專利名稱：在空調(diào)環(huán)境和至少一個外部環(huán)境之間的熱分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在空調(diào)環(huán)境和至少一個外部環(huán)境之間的熱分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前越來越感覺到需要控制能量消耗，特別是在夏季和冬季永久居住的環(huán)境的氣候控制，例如辦公室和家。生產(chǎn)環(huán)境，地窖，冷凍單元，用于飼養(yǎng)動物或者用于農(nóng)業(yè)的房間(例如溫室)和類似的房間的空調(diào)領(lǐng)域同樣感到這些需求?，F(xiàn)在，為了滿足這些需求，具有用于流出水或者其他傳熱流體的管道的壁結(jié)構(gòu)是已知的，其限定處于由這種壁包圍的空調(diào)環(huán)境和外部的溫度之間的中間溫度的層。在這些壁結(jié)構(gòu)中的流出水來源于處于不再在技術(shù)過程中使用的溫度的熱源，例如來源于地熱井的水，或者來源于熱太陽能板的水，或者也與在工業(yè)過程中使用的傳熱流體換熱的水。這些壁結(jié)構(gòu)，盡管是值得重視的，但可以在許多方面得到改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱分離設(shè)備，其適于在可選溫度值中保持空調(diào)環(huán)境的溫度，隨著時間的推移空調(diào)環(huán)境和外部之間的熱平衡趨勢比現(xiàn)在已知的解決方案更加有效。在這目的中，本發(fā)明的目標是提供能夠與輔助熱源換熱的熱分離設(shè)備。本發(fā)明的另一個目標是提供允許使用具有工藝廢能源，也就是不能在技術(shù)中有效地利用的能源的熱源的熱分離設(shè)備，以保持空調(diào)環(huán)境和外部環(huán)境之間的溫差。本發(fā)明的另一個目標是提供結(jié)構(gòu)簡單并且容易使用并且可以以相對低的成本生產(chǎn)的熱分離設(shè)備。這個目的以及這些和其他目標將在下文中變得更加明顯，通過一種在空調(diào)環(huán)境和至少一個外部環(huán)境之間的熱分離設(shè)備達到，所述環(huán)境是相鄰的，其特征在于該熱分離設(shè)備包括壁，該壁至少包括-朝所述空調(diào)環(huán)境的第一活性層狀區(qū)域，-相對于所述第一活性層狀區(qū)域朝向所述外部環(huán)境的第二活性層狀區(qū)域，-插入所述活性層狀區(qū)域之間的第一絕熱層狀區(qū)域，-插入所述第二活性層狀區(qū)域和所述外部環(huán)境之間的第二絕熱層狀區(qū)域，所述活性層狀區(qū)域為傳熱流體的流出提供通道，在所述熱分離設(shè)備運行期間，傳熱流體通過所述壁的厚度具有不同的平均溫度。


根據(jù)由附圖中的不局限的例子說明的本發(fā)明的熱分離設(shè)備的兩個最佳但不是唯一的實施例的以下的詳細描述，本發(fā)明的進一步特性和優(yōu)勢將變得更加顯而易見，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例中的熱分離設(shè)備的橫截面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例中的熱分離設(shè)備的橫截面視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例中的熱分離設(shè)備中沿圖2中的線III-III切開的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例中的熱分離設(shè)備的橫截面視圖。
具體實施例方式值得注意的是在專利申請過程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)公開的任何主題將不被要求權(quán)利并且將成為放棄的主題。參照圖，附圖標記10通常表示在空調(diào)環(huán)境11和至少一個外部環(huán)境12之間的熱分
