CN105066217B - 一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，包括供热管路和采暖地面，供热管路包括供热干管和回热干管，自所述供热干管至所述回热干管之间通过分配器联接有多条供热支管，供热干管和回热干管上均分别设有压力温度传感器和调节阀，回热干管上设有视液器；采暖地面包括敷设在楼板层上面、且自下而上设置的防潮层、保温基层、铝箔层和复合地板层；保温基层由保温材料和相互连接的预制的相变蓄热材料模块构成，供热支管敷设在预制的相变蓄热材料模块的凹槽内、且位于铝箔层之上。其施工维修方便、供热均匀、除霜过程保证室内热舒适、供热效率高和节能效果好。

Description

一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置
技术领域
本发明涉及一种铺设在地板和墙壁内的室内采暖装置，具体涉及一种用于空气源热泵的新型采暖装置。
背景技术
我国目前能源消耗量已跃居世界第二位，其中一次能源消耗以煤炭为主，清洁能源利用率较低，而近几年席卷全国的雾霾现象产生的原因之一即是我国能源结构不合理。因此，我们需要优化能源消耗模式，建立资源节约型和环境友好型的社会发展体质。
空气源热泵技术虽然在我国的发展时间较短，但其清洁、高效、稳定等优点促使该技术迅速发展，并拥有广阔的发展前景。我国建设部于2002年首次创立空气源热泵地板辐射供暖系统。空气源热泵与地板辐射供暖系统的结合冬季供暖可节能60％，用此同时，大大拓宽了空气源热泵供暖系统的适用范围。空气源热泵地板辐射供暖系统冬季将室外空气低品位热能提升至高品位热能为建筑物供暖，大大提高了系统性能和能效比。目前，空气源热泵地板辐射采暖系统多采用水作为热媒，需要对水进行二次换热，系统总耗电量的40％左右为输配循环水泵的能耗，大大降低了系统供热效率。
现考虑一种干式地板辐射采暖末端，其供热盘管中的工质不是水，而是由热泵机组蒸发器出口流出的冷媒蒸汽，将整个供热盘管敷设的区域即地板区域视为冷凝器段，冷媒蒸汽在供热盘管中冷凝放热，满足采暖需求，达到热源端和运输管路双向节能的效果。热泵机组在冬季使用时往往会出现结霜现象，需由制热工况转变为制冷工况，从室内提取热量除霜。若采用已有辐射采暖地板做法，一则易产生地板表面温度分布不均匀的现象，二则除霜工况运行时，易引起室内人员的不舒适感。为此，在辐射采暖地板装置加入铝箔和相变蓄能材料，加快供热盘管冷凝放热过程，保证地面温度的均匀性，在除霜时由相变材料相变放热提供热量，缓解室内温度降低问题，保证室内人员的热舒适。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，其施工维修方便、供热均匀、除霜过程保证室内热舒适、供热效率高和节能效果好。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，包括供热管路和采暖地面，所述供热管路包括供热干管和回热干管，自所述供热干管至所述回热干管之间通过分配器联接有多条供热支管，所述供热干管和回热干管上均分别设有压力温度传感器和调节阀，所述回热干管上设有视液器；所述采暖地面包括敷设在楼板层上面、且自下而上设置的防潮层、保温基层、铝箔层和复合地板层；所述保温基层由保温材料和相互连接的预制的相变蓄热材料模块构成，所述预制的相变蓄热材料模块包括直线型相变蓄热模块和U型相变蓄热模块；所述保温材料开设有多条第一凹槽，第一凹槽的走向与所述供热支管的走向一一对应；所述预制的相变蓄热材料模块连接后埋设在所述第一凹槽中，埋设在所述第一凹槽中的所述预制的相变蓄热材料模块的顶面与所述保温材料的顶面平齐；所述预制的相变蓄热材料模块包括相变蓄热材料和开设在相变蓄热材料顶面的用于埋设供热支管的第二凹槽；所述铝箔层沿所述保温材料和所述预制的相变蓄热材料模块的顶面并经过每个第一凹槽的表面敷设；所述供热支管敷设在所述第二凹槽内、且位于所述铝箔层之上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.供热盘管与地板间铺设铝箔层，增强换热，在竖向上，将供热盘管内的热量迅速导入地板层，同时在水平方向上加快热传递，保证地板表面温度均匀性，因此可适当降低冷媒供热温度，提高热泵系统运行效率。
2.供热盘管周围加设相变蓄热材料，利用其相变潜热，在供热时储存热能，在除霜时释放热能，避免传统方式直接从室内空气取热的弊端，利于在除霜过程中维持室内温度，保证人体热舒适性要求。
3.制冷剂直接注入地板供热盘管，无二次换热过程，降低输送能耗和能量损失，提高系统能效。
4.与传统热水供暖或电热供暖管路相比，管间距增大，供热回路长度大大减少，降低沿程能量损耗，节省管材，经济性佳。
5.无有害、有毒、易燃易爆气体泄漏危险，与传统燃气地板采暖形势相比，具有更高的安全性。
附图说明
图1是本发明相变蓄热地板辐射采暖装置局部横向剖面示意图
图2是本发明相变辐射采暖装置在系统中的平面示意图；
图3是本发明中直线型和U型预制相变蓄热材料模块示意图。
图中：
