厚度為3-12mm；導(dǎo)熱板的材質(zhì)為鋁、銅等導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬，厚度為0.05-0.15mm。

上述材質(zhì)和厚度數(shù)值使得各層能有效傳遞輻射，使輻射盤管的冷量或熱量有效的通過加熱層和導(dǎo)熱板均勻地傳遞給輻射面板，并通過輻射面板將冷量或熱量有效的通過輻射和自然對流的方式傳遞給室內(nèi)空間。

進(jìn)一步的，如果加熱層由整塊的加熱板構(gòu)成的，則加熱板設(shè)置于輻射盤管之下，輻射盤管與加熱板貼合，加熱板與輻射面板貼合，如果所述的加熱層由分段式的條狀加熱板構(gòu)成，相鄰的輻射盤管的管體之間填設(shè)有一塊條狀加熱板；輻射盤管與條狀加熱板和導(dǎo)熱板直接貼合接觸。

輻射盤管與保溫層之間設(shè)有一金屬板，所述的金屬板上設(shè)有與輻射盤管的管體相配合的圓弧形凹槽，保溫層的管槽半徑大于圓弧形凹槽的半徑，每一根圓弧形凹槽的位置與每一根管槽的位置一一對應(yīng)，圓弧形凹槽的外壁與管槽緊密貼合，圓弧形凹槽的內(nèi)壁則與輻射盤管的管體緊密貼合，使得熱輻射傳遞更為迅速。

輻射盤管采用單根盤設(shè)或者雙根甚至多根盤設(shè)的方式進(jìn)行排列，管體在盤設(shè)過程中呈蛇形迂回盤折（參見圖1、圖3）或者沿某個特定的形狀進(jìn)行層層盤設(shè)，這個形狀可以為圓形、橢圓形、三角形、四邊形或者其他有規(guī)律的多邊形。盤設(shè)過程中，相鄰的管體之間保留一定的間隙，該間隙值為管體直徑的1.5-10倍，這樣能保證管體的輻射效應(yīng)，同時保證管體與導(dǎo)熱板之間的熱輻射傳遞有效進(jìn)行。

其核心在于對輻射供冷結(jié)構(gòu)增加了一層加熱層，加熱層具有導(dǎo)電導(dǎo)熱并可在整個加熱層面上均衡發(fā)熱的功能。當(dāng)系統(tǒng)處于正常制冷運(yùn)行時，加熱層處于不通電的狀態(tài)，加熱層起到一個熱量均衡的作用，使得輻射面板整體溫度均衡，避免出現(xiàn)局部區(qū)域溫度偏低容易導(dǎo)致結(jié)露的情況。當(dāng)整個空調(diào)系統(tǒng)的溫度和濕度傳感器檢測到面板附近的室內(nèi)空氣相對濕度出現(xiàn)上升并導(dǎo)致有可能發(fā)生面板結(jié)露的風(fēng)險時，如面板附近空氣相對濕度上升至飽和濕度，則系統(tǒng)停止輻射盤管內(nèi)冷媒循環(huán)，并且對加熱層通電，對輻射面板進(jìn)行整體升溫，同時阻隔輻射盤管繼續(xù)傳遞冷量至輻射面板，直至輻射面板的溫度上升至一個安全的區(qū)域并予以維持。一般情況下，對輻射面板升溫至室內(nèi)空氣溫度的水平即可保證面板不會出現(xiàn)凝露。

一種主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)的使用方法，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于：所述主動防凝露型輻射供冷結(jié)構(gòu)在供冷過程中有供冷模式、保護(hù)模式、待機(jī)模式三種運(yùn)行模式；

模塊處于供冷模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒正常流動，加熱層處于斷電狀態(tài)；

模塊處于保護(hù)模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒停止流動，加熱層通電加熱；

模塊處于待機(jī)模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒停止流動，加熱層處于斷電狀態(tài)。

