基本信息
- 項目名稱：
- 建筑用熱泵空調(diào)系統(tǒng)毛細吸液芯式輻射換熱板新型末端裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該作品目的在于取代現(xiàn)有傳統(tǒng)空調(diào)和輻射空調(diào)末端。其結(jié)構(gòu)包括進水管、出水管、石膏和檸檬酸鉀配制而成的毛細吸液芯、背板、側(cè)壁板、橫壁板、輻射換熱板和用于填充毛細吸液芯材料的通道等?？照{(diào)載冷劑或制冷劑經(jīng)進水管送入填充毛細吸液芯材料的通道內(nèi)。載冷劑或制冷劑由于毛細吸液芯的毛細力作用，自動流向出水管并流回系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)的載冷劑或制冷劑帶入毛細吸液芯式輻射換熱板的能量以輻射為主的傳熱方式傳給室內(nèi)空間。
- 詳細介紹：
- 建筑用熱泵空調(diào)系統(tǒng)毛細吸液芯式輻射換熱板新型末端裝置是在綠色節(jié)能建筑、降低設(shè)備成本、運行高效節(jié)能、健康舒適生活的四大背景下研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的具有節(jié)能、環(huán)保、舒適、健康、經(jīng)濟五大特點的新型空調(diào)末端。其緊緊跟隨綠色節(jié)能建筑的發(fā)展趨勢，目的在于取代現(xiàn)有傳統(tǒng)空調(diào)和輻射空調(diào)末端。該作品包括進水管、出水管、石膏和檸檬酸鉀配制而成具有毛細通道的毛細吸液芯、背板、側(cè)壁板、橫壁板、輻射換熱板及用于填充吸液芯材料的通道等?？照{(diào)載冷劑或制冷劑經(jīng)進水管送入由背板、側(cè)壁板及輻射換熱板組成的內(nèi)填毛細吸液芯夾層的通道內(nèi)。載冷劑或制冷劑由于毛細吸液芯的毛細力作用，自動流向出水管并流回系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)的載冷劑或制冷劑帶入毛細吸液芯式輻射換熱板的能量以輻射為主的傳熱方式傳給室內(nèi)空間。達到室內(nèi)環(huán)境低噪、舒適、健康和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保的效果。該作品作為空調(diào)末端裝置用于綠色節(jié)能建筑中直接蒸發(fā)式分體型熱泵空調(diào)器系統(tǒng)和地熱水環(huán)式熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，并且采用綠色環(huán)保R600a作為制冷劑，是建筑暖通空調(diào)領(lǐng)域具有潛力的發(fā)展方向。并且該作品打破了歐美對毛細管輻射空調(diào)的知識產(chǎn)權(quán)的壟斷。其節(jié)能效益極佳，在毛細輻射管節(jié)能的基礎(chǔ)上，換熱量提高了30%以上，并且其市場價約為毛細輻射管的1/2。優(yōu)異的性能帶來樂觀的經(jīng)濟與社會效益，是未來綠色節(jié)能建筑暖通空調(diào)的重要選擇。 本作品已公開實審2項國家發(fā)明專利。該團隊關(guān)于該作品與美的集團、中國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計院——中機遠雄蓄能科技有限公司，四川省廣元市第四建筑工程有限公司等知名企業(yè)達成初步合作意向。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 2011年第一季度我國全社會用電量10911億千瓦時，同比增長12.7%，全國大部分地區(qū)出現(xiàn)用電荒。而空調(diào)系統(tǒng)的能耗大約占建筑總能耗的47%，在綠色節(jié)能建筑、降低設(shè)備成本、運行高效節(jié)能、健康舒適生活的大背景下，針對風機盤管空調(diào)有風感，溫差大，噪音強，耗能高等缺陷和蛇形管輻射空調(diào)缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)，成本高的缺陷，發(fā)明該作品。 基本思路：航天航空中的熱管技術(shù)。 創(chuàng)新點： 1.首次將航天熱管技術(shù)中的吸液芯移植到空調(diào)系統(tǒng)末端換熱器中，并與熱泵空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合使用； 2.率先提出用多孔介質(zhì)毛細吸液芯式輻射換熱板作空調(diào)末端換熱器,創(chuàng)新地使用CaSO4+H2O+檸檬酸鉀的孔隙率與強度同時提高的新配方； 3.開發(fā)出ABS塑料夾心板并向板內(nèi)灌注多孔介質(zhì)石膏的工業(yè)化生產(chǎn)工藝； 4.開發(fā)出“平行流毛細吸液芯板分體型熱泵空調(diào)系統(tǒng)”，綠色環(huán)保工質(zhì)R600a在該作品中直接蒸發(fā)與凝結(jié)； 5.開發(fā)出“平行流毛細吸液芯板地熱水循環(huán)型熱泵空調(diào)系統(tǒng)”，R600a作為制冷劑、水作為載冷劑。 技術(shù)指標： 1.毛細吸液芯式輻射換熱板制冷與采暖室內(nèi)溫度均勻，舒適性好，噪聲低于20dB； 2.毛細吸液芯式輻射換熱板的市場價只有蛇形管的1/2； 3.單位面積的毛細吸液芯式輻射換熱板與蛇形管相比，載冷水換熱量提高約30%，直接蒸發(fā)式提高約 80%； 4.毛細吸液芯式輻射換熱板的使用壽命大于50年。
科學性、先進性
