本发明涉及一种制冷取暖岗亭，特别是利用太阳能供电的冷热源一体化地板的零能耗岗亭。
背景技术：
：现在岗亭通常采用分体式空调机用于夏季供冷冬季供热，一般分体式空调机的室内机置于岗亭内，室外机置于岗亭外部周围，不仅占用岗亭空间、影响美观，而且需要外界提供电能，能耗高。技术实现要素：为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供一种结构简单，节省空间的冷热源一体化地板的零能耗岗亭。一种采用冷热源一体化地板的零能耗岗亭的技术方案如下：一种采用冷热源一体化地板的零能耗岗亭包括岗亭围护结构、空调系统、太阳能设备，所述的岗亭围护结构包括地板、非透明围护结构、外窗、外门、屋顶；所述的空调系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、毛细管、四通换向阀；所述的太阳能设备敷设于岗亭外顶部围护结构外表面，为压缩机及岗亭内的照明装置提供电能。所述岗亭地板为冷热源一体化地板，由面层、找平层、埋管地板、绝热层、防水层、不锈钢层组成，所述的第一换热器设置在埋地板内；岗亭外窗的下方的非透明围护结构由建筑钢材层、隔热层和第二换热器构成，第一换热器和第二换热器为平板式换热器，所述的隔热层为硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层，所述的外窗为三玻low-e节能窗(军用岗亭的最外层玻璃应为防弹材质)，所述的外门为三玻low-e节能门，所述的屋顶由建筑钢材层、硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层、防水材料层组成。所述的太阳能设备是敷设于岗亭外顶部围护结构外表面的单晶硅太阳能发电设备，所述的单晶硅太阳能发电设备与压缩机连接，为空调系统的压缩机提供电能，在太阳能丰富的地区，发电量较大时还可为岗亭的照明设备等提供电能。空调系统制热时：压缩机将制冷剂压缩成高压、高温蒸汽，高压、高温蒸汽制冷剂通过四通换向阀进入第一换热器向室内放热凝结成为高压、低温液体，高压、低温液体制冷剂进入节流元件毛细管中变为低压、低温液体，低压、低温液体制冷剂通过四通换向阀进入第二换热器并吸收热量蒸发成为低压、低温蒸汽，低压、低温蒸汽制冷剂再由压缩机抽吸压缩、进入下一个制热循环；空调系统制冷时：压缩机将制冷剂压缩成高压、高温蒸汽，高压、高温蒸汽制冷剂通过四通换向阀入第二换热器冷凝放热成为高压、低温液体，高压、低温液体制冷剂进入节流元件毛细管中变为低压、低温液体，低压、低温液体制冷剂通过四通换向阀进入第一换热器并吸收室内热量蒸发成为低压、低温蒸汽，低压、低温蒸汽制冷剂再由压缩机抽吸压缩，进入下一个制冷循环制热时。所述的空调系统制冷剂为r12制冷剂，蒸发温度和冷凝温度根据环境参数来选择，换热器的面积根据岗亭负荷来选择。所述第一换热器和第二换热器是平板式换热器，由翅片和管子组成为一体，在两块铜板的内表面，带有一种与制冷剂流动路线相一致的印刷图案，并通过冷轧方法将两块板焊接为一体。所述的单晶硅太阳能发电设备敷设于岗亭顶部非透明围护结构外表面，单晶硅太阳能发电设备与压缩机连接，为压缩机提供电能，根据压缩机所需电能选择单晶硅太阳能发电设备的规格，在太阳能丰富的地区，发电量较大时还可以为岗亭的照明设备等提供电能。与现有技术相比，本发明设计的岗亭冬季制热时，地板中第一换热器作为热源将第二换热器吸收的室外热量释放到岗亭室内从而提高室内温度，非透明维护结构不再是散热构件，而是得热构件，计算耗热指标时不需要计算外墙耗热量这一部分；夏季制冷时，地板中的第一换热器为冷源吸收岗亭室内热量降低室内温度，第二换热器再将热量释放到室外，非透明维护结构不再是得热构件，而是散热构件，计算冷量消耗指标时不需要计算外墙传热量冷量这一部分，所以本发明的岗亭冷热负荷明显低于传统岗亭的冷热负荷。本发明的冷热源一体化地板以及各个结构的合理设置，本发明设计的岗亭第一换热器置于岗亭地板之下，第二换热器置于岗亭四周非透明围护结构的中下部内，人体舒适度高，换热效果比传统岗亭所用的的分体式空调机室内机送风换热效果好，而且不需要设置室内机和室外机，节省空间简洁美观。岗亭空调能耗低于传统岗亭所用的分体式空调机，普通的分体式空调机需要外界提供电能，而本发明的岗亭空调系统能耗低，用太阳能供电设备提供电能，不仅达到零能耗的目的节能环保，而且不需要外界提供电能，使用灵活方便。