一种调温方法及调温装置

1.本发明属于调温技术领域，尤其涉及一种调温方法及调温装置。


背景技术：

2.调温大多是指用人工手段对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、流速等参数进行调节和控制，大部分利用冷媒在压缩机的作用下，发生蒸发或凝结，从而引发周遭空气的温度的变化，现有的调温方法大多针对室内空调，对于移动式空调由于需要连接排风管因此活动范围受到限制。
3.如申请号为cn201910496867.3公开的一种无线移动式空调机组，其利用空气和蓄能材料模块对流换热，空气在与蓄能模块进行热交换时平均传热温差大，不可逆的能量损失大，难以保证持续的调温需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种调温方法及调温装置，旨在解决空气在与蓄能模块进行热交换时平均传热温差大，不可逆的能量损失大，难以保证持续的调温需求的问题。
5.本发明是这样实现的，一种调温方法，包括以下步骤：
6.s1：接通电源，基于用户信息确定调温模式为调冷模式或调热模式；
7.s2：关闭分隔模块阻断蓄能腔和换能腔的连通，根据s1的调温模式，控制模块控制制能模块对空气进行制冷或制热，换能腔内空气升温或降温；
8.s3：关闭蓄能腔的进气口和出气口，打开分隔模块连通蓄能腔和换能腔，使升温或者降温后的空气分别与蓄能腔内多个相变温度呈梯级变化的蓄能模块接触，从而对蓄能模块进行充热或充冷；
9.s4：将蓄能模块移动到待调温位置，并利用控制模块确定预设温度；
10.s5：打开蓄能腔的进气口和出气口，通过控制模块控制释能模块工作，使环境空气与蓄能模块之间进行热量交换；
11.s6：检测环境空气温度是否达到预设值；
12.s7：根据步骤s6的判断结果，当温度到达预设值时，控制模块控制释能模块停止工作；当温度未达到预设值时，控制模块控制释能模块继续工作。
13.本发明的一种调温方法：根据调温模式控制模块控制制能模块进行制能，升温或者降温后的空气将首先与高相变温度或者低相变温度的蓄能模块换热，在此过程中，制能模块和空气、空气和蓄能模块间都得到了温度匹配，从而降低了平均传热温差，减少了不可逆损失，蓄能模块经过充能后，利用控制模块控制模块进行温度的预设，释能模块加速空气与蓄能模块进行热量交换，由于蓄能模块的相变温度呈现梯级的变化，在对空气进行制冷或者制热的过程中，平均传热温差也得到降低，不可逆的能量损失减小，从而保证了持续的调温需求，最后控制模块控制模块控制释能模块停止工作，从而实现了自动调温的需要。
14.优选地，所述步骤s2中制能模块包括通过制冷剂管道顺次连接的压缩机、第一换
热器和节流阀和第二换热器，步骤s2包括制冷过程和制热过程：
15.在制热过程，控制模块控制制冷剂沿着压缩机、换向阀、第一换热器、节流阀和第二换热器循环流动；
16.在制冷过程，控制模块控制制冷剂沿着压缩机、第二换热器、节流阀、第一换热器、换向阀循环流动。
17.优选地，步骤s3中的蓄能模块包括多个平行排列的相变组件，所述相变组件包括若干排可拆卸安装于蓄能腔内部的蓄能棒，且相邻两排蓄能棒交错设置，从而在蓄能棒之间形成风道。
18.优选地，在制热过程中，沿着蓄能过程中空气的流动方向，步骤s3中蓄能棒的材料分别为：相变温度为42℃
‑
44℃的月桂酸、相变温度为36℃
‑
38℃的正二十烷、相变温度为28℃
‑
30℃的正十八烷、相变温度为16℃
‑
18℃的正十六烷。
19.优选地，在制热过程中，沿着蓄能过程中空气的流动方向，步骤s3中蓄能棒的材料分别为：相变温度为42℃
‑
44℃的月桂酸、相变温度为36℃
‑
38℃的正二十烷、相变温度为28℃
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30℃的正十八烷、相变温度为16℃
‑
18℃的正十六烷。
20.优选地，在制冷过程中，沿着蓄能过程中空气的流动方向，步骤s3中蓄能棒的材料分别为：相变温度为4.3℃的二元蓄冷材料正十四烷和十二醇、相变温度为16.9℃的二元蓄冷材料液体石蜡和十八烷、相变温度为10℃的十五烷、相变温度为25.04℃的na2so4·
10h2o
‑
na2co3·
10h2o二元盐水合物。
21.优选地，步骤s3包括：打开分隔模块连通蓄能腔和换能腔后，蓄能腔和换能腔间形成有充热回路或充冷回路。
