一种用于沙漠的空气调节系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于沙漠的空气调节系统及其方法，空气调节系统包括供热系统、供冷系统和控制系统，所述供热系统和所述供冷系统通过共用的风机盘管相连接，所述控制系统与所述供热系统和所述供冷系统分别相连接。本发明专利技术的空气调节系统及其方法通过采用沙漠中丰富的沙子作为储热和储冷介质，充分利用了沙漠中白天高温、夜间低温以及缺水的特点，具有节能、环保、零水耗、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及暖通空调
，具体涉及一种用于沙漠的空气调节系统及其方法。
技术介绍
当前，用于大负荷室内空气温度的调节主要是采用集中或分布式供暖、中央空调制冷降温、蒸汽压缩式热泵系统或者吸收或吸附式热泵系统制冷和供暖，上述系统的功能实现需要水源和大量电能的介入。因科学考察、牧民、商业往来、环境保护工作等原因需要在沙漠中长期居住或暂住的情况下，由于恶劣的温差环境(如位于我国新疆的塔克拉玛干沙漠的白天温度高达40℃、夜间低达0℃以下，白天的平均温度高于人类需要的舒适性温度，夜晚的温度低于人类需要的舒适性温度，昼夜温差过大。)必须进行调节才能生存，但是沙漠地区往往缺乏电能，而且水资源是尤其珍贵，若采用上述制冷空调系统进行调节，若需较长期或者长期运行，则非常困难甚至不可能实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种用于沙漠的空气调节系统及其方法，旨在通过沙子储热和储冷的方式实现沙漠中的室内气温调节。本专利技术采用的技术方案具体为：一种用于沙漠的空气调节系统，包括供热系统、供冷系统和控制系统，所述供热系统和所述供冷系统通过共用的风机盘管相连接，所述控制系统与所述供热系统和所述供冷系统分别相连接。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述供热系统包括第一换热器、第一风机、第一三通阀门、第一储罐单元和风机盘管，其中：所述第一换热器、第一风机、第一三通阀门和所述第一储罐单元通过通风管道依次组成回路；所述风机盘管的一端通过第二风机与所述第一三通阀门相连接，所述风机盘管的另一端通过第一截止阀与所述第一换热器和所述第一储罐单元分别相连接。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述第一储罐单元包括第二换热器和第一储罐，所述第二换热器置于第一储罐内。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述第一储罐内填充有沙子，所述第二换热器置于沙子的下部。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述供冷系统包括风机盘管、第二三通阀门、第四风机、第二换热器和第二储罐单元，其中：所述第四风机、所述第二换热器、所述第二储罐单元和所述第二三通阀门通过通风管道依次组成回路；所述风机盘管的一端通过第三风机与所述第二三通阀门相连接，所述风机盘管的另一端通过第二截止阀与所述第一换热器和所述第一储罐单元分别相连接。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述第二储罐单元包括第四换热器和第二储罐，所述第四换热器置于第二储罐内。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述第二储罐内填充有沙子，所述第四换热器置于沙子的下部。在上述用于沙漠的空气调节系统中，所述控制系统通过信号线和电源线与所述风机盘管相连接，所述控制系统通过电源线与供热系统的第一风机、第二风机、第一三通阀门以及第一截止阀分别相连接，所述控制系统通过电源线与供冷系统的第三风机、第四风机、第二三通阀门以及以及第二截止阀分别相连接；所述控制系统还连接有光伏电源。在上述用于沙漠的空气调节系统中，在第一储罐外包裹保温层，保温层外包裹具有高吸收率的涂料或者表皮，在第二储罐外包裹保温层，保温层外包裹具有低发射率的涂料或者表皮。一种空气调节系统的调节方法，具体步骤为：(a)当处于室内供冷模式时：一方面，控制系统将第二三通阀门切换到使由第四风机、第二换热器、第二储罐单元和第二三通阀门组成的回路失效的连通状态、第二截止阀置于连通状态、第三风机置于运转状态以及将第四风机置于停机状态，则通风管道内的空气在第三风机的驱动下在第一储罐内的第四换热器内被冷却，冷却后的低温空气经第二截止阀进入风机盘管，与室内空气换热，将室内空气冷却后，管内的高温空气沿管道返回第四换热器，形成连续的空气降温循环，通过信号线调整风机盘管中风机的转速，可将室内空气冷却至26℃以下；另一方面，控制系统将第一三通阀门切换到使由第一换热器、第一风机、第一三通阀门和第一储罐单元组成的回路有效的连通状态、第一截止阀置于切断状态、第一风机置于运转状态以及将第二风机置于停机状态，通风管内的空气在第一风机的驱动下在第一换热器内被加热，加热后的高温空气进入第一储罐内的第二换热器内，将第一储罐内的沙子加热并将热量储存在第一储罐内，降温后的低温空气经第一三通阀门返回第一风机，形成连续的储热空气循环；(b)当处于室内供热模式时：一方面，控制系统将第一三通阀门切换到使由第一换热器、第一风机、第一三通阀门和第一储罐单元组成的回路失效的连通状态(即、第一