- 與傳統(tǒng)空調(diào)末端相比，優(yōu)點如下： ①健康：溫度均勻，無風管沒有病菌繁衍； ②舒適：無風感、低噪音、符合人體舒適溫度場分布； ③節(jié)約：安裝在地板下、天花板上不占空間，無需維護、使用壽命長； ④節(jié)能：“毛細吸液芯式輻射換熱板板分體型熱泵空調(diào)系統(tǒng)，制冷劑直接蒸發(fā)與凝結(jié)?！懊毼盒臼捷椛鋼Q熱板地熱水循環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)”，充分利用低品位能源； ⑤環(huán)保：采用綠色環(huán)保工質(zhì)R600a，對臭氧層無破壞，溫室效應指數(shù)僅為0.1。 與蛇形管相比，優(yōu)點如下： ①低成本：毛細吸液芯式輻射換熱板的市場價約為蛇形管的1/2。 ②溫度更均勻：借助航天熱管技術(shù)中毛細吸液芯材料優(yōu)越的傳熱傳質(zhì)性能，整個板面溫度十分均勻。 ③高效：在蛇形管換熱量比傳統(tǒng)空調(diào)末端大大提高的基礎(chǔ)上，其循環(huán)水換熱量再提高約30%，直接蒸發(fā)式更可觀。 作品擁有科技查新報告，公開實審2項國家發(fā)明專利。基于該作品的論文被SCI收錄一篇，復審SCI、EI各一篇，外審EI一篇。作品得到該領(lǐng)域9名專家的推薦。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 現(xiàn)場演示 樣品 參展名稱為：重慶大學毛細吸液芯式輻射換熱板體驗中心
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 毛細液芯式輻射換熱板可代替現(xiàn)有空調(diào)末端，廣泛應用于空調(diào)領(lǐng)域。 其具有以下優(yōu)勢： ①經(jīng)濟實惠 ②極強的舒適性與健康性 ③高效節(jié)能 ④安裝方便、節(jié)約建筑空間 ⑤使用壽命長 毛細吸液芯式輻射換熱板熱泵空調(diào)系統(tǒng)可進入高檔別墅、酒店、辦公樓、商廈等節(jié)能建筑市場及汽車空調(diào)市場，在中后期隨著生產(chǎn)的基地化與規(guī)?；蟪杀究蛇M一步降低，將進入普通居民家庭市場。采用成本加成定價法，將毛細吸液芯式輻射換熱板定價為98元/m2 ,市場采購率初步定為20%。得出2012年，國內(nèi)輻射換熱板總銷售量為0.556億平方米，銷售額54.488億元，并保持銷售額年增長20%。作為低碳節(jié)能的新一代空調(diào)器，可望代替目前廣泛使用的分體式空調(diào)，具有廣闊的市場前景，對推進低碳經(jīng)濟、促進節(jié)能減排具有重大意義。
同類課題研究水平概述
- 建筑輻射式空調(diào)起源于歐洲，其研究發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了長達一個多世紀，上個世紀初英國的巴克爾教授就率先申請了輻射采暖的技術(shù)專利，從此就拉開了對輻射空調(diào)理論技術(shù)研究的大序幕。 T.Imanari比較了輻射冷卻空調(diào)和對流空調(diào)系統(tǒng)的熱舒適性，能耗，成本。自然對流供冷方式在供冷過程中平均流速為0.05m/s，充分滿足ASHRAE(1992)及ISO(1994)制定的舒適度標準(小于0.25m/s)，沒有發(fā)生“吹風感”、噪音及揚塵等現(xiàn)象，分體空調(diào)系統(tǒng)在供冷過程中的平均氣流速度為0.32m/s，發(fā)生了“吹風感”及噪音等現(xiàn)象，對舒適度產(chǎn)生了不利的影響，由此可知，自然對流供冷方式的舒適性優(yōu)于分體式空調(diào)，由于小的平均風速，人體在輻射空調(diào)中感覺更加舒適，不過他同時也指出盡管輻射空調(diào)可以降低10%運行的成本，但是初投資高，根據(jù)輻射空調(diào)的市場價格需要1-17年才能回收。美國學者Hannay和Lebrun等對不同的采暖系統(tǒng)的熱舒適性和能量消耗進行了對比研究，研究發(fā)現(xiàn)：當人們使用不同的采暖系統(tǒng)達到相同的熱舒適性時，各個空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗有著顯著的不同，地板輻射采暖系統(tǒng)可節(jié)能10%～40%。 國內(nèi)越來越多的專家學者也對其進行了深入的理論研究，為國內(nèi)輻射空調(diào)的發(fā)展應用做了許多寶貴的理論基礎(chǔ)。天津地熱研究培訓中心的宗立華對均密度螺旋型布置低溫熱水交聯(lián)聚乙烯輻射地板采暖系統(tǒng)進行研究，建立了穩(wěn)態(tài)傳熱模型，通過試驗驗證，對換熱機理進行理論分析，提出了設(shè)計計算的熱性能組合特性曲線。2005年山東建筑大學李常河等在分析地板輻射供冷系統(tǒng)地面溫度傳熱規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立了地板輻射供冷系統(tǒng)的二維穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)學模型；2007年趙蕾等以辦公室為研究對象，采用數(shù)值仿真的方法，研究了置換通風、頂板輻射供冷及其復合系統(tǒng)在不同復合條件下的室內(nèi)熱環(huán)境，給出不同負荷條件下，室內(nèi)的垂直溫度及流場分布。高攀、趙力等通過建立模型對輻射空調(diào)空間內(nèi)的溫度場和速度場進行了仿真計算，通過對比不同換熱形式的計算結(jié)果，驗證了輻射空調(diào)溫度分布更為均勻，舒適度更好早在上個世紀初期，俄國人就已經(jīng)采用了輻射采暖系統(tǒng)，歐美發(fā)達國家已經(jīng)大面積使用這種空調(diào)系統(tǒng)，特別是地板采暖系統(tǒng)在德國居民住宅的采暖面積中已達到70%，加拿大使用輻射地板采暖面積也已達到80%。 并且通過科技查新，國內(nèi)外未見與該作品類似的報道。
