一种用于公共场所的热管冷辐射系统

技术领域

本发明涉及一种热管换热技术领域，具体涉及用于公共场所的热管冷辐射系统。

背景技术

由于热空气密度低，会上升；冷空气密度高，会下沉。因此，建筑空间中从低到高往往存在温度的梯度分布，越在空间高处，测得的温度越高。

对于商业建筑，如大型购物中心，随着人流量的增加，热负荷会显著上升，聚集到购物中心内部空间的顶部，导致购物中心的上部楼层温度普遍较高，甚至出现人员无法忍受的情况。多数建筑空调设计，不会考虑上述提到的温度分布不均匀。其中一个重要原因是如果把这个因素考虑进去，按温度高的区域设计空调，会增加系统复杂度，而且可能显著增加空调机组的制冷量配置，导致空调系统初投资增加，运营费用增加。

与此类似，对于大空间的工业厂房，随着环保要求严格落实，传统采用开窗直接通风的散热方式逐渐受到限制。而要想应用空调又导致投资和运行费用上升过高，因此，同样存在对运行成本经济的降温解决方案的迫切需求。

如果能采用低耗能的手段，利用室内与室外的温度差，将热量传导给自然环境，可显著降低室内降温的能耗。

因此，本技术领域需要一种初投资较低、节能、能够有效排出大型空间内较高区域热量的温度调节装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种设备配置成本低、运行节能、利用室内与室外的温度差能够有效排出公共场所内较高区域热量的热管冷辐射系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于公共场所的热管冷辐射系统，热管冷辐射系统包括蒸发单元组件、冷凝单元组件及工质传输组件，或者热管冷辐射系统包括蒸发单元组件、冷凝单元组件、蒸发冷凝单元组件及工质传输组件；所述蒸发单元组件，包括两件以上第一蒸发单元，所述两件以上第一蒸发单元设在公共场所的室内空间的顶部区域；所述冷凝单元组件，包括一件以上第一冷凝单元，所述第一冷凝单元设在公共场所的外部；所述工质传输组件，用以连通所述蒸发单元组件及冷凝单元组件，一件以上所述第一冷凝单元与一件所述第一蒸发单元连通或者一件所述第一冷凝单元与一件以上所述第一蒸发单元连通；所述蒸发冷凝单元组件，包括一件以上蒸发冷凝单元，所述蒸发冷凝单元为整体式结构，所述一件以上蒸发冷凝单元嵌设在公共场所的顶部。

采用上述技术方案的有益效果在于：针对在技术构思时充分考虑了公共场所具有内部空间宽敞、水平面积大、高度高的特点，以及传统大型公共场所降温普遍存在初始投资成本大、运行能耗高的缺陷，通过在公共场所的内外分别设置蒸发单元组件和冷凝单元组件，多件第一蒸发单元均匀或按预定规则布置在室内空间的顶部区域进行快速均匀降温；整体式的蒸发冷凝单元组件具有结构紧凑，拆装维护便捷，工质传输管路短，重力驱动能力突出，制冷效率高，配置成本低的优点；蒸发单元组件与冷凝单元组件分体式结构具有安装位置灵活，适应范围广的特点，当公共场所处于顶层时，通过把蒸发冷凝单元组件布设在公共场所靠近中间区域的顶部，将冷凝单元组件及蒸发单元组件布设在公共场所靠近侧墙的区域，可以充分发挥各自的优势，在满足公共场所降温需求的前提下，进一步降低了配置成本及后期运行能耗。

另外，设置一件第一蒸发单元与多件第一冷凝单元连接的配比方式，可满足位于室内外温差小的地域的公共空间使用需求，有效提高室内制冷效率；设置多件第一蒸发单元与一件第一冷凝单元连接的配比方式，可适用于位于内外温差大的地域的公共空间使用需求，在满足制冷功率要求的前提下，尽量减少第一冷凝单元的配置，降低设备初投资成本。

优选地，所述第一蒸发单元包括第一蒸发换热管组及第一蒸发壳体，所述第一蒸发换热管组内置于所述第一蒸发壳体，所述第一蒸发壳体包括热风进口及冷风出口。

采用上述技术方案的有益效果在于：利用高温气体上升，低温气体下降的原理，将热风进口设置在第一蒸发壳体的侧面或顶面，尤其是设置在顶面，有助于热风进口吸入尽可能温度高的气体；将冷风出口设在第一蒸发壳体的侧面或底面，尤其是设置在底面，有助于快速将换热后的低温气体送至下方，减少低温气体下降过程中的热量交换，提高室内降温的效率。