其中，所述的輻射供冷結(jié)構(gòu)包括設(shè)在底部的輻射面板和頂部的保溫層，保溫層與輻射面板之間設(shè)有輻射盤管，輻射盤管與輻射面板之間設(shè)有加熱層，輻射盤管均勻盤設(shè)于保溫層與加熱層之間，輻射盤管的一端設(shè)有冷媒進(jìn)管，另一端設(shè)有冷媒出管，輻射盤管內(nèi)加通低溫冷媒；所述的保溫層、輻射盤管、加熱層和輻射面板之間互相貼合。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中（參見圖1、圖2），輻射供冷結(jié)構(gòu)包括輻射面板、導(dǎo)熱板、加熱層、輻射盤管和保溫層，所述輻射面板與導(dǎo)熱板之間，導(dǎo)熱板與加熱層之間，加熱層與保溫層之間均進(jìn)行緊密粘貼并壓實(shí)以形成一體式的所述輻射供冷結(jié)構(gòu)，其中加熱層與輻射盤管之間的接觸面積，占到輻射盤管總表面積的1/4以上。對于硬質(zhì)保溫層而言，所述保溫層依據(jù)輻射盤管的盤繞形狀預(yù)先開模定制或壓制出適合輻射盤管尺寸且保證輻射盤管與保溫層和加熱層之間精密貼合的管槽，輻射盤管和加熱層之間的間隙可填充導(dǎo)熱膠等增強(qiáng)換熱的介質(zhì)。對于軟質(zhì)的保溫層而言，直接覆蓋在輻射盤管表面，然后通過設(shè)置在保溫層外的框架或者蓋體結(jié)構(gòu)，將保溫層與輻射盤管及加熱層之間壓緊，使得保溫層包裹輻射盤管的上表面。所述輻射供冷供熱結(jié)構(gòu)通過各層之間緊密粘貼或者采用框架結(jié)構(gòu)或者采用增加密封壓緊層的方式形成一個整體式的結(jié)構(gòu)。

該一體式的所述輻射供冷結(jié)構(gòu)可以通過保溫層有效阻止和減小輻射盤管的冷量或熱量散失，使輻射盤管的冷量或熱量有效的通過加熱層和導(dǎo)熱板均勻地傳遞給輻射面板，并通過輻射面板將冷量或熱量有效的通過輻射和自然對流的方式傳遞給室內(nèi)空間。

所述輻射面板的材質(zhì)可以是防水石膏板，厚度為3-12mm。

所述導(dǎo)熱板的材質(zhì)為鋁、銅等導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬，厚度為0.05-0.15mm。

所述加熱層采用電加熱方式。其具體形式可以為硅膠發(fā)熱片、云母發(fā)熱片、碳晶發(fā)熱片、聚酯發(fā)熱片等，工作電壓可在5-220V之間選擇，優(yōu)選24V交流電源，發(fā)熱量控制在1000W/m2以內(nèi)。

所述輻射盤管的材質(zhì)為銅管材質(zhì)，直徑為5-20mm；所述輻射盤管中的各個相鄰兩管的間距為30-100mm。管內(nèi)冷媒流速不大于2m/s。

所述保溫層采用聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯板、巖棉保溫板、酚醛保溫板或以上的組合，防火等級為A級或B1級。

所述輻射供冷結(jié)構(gòu)的整體尺寸控制在600*600-2400*2400mm²之間。

由于輻射面板的熱阻大于導(dǎo)熱板的熱阻，輻射盤管的冷熱量及加熱層的熱量可以首先分布在整個導(dǎo)熱板的換熱面上，然后導(dǎo)熱板通過面?zhèn)鳠岬姆绞綄崃總鬟f給輻射面板，使得輻射面板的面溫度場分布均勻，且傳熱速度加快，增加輻射供冷供熱結(jié)構(gòu)的總體換熱效果。

該輻射供冷供熱結(jié)構(gòu)在供冷過程中可分為三種運(yùn)行狀態(tài)，分別為供冷模式、保護(hù)模式、待機(jī)模式。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到室內(nèi)有制冷需求且室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度低于一定值時，模塊處于供冷模式時，輻射盤管內(nèi)低溫冷媒正常流動，加熱層處于斷電狀態(tài)，輻射盤管的冷量通過加熱層和導(dǎo)熱板傳遞至輻射面板，輻射面板的溫度始終高于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度，由輻射面板通過輻射和自然對流的方式向室內(nèi)空間傳遞冷量。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到室內(nèi)有制冷需求但室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度大于等于輻射面板的溫度，模塊進(jìn)入保護(hù)模式，輻射盤管內(nèi)冷媒停止流動，加熱層通電加熱，加熱層的熱量傳導(dǎo)至輻射盤管和輻射面板，使輻射面板溫度回升至室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度以上并予以維持。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到室內(nèi)有制冷需求，輻射面板溫度正常且沒有結(jié)露危險，但室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度偏高導(dǎo)致輻射面板無法正常供冷，模塊進(jìn)入待機(jī)模式，輻射盤管內(nèi)冷媒停止流動，加熱層處于斷電狀態(tài)。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，同一個室內(nèi)的多個輻射供冷供熱結(jié)構(gòu)可以依據(jù)實(shí)際情況實(shí)行分區(qū)控制，每個區(qū)域單獨(dú)檢測室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度并對區(qū)域內(nèi)的輻射供冷供熱結(jié)構(gòu)統(tǒng)一控制。