22.优选地，一种调温装置，包括机壳、制能模块、蓄能模块和分隔模块，所述分隔模块安装于机壳内并将机壳内部腔室分隔为蓄能腔和制能腔，所述制能模块安装于制能腔内，所述蓄能模块包括多个间隔安装在蓄能腔内部且相变温度呈梯级变化的相变组件，所述蓄能腔通过分隔模块与制能腔进行气流导通或者隔断，蓄能腔的内部安装有用于加快蓄能模块放能速率的释能模块，所述蓄能腔侧壁开设有与外界连通的进气口和出气口，所述调温装置还包括与制能模块、蓄能模块、分隔模块和释能模块信号连接的控制模块。
23.优选地，所述释能模块为安装在蓄能腔的内部的导气风机。
24.优选地，当调温装置用于充热时，多个相变组件的相变温度沿气流方向梯度降低。
25.优选地，当调温装置用于充冷时，多个相变组件的相变温度沿气流方向梯度增加。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据调温模式控制模块控制制能模块进行制能，在此过程中，制能模块和空气、空气和蓄能模块间都得到了温度匹配，从而降低了平均传热温差，减少了不可逆损失，蓄能模块经过充能后，释能模块加速空气与蓄能模块进行热量交换，由于蓄能模块的相变温度呈现梯级的变化，在对空气进行制冷或者制热的过程中，不可逆的能量损失也得到减小，从而保证了持续的调温需求。
附图说明
27.图1为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置的流程图；
28.图2为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置的立体结构图；
29.图3为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置的侧面结构示意图；
30.图4为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置制热时的工作原理图；
31.图5为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置制冷时的工作原理图；
32.图6为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置充冷/充热时的工作原理图；
33.图7为本发明实施例提供的一种调温方法及调温装置释冷/释热时的工作原理图。
34.附图中：1机壳、2制能模块、201压缩机、202第一换热器、203节流阀、204第二换热器、205换向阀、3蓄能腔、301进气口、302出气口、303导气风机、4相变组件、401蓄能棒、402风道、5分隔模块、501挡板、502调节风门、6调温腔、7换能腔、8阻隔件、9循环风机、10排气风机、11排气口、12电源、13排风管、14控制器。
具体实施方式
35.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
37.实施例1
38.如图1所示，为本发明的一个实施例提供的一种调温方法的流程图，包括以下步骤：
39.s1：接通电源12，基于用户信息确定调温模式为调冷模式或调热模式；
40.s2：关闭分隔模块5阻断蓄能腔3和换能腔7的连通，根据s1的调温模式，控制模块控制制能模块2对空气进行制冷或制热，换能腔7内空气升温或降温；
41.s3：关闭蓄能腔3的进气口301和出气口302，打开分隔模块5连通蓄能腔3和换能腔7，使升温或者降温后的空气分别与蓄能腔3内多个相变温度呈梯级变化的蓄能模块接触，从而对蓄能模块进行充热或充冷；
42.s4：将蓄能模块移动到待调温位置，并利用控制模块确定预设温度；
43.s5：打开蓄能腔3的进气口301和出气口302，通过控制模块控制释能模块工作，使环境空气与蓄能模块之间进行热量交换；
44.s6：检测环境空气温度是否达到预设值；
45.s7：根据步骤s6的判断结果，当温度到达预设值时，控制模块控制释能模块停止工作；当温度未达到预设值时，控制模块控制释能模块继续工作。
46.在本发明的一个实例中，首先根据调温需要选择合适的调温模式，然后根据调温模式控制模块控制制能模块2进行制能，从而对制能模块2内部空气的温度进行调节，之后将分隔制能模块2与蓄能模块的分隔模块5打开，升温或者降温后的空气将首先与高相变温度或者低相变温度的蓄能模块换热，由于空气比热容较小，空气温度产生明显变化，变为中温空气，然后流入中相变温度的蓄能模块区域进行换热，在此过程中，制能模块2和空气、空气和蓄能模块间都得到了温度匹配，从而降低了平均传热温差，减少了不可逆损失，蓄能模块经过充能后，可以根据需要进行不同位置温度的调节，利用控制模块控制模块进行温度的预设，然后控制释能模块进行工作，加速空气与蓄能模块进行热量交换，在此过程中，由于蓄能模块的相变温度呈现梯级的变化，在对空气进行制冷或者制热的过程中，平均传热温差也得到降低，不可逆的能量损失减小，从而保证了持续的调温需求，最后控制模块控制