优选地，至少有一件所述第一冷凝单元与两件以上的所述第一蒸发单元连通，两件以上所述第一蒸发单元并联后与所述第一冷凝单元连通。

采用上述技术方案的有益效果在于：由于公共空间室内水平面积大，需要配置多件第一蒸发单元，均匀或按预定规则分布在内部空间的顶部，设置多个第一蒸发单元并联后与第一冷凝单元连通，实现一件第一冷凝单元同时为多个第一蒸发单元供应液态工质，另外，第一蒸发单元并联，有效减少管路配置，提升了管路铺设效率。

优选地，热管冷辐射系统还包括输风管道，所述输风管道与所述冷风出口连通，所述输风管道在所述内部空间的顶部区域纵横铺设，所述输风管道的底面设有送风出口。

采用上述技术方案的有益效果在于：输风管道及送风出口的配合设置，便于将冷风出口处的冷风快速输送至预定区域，从单口出风实现多点送风，有效提升制冷效率。

优选地，所述冷风出口处或所述送风出口处或所述冷风出口及送风出口处设有动力送风元件。

采用上述技术方案的有益效果在于：动力送风元件的设置，可有效加快蒸发单元内部气体流动的速度，提升换热制冷效率。

优选地，所述输风管道包括导流元件，所述导流元件设在所述送风出口处，所述导流元件的调节角度为0-180°，用以调节所述送风出口的送风方向及送风量。

采用上述技术方案的有益效果在于：在送风出口设置导流元件，能够180°范围内旋转，便于根据需要调节风向和风量。

优选地，每件所述第一蒸发单元设有进液口及出气口；每件所述第一冷凝单元设有出液口及进气口；所述工质传输组件包括连接管、管路控制元件及工质泵送元件，所述连接管用以连通所述进液口与出液口及连通所述出气口与进气口；所述管路控制元件设在所述连接管上，用以控制所述蒸发单元组件与所述冷凝单元组件之间的工质流通；所述工质泵送元件设在所述出液口与所述进液口之间的连接管上或设在所述进气口与出气口之间的连接管上。

采用上述技术方案的有益效果在于：工质泵送元件的引入，为蒸发单元组件与冷凝单元组件之间的工质循环流通提供驱动力，加快了流通，尤其对于大型公共场所，由于内部空间大，蒸发单元组件与冷凝单元组件之间的连接管路较长，管路阻力较大，工质泵送元件可有效抵消管路阻力，提升工质循环速率，进而提升换热效率。

优选地，所述工质泵送元件设在所述出液口与所述进液口之间的连接管上，所述工质传输组件还包括储液器，所述储液器设在所述工质泵送元件与所述出液口之间的连接管上。

采用上述技术方案的有益效果在于：储液器的设置，便于为工质泵送元件的入口提供足量稳定的液态工质。

优选地，所述工质传输组件还包括过滤器，所述过滤器设在所述储液器与所述工质泵送元件之间的连接管上或者设在所述出液口与所述储液器之间的连接管上。

采用上述技术方案的有益效果在于：过滤器的引入，便于过滤掉热管冷辐射系统的循环管路内工质中的杂质及污物等，从而起到净化循环管路以及防止管路或工质泵送元件的过流通道堵塞的作用。

优选地，所述蒸发冷凝单元由下至上依次包括第二蒸发单元及第二冷凝单元，所述第二蒸发单元与所述第二冷凝单元通过所述工质传输组件连通；所述第二蒸发单元位于公共场所的内部，所述第二冷凝单元位于公共场所的外部。

采用上述技术方案的有益效果在于：第二蒸发单元及第二冷凝单元设置为上下结构，一方面，结构紧凑，最大限度的利用了第二蒸发单元与第二冷凝单元之间的高度差，形成动力驱动工质循环，节能效果显著；另一方面，尽量缩小了公共场所顶部嵌设蒸发冷凝单元所开设的洞口的尺寸，从而有效减少第二冷凝单元的水平占地空间。

附图说明

为了更为清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的一种用于公共场所的热管冷辐射系统示意图；

图2为本发明的另一种用于公共场所的热管冷辐射系统示意图；

图3为图1中Ⅰ处的局部放大示意图；

图中数字所表示的相应的部件名称如下：

公共场所01；蒸发单元组件1；第一蒸发单元11；第一蒸发换热管组111；第一蒸发壳体112；热风进口1121；冷风出口1122；进液口113；出气口114；冷凝单元组件2；第一冷凝单元21；出液口211；进气口212；工质传输组件3；连接管31；管路控制元件32；工质泵送元件33；储液器34；过滤器35；蒸发冷凝单元组件4；蒸发冷凝单元41；第二蒸发单元411；第二冷凝单元412；输风管道5；送风出口51；动力送风元件52；导流元件53。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：

