本发明涉及一种节能环保型室内空气温度调节系统，属建筑领域的节能技术和环境保护技术。
背景技术：
建筑节能是与工业节能并列的一个重要领域，也是我国现阶段最具潜力的节能领域之一，随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们在追求更加舒适的居住环境的同时，也在消耗着越来越多的能源，其中50％以上消耗在冬季采暖和夏季制冷空调上。随着世界范围内能源供应紧张状况日益加剧，能源将成为制约各国经济的主要因素。为此，我国提出了社会经济和能源可持续发展的战略，建设节约型社会，在实现国民经济快速发展的同时努力降低单位gdp的能源消耗。建筑节能潜力巨大，大力发展和推广各种建筑节能技术，在不断提高人们居住环境舒适度的同时，降低建筑耗能总量，有效缓解能源的供需矛盾，既具有实际经济意义，又具有重要的社会意义和环保价值。
室内温度调节是建筑物耗能的一个重要方面，目前室内空气温度调节主要使用常规空调系统，这种空调系统多采用空气源热泵技术，以电力驱动制冷或加热装置，通过空调盘管形成冷风或热风。这种空气系统的能耗较大，例如由于夏季的集中使用，往往会造成城市供电紧张，甚至出现为保证居民空调用电而限制工业生产用电的情形。为节省电耗并提高采暖的舒适度，尽管现有空调系统具有采暖和制冷两种功能，但现实中通常还另行设置独立的采暖系统进行采暖，以燃气/燃煤锅炉制备热水或蒸汽，通过室内暖气片的热交换进行室内空气加热，这种采暖系统相对于空调系统而言在能耗和运行成本上具有一定的优势，但人们依然期待着进一步降低能耗水平，另外，所用燃料是不可再生能源，燃烧也会在一定程度上产生空气污染物。
以地下或地表水作为冷热源的水源热泵机组在能耗和环保两方面相对于上述两种常用技术都具有明显的优势，已受到行业的普遍关注并在实践中得到一定程度的应用，但这种技术也存在一定的局限性，制约着其推广应用，一是使用侧和热源侧的介质温差不宜过高，否则难以充分发挥其节能的优势，将其与现有暖气片等室内热交换设备配套，对室内温度的调节能力有限，不能很好地满足室内温度调节要求；二是受水质影响，易于出现结垢问题，三是必须充分考虑对地下水资源及水质的影响，由于现有技术背景下人们难以对地下水污染进行有效的净化治理，即使对地下水的微小污染，经过长期积累后也会成为非常严重的问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种节能环保型室内空气温度调节系统，其能够用于室内空气制冷和采暖的双向温度调节，并且能耗低，对环境的污染小。
本发明的技术方案是：一种节能环保型室内空气温度调节系统，包括水源热泵机组和若干墙面换热系统，所述水源热泵机组设有冷热源侧水循环系统和使用侧水循环系统，所述冷热源侧水循环系统设有冷热源侧表冷器，所述冷热源侧表冷器设置于地下换热池内，所述使用侧水循环系统设有高位储水箱，所述水源热泵机组的使用侧出水口连接所述高位储水箱的进水管，所述水源热泵机组的使用侧进水口连接回水连接管，所述高位储水箱的出水管连接有一个或多个换热供水立管，所述回水连接管连接有一个或多个换热回水立管，所述换热供水立管连接相应垂直方向上的墙面换热系统的换热进水口，所述换热回水立管连接相应垂直方向上的墙面换热系统的换热出水口，所述墙面换热系统包括设有换热管的换热墙体，所述换热墙体包括主墙体、内保温层、换热层和表面防护层，所述换热层设有矩形的换热支架，其边缘围成具有一定厚度的矩形板状空间，所述换热支架位于所述主墙体的近室内侧，并通过支架连接件与所述主墙体固定连接，所述内保温层位于所述主墙体和所述换热支架之间，与所述主体墙固定连接，所述表面防护层位于所述换热支架的近室内侧，与所述换热支架固定连接，所述换热管安装在相应的换热支架内，与所述换热支架共同构成所述换热层，所述换热管的进口构成所述墙面换热系统的换热进水口，所述换热管的出口构成所述墙面换热系统的换热出水口。