離設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的熱分離設(shè)備10在第一實施例中包括透明或者半透明壁13，該壁具有-第一活性層狀區(qū)域14，-相對于第一活性層狀區(qū)域14朝向外部環(huán)境12的第二活性層狀區(qū)域15，-插入活性層狀區(qū)域14和15之間的第一絕熱層狀區(qū)域16，-插入第二活性層狀區(qū)域15和外部環(huán)境12之間的第二絕熱層狀區(qū)域17。活性層狀區(qū)域14和15分別提供用于相應(yīng)傳熱流體19和20流出的通道18a和 18b。在熱分離設(shè)備10運行期間，傳熱流體19和20通過壁13的厚度具有不同的平均溫度。 有利地，熱分離設(shè)備10的壁13還具有第三絕熱層狀區(qū)域21，其插入第一活性層狀區(qū)域14和空調(diào)環(huán)境11之間。在第一實施例中，絕熱層狀區(qū)域16，17和21以及通道18a和18b作為在適宜地由玻璃制成的基本透明或半透明面板23a，23b，23c，23d，23e，23f之間的空隙22a，22b，22c， 22d和2 而被提供。特別地，在面板23a，23b，23c，23d，23e和23f中，優(yōu)選地-第一面板23a和第二面板23b通過劃界限定空隙22a，22b，22c,22d和22e中的第一空隙22a，提供第二絕熱層狀區(qū)域17，-第二面板23b和第三面板23c通過劃界限定空隙22a，22b，22c,22d和22e中的第二空隙22b，提供第二活性層狀區(qū)域15，-第三面板23c和第四面板23d通過劃界限定空隙22a，22b，22c,22d和22e中的第三空隙22c，提供第一絕熱層狀區(qū)域16，-第四面板23d和第五面板2 通過劃界限定空隙22a，22b，22c,22d和22e中的第四空隙22d，提供第一活性層狀區(qū)域14，-第五面板2 和第六面板23f通過劃界限定空隙22a，22b，22c,22d和22e中的第五空隙22e，提供第三絕熱層狀區(qū)域21。適宜地，通道18a和18b，也就是，分別的第四空隙22d和第二空隙22b，由傳熱流體19和20穿過以提供已知的逆流結(jié)構(gòu)。
此外，取決于根據(jù)本發(fā)明的熱分離設(shè)備10的應(yīng)用的可能的需求，-傳熱流體19和20可以是在兩個截然不同的流體回路中循環(huán)的流體，通道18a和 18b分別屬于兩個截然不同的流體回路，-或者傳熱流體19和20可以在具有由通道18a和18b組成的兩個不同的連續(xù)支流的相同回路中循環(huán)；因此傳熱流體19和20是相同的流體，基本僅在熱剖面中不同。此外，優(yōu)點有-吸收屏對，其是或者可以呈現(xiàn)不透明并且在使用過程中被插入第一空隙22a，-在第一空隙22a中重新配置屏M的裝置，其適于根據(jù)指令在第一空隙22a的中間位置和附著于第二面板23b的位置之間重新配置屏24，以允許它們之間的有效熱傳導(dǎo)。例如，屏M可以通過雙輥幕提供并且可以具有透明部分和不透明部分，其可選地也能反射；這些部分通過輥子的致動可以交替地設(shè)置在第一空隙22a中。特別地，不透明部分和透明部分之間的過渡區(qū)域可以具有從不透明到透明的逐漸過渡。通常，無論如何，屏24是能吸收的，也就是，適合吸收太陽輻射能量，它捕獲能量并且以熱量的形式通過第二傳熱流體20傳輸給熱蓄存設(shè)備。使用熱分離設(shè)備10的一個例子，在第一實施例中，提供安裝壁13以封閉的居住空間的房間，提供例如窗戶或者玻璃窗；在這種方式中，空調(diào)環(huán)境11是在空間內(nèi)部的環(huán)境并且其外部的環(huán)境是外部環(huán)境12。在冬天，內(nèi)部溫度Tl，也就是，空調(diào)環(huán)境11所需的溫度，高于外部溫度T2，也就是， 高于外部環(huán)境12的溫度。傳熱流體19和20的第一流體19，適宜地是水，流過第四空隙22d，例如朝壁13的