在一些实施例中，如图1-2所示，一种用于公共场所的热管冷辐射系统，热管冷辐射系统包括蒸发单元组件1、冷凝单元组件2及工质传输组件3，或者热管冷辐射系统包括蒸发单元组件1、冷凝单元组件2、蒸发冷凝单元组件4及工质传输组件3；蒸发单元组件1，包括两件以上第一蒸发单元11，两件以上第一蒸发单元11设在公共场所01的室内空间的顶部区域；冷凝单元组件2，包括一件以上第一冷凝单元21，第一冷凝单元21设在公共场所01的外部；工质传输组件3，用以连通蒸发单元组件1及冷凝单元组件2，一件以上第一冷凝单元21与一件第一蒸发单元11连通或者一件第一冷凝单元21与一件以上第一蒸发单元11连通；蒸发冷凝单元组件4，包括一件以上蒸发冷凝单元41，蒸发冷凝单元41为整体式结构，一件以上蒸发冷凝单元41嵌设在公共场所01的顶部。

采用上述技术方案的有益效果在于：针对在技术构思时充分考虑了公共场所01具有内部空间宽敞、水平面积大、高度高的特点，以及传统大型公共场所01降温普遍存在初始投资成本大、运行能耗高的缺陷，通过在公共场所01的内外分别设置蒸发单元组件1和冷凝单元组件2，多件第一蒸发单元11均匀或按预定规则布置在室内空间的顶部区域进行快速均匀降温；整体式的蒸发冷凝单元组件4具有结构紧凑，拆装维护便捷，工质传输管路短，重力驱动能力突出，制冷效率高，配置成本低的优点；蒸发单元组件1与冷凝单元组件2分体式结构具有安装位置灵活，适应范围广的特点，当公共场所01处于顶层时，通过把蒸发冷凝单元组件4布设在公共场所01靠近中间区域的顶部，将冷凝单元组件2及蒸发单元组件1布设在公共场所01靠近侧墙的区域，可以充分发挥各自的优势，在满足公共场所01降温需求的前提下，进一步降低了配置成本及后期运行能耗。

另外，设置一件第一蒸发单元11与多件第一冷凝单元21连接的配比方式，可满足位于室内外温差小的地域的公共空间使用需求，有效提高室内制冷效率；设置多件第一蒸发单元11与一件第一冷凝单元21连接的配比方式，可适用于位于内外温差大的地域的公共空间使用需求，在满足制冷功率要求的前提下，尽量减少第一冷凝单元21的配置，降低设备初投资成本。

在另一些实施例中，如图3所示，第一蒸发单元11包括第一蒸发换热管组111及第一蒸发壳体112，第一蒸发换热管组111内置于第一蒸发壳体112，第一蒸发壳体112包括热风进口1121及冷风出口1122。

采用上述技术方案的有益效果在于：利用高温气体上升，低温气体下降的原理，将热风进口1121设置在第一蒸发壳体112的侧面或顶面，尤其是设置在顶面，有助于热风进口1121吸入尽可能温度高的气体；将冷风出口1122设在第一蒸发壳体112的侧面或底面，尤其是设置在底面，有助于快速将换热后的低温气体送至下方，减少低温气体下降过程中的热量交换，提高室内降温的效率。

在另一些实施例中，如图2所示，至少有一件第一冷凝单元21与两件以上的第一蒸发单元11连通，两件以上第一蒸发单元11并联后与第一冷凝单元21连通。

采用上述技术方案的有益效果在于：由于公共空间室内水平面积大，需要配置多件第一蒸发单元11，均匀或按预定规则分布在内部空间的顶部，设置多个第一蒸发单元11并联后与第一冷凝单元21连通，实现一件第一冷凝单元21同时为多个第一蒸发单元11供应液态工质，另外，第一蒸发单元11并联，有效减少管路配置，提升了管路铺设效率。

在另一些实施例中，如图1,3所示，热管冷辐射系统还包括输风管道5，输风管道5与冷风出口1122连通，输风管道5在内部空间的顶部区域纵横铺设，输风管道5的底面设有送风出口51。

采用上述技术方案的有益效果在于：输风管道5及送风出口51的配合设置，便于将冷风出口1122处的冷风快速输送至预定区域，从单口出风实现多点送风，有效提升制冷效率。

在另一些实施例中，如图3所示，冷风出口1122处或送风出口51处或冷风出口1122及送风出口51处设有动力送风元件52。

采用上述技术方案的有益效果在于：动力送风元件52的设置，可有效加快蒸发单元内部气体流动的速度，提升换热制冷效率。

在另一些实施例中，如图3所示，输风管道5包括导流元件53，导流元件53设在送风出口51处，导流元件53的调节角度为0-180°，用以调节送风出口51的送风方向及送风量。

