一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統技術方案

本發明專利技術公開了一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統，包括帶有空氣處理箱的置換通風單元和輻射頂板，還包括設置在所述置換通風單元上方的垂直送風管，垂直送風管的進風口與所述空氣處理箱導通，垂直送風管的出風口靠近所述輻射頂板設置，將冷卻后的氣流送到輻射頂板的下表面附近。本發明專利技術在啟動模式下，低溫干燥的氣流從上部送風散流器流出，在輻射頂板下方形成一層保護層，可以防止輻射頂板結露并快速降低房價溫度；在穩態模式下，置換通風氣流與二次回風混合后從下部送風散流器流出，可在房間下部形成清潔低溫的空氣層。本發明專利技術不僅解決了傳統輻射頂板與置換通風聯合系統在啟動時舒適度無法保證、輻射頂板啟動時間長的問題，而且有低能耗的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于空調設計
，特別是一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統。
技術介紹
輻射頂板是一種新型的空調末端，具有無噪音、低能耗、高舒適的優點。但是它在供冷時也有一個關鍵問題需要解決：當輻射頂板的溫度低于室內空氣的露點溫度時，輻射頂板就有結露的風險。在使用中要控制輻射頂板的溫度高于室內空氣的露點溫度，所以輻射頂板只能處理顯熱負荷而不能處理潛熱負荷。因此，國外通常把輻射頂板和置換通風結合使用。置換通風系統以較低風速直接向房間下部用戶所在的區域送風，使室內空氣分為截然不同的兩部分：下層為溫度較低的層流清潔空氣，上層為溫度較高的混合污濁空氣。置換通風系統的送風風速不能太高，否則會破壞層流。由于直接向用戶所在的區域送風，其送風溫度也不能太低，否則會造成冷風感。因此，置換通風系統的供冷量不是很大，輻射頂板正好可以彌補這一點。在達到穩定狀態后，輻射頂板/置換通風聯合系統能滿足幾乎所有氣候類型的顯熱負荷和潛熱負荷的處理要求，但是在系統關閉較長時間(比如一夜或一個周末)后重新啟動時，由于室內空氣的含濕量很大，需要先單獨運行置換通風系統以降低室內濕度，等室內空氣的露點溫度低于輻射頂板的表面溫度時才能開啟輻射頂板的冷凍水供應。這個時間通常在30分鐘和90分鐘之間，視房間初始濕度和濕負荷的大小而變化。在這段時間內用戶的舒適度將得不到保證。此外，輻射頂板啟動的延遲時間很長，不方便用戶使用。Kim和Leibundgut在其論文(Evaluation of the humidity performance of a novel radiant cooling system connected with an Airbox convector as a low
exergy system adapted to hot and humid climates,Energy and Buildings,84(2014)224-232)中提出了一個對流換熱器、輻射板和置換通風結合使用的系統。該系統中冷凍水依次流過對流換熱器和輻射板，可以在較高濕度滲透量的情況下保證輻射板不結露并縮短啟動時除濕需要的時間。但是，該系統的對流換熱器和置換通風系統分別設置，增加了設備投資成本，并且沒有完全排除輻射板在啟動時的結露問題，而且在啟動過程中舒適度較低。另外申請號為CN200410016770.1的專利文獻公開了一種將輻射器和置換通風器結合起來的系統，該系統主要有兩個問題：一是該系統的輻射器的面積過小(一般輻射板的面積都和房間面積相當)，因此其供冷能力可能不足；二是用高透過率面板把輻射器密封在真空環境中不僅會降低輻射換熱的效率，而且真空較難維持，增加了維護成本和不穩定性。
技術實現思路
本專利技術提供了一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統，該空調系統將輻射頂板和置換通風結合起來，解決了傳統輻射頂板/置換通風聯合系統啟動時輻射頂板要延遲啟動的不舒適、不方便問題，進一步增強了輻射頂板和置換通風聯合系統相對于傳統對流換熱系統的競爭力，同時可以降低空調系統運行的能耗。一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統，包括帶有空氣處理箱的置換通風單元和輻射頂板，還包括設置在所述置換通風單元上方的垂直送風管，垂直送風管的進風口與所述空氣處理箱導通，垂直送風管的出風口靠近所述輻射頂板設置，將冷卻后的氣流送到輻射頂板的下表面附近。作為優選，所述置換通風單元包括所述空氣處理箱；還包括：與空氣處理箱導通的回風單元；沿空氣流向依次設置在空氣處理箱內的第一風機、第一表面式換熱器、第二表面式換熱器，所述第一表面式換熱器、第二表面式換熱器底部設有凝水盤。作為優選，所述空氣處理箱包括分別帶有閥門的新風進口、一次回風
