空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备技术方案

本发明专利技术涉人工环境控制技术及空调技术领域，尤其涉及空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备。本发明专利技术提供了一种空调辅助换热单元，包括：换热器、空调接入管道和空调接出管道，所述空调接入管道和空调接出管道的一端通过所述换热器连通；所述换热器上还设置有换热接入管道和换热接出管道；所述换热接入管道和换热接出管道通过所述换热器连通；所述换热接入管道或换热接出管道上设置有泵。本发明专利技术另一方面还提供了一种包括上述空调辅助换热单元的空调系统及控制方法和环境模拟设备，通过空调辅助换热单元，为空调接入其他散热器提供基础，以便利用热传导、热辐射辅助空调系统对封闭空间温度的调控，满足低风速、高效率的温度调控。

【技术实现步骤摘要】
空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备
本专利技术涉人工环境控制技术及空调
，尤其涉及空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备。
技术介绍
传统的空调系统主要包括冷凝器、压缩机、蒸发器和膨胀阀，利用压缩机解决了室内(封闭空间)逆外界环境温度的热能转移问题，使得高温天气下室内可以被降温，低温天气下室内可以被升温，因此在封闭环境的温度控制方面得到了非常广泛的应用。由于传统空调在室内利用换热器对空气温度进行调控，辅以风机，使空气快速流动，实现温度均匀，进而提高换热器的效率。在制冷时，设置的温度与实际温度的差值越大，换热器表面的温度越低，这时如果换热器表面的温度低于空气的露点温度，则会在换热器表面产生冷凝水，从而降低了空气的湿度，这种空气湿度的降低不是控制内的，导致空气湿度持续降低，给湿度的控制带来不利影响，如果环境需要高湿度，还需要加湿器提高湿度，造成了资源的浪费。提高风速虽能够改善这一问题，但风速的提高是有限的，而且带来的副作用是噪音大，甚至产生结构震动，耗电量也同时大幅升高。传统空调只采用热对流方式对空气进行制冷或制热，未采用如热传导或热辐射对特定位置进行制冷或制热，以便更高效地控制温度。环境模拟主要指通过一种或多种技术手段，将一个指定空间内的一种或多种环境参数，约束到特定的数值。所述环境参数通常包括：空间内的空气密度(即气压参数)、空气温度及湿度、空气的组成成分(如二氧化碳浓度、沙尘密度等)、空间内的光照度、辐射强度、噪声强度，另外还有空气流速(即风速)等。通常在设计环境模拟设备时，会在其中安置空调系统，以便控制环境参数(如温度、湿度)。空气湿度的控制会有上述问题，而且风速本身就是环境模拟中的一个重要指标，某些场景是不允许高风速的，例如植物生长环境实验室中，花粉授粉阶段要求较低的风速。因此，本领域亟需空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备。有鉴于此，提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供空调辅助换热单元、空调系统及控制方法和环境模拟设备，以解决上述至少一个技术问题。具体的，本专利技术提供了一种空调辅助换热单元，包括：换热器、空调接入管道和空调接出管道，所述空调接入管道和空调接出管道的一端通过所述换热器连通；所述换热器上还设置有换热接入管道和换热接出管道；所述换热接入管道和换热接出管道通过所述换热器连通；所述换热接入管道或换热接出管道上设置有泵。其中，所述空调接入管道和空调接出管道的另一端用于与空调系统的管路连通，可以与空调系统的蒸发器并联或串联，所述空调系统可以制冷或冷暖两用，所述换热接入管道和换热接出管道可以与其他换热器连通，其他换热器可以对周围物品、空气进行吸热或散热，所述泵用于对管路内的冷媒的循环提供动力。采用上述方案，所述空调辅助换热单元通过所述换热器实现与空调系统的管路进行热交换，利用空调系统对换热接入管道、换热接出管道内的冷媒进行制冷或制热，所述冷媒可以为水或常用制冷剂，所述空调辅助换热单元为空调接入其他散热器提供基础，以便利用热传导、热辐射辅助空调系统对封闭空间温度的调控，满足低风速、高效率的温度调控。进一步地，所述空调接入管道上设置有辅助膨胀阀。其中，所述辅助膨胀阀可以为机械膨胀阀，也可以为电子膨胀阀，若采用电子膨胀阀，所述空调辅助换热单元还设置有控制器，所述控制器与所述电子膨胀阀电性连接。采用上述方案，当所述空调辅助换热单元与空调系统中的蒸发器并联时，能利用辅助膨胀阀进行制冷量或制热量的控制，脱离传统空调系统中膨胀阀的控制，实现单独调控。进一步地，所述空调辅助换热单元还包括辅助储液器，所述辅助储液器用于存放制冷剂。优选地，所述制冷剂采用氟利昂，更优选地，所述制冷剂采用氟里昂134a(C2H2F4，R134a)。采用上述方案，传统的单流体热交换器，即冷板多采用水作为冷媒，因为水具有更大的比热容，但氟利昂能利用相变潜热，即汽化热，在最小的质量流量下进行更多热量的运输，减少管道传输中的阻力。同时，管道中相变材料在两相状态下各点温度相同，有利于为多个单流体热交换器提供均等的换热能力。进一步地，所述泵采用氟泵。采用上述方案，结构紧凑、噪音低、耐腐蚀。进一步地，所述空调辅助换热单元还包括单流体热交换器，所述单流体热交换器通过管道与所述换热接入管道、换热接出管道连接。采用上述方案，所述单流体热交换器利用热传导、热辐射对特定位置进行加热或制冷，在不提高风速的条件下，提高空调系统制冷和加热的效率。进一步地，所述单流体热交换器为多个，通过管道并联和/或串联。优选地，所述单流体热交换器可以为铜管嵌入式冷板、桥接式冷板、真空焊接式冷板。更优选地，所述单流体热交换器采用铜管嵌入式冷板。采用上述方案，在制冷状态时，可以对封闭空间内发热设备进行独立制冷，在制热状态时，可以对特定位置进行独立制热，使得特定位置温控更精准；减少因热对流方式导致的制冷或制热针对性弱，温控不精准的情况。和热对流方式相比，热传导方式对空气湿度的影响更小，甚至可以忽略。所述空调接入管道、空调接出管道的另一端设置有空调冷媒接口。采用上述方案，便于所述空调辅助换热单元与空调系统中的管道实现快速连接。进一步地，所述换热接入管道、换热接出管道、单流体热交换器及管路之间可拆卸连接。其中，所述可拆卸连接可以利用螺纹，卡接等连接，也可以通过其它快速接头连接。采用上述方案，可以根据需要针对所述单流体热交换器的连接个数、连接方式、连接位置进行特殊性设置，满足不同环境的需求。进一步地，所述空调辅助换热单元还包括控制器，所述换热接入管道上设置有第一温度传感器，所述换热接出管道上设置有第二温度传感器，所述泵、第一温度传感器、第二温度传感器与所述控制器电性连接。采用上述方案，所述控制器根据所述第一温度传感器、第二温度传感器测得的温度及温差控制氟泵的功率、辅助膨胀阀的开合，以控制管路内冷媒的流速及温度，控制所述单流体热交换器的换热效率，减少能源浪费以及防止结露结霜。本专利技术还提供了一种空调系统，包括通过管路连接的室外换热单元、室内空气换热单元，所述室外换热单元包括冷凝器、压缩机，所述室内空气换热单元包括蒸发器、空调膨胀阀；所述空调系统还包括上述空调辅助换热单元，所述空调辅助换热单元与所述室内空气换热单元利用管路并联。采用上述方案，包括上述空调辅助换热单元的所述空调系统包括所述空调辅助换热单元的有益效果，另外，所述空调系统用于制冷时，所述空调辅助换热单元的存在，使得所述空调系统在同等制冷量下，可以有更小的风速，同时仍能保证蒸发器表面温度高于露点温度，减少非控制除湿，使得所述空调系统更好地调控封闭空间的温度与湿度。进一步地，所述室外换热单元还包括第一风扇，所述第一风扇与所述冷凝器相对设置。进一步地，所述室内空气换热单元还包括第二风扇，所述第二风扇与所述蒸发器相对设置。进一步地，所述室外换热单元还包括空调储液器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调辅助换热单元，其特征在于：包括换热器(101)、空调接入管道(102)和空调接出管道(103)，所述空调接入管道(102)和空调接出管道(103)的一端通过所述换热器(101)连通；所述换热器(101)上还设置有换热接入管道(104)和换热接出管道(105)；所述换热接入管道(104)和换热接出管道(105)通过所述换热器(101)连通；所述换热接入管道(104)或换热接出管道(105)上设置有泵(106)。/n