采用上述技术方案的有益效果在于：在送风出口51设置导流元件53，能够180°范围内旋转，便于根据需要调节风向和风量。

在另一些实施例中，如图3所示，每件第一蒸发单元11设有进液口113及出气口114；每件第一冷凝单元21设有出液口211及进气口212；工质传输组件3包括连接管31、管路控制元件32及工质泵送元件33，连接管31用以连通进液口113与出液口211及连通出气口114与进气口212；管路控制元件32设在连接管31上，用以控制蒸发单元组件1与冷凝单元组件2之间的工质流通；工质泵送元件33设在出液口211与进液口113之间的连接管31上或设在进气口212与出气口114之间的连接管31上。

采用上述技术方案的有益效果在于：工质泵送元件33的引入，为蒸发单元组件1与冷凝单元组件2之间的工质循环流通提供驱动力，加快了流通，尤其对于大型公共场所01，由于内部空间大，蒸发单元组件1与冷凝单元组件2之间的连接管31路较长，管路阻力较大，工质泵送元件33可有效抵消管路阻力，提升工质循环速率，进而提升换热效率。

在另一些实施例中，如图3所示，工质泵送元件33设在出液口211与进液口113之间的连接管31上，工质传输组件3还包括储液器34，储液器34设在工质泵送元件33与出液口211之间的连接管31上。

采用上述技术方案的有益效果在于：储液器34的设置，便于为工质泵送元件33的入口提供足量稳定的液态工质。

在另一些实施例中，如图3所示，工质传输组件3还包括过滤器35，过滤器35设在储液器34与工质泵送元件33之间的连接管31上或者设在出液口211与储液器34之间的连接管31上。

采用上述技术方案的有益效果在于：过滤器35的引入，便于过滤掉热管冷辐射系统的循环管路内工质中的杂质及污物等，从而起到净化循环管路以及防止管路或工质泵送元件33的过流通道堵塞的作用。

在另一些实施例中，如图1所示，蒸发冷凝单元41由下至上依次包括第二蒸发单元411及第二冷凝单元412，第二蒸发单元411与第二冷凝单元412通过工质传输组件3连通；第二蒸发单元411位于公共场所01的内部，第二冷凝单元412位于公共场所01的外部。

采用上述技术方案的有益效果在于：第二蒸发单元411及第二冷凝单元412设置为上下结构，一方面，结构紧凑，最大限度的利用了第二蒸发单元411与第二冷凝单元412之间的高度差，形成动力驱动工质循环，节能效果显著；另一方面，尽量缩小了公共场所01顶部嵌设蒸发冷凝单元41所开设的洞口的尺寸，从而有效减少第二冷凝单元412的水平占地空间。

在另一些实施例中，当上述公共场所为高大型车间时，夏季里，高大型车间室内未安装空调的地方，气温有时高达40℃以上，如果对这样一个高大的室内空间进行全面空调降温，能耗将大幅提升，既严重浪费能源又大大加重了企业经济负担。高大型车间分为上下两层，上层空间主要热源为屋面结构传热及室外阳光直接照射的太阳辐射热；下层空间主要热源为设备产生热量和人员散热。因此，针对搞大型车间的室内空间特点，进行分层分别配置降温，热管冷辐射系统布设在上层或布设在上层及下层，在上层，沿高度方向，蒸发单元布设根据上层空间高度布设一层或多层蒸发单元，从而充分利用上层空间，有效提升冷却效率。下层配置常规制冷设备时，只需满足货品或人员的需求,采用该热管冷辐射制冷与常规制冷的组合方式，可将室内的高温热量排放到室外的同时，大幅降低室内制冷设备的能耗，节能和节约成本成效显著。

在另一些实施例中，当上述公共场所为剧场、音乐厅、会场或多功能厅并采用该热管冷辐射系统进行制冷时，可视顶部空间的高度是否充裕及水平面积是否宽阔，配置一层或多层蒸发单元进行热换降温，并将室内的高温热量排放到室外，从而有效减少室内空调的配置及选配规格，节能效果显著。

在另一些实施例中，当上述公共场所为具有大型比赛场地的体育比赛馆时，为防止在大空间形成严重的温度梯度，采用该热管冷辐射系统，可将室内的高温热量排放到室外，从而避免热空气在上部空间内长时间滞留的问题，与常规冷却措施配合，大幅降低能耗。

在另一些实施例中，当上述公共场所为商场中庭，如封闭式中庭时，室内空间的顶部配置上述热管冷辐射系统，可大大减小中庭下部所配置空调送风系统的规格，具有良好的降噪和冷却效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。