上部上升。它與空調(diào)環(huán)境11以及與傳熱流體的第二流體20交換熱量，同樣適宜地是水，流過第二空隙22b，例如朝壁13的下部下降。以下定義-T3作為第一傳熱流體19進入第四空隙22d的平均流入溫度，并且T4作為它從那里出來的平均溫度，-T5作為第二傳熱流體20進入第二空隙22b的平均流入溫度，并且T6作為它從那里出來的平均溫度。通常，有利地T3 > T4 > T5 > T6 > T2。取決于使用的需求，Tl > T3或者T3 > Tl > "Γ4。在這第二種情況下，通過第一傳熱流體19交換的熱流，在它在第四空隙22d的流出中，沿壁13的延伸反向。在夏天，內(nèi)部溫度Tl，也就是，空調(diào)環(huán)境11所需的溫度，低于外部溫度T2，也就是， 外部環(huán)境12的溫度。通常，在這種情況下，有利地T2 > T6 > T5 > T4 > T3 > Tl ；應(yīng)該注意到在任何情況下T3不必高于Tl，但是T3接近Tl是有益的，也就是，大約等于Tl，并且T3因此也可以稍微小于Tl。然而，在非常大的入射太陽通量值面前，特別在屏M采用高太陽吸收系數(shù)值的情況下，溫度T6可以高于T2。適宜地，在熱分離設(shè)備10的運行期間，屏M可以設(shè)置成根據(jù)指令插入第一面板 23a和第二面板2 之間使用，或者，如果屏M已經(jīng)插入它們之間，同樣可以呈現(xiàn)不透明。因此由于在使用期間屏M是不透明的，并且插入第一面板23a和第二面板2 之間，它捕獲有助于加熱其的發(fā)光輻射。這樣，根據(jù)需求，它可以設(shè)置在相對于第一空隙2 的中間的位置，相對于當它設(shè)置在附著于第二面板23b的位置(如圖1中的虛線所示)時發(fā)生的傳輸來說，這種位置有利于從它向第二傳熱流體20的較低的熱傳導(dǎo)。應(yīng)該注意，可以設(shè)置屏M以附著于第二面板23b以傳熱給第二傳熱流體20，從而適宜地朝蓄熱器輸送能量流，蓄熱器在設(shè)備10外部。事實上，在使用期間當屏M附著于第二面板23b時，這種屏，通過輻射加熱，通過第二面板22b由傳導(dǎo)傳輸熱流到第二傳熱流體20。反之亦然，在使用期間屏對可以適宜地與第二面板2 間隔開以限制向外部環(huán)境 12的熱傳導(dǎo)。作為一種選擇，它可以設(shè)置成附著于第二面板23b以傳熱給第二傳熱流體20。進一步，特別地在夏天條件使用時，屏M有利地可以實施反射，例如因為它通過可以設(shè)置在第一空隙22a中的具有反射部分的雙輥幕提供。在這種情況下，反射屏M降低了從外部環(huán)境12向空調(diào)環(huán)境11傳來的熱輻射流。在本發(fā)明的第二實施例中，空調(diào)環(huán)境111和外部環(huán)境112之間的熱分離設(shè)備100 包括壁113，該壁具有至少-第一活性層狀區(qū)域114，-相對于第一活性層狀區(qū)域114的朝向外部環(huán)境112的第二活性層狀區(qū)域115，-插入活性層狀區(qū)域114和115之間的第一絕熱層狀區(qū)域116，-插入第二活性層狀區(qū)域和外部環(huán)境112之間的第二絕熱層狀區(qū)域117?；钚詫訝顓^(qū)域114和115優(yōu)選地提供適宜地由管提供的通道118a和118b，用于傳熱流體119和120的流出，在熱分離設(shè)備100運行期間，傳熱流體119和120通過壁113的厚度具有不同的平均溫度。形成第一通道118a的管優(yōu)選地相對于形成第二通道118b的管偏移。適宜地，由導(dǎo)電材料、例如附圖中沒有示出的電焊金屬網(wǎng)或多孔金屬網(wǎng)制成的層與通道118a和118b接觸，以充分利用熱分離設(shè)備10的更大結(jié)構(gòu)強度，進一步允許更大的熱均勻性，允許連續(xù)管的更大間距。有利地，第三絕熱層狀區(qū)域121插入第一活性層狀區(qū)域114和空調(diào)環(huán)境111之間。絕熱層狀區(qū)域116，117和121適宜地通過絕熱面板提供，例如由膨脹聚氨酯或類似物制成。取決于根據(jù)本發(fā)明的熱分離設(shè)備100的應(yīng)用的可能的需求，-傳熱流體119和120可以是在兩個截然不同的流體回路中循環(huán)的流體，通道 118a和118b分別屬于兩個截然不同的流體回路，-或者傳熱流體119和120可以在具有由通道118a和118b組成的兩個不同的連續(xù)支流的相同回路中循環(huán)；因此傳熱流體119和120是相同的流體，基本僅在熱剖面中不同。