1-铝箔层，2-供热支管，3-防潮层，4-楼板层，5-复合地板层，6-相变蓄热材料，7-保温材料，8-供热干管，9-调节阀，10-温度压力传感器，11-分配器，12-视液器，13-回热干管，14-直线型相变蓄热模块，15-U型相变蓄热模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图2所示，本发明一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，包括供热管路和采暖地面，所述供热管路包括供热干管8和回热干管13，自所述供热干管8至所述回热干管13之间通过分配器11联接有多条供热支管2，所述供热干管8和回热干管13上均分别设有压力温度传感器10和调节阀9，所述回热干管13上设有视液器12。
如图1所示，所述采暖地面包括敷设在楼板层4上面、且自下而上设置的防潮层3、保温基层、铝箔层1和复合地板层5。
如图1所示，所述保温基层由保温材料7和相互连接的预制的相变蓄热材料模块构成，所述预制的相变蓄热材料模块包括直线型相变蓄热模块14和U型相变蓄热模块15；如图2所示，所述保温材料7开设有多条第一凹槽，第一凹槽的走向与所述供热支管2的走向一一对应；所述预制的相变蓄热材料模块连接后埋设在所述第一凹槽中，如图1所示，埋设在所述第一凹槽中的所述预制的相变蓄热材料模块的顶面与所述保温材料7的顶面平齐；所述预制的相变蓄热材料模块包括相变蓄热材料6和开设在相变蓄热材料6顶面的用于埋设供热支管2的第二凹槽；所述铝箔层1沿所述保温材料7和所述预制的相变蓄热材料模块的顶面并经过每个第一凹槽的表面敷设，所述供热支管2敷设在所述第二凹槽内、且位于所述铝箔层1之上，即铝箔层1贴合在相变蓄热材料模块的顶面和所述保温材料7的顶面组成的基面上，然后在敷有铝箔层的第二凹槽中置有作为供热盘管的供热支管2，最后在铝箔层1之上连同覆盖上供热支管2覆盖复合地板层5。
本发明采暖装置的施工过程如图1所示，在已经处理好的楼板层4基面上，先进行防潮层3的施工，再铺设保温材料7，并且按照实际设计间距开立方体的第一凹槽，第一凹槽的截面宽度和高度与选定的预制的相变蓄热材料模块的截面相同。如图3所示，预制的相变蓄热材料模块有不同规格，具体可以分为直线型相变蓄热模块14和U型相变蓄热模块15，直线型相变蓄热模块14适用于直线管段，U型相变蓄热模块15适用于拐角处管段。在预制的相变蓄热材料模块的上部，开有截面为半矩形面半圆弧面，即U字型截面的第二凹槽，用于放置供热支管2。将预制的相变蓄热材料模块置入保温材料内的截面为长方形的第一凹槽内，形成包括有供热支管2作为供热盘管管路通道的保温基层，如前所述，该保温基层由保温材料和预制的相变蓄热材料模块共同组成，满铺铝箔层在该保温基层上面，即在保温基层表面覆盖有加强热传导的铝箔面。将供热支管2铺设入第二凹槽内的铝箔层之上，形成U形供热盘管环路，其起点和终点均为供热支管2与供热干管8和回热干管13相连的分配器11。最后，在保温基层上方加盖复合地板层5，复合地板层5同时也覆盖了供热支管2，至此，完成了本发明采暖地面的施工。
本发明该采暖装置的工作原理是：当系统在供热工况下运行时，热泵系统制备的高压高温气态冷媒工质经过供热干管8并由分配器11送至室内地埋供热支管2进行放热，放热后冷凝成为液体，再经过分配器11汇入回热干管13返回系统室外机进行吸热，形成供热循环回路，向室内供热。
由于本发明采暖装置中的采暖地面结构中加设有铝箔层1和相变蓄热材料6，供热温度较均匀，能较好的满足人体热舒适的要求，避免了由于除霜过程造成室内地板温度降低的缺陷。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，包括供热管路和采暖地面，所述供热管路包括供热干管(8)和回热干管(13)，自所述供热干管(8)至所述回热干管(13)之间通过分配器(11)联接有多条供热支管(2)，所述供热干管(8)和回热干管(13)上均分别设有压力温度传感器(10)和调节阀(9)，所述回热干管(13)上设有视液器(12)；
所述采暖地面包括敷设在楼板层(4)上面、且自下而上设置的防潮层(3)、保温基层、铝箔层(1)和复合地板层(5)；
所述保温基层由保温材料(7)和相互连接的预制的相变蓄热材料模块构成，所述预制的相变蓄热材料模块包括直线型相变蓄热模块(14)和U型相变蓄热模块(15)；所述保温材料(7)开设有多条第一凹槽，第一凹槽的走向与所述供热支管(2)的走向一一对应；所述预制的相变蓄热材料模块连接后埋设在所述第一凹槽中，埋设在所述第一凹槽中的所述预制的相变蓄热材料模块的顶面与所述保温材料(7)的顶面平齐；所述预制的相变蓄热材料模块包括相变蓄热材料(6)和开设在相变蓄热材料(6)顶面的用于埋设供热支管(2)的第二凹槽；
所述铝箔层(1)沿所述保温材料(7)和所述预制的相变蓄热材料模块的顶面并经过每个第一凹槽的表面敷设；所述供热支管(2)敷设在所述第二凹槽内、且位于所述铝箔层(1)之上；
其特征在于：
空气源热泵制备的高压高温气态冷媒工质经过供热干管(8)并由分配器(11)送至室内地埋供热支管(2)进行放热，放热后冷凝成为液体，再经过分配器(11)汇入回热干管(13)返回系统室外机进行吸热，形成供热循环回路，向室内供热。
2.根据权利要求1所述与空气源热泵结合的相变蓄热地板辐射采暖装置，其特征在于，相互连接的预制的相变蓄热材料模块由直线型相变蓄热模块(14)和U型相变蓄热模块(15)相连而成。
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