【技术特征摘要】
1.一种空调辅助换热单元，其特征在于：包括换热器(101)、空调接入管道(102)和空调接出管道(103)，所述空调接入管道(102)和空调接出管道(103)的一端通过所述换热器(101)连通；所述换热器(101)上还设置有换热接入管道(104)和换热接出管道(105)；所述换热接入管道(104)和换热接出管道(105)通过所述换热器(101)连通；所述换热接入管道(104)或换热接出管道(105)上设置有泵(106)。


2.根据权利要求1所述的空调辅助换热单元，其特征在于：所述空调接入管道(102)上设置有辅助膨胀阀(107)。


3.根据权利要求2所述的空调辅助换热单元，其特征在于：所述空调辅助换热单元(100)还包括辅助储液器(109)，所述辅助储液器(109)用于存放制冷剂。


4.根据权利要求3所述的空调辅助换热单元，其特征在于：所述制冷剂采用氟利昂。


5.根据权利要求3所述的空调辅助换热单元，其特征在于：所述空调辅助换热单元(100)还包括单流体热交换器(108)，所述单流体热交换器(108)通过管道与所述换热接入管道(104)、换热接出管道(105)连接。


6.根据权利要求1-5任一项所述的空调辅助换热单元，其特征在于：所述空调辅助换热单元(100)还包括控制器，所述换热接入管...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓峰，
申请(专利权)人：北京创意信通科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11