適宜地，第二絕熱層狀區(qū)域117和第三絕熱層狀區(qū)域121具有一致地在通道118a 和118b的一個方向上增加的厚度，第一絕熱層狀區(qū)域具有以相對于第二絕熱層狀區(qū)域117 和第三絕熱層狀區(qū)域121不一致的方式在這種縱向方向上減少的厚度。在這種第二實施例的結(jié)構(gòu)變化中，通道118a和118b有利地由透明材料制成，例如玻璃或透明塑料。作為一種選擇，可以提供這種通道作為由玻璃或者其他透明材料制成的面板劃界的間隙，方式類似于這里描述的發(fā)明的第一實施例。同時，絕熱層狀區(qū)域116，117和121適宜地由透明的或者半透明的絕熱面板制成， 例如已知的氣凝膠材料。特別地參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的熱分離設(shè)備的第三實施例將在后面描述并且基本上由第一和第二實施例的結(jié)合組成。在第三實施例中，根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)環(huán)境11和至少一個外部環(huán)境12之間的熱分離設(shè)備200包括透明或半透明壁213，該壁具有-第一活性層狀區(qū)域214，-相對于第一活性層狀區(qū)域214朝向外部環(huán)境12的第二活性層狀區(qū)域215，-插入活性層狀區(qū)域214和215之間的第一絕熱層狀區(qū)域216，-插入第二活性層狀區(qū)域215和外部環(huán)境12之間的第二絕熱層狀區(qū)域217。有利地，熱分離設(shè)備200的壁213還具有插入第一活性層狀區(qū)域214和空調(diào)環(huán)境 11之間的第三絕熱層狀區(qū)域221?；钚詫訝顓^(qū)域214和215分別提供用于相應(yīng)的傳熱流體219和220流出的通道 218a 禾口 218b。在熱分離設(shè)備210運行期間，傳熱流體219和220通過壁213的厚度具有不同的
平均溫度。在第三實施例中，提供第二絕熱層狀區(qū)域217和第一活性層狀區(qū)域215分別作為第一空隙22 和第二空隙222b，其分別通過面板223a，223b和223c限定。特別地，第一空隙22 通過第一面板223a和通過第二面板22 限定，第二空隙 222b通過第二面板223b和通過第三面板223c限定。第二空隙222b形成第二通道218b。第一絕熱層狀區(qū)域216和第三絕熱層狀區(qū)域221適宜地通過絕熱并且透明或者半透明面板提供，例如商業(yè)上已知的氣凝膠材料。第一通道218a適宜地通過管提供。適宜地，第一絕熱層狀區(qū)域216和第三絕熱層狀區(qū)域221分別具有在通道218a和 218b的一個縱向方向上減少或增加的適合。有利地，第二面板22 和第三面板223c之間的至少一個具有太陽輻射吸收特性。作為這個的一種選擇，可能考慮使用已經(jīng)在第一實施例中描述的屏。在熱分離設(shè)備100的運行期間，傳熱流體119和120的第一流體119有利地在形成通道118a和118b中的第一個118a的管中流動，其在第一端121a具有第一端溫度T7，并且在第二端121b具有其平均值不同于第一端溫度T7的第二端溫度T8。
這樣，適宜地，在熱分離設(shè)備100的運行期間，傳熱流體119和120的第二傳熱流體120有利地在形成通道118a和118b的第一通道118a的管中流動，其在第一端12 具有第一端溫度T9，并且在第二端122b具有其平均值不同于第一端溫度T9的第二端溫度T10。在這種方式下，例如在冬天條件，熱分離設(shè)備100的運行適宜地提供從第一端 121a通過第一通道118a到第二端121b，具有高于第二端溫度T8的第一端溫度T7的第一傳熱流體119的流出。同時，在從第二端122b通過第二通道118b到第一端12 的第二傳熱流體120的