本发明的有益效果是：由于采用水源热泵技术，且采用大面积的墙面换热管进行热交换，在不要求过高的制热介质温度和过低的制冷介质温度下就能够满足室内空气温度的加热和制冷要求，有利于更好地发挥水源热泵的节能优势，提高节能效益；由于换热介质与室内空气的温差小，且不需要强风流通，有利于提高舒适度，减轻或避免高流速低温或高温气流引发的不适感甚至对人体的伤害；由于墙面换热与墙体融合在一起，垂直和水平方向上的跨度都大，对空间的有效利用率高，不需要在房间内布置暖气片和空调室内机，有利于室内布局和美观；由于同时具有采暖和制冷两种功能，且在两种功能下使用都均有明显的节能优势，无需设置制冷和采暖两套系统，方便使用，且两种功能使用方式下对水源的取热和取冷能够相互抵偿，有助于减轻对地温的累积干扰效应；由于在换热层与主墙体之间设置了保温层，有助于隔离向主墙体的导热，减轻因墙体向外传热导致的能量损失；由于换热支架可以采用金属框架，并可以在换热管上和/换热支架上设置散热翅片，有利于提高导热性能，并能够使热能较好地分布在整个换热支架上，换热支架各处的温度基本均衡，有利于均衡各部位的换热强度或各处的空气温度；由于换热支架中存在较大的空间，能够形成有效的空气流，有利于实现换热支架各处的温度均衡；由于依据实践中各种可供选择的材料，表面防护层的导热系数会明显高于内保温层的导热系数，因此可以将更大比例的热能传入室内，获得比现有地暖系统高的热能利用率，并可以通过在相应连接部位加设隔热垫、隔热套等方式消除热桥，有利于减小对外散热的比例，进一步节省能源。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明涉及的两侧均设置换热层的墙体；
图3是本发明涉及的换热层构造的示意图；
图4是本发明涉及的一种隔热固定连接的示意图；
图5是本发明涉及的一种隔热固定连接的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1-3，本发明的节能环保型室内空气温度调节系统包括水源热泵机组6和若干墙面换热系统11，所述水源热泵机组6可以根据其功率，设置相应的服务区域，可以设置于楼宇10所在区域的地下，所述墙面换热系统11对应于相应的房间，可以设置在房间的一面墙，也可以是多面墙，对于位于两个房间之间的隔墙，可以同时将其两面都设置成这种墙面换热系统（参见图2），也可以根据总体布局，只在一面设置换热系统，对于只有一面是房间的外墙，则只需要在其主墙体的近室内侧设置换热系统，所述水源热泵机组6设有冷热源侧水循环系统和使用侧水循环系统，可以根据需要切换其制冷和制热工况，所述冷热源侧水循环系统设有冷热源侧表冷器17，所述冷热源侧表冷器17设置于地下换热池18内，使用时位于地下换热池的水体中，池内通入地下水或地表水流动，表冷器内的介质与水体进行热交换，通过表冷器的隔离，可以有效地避免对地下水或地表水的污染，且系统内各部分的循环水可以采用经过净化和除氧处理后的除氧水，并脱除硬度（钙镁离子），以防止管道内结垢堵塞和对管道的腐蚀，所述使用侧水循环系统设有高位储水箱9，所述水源热泵机组6的使用侧出水口连接所述高位储水箱9的进水管8，所述水源热泵机组6的使用侧进水口连接回水连接管16，所述高位储水箱9的出水管连接有一个或多个换热供水立管12，所述回水连接管16连接有一个或多个换热回水立管13，所述换热供水立管12连接相应垂直方向上的墙面换热系统11的换热进水口，所述换热回水立管13连接相应垂直方向上的墙面换热系统11的换热出水口，根据连接上的便利及便于流量控制，通常一个立管对应于多个楼层中位于同一个垂直方向上的墙面换热系统，适宜时，也可以对应于多个楼层中位于相邻两个甚至更多个垂直方向上的墙面换热系统。对于楼房，通常各楼层的房间相互对应，所述换热供水立管12和换热回水立管13通常可以一一对应，共同形成对同一垂直方向上各楼层对应房间和对应墙面换热系统11的换热供水和回水。
所述高位储水箱9不仅具有储水功能，而且还可以依靠重力（位置水头）形成水流动力。
所述墙面换热系统11包括设有换热管22的换热墙体，所述换热墙体包括主墙体20、内保温层26、换热层和表面防护层24，所述换热层设有矩形的换热支架30，其边缘围成具有一定厚度的矩形板状空间，所述换热支架30位于所述主墙体20的近室内侧，并通过支架连接件28与所述主墙体20固定连接，所述内保温层26位于所述主墙体20和所述换热支架30之间，与所述主体墙固定连接，所述表面防护层24位于所述换热支架30的近室内侧，与所述换热支架30固定连接，所述换热管22安装在相应的换热支架30内，与所述换热支架30共同构成所述换热层，所述换热管22的进口构成所述墙面换热系统的换热进水口，所述换热管22的出口构成所述墙面换热系统的换热出水口。