實(shí)施例2

圖3和圖4為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例2的示意圖。在本實(shí)施例中，輻射供冷結(jié)構(gòu)包括輻射面板、導(dǎo)熱板、加熱層、輻射盤管和保溫層。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的地方在于輻射盤管的實(shí)現(xiàn)形式不同，冷媒進(jìn)口總管連接多個冷媒支管的進(jìn)口，多個冷媒支管的出口匯總至冷媒出口總管，這種分流方法有利于整個輻射面板上的溫度均勻。

實(shí)施例2與實(shí)施例1另一個不同的地方在于加熱層不作為單獨(dú)的一層將輻射盤管和導(dǎo)熱板隔開，而是結(jié)合輻射盤管的分布方式間隔的布置在輻射盤管的周圍。對于硬質(zhì)保溫層而言，保溫板上同時開挖管槽和加熱板放置槽，其中管槽與加熱板放置槽間隔設(shè)置，所述的輻射盤管放置于管槽內(nèi)，條狀的加熱板放置于加熱板放置槽內(nèi)，輻射盤管與加熱板同時與導(dǎo)熱板相接觸。對于軟質(zhì)保溫層而言，不用開設(shè)任何槽，相鄰的輻射盤管之間填設(shè)有條狀的加熱板，保溫層直接覆蓋與輻射盤管和條狀加熱板之上，進(jìn)行緊密粘貼并壓實(shí)以形成一體式的所述輻射供冷結(jié)構(gòu)。這種方法由于輻射盤管和導(dǎo)熱板可以直接接觸，有利于傳熱，從而有利于提升模塊的換熱效率。

實(shí)施例3

圖5和圖6為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例3的示意圖。在本實(shí)施例中，輻射供冷結(jié)構(gòu)包括輻射面板、加熱層、輻射盤管和保溫層。實(shí)施例3與實(shí)施例1不同的地方在于輻射盤管的實(shí)現(xiàn)形式不同，通過對輻射盤管盤繞形式的改變，使得冷媒進(jìn)管和冷媒出管的位置接近，便于整個冷媒循環(huán)系統(tǒng)的管路布置，但相鄰的管體之間必須留有必要的間隔。

實(shí)施例3與實(shí)施例1另一個不同的地方在于取消了導(dǎo)熱板，加熱層相對于輻射面板具有較小的熱阻，加熱層同時實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱板的功能。在正常供冷供熱狀態(tài)下，由于輻射面板的熱阻大于加熱層的熱阻，輻射盤管的冷熱量及加熱層的熱量可以首先分布在整個加熱層的換熱面上，然后加熱層通過面?zhèn)鳠岬姆绞綄崃總鬟f給輻射面板，使得輻射面板的面溫度場分布均勻。這種方法由于取消了導(dǎo)熱板，有利于傳熱，從而有利于提升模塊的換熱效率，同時也簡化了生產(chǎn)工序。

實(shí)施例4

圖7、圖8和圖9 為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例4的示意圖。在本實(shí)施例中，輻射供冷結(jié)構(gòu)包括輻射面板、導(dǎo)熱板、加熱層、輻射盤管、金屬板和保溫層。實(shí)施例4與實(shí)施例1不同的地方在于在加熱層和輻射盤管與保溫層之間增加了一個金屬板。圖8為放大區(qū)域的示意圖。圖9為金屬板的示意圖，金屬板的管槽部分與輻射盤管緊密貼合，平面部分與加熱層緊密貼合，有利于將輻射盤管的冷量或熱量通過加熱層和導(dǎo)熱板最快速的擴(kuò)散至輻射面板，增強(qiáng)了整個輻射供冷結(jié)構(gòu)的換熱能力。

實(shí)施例5

圖10和圖11為應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例5的示意圖。在本實(shí)施例中，輻射供冷結(jié)構(gòu)中的輻射盤管采用毛細(xì)管席的方式實(shí)現(xiàn)，毛細(xì)管席包括冷媒進(jìn)管、冷媒出管和若干U型毛細(xì)管構(gòu)成，每個U型毛細(xì)管的一端都與冷媒進(jìn)管相連通，每個U型毛細(xì)管的另一端都與冷媒出管相連通。為對毛細(xì)管席的結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，可以設(shè)置多個固定條將U型毛細(xì)管固定。U型毛細(xì)管之間的間距為10-30mm，U型毛細(xì)管的材質(zhì)為無規(guī)共聚聚丙烯，直徑為3-10mm。采用毛細(xì)管席作為輻射盤管具有換熱均勻、水力損失小、換熱面積大等優(yōu)點(diǎn)。

在本實(shí)施例中，取消導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板的作用由加熱層實(shí)現(xiàn)。保溫層和加熱層從上下兩個方向?qū)⒚?xì)管席固定并予以緊密貼合，以促使毛細(xì)管席的冷量或熱量最大程度地向加熱層方向傳遞。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于上述這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。