進口、二次回風進口、垂直送風口、下部冷風出口；所述一次回風進口靠近新風進口設置，所述二次回風進口靠近下部冷風出口設置；所述第一風機、第一表面式換熱器、第二表面式換熱器、凝水盤設置在一次回風進口、二次回風進口之間；所述空氣處理箱通過所述垂直送風口與所述垂直送風管導通。上述各部件或結構的布置方式和作用如下：新風進口一般位于空氣處理箱室外端，新風進口處設有新風閥，新風閥用來調節新風量，且新風閥上裝有過濾網，可以過濾新風中的顆粒物。一次回風口位于空氣處理箱室外端的側部，一次回風口處設有一次回風閥，一次回風閥用來調節一次回風的風量。一次回風閥旁邊沿氣流方向依次為第一風機、第一表面式換熱器和第二表面式換熱器，兩個表面式換熱器下方有凝水盤。第一風機用來驅動空氣流過兩個表面式換熱器并向室內送風。新風依靠第一風機制造的負壓被吸入空氣處理箱內。兩個表面式換熱器用來為空氣降溫并除濕。之所以設置兩個表面式換熱器是為了進一步升高流入輻射頂板的冷凍水溫度，防止輻射頂板結露。凝水盤用來收集并排除兩個表面式換熱器上流下的冷凝水。二次回風閥位于空氣處理箱室內端的側部，用來調節二次回風的風量并控制送風的溫度。下部送風閥位于空氣處理箱室內端。下部送風散流器位于下部送風閥之后，用來消除送風中的紊流。垂直送風閥位于空氣處理箱室內端的上部。作為優選，所述下部冷風出口、垂直送風管的出風口處設有送風散流器。下部冷風出口處對應的送風散流器為下部送風散流器；垂直送風管的出風口處對應的送風散流器為上部送風散流器。作為優選，所述垂直送風管內按照空氣流向依次設有：第二風機、電加熱絲。所述垂直送風管位于垂直送風閥上側。因為空氣從上部送風散流器流出時需要在管道內流動更長的距離，而且要經歷兩個轉向，因此會受到更大的阻力。第二風機位于垂直送風管的下部，用來驅動空氣從上部送風散流器流出，彌補第一風機動力的不足。電加熱絲用來略微升高垂直送風管中空氣的溫度，以防止流出上部送風散流器的空氣在輻射頂板上結露。作為優選，所述垂直送風管的出風口位于輻射頂板一側，正對輻射頂板底面的區域，出風風向平行于所述輻射頂板。作為優選，所述垂直送風管的頂部轉角處為圓弧結構。垂直送風管上部轉角處為一段圓弧，以減小空氣轉向時的阻力并減弱氣流中的紊流。上部送風散流器位于垂直送風管上端的室內側，用來消除送風中的紊流。作為優選，所述垂直送風管的出風口為平行設置的多個。采用本方案，當輻射頂板的寬度比較大時，垂直送風管上端可以連接多個上部送風支路，通過多個上部送風散流器將低溫、干燥的空氣均勻地散布在輻射頂板下方。作為優選，還包括排風閥，該排風閥設置在垂直送風管的出風口對面的墻壁上。系統工作在穩態模式時，可以排出房間上部高溫污濁的空氣。作為優選，所述回風單元包括回風管、將回風管分別與所述一次回風進口、二次回風進口導通的回風支管、設置在回風管內靠近回風管進風口設置的第三風機。作為優選，回風口布置在下部送風散流器一旁。回風口上裝有過濾網，用來過濾回風中的顆粒物。第三風機驅動回風流過一次回風閥或二次回風閥。作為優選，所述第一表面式換熱器、第二表面式換熱器和輻射頂板通過冷凍水進行冷卻，冷凍水依次流過第二表面式換熱器、第一表面式換熱器和輻射頂板進行換熱；所述冷凍水流向與空氣處理箱內空氣流向為逆向交錯設置。本方案中，所述送水管沿水流動方向依次串聯連接第二表面式換熱器、第一表面式換熱器和輻射頂板。由于在兩個表面式換熱器中冷凍水和空氣的流動方向相反，因此可以實現較小的平均換熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統，包括帶有空氣處理箱的置換通風單元和輻射頂板，其特征在于，還包括設置在所述置換通風單元上方的垂直送風管，垂直送風管的進風口與所述空氣處理箱導通，垂直送風管的出風口靠近所述輻射頂板設置，將冷卻后的氣流送到輻射頂板的下表面附近。

【技術特征摘要】
1.一種輻射頂板與置換通風聯合空調系統，包括帶有空氣處理箱的置換通風單元和輻射頂板，其特征在于，還包括設置在所述置換通風單元上方的垂直送風管，垂直送風管的進風口與所述空氣處理箱導通，垂直送風管的出風口靠近所述輻射頂板設置，將冷卻后的氣流送到輻射頂板的下表面附近。2.根據權利要求1所述的輻射頂板與置換通風聯合空調系統，其特征在于，所述置換通風單元包括所述空氣處理箱；還包括：與空氣處理箱導通的回風單元；沿空氣流向依次設置在空氣處理箱內的第一風機、第一表面式換熱器、第二表面式換熱器，所述第一表面式換熱器、第二表面式換熱器底部設有凝水盤。3.根據權利要求2所述的輻射頂板與置換通風聯合空調系統，其特征在于，所述空氣處理箱包括分別帶有閥門的新風進口、一次回風進口、二次回風進口、垂直送風口、下部冷風出口；所述一次回風進口靠近新風進口設置，所述二次回風進口靠近下部冷風出口設置；所述第一風機、第一表面式換熱器、第二表面式換熱器、凝水盤設置在一次回風進口、二次回風進口之間；所述空氣處理箱通過所述垂直送風口與所述垂直送風管導通；所述下部冷風出口、垂直送風管的出風口處設有送風散流器。4.根據權利要求1～3任一項所述的輻射頂板與置換通風聯合空調...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾昭赟，程夢婕，王勤，王旻瓏，廖偉涵，齊裕，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33