[发明专利]一种被动式蓄冷换热方法及装置

权利要求书

1.一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：包括带有热源（51）的容腔（5）及水箱（1）；水箱（1）内储存有蓄冷水量和蓄热水量，其中蓄冷水量和蓄热水量实现交互将热源（51）的热量传导至容腔（5）外。

2.根据权利要求1所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：当白天高温时段时，室内换热器（2）中的水吸收室内的热量后水密度变低通过相对位置较高的第二水管（12）进入水箱（1），而第二水管（12）与水箱（1）第二连接位置处（B）的水温低于第三水管（13）与水箱（1）第三连接位置处（C）的水温，第三水管（13）与水箱（1）第三连接位置处（C）以上和室外换热器（3）中水的温度都较高，第一水管（11）与水箱（1）第一连接位置处（A）以下的水温仍较低，水箱中温度较低密度较高的水在重力作用下，通过第一水管（11）自然下沉进入到室内换热器（2），以此实现室内循环降温。

3.根据权利要求1所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：当晚上室外温度降低到水箱（1）顶部温度以下时，室内换热器（51）中的水吸收室内的热量后密度变低通过相对位置较高的第二水管（12）进入水箱（1），由于第二水管（12）与水箱（1）第二连接位置处（B）的水温高于第四水管（14）与水箱第四连接位置处（D）的水温，低密度热水上升，通过相对位置较高的第四水管（14）进入室外换热器（3）降温，降温后的水密度变低在重力作用下通过第三水管（13）回到水箱（1）中，第三水管（13）与水箱第三连接位置处（C）的水温低于第一水管（11）与水箱（1）第一连接位置处（A）的水温，水箱中温度较低密度较高的冷水在重力作用下下沉，通过相对位置较低的第一水管（11）回到室内换热器（2）中，以此实现室外循环散热。

4.根据权利要求2或3所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：第一水管（11）与水箱（1）第一连接位置处（A）和第二水管（12）与水箱（1）第二连接位置处（B）的高度差为H1，H1的计算方法为：H1=Q/SρtC，其中Q为24小时室内设备产热量，S为水箱底面积，ρ为35℃时水的密度，C为水的比热容，t为设计的水升温度。

5.根据权利要求2或3所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：第三水管（13）与水箱（1）第三连接位置处（C）和第四水管（14）与水箱（1）第四连接位置处（D）高度差为H2，H2的计算方法是：H2= H1+ Qs/SρtC，其中Qs为外界对水箱表面辐射产生的热量，S为水箱底面积，ρ为35℃时水的密度，C为水的比热容，t为设计辐射对水箱作用的水升温度。

6.根据权利要求2或3所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：所述第三连接位置处（C）高于第二连接位置处（B）的位置，并且两者高度差为ΔH，水箱（1）ΔH之间为蓄冷水量。

7.根据权利要求2或3所述的一种被动式蓄冷换热方法，其特征在于：水箱（1）的高度为H≥H1＋H2＋ΔH； 其中所述水箱（1）的底部留有沉淀区，顶部留有气泡区。

8.一种被动式蓄冷换热装置，其特征在于：包括带有热源（51）的容腔（5）及水箱（1）；所述容腔（5）内设置有室内换热器（2），所述容腔（5）外设置有室外换热器（3）；所述室内换热器（2）、室外换热器（3）和水箱（1）通过水管连通。

9.根据权利要求8所述的一种被动式蓄冷换热装置，其特征在于：所述水管包括第一水管（11）、第二水管（12）、第三水管（13）和第四水管（14）；其中所述第二水管（12）与室内换热器（2）连接段水平位置高于第一水管（11）与室内换热器（2）连接段；第三水管（13）与室外换热器（3）连接段水平位置高于第四水管（14）与室外换热器（3）连接段。

10.根据权利要求9所述的一种被动式蓄冷换热装置，其特征在于：所述室内换热器（2）和室外换热器（3）相对于水箱（1）成角度设置且同侧倾斜。

11.根据权利要求10所述的一种被动式蓄冷换热装置，其特征在于：第一水管（11）与水箱（1）为第一连接位置处（A），第二水管（12）与水箱（1）为第二连接位置处（B），水管13与水箱（1）为第三连接位置处（C），第四水管（14）与水箱为第四连接位置处（D）；其中所述第四连接位置处（D）、第三连接位置处（C）、第二连接位置处（B）、第一连接位置处（A）高度依次递减；所述第四连接位置处（D）和第三连接位置处（C）水平高度差为H2；第三连接位置处（C）和第二连接位置处（B）水平高度差为ΔH；第二连接位置处（B）和第一连接位置处（A）水平高度差为H1；所述水箱（1）的高度大于等于水平高度差H1、H2、ΔH之和。