所述内保温层26优选与所述主墙体20贴合在一起，所述换热支架30优选与所述内保温层26贴合在一起，所述表面防护层24优选与所述换热支架30贴合在一起，以减少空间占用，有利于墙体的总体强度并方便施工。
所述表面防护层24的表面可以粘贴有网布，所述网布上设有表面涂层23，或者不设网布，直接将表面涂层23设置在所述表面防护层24上，也可以根据需要进行其他形式的装修装饰。设置网布有利于提高表面涂层23的粘结强度。
所述表面防护层24上可以至少部分区域分布有若干纵向通孔和/或纵向盲孔，所述纵向盲孔的开口位于近换热支架侧，以利于散热。
所述表面防护层24上的纵向通孔优选至少分布在所述表面防护层的下部和所述表面防护层的上部，所述表面防护层的下部对应于所述换热管22的下部和/或下方的区域，所述表面防护层的上部对应于所述换热管22的上部和/或上方的区域。
当所述表面防护层24的表面粘贴有网布且所述网布表面设有表面涂层23时，所述表面防护层24上的全部纵向通孔可以均被所述网布覆盖住，但优选地，至少部分纵向通孔未被所述网布覆盖住，未被所述网布覆盖住的纵向通孔为外露通孔，连通室内空间和换热层的空间，以便形成空气对流，提高散热能力。
当所述表面防护层24的表面粘贴有网布且所述表面防护层24上的全部纵向通孔中至少部分纵向通孔未被所述网布覆盖住时，所述表面防护层24上未被所述网布覆盖住的纵向通孔至少分布在所述表面防护层的下部和所述表面防护层的上部，分别对应于所述换热管22的下部和/或下方的区域和所述换热管22的上部和/或上方的区域。
例如，可以将外露通孔分布在近房间地面和近天花板的区域，通过这些通孔可以形成空气对流，通过对流能够更有效地将采暖管线释放的热量带出来，另外在这些区域设置的外露通孔基本上不会影响墙面美观，如果与室内墙面装饰配合得好，还会形成独特的美观效果。
所述表面防护层24可以采用板材，例如，可以采用石膏板等适宜机械加工和安装的板材，可以在制备石膏板时将石膏板直接制备成所需的孔板，也可以在石膏板上钻孔形成孔板。安装后，将石膏板的表面（面向室内的大面）打磨平整，粘贴上网布刷漆，甚至可以直接在石膏板表面刷漆。
可以以螺钉（螺栓）等任意适宜的紧固装置将用作所述表面防护层24的板材直接紧固在所述换热支架30上。
实践中，所述表面防护层24可以采用多块矩形板材拼接而成，接缝处的缝隙用腻子堵塞。
当需要对所述换热管22等内部设施进行大修时，只要将用作表面防护层24的石膏板等拆下来，就能够直接露出换热支架30以及安装在换热支架30内的换热管22，而大修后的墙体表面恢复也非常容易。
所述换热层的空间内可以设有能够形成垂直气流的风机29，由此通过风机29的强制通风作用，由垂直方向上的下部或上部纵向通孔进风，由垂直方向上的上部或下部出风，形成与室内空气的循环气流，以增强散热效果，可以根据实际需要控制风机29的开启或关闭。
所述风机的数量为一个或多个，由于换热层的厚度小，循环气流对风机压力要求低，可以采用多个横向分布小功率的轴流风机，以形成均衡的气流且降低功率消耗。
由于这种墙面换热系统11的换热区域可以覆盖或基本上覆盖墙体垂直方向上的全部区域，例如，对于室内净高度为2.3米的房间，除去上、下边缘部位，墙面换热器的有效换热区间（从表面防护层24顶部的纵向通孔至表面防护层24底部的纵向通孔的区间，或者从最顶部换热管至最底部换热管的区间）可以为2.1米，散热面积大，效果好，且换热气流温和，有利于提高舒适度。
可以将房间的一面墙或多面墙设置成这种换热墙体，通常，为避免家具遮挡，可以将不设或基本上不设家具的墙面设置成这种换热墙体。
所述换热管22的结构可以采用任意适宜的现有技术，例如，所述换热管22可以包括若干横向段和所述横向段之间的连接段，所述横向段和连接段优选均位于同一立面上，所述连接段通常可以呈弧形、横置的u形或其他适宜形状，所述换热管22的各横向段上下分布。这种分布方式，有利于减小换热支架30的厚度，减少空间占用，且有利于根据需要设置各种连接方式，例如，同一换热管22的各横向段之间的串联、并联或者分组串联后再各组之间并联。
