CN105066218B - 用于空气源热泵末端的相变蓄热地板辐射采暖装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空气源热泵末端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；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，供热支管敷设在相变蓄热材料模块中的孔道内，预制的相变蓄热材料模块连同孔道内的供热支管部分均包围在一铝壳内，供热支管与铝壳的贯穿部位及铝壳的两端均分别设有密封圈。本发明施工维修方便、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

用于空气源热泵末端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或墙壁内的采暖装置，具体涉及一种用于空气源热泵末端的干式地板辐射采暖装置。

背景技术

在我国，对地板辐射采暖的研究始于20世纪五十年代，随着各种管材和热源的开发利用，我国低温热水地板辐射采暖技术也取得了长足的进展。与传统散热器相比，地板辐射采暖节能率在30％以上，且能够更好地满足人体热舒适要求。

最初，地板辐射采暖采用湿式做法，但往往受施工水平的影响，填充层混凝土的配比及厚度达标程度不一，造成采暖效果不理想，甚至出现混凝土填充层开裂现象。为了克服湿式做法的弊端，干式地板辐射采暖装置应运而生。相对于辐射采暖地板湿式做法，干式做法具有施工方便快捷，结构重量轻，占用空间小等优点，且近年来在结构和形式上进行了很多创新，但都是针对传统的热水采暖末端或电热采暖末端电缆等。

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，不降低室内温度，保证室内人员的热舒适。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空气源热泵末端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，本发明提出的一种用于空气源热泵末端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凹槽，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凹槽中，埋设在所述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孔道；所述供热支管敷设在所述孔道内，所述预制的相变蓄热材料模块连同孔道内的供热支管部分均包围在一铝壳内，所述供热支管与所述铝壳的贯穿部位及所述铝壳的两端均分别设有密封圈，所述铝箔层沿所述保温材料和所述铝壳的顶面敷设。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.加热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。

2.相变蓄热材料与地板间铺设铝箔层，增强换热，在竖向上，将蓄热材料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。

3.制冷剂直接注入地板供热盘管，先对相变蓄热材料进行加热，减少传统地板采暖过冷段及过热段，均匀恒温供热，与此同时，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是本发明相变辐射采暖装置结构局部横向剖面示意图；

图2(a)是图1所示相变辐射采暖装置结构局部纵向剖面示意图；

图2(b)是图2(a)中所示相变辐射采暖装置A处局部放大图；

图3是本发明相变辐射采暖装置在系统中的平面示意图；

图4是本发明中直线型和U型预制相变蓄热材料模块的示意图。

图中：

1-铝箔层，2-供热支管，3-防潮层，4-楼板层，5-复合地板，6-铝壳，7-相变蓄热材料，8-保温材料，9-密封圈，10-供热干管，11-调节阀，12-温度压力传感器，13-分配器，14-视液器，15-回热干管，16-直线型相变蓄热模块，17-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，本发明一种用于空气源热泵末端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10和回热干管15，自所述供热干管10至所述回热干管15之间通过分配器13联接有多条供热支管2，所述供热干管10和回热干管15上均分别设有压力温度传感器12和调节阀11，所述回热干管15上设有视液器14。

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和图3所示，所述保温基层由保温材料8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16和U型相变蓄热模块17，如图4所示，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16和U型相变蓄热模块17相连而成。所述保温材料8开设有多条横截面为长方形的凹槽，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凹槽中，埋设在所述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8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7和开设在相变蓄热材料7顶面的用于埋设供热支管2的孔道。所述供热支管2敷设在所述孔道内，如图2(a)所示，所述预制的相变蓄热材料模块连同孔道内的供热支管部分均包围在一铝壳6内，如图2(b)所示，所述供热支管2与所述铝壳6的贯穿部位及铝壳6的两端均分别设有密封圈9，以保证铝壳6与供热支管2之间的接触面无空隙及铝壳6的密闭性，防止相变蓄热材料7渗漏；如图1所示，所述保温材料8和相变蓄热材料7成一体后，在其表面敷设铝箔层1，即所述铝箔层1沿所述保温材料8和所述铝壳6的顶面敷设，使得铝箔层1贴合在相变蓄热材料7及保温材料8组成的保温基层上。

本发明采暖装置的施工过程是：如图1所示，在已经处理好的楼板层4上，先进行防潮层3施工，再铺设保温材料8，并且按照实际设计间距开立方体的凹槽，凹槽截面宽度和高度与选定的预制的相变蓄热材料模块截面相同。如图2(a)和图2(b)所示，相变蓄热材料7由密闭的铝壳6包裹，铝壳6的两端设有密封圈，以保证其密闭性，防止相变材料渗漏，相变蓄热材料7中设有埋管用孔道，铝壳6与供热支管2之间用密封圈(最好采用碟形垫圈)进行密封，以保证铝壳6与供热支管2的接触面无空隙，以防止相变蓄热材料7渗漏。如图4所示，预制相变蓄热材料模块有不同规格，具体分为直线型相变蓄热模块16和U型相变蓄热模块17，直线型相变蓄热模块16用于直线管段，U型相变蓄热模块17适用于拐角处管段。在各相变蓄热模块的上部，开有截面为圆形的孔道，用于放置供热支管2。将相变蓄热模块置入保温材料内的长方体凹槽内，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相变蓄热材料模块共同组成。满铺铝箔层1在该保温基层上方，即在保温基层表面覆有加强热传导的铝箔层1。将供热支管2铺设入热管用的圆形孔道内，形成U形供热盘管环路，其起点和终点皆为分配器13。最后，在铝箔层1上方加盖复合地板层5，地板铝箔相变辐射采暖装置的采暖地面施工完毕。

本发明采暖装置的工作原理：如图3所示，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10进入并由分配器13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13汇入回热干管15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加设有铝箔层1和相变蓄热材料7，供热温度较均匀，能较好的满足人体热舒适的要求，且可以缓解除霜过程室内温度降低的问题。

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)

1.一种用于空气源热泵末端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(10)和回热干管(15)，自所述供热干管(10)至所述回热干管(15)之间通过分配器(13)联接有多条供热支管(2)，所述供热干管(10)和回热干管(15)上均分别设有压力温度传感器(12)和调节阀(11)，所述回热干管(15)上设有视液器(14)；

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(8)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(16)和U型相变蓄热模块(17)；所述保温材料(8)开设有多条凹槽，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凹槽中，埋设在所述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(8)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(7)和开设在相变蓄热材料(7)顶面的用于埋设供热支管(2)的孔道；

其特征在于：

所述供热支管(2)敷设在所述孔道内，所述预制的相变蓄热材料模块连同孔道内的供热支管部分均包围在一铝壳(6)内，所述供热支管(2)与所述铝壳(6)的贯穿部位及所述铝壳(6)的两端均分别设有密封圈(9)，所述铝箔层(1)沿所述保温材料(8)和所述铝壳(6)的顶面敷设；

所述相变蓄热材料(7)由密闭的铝壳(6)包裹，所述铝壳(6)的两端设有密封圈；所述相变蓄热材料(7)中设有埋管用孔道，所述铝壳(6)与所述供热支管(2)之间用碟形垫圈进行密封；

所述空气源热泵制备的高压高温气态冷媒工质经过供热干管(10)进入并由分配器(13)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(13)汇入回热干管(15)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所述用于空气源热泵末端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(16)和U型相变蓄热模块(17)相连而成。