截止阀置于连通状态、第一风机置于停机状态以及将第二风机置于运转状态，通风管道内的空气在第二风机的驱动下经第二换热器被第一储罐内的沙子加热，加热后的高温空气经第一截止阀进入风机盘管，在风机盘管中与室内空气换热，将室内空气加热后，管内的低温空气返回第二风机，形成连续的空气供热循环，通过信号线调整风机盘管中风机的转速，将室内空气加热至16℃以上；另一方面，控制系统将第二三通阀门切换到使由第四风机、第二换热器、第二储罐单元和第二三通阀门组成的回路有效的连通状态、第二截止阀置于切断状态、第四风机置于运转状态以及将第三风机置于停机状态，通风管道内的空气在第四风机的驱动下，经室外低温换热器与室外的低温空气和沙子换热，冷却后的低温空气进入第四换热器，将第二储罐内的沙子冷却，并将冷量储存在第二储罐内，吸热后的高温空气返回第二三通阀门，形成连续的空气储冷循环。本专利技术产生的有益效果是：利用沙漠中丰富的资源(沙子)作为储热和储冷介质，利用储热罐中的沙子存储热量，利用储冷罐内的沙子储存冷量，供冷模式下(白天)将太阳辐射热能存储在储热罐内，利用储冷罐内储存的冷量冷却室内空气温度至人体的舒适性温度范围，供热模式下(夜间)将室外低温空气和沙子携带的冷量储存在储热罐，同时利用储热罐内的热量加热室内的空气温度至至人体的舒适性温度范围，并利用带储电功能的光伏电源在白天发电供白天和夜间使用，整套调节措施无需水资源，也节约了电能；此外空气调节系统的结构简单、制造成本低，尤其适合沙漠中白天高温、夜间低温和缺水的环境特点。附图说明当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本专利技术。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一种用于沙漠的空气调节系统的结构示意图。图中：1-第一换热器、2-第一风机、3-第一三通阀门、4-第二换热器、5-第一储罐、6-第二风机、7-风机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，包括供热系统、供冷系统和控制系统，所述供热系统和所述供冷系统通过共用的风机盘管相连接，所述控制系统与所述供热系统和所述供冷系统分别相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，包括供热系统、供冷
系统和控制系统，所述供热系统和所述供冷系统通过共用的风机盘管相
连接，所述控制系统与所述供热系统和所述供冷系统分别相连接。
2.根据权利要求1所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述供热系统包括第一换热器、第一风机、第一三通阀门、第一储罐单元
和风机盘管，其中：
所述第一换热器、第一风机、第一三通阀门和所述第一储罐单元
通过通风管道依次组成回路；
所述风机盘管的一端通过第二风机与所述第一三通阀门相连接，
所述风机盘管的另一端通过第一截止阀与所述第一换热器和所述第一
储罐单元分别相连接。
3.根据权利要求2所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述第一储罐单元包括第二换热器和第一储罐，所述第二换热器置于第一
储罐内。
4.根据权利要求3所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述第一储罐内填充有沙子，所述第二换热器置于沙子的下部。
5.根据权利要求1所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述供冷系统包括风机盘管、第二三通阀门、第四风机、第二换热器和第

\t二储罐单元，其中：
所述第四风机、所述第二换热器、所述第二储罐单元和所述第二
三通阀门通过通风管道依次组成回路；
所述风机盘管的一端通过第三风机与所述第二三通阀门相连接，
所述风机盘管的另一端通过第二截止阀与所述第一换热器和所述第一
储罐单元分别相连接。
6.根据权利要求5所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述第二储罐单元包括第四换热器和第二储罐，所述第四换热器置于第二
储罐内。
7.根据权利要求6所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，所
述第二储罐内填充有沙子，所述第四换热器置于沙子的下部。
8.根据权利要求1所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，
所述控制系统通过信号线和电源线与所述风机盘管相连接，所述
控制系统通过电源线与供热系统的第一风机、第二风机、第一三通阀门
以及第一截止阀分别相连接，所述控制系统通过电源线与供冷系统的
第三风机、第四风机、第二三通阀门以及以及第二截止阀分别相连接；
所述控制系统还连接有光伏电源。
9.根据权利要求1所述的用于沙漠的空气调节系统，其特征在于，在
供热系统的第一储罐外包裹保温层，保温层外包裹具有高吸收率的涂料
或者表皮，在供冷系统第二储罐外包裹保温层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊亚选，史建峰，王刚，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11