换热单元及点阵空调系统的制作方法

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种换热单元及点阵空调系统。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，对房间空调的舒适性和节能效果提出更高的要求。传统空调采用强对流换热的形式，会出现局部强烈的吹风感、换热不均匀的现象，气流组织差，人体舒适性受到很大的影响，同时冷量的利用效率低，造成能源的浪费。

辐射制冷能够提供温度均匀性较好的舒适空间，但辐射制冷存在供冷速度慢和结露等难题，难以实现广泛推广。

另外，无论是强对流换热还是辐射换热，目前的空调系统，由于进回风口的布置方式固定不能动态调节，导致其气流组织调节能力具有局限性，无法实现同一房间内差异化的分区气流组织控制，其冷却方式很难同时满足同一房间内不同人员个性化的热环境需求。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种新型点阵空调系统，可根据实际应用场景，智能选择换热和通风方式，实现房间分区节能舒适控温。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种换热单元，包括辐射对流模块、风扇、开合门和壳体；辐射对流模块、风扇、自动开合门由下往上依次设置在壳体中；辐射对流模块用于接收空调系统的换热流体以向外部环境进行辐射换热；开合门与风扇联动控制，风扇工作时，开合门打开，风扇停止工作时，开合门关闭；辐射对流模块上还设置有供空气流通的点阵小孔；当辐射对流模块通入换热流体且风扇不工作时，换热单元处于辐射换热模式，当辐射对流模块通入换热流体且风扇工作时，换热单元处于辐射对流换热模式，当辐射对流模块未通入换热流体且风扇工作时，换热单元处于对流换热模式。

作为本发明的一种改进，所述辐射对流模块包括实心辐射板和固定在实心辐射板上的翅片管，所述实心辐射板正面设有若干供空气流通的点阵小孔，所述翅片管的出口或/和入口设置用于控制换热流体的调节阀。

作为本发明的一种改进，所述翅片管与实心辐射板采用焊接方式连接在一起，所述翅片管以完全贯入、部分贯入或完全不贯入辐射板的形式固定在实心辐射板上。

作为本发明的一种改进，所述翅片管包括呈u型弯曲的光管和平行间隔布设在光管上的散热片。

作为本发明的一种改进，所述辐射对流模块包括一中空辐射板，所述中空辐射板正面设有若干供空气流通的点阵小孔，所述中空辐射板侧面设有换热流体入口和换热流体出口，并在换热流体入口或/和换热流体出口设置用于控制换热流体的调节阀。

作为本发明的一种改进，所述中空辐射板的点阵小孔内设置有用于增强换热的翅片。

作为本发明的一种改进，所述风扇为双向风扇，当风扇正转时，所述换热单元为送风口模式，当风扇反转时，所述换热单元为回风口模式，当风扇不工作时，所述换热单元为封闭口模式。

一种点阵空调系统，包括若干上述的换热单元，且该若干换热单元呈点阵排列。由于每个换热单元都具有辐射换热、对流换热、辐射对流换热三种换热模式，以及送风口、回风口及密封口(风扇不工作即为密封口)三种通风方式，因此可以根据室内负荷分布的动态变化，实时调整房间供回风口布置方式，克服传统空调供回风方式固定，无法动态调节的瓶颈，通过调节换热流体的流量、选择合适的换热模式、调节风量方向和大小等参数，极大地提高房内气流组织和温度调节的能力，可以根据多种使用场景和人员个性需求，通过人工智能选择最优的工作模式，创造多个最舒适的差异化的微环境，可以同时满足房间内多人多场景舒适性要求，并且达到最优的节能效果。

作为本发明的一种改进，所述换热单元均匀点阵在房间顶部，所述换热单元的长和宽均为0.3～0.8m，所述换热单元的顶面与房顶的间隙为0.01～0.5m。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的换热单元工作状态灵活可调，具有辐射换热、对流换热、辐射对流换热三种换热模式，并可根据实际需求，自动切换为送风口、回风口及密封口三种通风模式。

2、本发明的点阵空调系统，可以根据室内负荷分布的动态变化，动态实时调整房间供回风分布方式，克服传统空调供回风方式固定，无法灵活调节的瓶颈。

3、本发明的点阵空调系统，通过调节换热流体的流量、选择合适的换热模式、调节风量方向和大小等参数，极大地提高房内气流组织和温度调节的能力，可以根据多种使用场景和人员个性需求，通过人工智能选择最优的工作模式，创造多个最舒适的差异化的微环境，可以同时满足房间内多人多场景舒适性要求，并且达到最优的节能效果。

附图说明

图1是本发明实施例一的换热单元的结构分解示意图；

图2是本发明实施例一的换热单元的整体结构示意图；

图3是本发明实施例二的换热单元的整体结构示意图；

图4是本发明的点阵空调系统的工作模式示意图；

附图标记说明：1-实心辐射板；2-翅片管；3-调节阀；4-风扇；5-壳体；6-自动开合门；7-翅片；8-中空辐射板；9-换热单元。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种换热单元，包括实心辐射板1、翅片管2、调节阀3、风扇4、壳体5和开合门6。