释能模块停止工作，从而实现了自动调温的需要。
47.本实施例的一种情况中，所述步骤s2中制能模块2包括通过制冷剂管道顺次连接的压缩机201、第一换热器202和节流阀203和第二换热器204，步骤s2包括制冷过程和制热过程：
48.在制热过程，控制模块控制制冷剂沿着压缩机201、换向阀205、第一换热器202、节流阀203和第二换热器204循环流动；
49.在制冷过程，控制模块控制制冷剂沿着压缩机201、第二换热器204、节流阀203、第一换热器202、换向阀205循环流动。
50.可以得知的是，当需制能模块2进行制冷或者制热时，通过换向阀205调节制冷剂的流动方向，从而可以实现制冷和制热过程的转换。
51.具体的来说，步骤s3中的蓄能模块包括多个平行排列的相变组件4，所述相变组件4包括若干排可拆卸安装于蓄能腔3内部的蓄能棒401，且相邻两排蓄能401交错设置，从而在蓄能棒401之间形成风道402。
52.可以得知的是，通过设置若干排可拆卸的蓄能棒401，从而可以根据需要进行制冷或者制热材料的更换，且相邻两排蓄能棒401交错设置，从而可以获得大容量能量存储。提升了传热性能，进而增加了与空气之间的热量交换效果。
53.步骤s3包括：打开分隔模块5连通蓄能腔3和换能腔7后，蓄能腔3和换能腔7间形成有充热回路或充冷回路。
54.可以得知的是，当进行充能过程时，空气经过蒸发器或者冷凝器，从而实现升温或者降温，然后利用蓄能模块进行能量的存储，当进行释能过程时，利用释能模块将蓄能模块中的能量与外界的空气进行交换，从而实现不同位置进行调温的效果，避免了在调温过程中需要连接外部设备，使用起来更加方便可靠。
55.示例性的，在制热过程中，沿着蓄能过程中空气的流动方向，步骤s3中蓄能棒401的材料分别为：相变温度为42℃
‑
44℃的月桂酸、相变温度为36℃
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38℃的正二十烷、相变温度为28℃
‑
30℃的正十八烷、相变温度为16℃
‑
18℃的正十六烷。
56.示例性的，在制冷过程中，沿着蓄能过程中空气的流动方向，步骤s3中蓄能棒401的材料分别为：相变温度为4.3℃的二元蓄冷材料正十四烷和十二醇、相变温度为16.9℃的二元蓄冷材料液体石蜡和十八烷、相变温度为10℃的十五烷、相变温度为25.04℃的na2so4·
10h2o
‑
na2co3·
10h2o二元盐水合物，当然，在制冷或者制热的过程中，可以根据需要进行相变材料的选择，相变材料的种类也不限于上述两种材料，本实施例在此不做具体的限定。
57.实施例2
58.如图2
‑
4所示，在实施例1的基础上，还包括：一种调温装置，包括机壳1、制能模块2、蓄能模块和分隔模块5，所述分隔模块5安装于机壳1内并将机壳1内部腔室分隔为蓄能腔3和制能腔，所述制能模块2安装于制能腔内，所述蓄能模块包括多个间隔安装在蓄能腔3内部且相变温度呈梯级变化的相变组件4，所述蓄能腔3通过分隔模块5与制能腔进行气流导通或者隔断，蓄能腔3的内部安装有用于加快蓄能模块放能速率的释能模块，所述蓄能腔3侧壁开设有与外界连通的进气口301和出气口302，所述调温装置还包括与制能模块2、蓄能模块、分隔模块5和释能模块信号连接的控制模块。
59.本实施例在实际应用时，通过设置制能模块2便于对相变组件4进行充冷或者充热，当装置进行相变组件4的充放能时，通过设置相邻相变组件4的相变温度呈梯级变化，可以降低空气与相变组件4的平均传热温差，各个传热过程均能实现温度匹配，减少了不可逆损失的同时避免额外消耗功率，达到了节能效果的同时也保证了持续的制冷和制热需求；同时可以根据需要将制能模块2和蓄能腔3组合在一起，利用机壳1进行装配，进而增大了空调的活动范围，避免了制冷过程中排风管13与墙体连接部位持续漏入热风，减小了制冷负荷，使用起来更加方便。
60.当空气调温装置用于充热时，多个相变组件4的相变温度沿气流方向梯度增加。
61.当空气调温装置用于充冷时，多个相变组件4的相变温度沿气流方向梯度降低。
62.在进行充热时，相变组件4包含两层具有相同相变温度的蓄能棒401,相变组件4的相变温度从进气口301和出气口302逐渐梯级升高。