附图说明图1是本岗亭冷暖系统的整体结构示意图。图2是本岗亭冷暖系统的空调结构原理示意图。图3是本岗亭四周非透明围护结构及地面示意图。图4是实施例岗亭冷暖系统的外观结构尺寸示意图。图中：1.非透明围护结构，2.外窗，3.外门，4.屋顶，5地面，6.压缩机，7.第一换热器，8第二换热器，9.毛细管，10.四通换向阀，11.单晶硅太阳能发电设备，12.建筑钢材层，13.硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层，14.防水材料层，15.面层，16.找平层，17.埋管地板，18.绝热层，19.防水层，20.不锈钢层。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。实施本发明上述所提供的一种采用冷热源一体化地板的零能耗岗亭的技术方案，岗亭尺寸大小如附图4所示，包括岗亭维护结构、空调系统、太阳能设备，如附图1所示，所述的岗亭包括非透明围护结构1、外窗2、外门3、屋顶4、地面5，所述的空调系统如图2所示，包括压缩机6、第一换热器7、第二换热器8、毛细管9、四通换向阀10，所述岗亭的冷热源一体化地板由面层15、找平层16、埋管地板17、绝热层18、防水层19、不锈钢层20组成；所述岗亭外窗2下方的非透明围护结构1由建筑钢材层12、隔热层和第二换热器8构成，所述的隔热层为硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层13；所述的外窗2为三玻low-e节能窗；所述的外门3为三玻low-e节能门；所述的屋顶4由建筑钢材层12、硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层13和防水材料层14组成。所述的太阳能设备为敷设于岗亭外顶部围护结构外表面的单晶硅太阳能发电设备，如图3所示，所述的单晶硅太阳能发电设备11与空调系统的压缩机6连接为其提供电能；空调系统制热时：压缩机6将制冷剂压缩成高压、高温蒸汽，高压、高温蒸汽制冷剂通过四通换向阀10进入第一换热器7向室内放热凝结成为高压、低温液体，高压、低温液体制冷剂进入节流元件毛细管中变为低压、低温液体，低压、低温液体制冷剂通过四通换向阀10进入第二换热器8并吸收热量蒸发成为低压、低温蒸汽，低压、低温蒸汽制冷剂再由压缩机6抽吸压缩、进入下一个制热循环，实现制冷制热。空调系统制冷时：压缩机6将制冷剂压缩成高压、高温蒸汽，高压、高温蒸汽制冷剂通过四通换向阀10入第二换热器8冷凝放热成为高压、低温液体，高压、低温液体制冷剂进入节流元件毛细管9中变为低压、低温液体，低压、低温液体制冷剂通过四通换向阀10进入第一换热器7并吸收室内热量蒸发成为低压、低温蒸汽，低压、低温蒸汽制冷剂再由压缩机抽吸压缩，进入下一个制冷循环；本专利实施例以山西省太原市为岗亭实施地点，根据太原市环境参数确定岗亭围护结构的具体材料，计算得到各维护结构的传热系数如表1所示：表1岗亭材料列表所述的隔热层为厚度为150mm的硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层13，传热系数为0.178k(w/m2·k)；所述的外窗2为三玻low-e节能窗是三层厚度为5mm的玻璃组成的三层两腔结构，中间两腔的厚度均为9mm，传热系数为1.7k(w/m2·k)；所述的外门3为三玻low-e节能门是三层厚度为5mm的玻璃组成的三层两腔结构，中间两腔的厚度均为9mm，传热系数为1.7k(w/m2·k)；所述的屋顶由厚度为3mm的建筑钢材层12、厚度为150mm的硬质聚氨酯泡沫塑料板内保温层13、厚度为2mm防水材料层14组成，传热系数为0.15k(w/m2·k)；所述的地面由厚度为20的面层、厚度为20mm的找平层、厚度为65mm的埋管地板、厚度为20mm的绝热层、厚度为10mm的防水层和厚度为3mm的不锈钢层组成，传热系数为0.35k(w/m2·k)。所述第一换热器7和第二换热器8是平板式换热器，由翅片和管子组成为一体，在两块铜板的内表面，带有一种与制冷剂流动路线相一致的印刷图案，并通过冷轧方法将两块板焊接为一体。根据相关规范计算得到岗亭的冷热负荷如表1、2所示，空调系统制冷剂为r12制冷剂，蒸发温度为t0＝-20℃，冷凝温度t＝45℃，设计第一换热器1的面积为2.4m2，第二换热器2的面积为6m2，由图4岗亭的具体尺寸可知，岗亭地基为边长为1.55m正方形，外窗下非透明维护结构面积为7.44m2，满足换热器敷设条件。