所述换热支架30可以设有分别支承在各所述横向段的下面或者分别支承在部分所述横向段的下面的换热管支承板25，以实现换热管22的支承和稳定。
所述换热支架30可以采用任意适宜的框架结构，例如，设有构造相同的两个大面框架21，所述大面框架21的边框内可以设置若干横向连杆和/或若干竖向连杆，以获得所需的整体强度并便于安装换热管支承板25，所述大面框架21的四角处之间设有两端分别连接大面框架21的纵向边框，所述换热管支承板25固定安装在相应位置的横向连杆、竖向连杆和边框上，可以只与一侧的大面框架21（包括其中的横向连杆和竖向连杆）连接，也可以分别与两侧的大面框架21连接，所述换热管支承板25的纵向中部优选设有凹形结构，以利于换热管22的安装定位，当只与一侧的大面框架21连接时，其未连接大面框架21的一侧可以向上翘起，以利于防止换热管22移位或脱离。
所述换热支架30优选为金属支架，由此可以通过换热支架30与换热管22的连接导热，有利于增大散热面积，并在换热支架30上形成各处基本均衡的温度，进而实现向室内散热的均衡。
所述换热管22上和/换热支架30上可以设置散热翅片，以提高散热效率。
所述主墙体20上可以锚固有若干支架固定板27，可以在浇注主墙体20时预先将支架固定板27的锚固部位置于主墙体20的相应部位，使支架固定板27的锚固部位固结在浇注的混凝土中，所述换热支架30和/或至少部分所述换热管22支承在所述支架固定板27上并可以与所述支架固定板27固定连接，也可以仅仅是压在支架固定板27上面。
当所述换热管22支承在相应支架固定板27上时，所述支架固定板27与相应换热管22之间优选设有减振垫和/或隔热垫，优选采用同时具有减振和隔热性能的减振隔热垫。当所述换热支架30支承在相应支架固定板27上时，可以通过夹具和螺栓紧固等方式实现所述换热支架30与相应的支架固定板27之间的固定连接，所述换热支架30与支架固定板27之间的固定连接采用隔热固定连接，所述换热支架30上用于连接所述支架固定板27的部位设有隔热垫或隔热套，优选同时还具有减振性能的隔热垫或隔热套。
所述支架固定板27的主体部分优选呈纵向延伸的杆状或板状，锚固在所述主墙体20内的支架固定板27的尾部（锚固部位）可以呈t形、l形或y形，或者设有与所述支架固定板27的主体部分垂直的锚固板，所述锚固板呈矩形、圆形或扁圆形等任意适宜的形状。
所述换热支架30可以通过若干支架连接件28与所述主墙体20固定在一起，例如，可以主墙体20上的适宜位置上设置膨胀螺栓，通过膨胀螺栓将换热支架30的四角处紧固住。
所述支架连接件28与所述换热支架30之间的固定连接优选采用隔热固定连接，所述换热支架30上用于连接所述支架连接件28的部位设有隔热垫或者隔热套，优选同时还具有减振性能的隔热垫或隔热套。
所述支架连接件28可以采用任意适宜的现有技术，例如，其主体部分可以为纵向延伸的杆状或板状，一端通过膨胀螺栓紧固在所述主墙体20上，或者旋接在预埋在主墙体20上的螺母上，另一端设有与换热支架连接的紧固件/连接装置，例如，卡箍、台钳式夹持/紧固装置、螺栓紧固装置等。
所述换热支架30与主墙体20之间可以只设置支架固定板27或支架连接件28，也可以同时设置支架固定板27或支架连接件28两种连接方式。
可以单独所述高位储水箱9为保温水箱，设有保温壳体，并置于高位储水箱室内。
所述换热供水立管12和所述换热回水立管13中穿过房间的部分优选均置于墙体内，并在墙体内实现与相关换热管22之间的连接，分别通过相应的接口管连接相应换热管的进口和出口，由此可以避免影响室内空间，并有助于与换热管22之间的连接。通常，所述换热回水立管13和所述换热供水立管12可以穿过相应的换热支架30或者邻近所述换热支架30的一侧，所述换热回水立管13和所述换热供水立管12可以设置在所述表面防护层24和内保温层26之间，也可以设置在纵向上与所述表面防护层24和内保温层26之间区域对应的墙角处，例如，也可设置暗柱旁或设置在暗柱上的竖向槽沟内。