壳体5作为换热单元外壳，优选为两端开口的筒体，截面形状可以为方形、圆形或多边形，可根据点阵空调系统的装修风格进行设计，本实施例中采用方形壳体。为了防止壳体内部能量的散失及壳体之间能量的交换，壳体5采用隔热材料制成，或者进行隔热设计。

实心辐射板1、翅片管2、风扇4和开合门6从下往上依次安装在壳体5中，形成一个独立的单元。优选的，实心辐射板1固定在壳体5一端，以实心辐射板1四周不外漏为最优设计，尽量减少实心辐射板1其他方向的热辐射。开合门6则安装在壳体5的另一端，采用常规的电动开合门即可。

实心辐射板1上均匀点阵若干小孔，用于空气的流通，实心辐射板1上表面与翅片管2采用焊接的方式连接在一起，用于强化翅片管2和实心辐射板1之间的热传递，翅片管2包括光管和平行间隔布置在光管的散热片，光管可以设计成部分贯入实心辐射板1的干涉形式，图1示例性的给出了翅片管2中的光管与实心辐射板1不干涉的情况，翅片管2中光管的弯曲形式可以根据需要多样设计，图1示例性的给出了光管的u形弯曲形式。每个换热单元设置一个总进管路和一个总出管路，分别由翅片管2进口和出口的两个调节阀31控制。当翅片管2通入换热流体后，将加热或制冷实心辐射板1，达到向周边环境进行热辐射采暖或者冷辐射制冷的目的。

风扇4能够实现正反转，且风速可调，从而使得正转送风和反转回风都能实现稳定风量传递，用于实现换热单元的送风和回风功能，风扇4和开合门6联动控制，即当风扇4工作时，开合门6自动打开，当风扇4停止工作时，开合门6自动关闭。如此，实心辐射板1单独工作时，换热单元处于辐射换热模式，此时，换热单元也处于封闭口模式，没有空气流通。风扇单独工作时，换热单元处于对流换热模式，此时，换热单元可以为出风口模式(风扇正转)，也可以为回风口模式(风扇反转)。实心辐射板1和风扇4同时工作时，换热单元处于辐射对流换热模式，此时，换热单元为出风口模式。

当风扇4不开启时，调节阀3控制翅片管2内有换热流体流过，经翅片管2上的散热片导热，将热量传递给实心辐射板1，再由实心辐射板1下表面与房间辐射换热；当风扇4开启送风时，翅片管2内有换热流体流过，流经翅片管2的风量也可以从实心辐射板1上的均匀点阵小孔进入房间，与房间同时进行辐射和对流换热；当风扇4开启送风时，翅片管2内无换热流体流过，从实心辐射板1均匀点阵小孔出来的风量，只与房间进行对流换热。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了另一种结构形式的换热单元，与实施例1不同点在于：实施例2采用中空辐射板8和翅片7替换了实施例1中的实心辐射板1和翅片管2结构，其中翅片7分布在中空辐射板8的表面点阵小孔内，以强化换热。换热流体由调节阀3控制直接进入中空辐射板8的中空区域，在中空区内部直接进行热交换，吸收热量的中空辐射板8下表面与房间辐射换热，当风扇开启时，通过翅片7的风量也可以与房间进行对流换热。

当风扇4不开启时，调节阀3控制中空辐射板8内有换热流体流过，在中空区直接进行热交换，热量自内向外传递至中空辐射板8下表面，与房间进行辐射换热；当风扇4开启送风时，中空辐射板8内有换热流体流过，风量流经中空辐射板8的点阵小孔内翅片7的表面进入房间，与房间同时进行辐射和对流换热；当风扇4开启送风时，中空辐射板8内无换热流体流过，从中空辐射板8的点阵小孔出来的风量，只与房间进行对流换热。

图3示出了由若干上述的换热单元构成点阵空调系统，其安装位置如图所示，若干换热单元9根据用户舒适性和美观要求排列在房间顶部位置，起到舒适和装饰的作用，换热单元9尺寸可根据房间面积大小定制，优选的，长和宽的截面尺寸范围为0.3～0.8m。通常换热单元9与房顶间留有一定距离，可根据房屋实际高度合理设计，优选的，换热单元9顶面与房顶的间隙范围为0.01～0.5m。

本发明的点阵空调系统的每个换热单元9都具备辐射、对流、辐射对流三种换热模式，可根据用户舒适度需求，有效实现房间区域有风感、无风感、有辐射和无辐射等多种组合形式，常见组合形式如图3所示，本发明的换热单元可根据房间人员位置分布和不同的热量需求，智能为人员选择舒适的模式，以制冷为例，当辐射制冷模式下，房间分布人员感觉较热时，位于该人员顶部位置的换热单元风扇开启送风模式，自动为该人员送冷风，更加快速降温，当该人员感觉较冷时，位于该人员顶部位置的换热单元风扇自动关闭，重新恢复辐射制冷模式。由于换热单元的风扇正转和反转均能工作，使得换热单元的送风和回风形式也较为灵活，实现小区域送风回风等节能模式，同样以制冷为例，当房间只有一个人员时，位于该人员顶部位置的换热单元工作送冷风，附近的换热单元风扇开启回风模式，实现小区域风量循环功能，有效实现一人节能模式。当房间有多个人时，换热单元会根据不同人员的热量需求，自动为其选择换热模式。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。