63.在进行充冷时，相变组件4包含两层具有相同相变温度的蓄能棒401，相变组件4的相变温度从进气口301和出气口302逐渐梯级降低。
64.所述释能模块为安装在蓄能腔的内部的导气风机303。
65.具体的来说，多个相变组件4平行排列，所述相变组件4包括若干排可拆卸安装于蓄能腔3内部的蓄能棒401，且相邻两排蓄能棒401交错设置，从而在蓄能棒401之间形成风道402。
66.进一步的，所述分隔组件5包括安装在蓄能腔3与制能腔之间的挡板501、以及安装在挡板501的两端的调节风门502。
67.更进一步的，所述制能腔通过阻隔件8分为调温腔6和换能腔7，所述换能腔7通过调节风门502与蓄能腔3导通或隔断。
68.示例性的，换能腔7与蓄能腔3导通时，调节风门502与机壳1之间的开口大小均沿着气体的流动方向逐渐减缩。
69.在本发明的一个实例中，进气口301设置在蓄能腔3底部侧面，出气口302设置在蓄能腔3顶部，相变组件4设置成可拆卸安装于蓄能腔3内部的蓄能棒401，且相邻两排蓄能棒401交错设置，便于获得大容量能量存储和优异传热性能，使用时长得到提升，阻隔件8可以设置为密封板，从而对调温机组2进行划分，通过设置调节风门502与机壳1之间的开口变化，便于在进行换能时气体流动更加平滑，增加换热效果。
70.实施例3
71.如图3所示，在实施例2的基础上，所述制能模块2包括通过制冷剂管道顺次连接的压缩机201、第一换热器202、节流阀203和第二换热器204，所述压缩机201、第一换热器202、节流阀203安装于调温腔6内部，所述第二换热器204安装在换能腔7内部。
72.具体的来说，所述换能腔7的内部安装有在换能腔7和蓄能腔3之间形成充冷回路或充热回路的循环风机9，所述循环风机9位于第二换热器204的下方，所述的调温腔6靠近第一换热器202的一侧设有排气风机10和排气口11，所述排气风机10置于排气口11和第一换热器202之间，排气风机10用于将第一换热器202周围空气排出。
73.本实施例的一种情况中，当进行制冷循环时，所述第一换热器202充当冷凝器，第二换热器204充当蒸发器，当进行制热循环时，所述第一换热器202充当蒸发器，第二换热器204充当冷凝器，所述装置还包括安装在制能模块2侧面的电源12和排风管13。
74.本实施例在实际应用时，控制模块可以为控制器14，还可以是指示器，从而对压缩机201进行调节，使管网压力维持在设定的限值范围，进而对制冷制热以及释冷释热过程进行控制，通过设置制能模块2便于进行蓄能棒401的充冷或者充热。
75.如图4
‑
5所示，当需要进行充热时，通过换向阀205换向改变制冷剂流向，同时第二换热器204充当冷凝器，第一换热器202充当蒸发器，由于间隔设置的相变组件4之间的相变温度由上到下递减，从而在充热时匹配空气被加热时的温度逐渐降低，因此从上向下流入蓄能腔3的空气，先与高相变温度材料换热，由于空气比热容较小，空气产生明显降温，变为中温空气，随后流入中相变温度材料区域，进行换热后，空气温度继续降低，最后流入相变温度更低的材料区域，在充热过程中，第二换热器204和空气、空气和相变材料间都得到了温度匹配。
76.如图6所示，在进行释热的过程中，冷空气经过进气口301，先与较低相变温度材料换热，由于空气比热容较小，空气产生明显升温，变为中温空气，流入中相变温度材料区域进行换热后，空气温度继续升高，流入相变温度更高的材料区域，然后从出气口302进入到外界。
77.如图3、图5
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6所示，当需要进行充冷时，连接电源12和排风管13，制能模块2运行向蓄能棒401提供冷量，此时第二换热器204为蒸发器，第一换热器202为冷凝器，导气风机303、循环风机9启动，关闭蓄能腔3上的进气口301和出气口302，打开挡板501的两端的调节风门502，循环风机9迫使空气流动，将第二换热器204所产生冷量储存在蓄能棒401中。
78.如图6所示，在进行释冷过程中，打开蓄能腔3上的进气口301和出气口302，关闭挡板501的两端的调节风门502，热空气经过进气口301，先与较高相变温度材料换热，由于空气比热容较小，空气产生明显降温，变为中温空气，流入中相变温度材料区域进行换热后，空气温度继续降低，流入相变温度更低的材料区域，然后从出气口302进入到外界即可。
79.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。