所述换热回水立管13和所述换热供水立管12与所述换热管22之间的连接可以采用现有暖气的连接方式或其他任意适宜的连接方式，通常，所述换热回水立管13和所述换热供水立管12一一对应，相互对应的所述换热回水立管13和所述换热供水立管12连接相同的一个或多个换热管22，连接于相同的所述换热回水立管13和所述换热供水立管12的各换热管22可以相互串联，优选相互并联，并设置各自的进水控制阀门和/或出水控制阀门，所述进水控制阀门和/或出水控制阀门优选依据温度自动进行流量控制的温度控制阀。
所述冷热源侧表冷器17可以采用盘管或列管结构，也可以采用其他构造的表冷器。
所述地下换热池18优选位于地下，以利于保温并减少地面占用。
所述地下换热池18优选采用地表水或地下水作为循环水源。
当所述地下换热池18采用地下水作为循环水源时，可以设有连接地下水井3的进水管道19和连接回灌水井2的出水管道1；当采用地表水作为循环水源时，可以设有连接地表水源的进水管道和出水管道。
由于换热系统不可避免会出现一定程度的介质损耗，可以设置配套的补充水系统14，所述补充水系统通常应设有用于净化、除硬度和除氧或进行其他处理的水处理装置，具体处理功能可以根据实际需要设置，所述补充水系统14通常也可以设置在地下，其进水管道5连接所述地下换热池的进水管道19或者直接接入地下水井等水源，出水管道15接入所述水源热泵机组的回水连接管16或者直接接入所述水源热泵机组的使用侧进水口。
图4给出了一种隔热固定的实施方式，假设相互连接的两部分件分别为连接件110（例如所述支架连接件或支架固定板）和被连接件120（例如所述换热支架，可以为换热支架中的一个边框和横向或竖向的连接杆等），连接件110的相应连接端设有用作支架连接装置的螺纹夹紧装置，所述螺纹夹紧装置包括两个半圆环形的夹板131，夹板131的具体形状可以依据被连接件连接部位的具体形式设置，例如，对于横截面为方形的被连接件，夹板可以呈直角形，分别卡在方形的两个相对的角上，被连接件上套有隔热套140（保温套），所述隔热套可以是完整的套，也可以用片状隔热材料包裹在被连接件上120，将两个卡板131分别从被连接件120的两侧将连带隔热套140在内的被连接件120夹持在其中，两个卡板131之间两个相互连接部位中的一处是相互铰接，连接件110可以固定在一个卡板上，也可以固定在铰链133的座上，通过铰链座与与铰链座固定的夹板固定连接，两个夹板131在相互连接部位中的另一处分别设有相互平行的连接端板134，通过螺栓135将两个连接端板紧固在一起，由此使得两个夹板131紧紧夹住被连接件120并有隔热套140位于被连接件120和夹板131之间，进而实现连接件与被连接件之间的固定和隔热。
用于紧固两个夹板131上的连接端板134的螺栓上可以依据常规技术设置垫圈136，旋接在螺旋上的螺母可以为双螺母132，以避免松脱。
图5给出了隔热固定连接的另一种具体实施方式，假设相互连接的一部分件为连接件111和112（例如所述支架连接件或支架固定板），另一部分件为件120（例如所述换热支架，可以为换热支架中的一个边框和横向或竖向的连接杆等），两连接件111、112的一端固定安装在固定的基础100上（例如所述主墙体），另一端通过螺栓138、139紧固有构成支架连接装置的同一个压板137，当连接件111、112的主体部分采用圆杆状时，为便于螺栓138、139的旋接，可以在该端部设置与所述压板137平行的板状连接部，用于旋接螺栓138、139，所述被连接件120与压板137之间设有隔热垫141，所述被连接件120与基础100之间也可以设置隔热层142，隔热层142可以独立设置，也可以采用墙体上的现有隔热层（例如所述内保温层）。
上述隔热固定连接方式可以用于本发明中的任何适宜的隔热固定连接，例如，支架固定板27与换热支架30之间的隔热固定连接，由此可以避免因两个金属件（或其他易导热件）直接接触产生的热桥效应。
本发明涉及的各水管/管道均应根据实际需要设置水泵、阀门和测量仪表等，具体设置方式可以依据现有技术。例如，所述水源热泵机组6冷热源侧的进水管道19上可以设有冷热源侧进水高压泵4，所述水源热泵机组6使用侧的出水管道上可以设有使用侧出水高压泵7。
本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。