非透明维护结构面积的计算过程如下1.55*4*1.2＝7.44m2表2：岗亭供暖和供冷期的时间表季节设定月份日期采暖季开始日期111采暖季结束日期31空调季开始日期61空调季结束日期830表3岗亭供暖期和供冷期负荷表项目统计单位统计值总建筑换热面积m22.40项目负荷统计全年最大热负荷kw0.97全年最大冷负荷kw0.89全年最大加湿量kg/h0.05全年累计热负荷kw·h602.68全年累计冷负荷kw·h162.62全年累计加湿量kg38.04项目负荷面积指标全年最大热负荷指标w/m2404.17全年最大冷负荷指标w/m2370.83全年最大加湿量指标g/h/m220.48全年累计热负荷指标kw·h/m2251.12全年累计冷负荷指标kw·h/m267.76全年累计加湿量指标kg/m215.83项目分季节负荷指标采暖季热负荷指标w/m278.19空调季冷负荷指标w/m231.37根据表3内容可知，岗亭最大热负荷出现时刻在1月份，为970w，cop＝3，则压缩机所需电量是324w，太阳能发电量满足空调系统所需最大冷负荷出现时刻在7月份，为890w，cop＝2.85，则压缩机所需电量是312w。单晶硅太阳能发电设备11选用晶澳jam672-320/si，一块面积是1965mm×991mm，并取三块敷设于岗亭顶部非透明围护结构外表面，发电量如附表4。由此可知太阳能发电量满足空调系统所需(空调的cop选自《直膨式家用水源空调器实验研究》)表4单晶硅太阳能发电设备的发电量山西省居住建筑节能设计标准dbj04-242-2012相关条文规定居住建筑节能标准为耗热量指标≤18w/㎡。根据山西省居住建筑节能设计标准dbj04-242-2012规定的耗热量指标计算方法，qh＝qht+qinf-qin式中：qh—建筑物耗热量指标(w/m2)；qht—折合到单位建筑面积上单位时间内通过建筑围护结构的传热量(w/m2)；qinf—折合到单位建筑面积上单位时间内通过建筑空气渗透耗热量(w/m2)；qin—折合到单位建筑面积上单位时间内通过建筑内部得热量，取3.8w/m2。qht＝qhq+qhw+qhd+qhmc+qhy式中：qhq—折合到单位建筑面积上单位时间内通过墙的传热量；qhw—折合到单位建筑面积上单位时间内通过屋面的传热量；qhd—折合到单位建筑面积上单位时间内通过地面的传热量；qhmc—折合到单位建筑面积上单位时间内通过门、窗的传热量；qhy—折合到单位建筑面积上单位时间内通过非采暖封闭阳台的传热量；式中：εwi—屋面传热系数的修正系数，应根据本标准附录e确定；kwi—屋面传热系数；fwi—屋面的面积，可根据本标准附录l的规定计算确定；查该标准附录得，采暖期室外平均温度te＝-0.9℃；南、北、东、西非透明围护结构传热系数的修正系数ε分别是0.84、0.95、0.91、0.92；屋面传热系数的修正系数ε＝0.97；水平方向、南向、北向、东向和西向的太阳总辐射平均强度分别为108、118、36、62和60。通过上述公式及参数得到，qh＝qht+qinf-qin＝17.54+4.58-3.8＝18.32w/m2采用本发明近零能耗冷剂地板供冷暖的岗亭，四周的非透明维护结构不再是散热构件，而是得热构件，所以采用冷热源一体化维护结构的岗亭计算耗热指标时不需要计算墙的耗热量这一部分，得到：qh＝qht+qinf-qin＝12.34+4.58-3.8＝13.12w/m2由上可知，本发明实施的岗亭的耗热量指标为13.12w/m2，达到了山西省居住建筑的节能设计标准，而且与传统岗亭的耗热量指标进行对比，可得发明实施的岗亭节能率达到了28.4％。通过发明的冷热源一体化围护结构和空调系统，能够实现夏季供冷冬季供暖，太阳能发电设备为空调系统的压缩机提供电能，还可为岗亭内的照明、办公等提供电能，整个系统采用的是太阳能和空气能新能源，无污染，绿色环保，实现了空调系统零能耗。本发明设计的岗亭第一换热器置于岗亭地板之下，第二换热器置于岗亭四周非透明围护结构的中下部内，人体舒适度高，换热效果比传统岗亭所用的的分体式空调机室内机送风换热效果好，而且不需要设置室内机和室外机，节省空间简洁美观。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12