流出中，第二端溫度TlO高于第一端溫度T9。有利地，使用壁113作為居住空間和外部之間的分隔時，Tll是內(nèi)部溫度，也就是， 空調(diào)環(huán)境111所需的溫度，并且T12是外部溫度，也就是外部環(huán)境112的溫度。在冬天，通常Tll > T12，然而在夏天Tll < T12。有利地，在熱分離設(shè)備100的運行期間，在夏天條件設(shè)置T12 > T8 > TlO > T8 > T7 > T11。應(yīng)該注意T7不必須一直高于T11，但是T7最好接近Tl 1，也就是，大約等于，或者稍微大于Tll。然而，在非常大的入射太陽通量值面前，溫度T9可以高于T12。不同地，在冬天條件，T7 > T8 > TlO > T9 > T12，因為取決于使用T7 > Tll或者 T7 < Tll的需求。通常，在第一實施例和第二實施例中，傳熱流體19，20，119和120是水，其適宜地與外部源交換熱量，例如可再生能源和/或廢能源，其中詞語“廢能(waste energy)”用于表示在技術(shù)過程中不能用其他方式有效利用的能源。特別地，例如在夏天時期，這種水可以來源于其溫度低于大氣溫度，也就是低于外部環(huán)境12，112的地下水位，或者來源于在冬天時期使用的蓄熱器，或者甚至可以與它們進行換熱。同樣地，這種水，在冬天時期，可以來源于地熱地點，來源于季節(jié)性蓄熱器，來源于熱太陽能板，或者可以和它們進行換熱，或者可以接收在熱量產(chǎn)生而沒有使用的過程中來自工廠的熱量。實際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明達到計劃的目的和目標，提供適合將空調(diào)環(huán)境溫度保持在選擇的溫度值的熱分離設(shè)備，同時對比空調(diào)環(huán)境和外部之間的熱平衡的趨勢比現(xiàn)在已知的解決方案更加有效。根據(jù)本發(fā)明的熱分離設(shè)備，由于它的兩塊活性層狀區(qū)域，事實上允許壁的溫度分層，允許橫過它施加有利的熱梯度，依靠通過可再生方法獲得的輔助能源或者在家庭或工業(yè)用戶設(shè)備中的廢能進行換熱。進一步，根據(jù)本發(fā)明的溫度分層設(shè)備允許通過空隙中的流體流出的增強效應(yīng)和不透明屏進行有效的熱能存儲，屏可以被調(diào)節(jié)并且旨在通過輻射調(diào)節(jié)它的加熱。這樣構(gòu)思的本發(fā)明可以有許多改進和變化，所有改進和變化落入所附權(quán)利要求的范圍；所有細節(jié)可以進一步由其他技術(shù)上等同的元素替換。實際上，使用的材料，以及可能的形狀和尺寸，可以是根據(jù)需求以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的任意一個。
本申請要求意大利專利申請NO.PD2009A000120的公開的優(yōu)先權(quán)，并在此通過引
用合并其公開的內(nèi)容。在任意權(quán)利要求中提到的技術(shù)特征由附圖標記表示，被包括的那些附圖標記的唯一目的是增加權(quán)利要求的理解，并且根據(jù)這些附圖標記在通過這些附圖標記舉例確定的每個部件的解釋上不具有任何限制作用。
權(quán)利要求
1.一種在空調(diào)環(huán)境(11，111)和至少一個其外部環(huán)境(12，112)之間的熱分離設(shè)備 (10，100)，所述環(huán)境是鄰近的，其特征在于，所述熱分離設(shè)備包括壁(13，113,213),所述壁至少具有-朝向所述空調(diào)環(huán)境(11，111)的第一活性層狀區(qū)域(14，114)，-相對于所述第一活性層狀區(qū)域(14，114)朝向所述外部環(huán)境(12,11 的第二活性層狀區(qū)域(15，115)，-插入所述活性層狀區(qū)域(14，114，15，115)之間的第一絕熱層狀區(qū)域(16，116)，-插入所述第二活性層狀區(qū)域(15,11 和所述外部環(huán)境(12,11 之間的第二絕熱層狀區(qū)域(17，117)，所述活性層狀區(qū)域(14，114，15，115)提供用于傳熱流體(19，20，119，120)流出的通道 (18a，18b，118a，118b)，在所述熱分離設(shè)備(10，100)運行期間，傳熱流體具有通過所述壁 (13，113，213)的厚度的不同的平均溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，所述熱分離設(shè)備包括插入所述第一活性層狀區(qū)域(14，114)和所述空調(diào)環(huán)境(11，111)之間的第三絕熱層狀區(qū)域(21，121)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項或多項所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，所述絕熱層狀區(qū)域(16，17，21)和所述通道(18a, 18b)包括在基本透明或半透明面板(23a, 23b，23c, 23d， 23e，23f)之間的空隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，所述熱分離設(shè)備包括吸收屏(M)， 所述吸收屏是不透明的或者可以呈現(xiàn)不透明，并且在使用期間插入所述第二絕熱層狀區(qū)域 (17)中，形成所述面板(23a，23b，23c，23d，23e，23f)的第一面板(23a)和第二面板(23b) 之間的空隙，提供用于在所述第二絕熱層狀區(qū)域(17)重新配置所述屏04)的裝置，所述裝置適合根據(jù)指令在所述空隙中的中間位置和附著于所述第二面板0 )的位置之間重新配置所述屏(M)，所述面板朝向所述外部環(huán)境(1 界定所述第二活性層狀區(qū)域(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項或多項所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，所述第二絕熱層狀區(qū)域(117)和所述第三絕熱層狀區(qū)域(121)具有一致地在所述通道(118a，118b)的一個延伸方向上增加的厚度，第一絕熱層狀區(qū)域具有相對于所述第二絕熱層狀區(qū)域(117)和所述第三絕熱層狀區(qū)域(121)不一致地在所述延伸方向上減少的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項或多項所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，所述通道 (118a, 118b)包括用于所述第一傳熱流體(119)和所述第二傳熱流體(120)流出的管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱分離設(shè)備，其特征在于，形成所述通道(118a，118b)的第一通道(118a)的管相對于形成所述通道(118a，118b)的第二通道(118b)的管偏移。
全文摘要
一種在空調(diào)環(huán)境(11，111)和至少一個外部環(huán)境(12，112)之間的熱分離設(shè)備(10，100)，包括壁(13，113，213)，壁具有至少-朝向空調(diào)環(huán)境(11，111)的第一活性層狀區(qū)域(14，114)，-相對于第一活性層狀區(qū)域(14，114)朝向外部環(huán)境(12，112)的第二活性層狀區(qū)域(15，115)，-插入活性層狀區(qū)域(14，114，15，115)之間的第一絕熱層狀區(qū)域(16，116)，-插入第二活性層狀區(qū)域(15，115)和外部環(huán)境(12，112)之間的第二絕熱層狀區(qū)域(17，117)?；钚詫訝顓^(qū)域(14，114，15，115)提供用于傳熱流體(19，20，119，120)流出的通道(18a，18b，118a，118b)，在熱分離設(shè)備(10，100)運行期間，傳熱流體具有通過所述壁(13，113，213)的厚度的不同的平均溫度。
文檔編號F24J2/04GK102439376SQ201080020266
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者弗蘭科·文圖里尼 申請人:弗蘭科·文圖里尼